Die Dampfmaschin: Da stellen wir uns erst ma ganz dumm!

Sachen gibt’s, die gibt’s gar nicht: Viele davon stehen bei der Bundeswehr. Und damit auch alle was zu lachen haben, gibt es den »Bericht des Bundesministeriums der Verteidigung zu angeblichen technischen Störungen beim Transporthubschrauber NH90« und dessen »Stagnation« von Triebwerken.
Den sollte man gelesen haben. Auch für den technischen Laien gibt es dort viel zu schmunzeln. Zur Erinnerung: Der Hubschrauber NH90 fiel in der Vergangenheit (Ja! Auch auseinander, aber dazu später) dadurch auf, daß er auf ungleichmäßig geschnittenen Rasen nicht landen konnte, rostete, abstürzte, brannte und auch sonst weit hinter den Erwartungen der olivfarbenen Eigentümer blieb. Vollkommen überflüssig zu erwähnen, daß er erheblich zu teuer ist.
Die Konstruktion ist sogar dermaßen danebengeglückt, daß es nun einen Untersuchungsausschuß gibt und der schreibt unter anderem folgendes:

»Stagnation der Triebwerke RTM322 des NH90

Nach dem Abstellen kühlt das Triebwerk – bedingt durch die Umbauung mit einer Verkleidung – nicht rotationssymetrisch ab. Darüber hinaus kühlt das Verdichtergehäuse schneller ab als die innenliegenden Verdichterbauteile. Dadurch kommt es in der Zeitlichen Abfolge des Abkühlens aller Bauteile des Treibwerks bis zur Umgebungstemperatur zu thermischen Kräften zwischen den rotierenden und langsamer abkühlenden inneren Teil (Verdichterwelle) sowie den Lagerstellen im umgebenden Gehäuse. Diese Kräfte können zu einer leichten Durchbiegung der Verdichterwelle führen. Zusätzlich verkleinert sich durch die unterschiedliche Abkühlung die Spaltbreite zwischen den Schaufelspitzen und dem umgebenden Gehäuse. Wird in dieser Phase ein erneuter Start des Triebwerks durchgeführt kann es zu einem Anschleifen der Verdichterschaufeln (wellenfest) am Verdichtergehäuse kommen. Die dadurch verursachte Abflachung des Drehzahlanstieges wird auch als »Stagnation« bezeichnet. Bedingt durch das Anschleifen kann es zur Verbiegung der Leitschaufeln kommen. Tritt dieser Fehler ein und das Triebwerk läuft im Leistungsbereich, kann es zur internen Selbszerlegung von Teilen und dem Totalausfall des Triebwerkes kommen.«

Verstanden? Nein? Macht nichts. Ich erkläre es einmal in den dürren Worten der Umgangssprache.
Der Hubschrauber hat einen Motor. Sonst geht nichts. Der NH90 hat der Sicherheit halber gleich zwei davon (sogenannte Gasturbinen) weil zwei besser als einer sind. Mit einem fliegt er notfalls auch, aber weder besonders gut noch besonders lange.

Damit der Hubschrauber hübscher aussieht, liegen die Turbinen unter einem Stück Blech. Das ist die Motorhaube des Hubschraubers. Und da beginnen die Probleme. Was bei jedem Golf I funktioniert, suckt beim NH90. Wenn der Motor kalt wird – also ausgemacht wurde – soll die Abkühlung nach Möglichkeit gleichmäßig von allen Seiten passieren. Damit nichts passiert. Deswegen macht man eine Motorhaube drüber. Da steht dann die laue Luft und verhindert, daß sich einige Teile schneller als andere abkühlen. Nicht so beim NH90.

Nun ist es so, daß bei einem Motor einige Teile heißer werden als andere (in aller Regel die Innereien, bei der Gasturbine der Verdichterläufer). Das muß so. Das wußte schon der alte Benz und selbst der hatte das von James Watt mit seinen Dampfmaschinen abgeguckt. Die Kunst des Maschinenbaus besteht nun in erster Linie darin, zu verhindern, daß sich die thermisch unterschiedliche Ausdehnung der Bauteile in die Quere kommen. Jeder kennt das. Kolbenringe zum Beispiel (Doch! Echt jetzt! Jeder kennt die!) Oder eben auch viele andere Teile, die so dimensioniert sind, daß ein bestimmtes Spiel (ein Leerraum) vorgesehen ist, daß sich nix aneinander reibt, wenn die Bauteile unterschiedliche Temperaturen haben und sich dementsprechend unterschiedlich ausdehnen. Nicht so beim NH90.

Und jetzt beginnen die Lyriker des Untersuchungsausschußes ihre Leistungsschau! Man hat also weder auf auf genügend Spiel noch auf eine sinnvolle Kühlung geachtet. Die Rache der Physik war furchtbar.
»Diese Kräfte können zu einer leichten Durchbiegung der Verdichterwelle führen.« Meine Damen und Herren: Ich präsentiere den GAU. Diese Welle darf alles! Blond sein, kirschrot oder beleidigt, aber eines niemals: Durchgebogen. Auch nicht ein ganz klein wenig! Dabei ist es ziemlich gleichgültig, ob im zehntel Bereich oder als Hufeisen.

Der Supergau, zu dem es jetzt kommt, wird mit dem unschlagbaren Euphemismus »Stagnation« umschrieben. Während die verbogene Verdichterwelle mit aller Gewalt versucht, ihre engtolerierten Lager zu schrotten, ist das Gehäuse dermaßen geschrumpft, daß jedes Spiel ein Ende findet.
»Zusätzlich verkleinert sich durch die unterschiedliche Abkühlung die Spaltbreite zwischen den Schaufelspitzen und dem umgebenden Gehäuse«
Das kann man sich in etwa so vorstellen, als hätte man mittels Aceton jede Spur von Schmieröl aus dem Zwölfzylinder des Lamborghini Countach entfernt und versucht nun einen Rekord auf der Viertelmeile.
»… ein erneuter Start des Triebwerks durchgeführt, kann es zu einem Anschleifen der Verdichterschaufeln (wellenfest) am Verdichtergehäuse kommen.«
Die zu erwartende » Abflachung des Drehzahlanstieges« kann man natürlich als »Stagnation« bezeichnen.

Ich sehe es förmlich vor mir: Hochwarmfester Stahl und Hitec-Keramik fräsen sich ihre Bahn durch unschuldiges AS10 im Gesenk geschmiedetes Aluminium – allein dieses Geräusch muß herzerweichend sein.
»Bedingt durch das Anschleifen kann es zur Verbiegung der Leitschaufeln kommen«
Man könnte auch von der Möglichkeit sprechen, daß beim Abschneiden der Sauerstoffzufuhr eines Tauchers nach einer Stunde mit bleibenden Schäden zu rechnen ist. Nur daß dieses Ergebnis bei einer Gasturbine in einer Sekunde vorliegt.

Wenigstens zum Schluß des zitierten Absatzes konnte man sich einer treffenden Bemerkung nicht enthalten: Die »Selbstzerlegung« des Triebwerkes.
Yep! So isses! Und um den Zeitraum zu nennen, in dem sich das Triebwerk biegt und beugt beim Abkühlen: Wir reden hier über bis zu drei Stunden. Drei Stunden, in denen man den Motor besser nicht wieder anwirft. Den Feind wird’s freuen – was mir vollkommen gleichgültig ist -, aber als Rettungshubschrauber (bzw. im SAR-Einsatz) verbietet sich solcher Kernschrott.

Bei jedem billigen Rasenmäher nennt man das Kolbenfresser. Im Falle des NH90: Ab Werk.

NH90 Piloten überlegten 2014 nach diversen Unfällen mit diesem Muster, sich fluguntauglich zu melden.

Weiteres zum Thema wie üblich professionell aufgearbeitet bei Augen Geradeaus

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11 Antworten zu Die Dampfmaschin: Da stellen wir uns erst ma ganz dumm!

  1. Der Emil schreibt:

    Ich mein, ich hatte auch das Zitat verstanden — aber Deine Erklärung ist gar köstlich amüsant 😉

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  2. Stony schreibt:

    Der Emil hat es schön auf den Punkt gebracht – und ich fühlte mich beim Schmunzeln an die Sendung mit der Maus erinnert. Danke! 🙂

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  3. pantoufle schreibt:

    *verbeug, verbeug*
    Ja, da ist der Erklärbär in mir mit mir durchgegangen.

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  4. waswegmuss schreibt:

    Wo wir wieder bei den Ackerschleppern wären. Das Problem ist bei den ersten Fendt mit Turboaufladung erstmals aufgetaucht wenn die Bauern im Superkriechgang über den Acker johlten und dann die Maschine abstellten ohne sie vorher langsam herunterzufahren hat es die Keramik von den Turboschaufeln gesprengt: Totalschaden.
    Das wurde dann meines Wissens durch eine bessere Beschichtung gelöst.
    Aber die Dehnung nicht zu berechnen ist schon eine ingenieurtechnische Meisterleistung!

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    • pantoufle schreibt:

      Ob es allein an der Konstruktion des Triebwerkes liegt, sei dahingestellt. Das treibt auch andere Helikopter an, bei denen von diesen Problemen nichts bekannt wurde (AH64, AW 101 – was natürlich nicht heißt, daß es dort nicht vorgekommen sein mag).
      Über die tatsächlichen Ursachen schweigt sich der Bericht aus. Ob es an der Art und Weise von Maßnahmen zur IR-Signatur liegt, unsachlicher Software die das Herunterfahren der Turbine regelt oder einem grundsätzlichen Einbaufehler… was auch immer.

      Ebenso sind die Triebwerksprobleme nur eine Facette von Unzulänglichkeiten und Beanstandungen. Der erste Prototyp des NH90 hob 1995 ab, die Serienproduktion läuft seit 2001. Zeit genug die Probleme zu erkennen und zu beseitigen war also genug. Sicherlich hat das Projekt immer darunter gelitten, daß jede Armee, jede Dienststelle und jeder noch so popelige Sachbearbeiter seine eigene kleine Änderung vorbrachte. Auf der anderen Seite ist es ja nicht der erste Helicopter der Fluggeschichte. Der Vorgänger des NH90 – der Sikorsky S 61 (Erstflug 1959, Indienststellung 1961) – fliegt bis heute; funktionsfähige Vorbilder sind also durchaus vorhanden.

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  5. DasKleineTeilchen schreibt:

    „kann es zur internen Selbszerlegung….verstanden?“. ja, allerdings. ich lieg am boden xD; ist das geil. das TRIEBWERK so zu versauen, da gehört wirklich schon was zu. total abgefahren.

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    • DasKleineTeilchen schreibt:

      und wenn du schon mit solchen perversitäten wie „brutus“ kommst, mein lieber pantoufle…
      „allein dieses Geräusch muß herzerweichend sein.“…komm ich mit meinem all-time-favourit der motorzerlegung mit entsprechender akustik (gefunden vor 6 jahren):

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  6. lazarus09 schreibt:

    Apropos Brutus aus Sinsheim ..kennt hier einer Mavis den Packard-Bentley mit dem 42ltr V12 Bootsmotor ..?

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