Dynamik des Läufers

Schon der Schöpfer der ersten Dampfturbine, Gustaf de Laval, erkannte, daß die hohen Drehzahlen der Rotoren thermischer Turbomaschinen auf besondere dynamische Probleme führen. Es existiert nach de Laval für einen gegebenen Läufer eine kritische Drehzahl, die wesentlich mit seiner Biege-Eigenschwingungszahl zusammenfällt und bei der die Welle nicht dauernd betrieben werden darf mit Rücksicht auf Schwingungen, die ein gefährliches Ausmaß annehmen können. Oberhalb wie unterhalb der kritischen Drehzahl ist aber ein einwandfreier Betrieb möglich. Die Theorie der kritischen Drehzahl wurde schon früh entwickelt, vor allem durch Föppl [1] und Stodola [2, 3], der nicht nur ein Verfahren zur Bestimmung kritischer Drehzahlen beliebig gestalteter Wellen angeben konnte, sondern auch feinere Effekte analysierte. Insbesondere konnte er zeigen, daß der überkritische Laufzustand des dämpfungsfreien, symmetrischen, isotrop gelagerten Einscheibenrotors, der nur durch die Unwucht erregt wird, stabil ist, sofern nur die Exzentrizität hinreichend klein ist gegenüber dem Trägheitsradius. — Die dynamische Berechnung der Rotoren beschränkte sich durch Jahrzehnte hindurch auf die Bestimmung der kritischen Drehzahlen.