Turboprop

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Turboprop (komb. aus: Turbine u. Propeller) ist eine landläufige Bezeichnung für Propellerturbinentriebwerk (auch als PTL bezeichnet). Flugzeuge mit diesem Triebwerk sind auf Fluggeschwindigkeiten bis zu etwa 80 Prozent der Schallgeschwindigkeit beschränkt. In diesem Geschwindigkeitsbereich arbeiten Turboprops auch wirtschaftlicher als reine Turbinentriebwerke.

Funktionsschema eines Turboproptriebwerkes (A Propeller, B Getriebe, C Kompressor, D Brennkammer, E Turbine, F Ausstoßdüse)

Triebwerke einer Bristol, Britannia, eines der ersten Turboprop-Flugzeuge

Gegenläufige Luftschrauben an einer Antonow An-70, man beachte die unterschiedliche Blattzahl

Das Turboprop ist eine Gasturbine, die als Wellentriebwerk einen Propeller über ein Getriebe antreibt. Der Schub wird nahezu ausschließlich vom Propeller erzeugt, auf den die erzeugte Energie der Turbine übertragen wird. Um den Schub zu erzeugen, werden vom Propeller sehr große Luftmengen angesaugt und schwach beschleunigt. Diese Art des Triebwerks zeichnet sich durch niedrigen Kraftstoffverbrauch aus, weswegen es vornehmlich bei Transport- und Kurzstreckenflugzeugen, die im unteren Luftraum (bis 20.000 ft/6.500 m) verkehren, eingesetzt wird. In höheren Luftschichten ist der Luftdruck so niedrig, dass Turboprop-Flugzeuge unrentabel sind und deshalb Turbofan-Flugzeuge zum Einsatz kommen.

Anders als bei sonst üblichen Propellern werden Luftschrauben verwendet, die häufig fünf oder mehr Schaufelblätter besitzen. Dadurch kann die Schaufellänge bei gleichem Luftdurchsatz verkürzt werden. Durch die niedrigere Geschwindigkeit an den Blattspitzen erreicht man einen niedrigen Geräuschpegel. Außerdem kann man nur so die Stromgeschwindigkeiten an den Blattspitzen unter dem Bereich der Schallgeschwindigkeit halten und die damit verbundenen enormen Reibungskräfte minimieren.

Je nach Fluggeschwindigkeit und Flughöhe wird der Anstellwinkel der Propellerblätter meist automatisch eingestellt, um eine optimale Ausnutzung des Drehmoments und der Drehzahl zu erreichen.

Die Energie für den Antrieb der Luftschraube liefert die Gasturbine. Sie saugt Luft ein, die in einem axialen oder radialen mehrstufigen Kompressor verdichtet wird. Anschließend gelangt sie in die Brennkammer, wo sie mit dem Treibstoff verbrennt und sich stark ausdehnt. Die nun energiereiche Luft strömt durch die meist axial aufgebaute und mehrstufige Turbine und wird dabei entspannt. Die auf die Turbine übertragene Energie treibt über eine Welle Kompressor und die Luftschraube an. Die Abgase werden ausgestoßen.

Gegenüber einem herkömmlichen Antrieb über Kolbenmotoren haben Propellerturbinen den Vorteil eines geringeren Gewichtes bei gleicher Leistung (etwa 0,23 bis 0,27 kg/kW), eine kleinere Stirnfläche und eine höhere Maximalleistung pro Triebwerk.

Das größte Flugzeug mit diesem Triebwerkstyp ist die Antonow An-22, deren Kusnezow NK-12MA-Triebwerke mit einer Leistung von je 11.185 kW gleichzeitig die größten je gebauten Turboprops sind.

Siehe auch: Strahltriebwerk