Turbojet kontra Turbofan
Turboodrzutowy to silnik turboodrzutowy z oddychaniem powietrzem, który podczas pracy przeprowadza wewnętrzny cykl spalania. Należy również do typu silników reakcyjnych w samolotowych silnikach napędowych. Sir Frank Whittle z Wielkiej Brytanii i Hans von Ohain z Niemiec niezależnie opracowali koncepcję praktycznych silników pod koniec lat 30. XX wieku, ale dopiero po II wojnie światowej silnik odrzutowy stał się powszechnie stosowaną metodą napędu.
Turboodrzutowiec ma kilka wad w działaniu przy prędkościach poddźwiękowych, takich jak wydajność i hałas; dlatego zbudowano zaawansowane warianty oparte na silnikach turboodrzutowych, aby zminimalizować te problemy. Turbowentylatory zostały opracowane już w latach 40. XX wieku, ale nie były używane ze względu na mniejszą wydajność do lat 60., kiedy Rolls-Royce RB.80 Conway stał się pierwszym seryjnym silnikiem turbowentylatorowym.
Więcej informacji o silniku turboodrzutowym
Zimne powietrze wpływające przez wlot jest sprężane do wysokiego ciśnienia w kolejnych stopniach działania sprężarki osiowej. W zwykłym silniku odrzutowym przepływ powietrza przechodzi kilka etapów sprężania, a na każdym etapie podnosi ciśnienie do wyższego poziomu. Nowoczesne silniki turboodrzutowe mogą wytwarzać stosunek ciśnień do 20:1 dzięki zaawansowanym stopniom sprężania zaprojektowanym z ulepszeniami aerodynamicznymi i zmienną geometrią sprężarki w celu uzyskania optymalnej kompresji na każdym etapie.
Ciśnienie powietrza zwiększa również temperaturę, a po zmieszaniu z paliwem wytwarza palną mieszankę gazów. Spalanie tego gazu podnosi ciśnienie i temperaturę do bardzo wysokiego poziomu (1200 oC i 1000 kPa) a gaz przepycha się przez łopatki turbiny. W sekcji turbiny gaz wywiera siłę na łopatki turbiny i obraca wał turbiny; w zwykłym silniku odrzutowym ta praca wału napędza sprężarkę silnika.
Następnie gaz jest kierowany przez dyszę, a to wytwarza dużą ilość ciągu, która może być wykorzystana do napędzania samolotu. Na wydechu prędkość gazu może znacznie przekraczać prędkość dźwięku. Praca silnika Jet jest idealnie modelowana przez cykl Braytona.
Turboodrzuty są nieefektywne przy locie z małą prędkością, a optymalna wydajność wykracza poza Mach 2. Inną wadą turboodrzutowców jest to, że są bardzo hałaśliwe. Jednak nadal są używane w pociskach manewrujących średniego zasięgu ze względu na prostotę produkcji i niską prędkość.
Więcej informacji o silniku turbowentylatorowym
Silnik turbowentylatorowy to zaawansowana wersja silnika turboodrzutowego, w którym praca wału jest wykorzystywana do napędzania wentylatora, który pobiera duże ilości powietrza, spręża i kieruje przez układ wydechowy, aby wytworzyć ciąg. Część wlotu powietrza służy do napędzania silnika odrzutowego w rdzeniu, natomiast pozostała część kierowana jest oddzielnie przez szereg kompresorów i kierowana przez dyszę bez poddawania się spalaniu. Dzięki temu pomysłowemu mechanizmowi silniki turbowentylatorowe są mniej hałaśliwe i zapewniają większy ciąg.
Silnik z wysokim obejściem
Współczynnik obejścia powietrza jest zdefiniowany jako stosunek między masowym natężeniem przepływu powietrza zasysanego przez tarczę wentylatora, która omija rdzeń silnika bez spalania, a masowym natężeniem przepływu przechodzącego przez rdzeń silnika. spalania, aby wytworzyć energię mechaniczną do napędzania wentylatora i wytwarzania ciągu. W konstrukcji z wysokim obejściem większość ciągu pochodzi z przepływu w obejściu, a w przypadku z niskim obejściem z przepływu przez rdzeń silnika. Silniki z wysokim obejściem są zwykle używane do zastosowań komercyjnych ze względu na mniejszy hałas i oszczędność paliwa, a silniki z niskim obejściem są używane tam, gdzie wymagany jest wyższy stosunek mocy do masy, na przykład w wojskowych samolotach myśliwskich.
Jaka jest różnica między silnikami turboodrzutowymi a turbowentylatorowymi?
• Turboodrzutowce były pierwszymi silnikami turbinowymi z oddychaniem powietrzem w samolotach, podczas gdy turbowentylatorowe to zaawansowana odmiana turboodrzutowca wykorzystująca silnik odrzutowy do napędzania wentylatora w celu generowania ciągu (turbowentylator ma turbinę gazową w rdzeniu).
• Turboodrzutowce są wydajne przy wyższych prędkościach (naddźwiękowe) i wytwarzają duży hałas, podczas gdy turbowentylatory są wydajne zarówno przy prędkościach poddźwiękowych, jak i transsonicznych i wytwarzają mniej hałasu.
• Silniki turboodrzutowe są obecnie używane w określonych zastosowaniach wojskowych, ale turbowentylator pozostaje najlepszym wyborem napędu zarówno dla samolotów wojskowych, jak i komercyjnych.
• W silnikach turboodrzutowych ciąg jest generowany wyłącznie przez spaliny z turbiny gazowej, podczas gdy w silnikach turbowentylatorowych część ciągu jest generowana przez przepływ obejściowy.
Źródło diagramu:
en.wikipedia.org/wiki/File:Jet_engine.svg
en.wikipedia.org/wiki/File:Turbofan_operation_lbp.svg
