Die Turbine

Es gibt nur einen Ausweg für die Gasmassen die hinaus wollen - der Weg durch die Turbinenstufen.
Die Turbine ist ein Bauteil das wieder aus Schaufelrädern besteht und somit der Verdichterstufen irgendwie recht ähnlich sieht (nur dass die Turbinenschaufeln verglichen mit den Verdichterschaufeln winzig sind). Der Grund, wieso wir mit diesem Bauteil dem Gasstrom jetzt die so mühsam erzeugte Energie entziehen ist leicht erklärt. Die Turbine ist der Antrieb für die Luftverdichtung die vorher im Verdichter / Kompressor - Bereich stattgefunden hat.

Auch wenn die Turbine dem Verdichter recht ähnlich sieht, ein extremer Unterschied besteht. Die aus der Brennkammer strömenden Gase sind an die 1.400°C heiß und damit um einiges über dem Schmelzpunkt der Turbinenschaufeln (<1.200°C). Einfach nach einem besseren Material suchen geht jetzt nicht mehr, mit Nickelstahl haben wir das schon gefunden. Und auch der "Schutzfilm"-Trick reicht hier nicht mehr aus. Zwar sind Kühlkanäle in die Schaufeln gefräst, durch die sich von innen kühle Luft an die Außenseite der Schaufel legen kann aber das ist nur der sprichwörtliche "Tropfen auf den heißen Stein". Hier wird der Gasstrom zwischen den Turbinenschaufeln durchgepresst und das bisschen Kühlluft sofort von einem glutheißen Orkan weggerissen.

Die Produktion der Turbinenschaufeln muss optimiert werden um mit der enormen Temperaturbelastung fertig zu werden.
Die Schwachstelle von Nickelstahl ist, wie bei den meisten anderen Metallen, die kristalline Struktur. Entlang dieser Strukturen beginnen Metalle zu brechen oder zu schmelzen. Da mehr Energie notwendig ist um einen großen Kristall zu schmelzen wäre also eine Turbinenschaufel ideal die aus einem einzigen Kristall besteht.
Die Lösung dieses Problems ist ein Hightech-Fertigungsprozess der das Metall dazu bringt eine Monokristallstruktur einzunehmen. Nur so können die Turbinenschaufeln unter den hier herrschenden Bedingungen ihre Aufgabe erfüllen.

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Letzte Aktualisierung: 26.04.2001