Silnik z turbiną gazową a silnik posuwisto-zwrotny (silnik tłokowy)
Podobnie jak wszystkie inne maszyny, samolot potrzebuje źródła zasilania do działania, zwłaszcza do generowania ciągu, który jest wymagany do poruszania się samolotu do przodu. Od najwcześniejszych prób do lotów z napędem stosowano silniki tłokowe pracujące na benzynie.
Pierwszy na świecie samolot z napędem cięższym od powietrza został wykonany przez Wright Flyer I i był on napędzany pojedynczym 4-cylindrowym silnikiem tłokowym chłodzonym wodą, który wytwarzał maksymalnie 12 koni mechanicznych. Do II wojny światowej każdy samolot był napędzany silnikami tłokowymi / tłokowymi.
Pod koniec II wojny światowej Niemcy używali silników odrzutowych do napędzania samolotów, a wkrótce potem inne kraje. Mimo że koncepcja i projekt były rozwijane od lat 30. XX wieku, pomyślne wdrożenie silnika odrzutowego nastąpiło dopiero po zakończeniu II wojny światowej.
Od tego czasu, ze względu na wiele zalet w porównaniu z silnikami tłokowymi, silnik odrzutowy i jego warianty stały się dominującą formą napędu samolotów.
Więcej informacji o silniku tłokowym (silnik tłokowy)
Silnik posuwisto-zwrotny, znany również jako silnik tłokowy, to maszyna z tłokami posuwisto-zwrotnymi, która przekształca energię cieplną z procesu spalania w pracę mechaniczną, taką jak praca wału. Główne typy silników stosowane w samolotach są oparte na spalaniu paliw kopalnych i nazywane są silnikami spalinowymi wewnętrznego spalania.
Mechanika silnika polega na poruszaniu wałem połączonym z mechanizmem tłokowo-cylindrowym poprzez wytworzenie dużego ciśnienia wewnątrz cylindra. W zależności od sposobu, w jaki cylindry są rozmieszczone wokół wału, są one podzielone na kategorie proste (pionowe), obrotowe, promieniowe, typu V i poziomo przeciwstawne.
Wymienione powyżej typy silników działają w cyklu Otto i były używane w większości samolotów na początku XX wieku. Zwykle służą do napędzania śmigła, które generuje ciąg. Każdy samolot operujący na silnikach tłokowych ma stosunkowo niskie prędkości maksymalne, a moc wytwarzana przez silniki jest porównywalnie mniejsza niż w przypadku silników odrzutowych. Powodem jest to, że stosunek mocy do masy silników tłokowych jest bardzo niski i jeśli wymagana jest większa moc, należy zwiększyć rozmiar silnika, co zwiększa całkowitą masę samolotu, co nie jest pożądane w przypadku samolotów. Konstrukcja i produkcja silników tłokowych są mniej skomplikowane i wymagają mniej konserwacji, a koszty silników tłokowych są również niskie.
Więcej informacji o silniku z turbiną gazową
Silnik z turbiną gazową lub po prostu turbina gazowa to silnik spalinowy, wykorzystujący gazy, takie jak powietrze, jako płyn roboczy. Termodynamiczny aspekt pracy turbiny gazowej idealnie modeluje cykl Braytona. Turbinowe silniki gazowe działają w oparciu o elementy obrotowe, dlatego płyn roboczy przepływa przez silnik w sposób ciągły w kierunku promieniowym lub osiowym. Są podstawowym, podstawowym elementem silnika odrzutowego.
Głównymi elementami silnika turbogazowego są sprężarka, komora spalania i turbina, a czasem dysza. Działają poprzez wprowadzenie płynu roboczego w różne stany termodynamiczne i wyciągnięcie pracy wału lub ciągu na wydechu. Jeśli używany jest ciąg generowany przez spaliny, jest on znany jako silnik turboodrzutowy; jeśli turbina pobiera część pracy i napędza wentylator, nazywa się to silnikiem turbowentylatorowym. Typ silnika, który wykonuje prawie całą pracę, jaką jest praca wału turbiny, jest znany jako silnik turbowałowy; jeśli śmigło jest napędzane przez wał, jest ono znane jako silnik turbośmigłowy.
Istnieje wiele wariantów turbin gazowych przeznaczonych do konkretnych zadań. Są one preferowane w stosunku do innych silników (głównie tłokowych) ze względu na wysoki stosunek mocy do masy, mniejsze wibracje, wysokie prędkości robocze i niezawodność.
Jaka jest różnica między turbiną gazową a silnikiem tłokowym (silnikiem tłokowym)?
• Silniki tłokowe mają mechanizmy posuwisto-zwrotne (do i z ruchu), podczas gdy silniki turbinowe mają mechanizmy obrotowe.
• Oba wykorzystują powietrze jako płyn roboczy, ale przepływ w turbinach gazowych jest ciągły, podczas gdy silniki tłokowe mają przepływ przerywany.
• Stosunek mocy do masy silników z turbiną gazową jest znacznie wyższy niż w przypadku silników tłokowych.
• Turbiny gazowe są zaawansowane pod względem konstrukcji i produkcji, podczas gdy silniki tłokowe są prostsze w konstrukcji i łatwiejsze w produkcji.
• Konserwacja silników tłokowych jest prostsza i musi być wykonywana często, podczas gdy konserwacja silników z turbiną gazową jest złożona, ale inspekcja i konserwacja odbywają się w dłuższych odstępach czasu.
• Silniki z turbiną gazową lub ich warianty są drogie, podczas gdy silniki tłokowe są stosunkowo niedrogie.
• Silniki z turbiną gazową napędzają duże i potężne samoloty, takie jak wojskowe myśliwce odrzutowe lub samoloty pasażerskie, ale silniki tłokowe są używane w mniejszych samolotach o krótkim zasięgu.
