Turbojet vs Turbofan
A turbósugárhajtómű egy levegőbelélegző gázturbinás motor, amely működés közben belső égési ciklust hajt végre. A repülőgép-hajtómotorok reakciómotorjaihoz is tartozik. Sir Frank Whittle (Egyesült Királyság) és Hans von Ohain (Németország) egymástól függetlenül fejlesztette ki a gyakorlati motorok koncepcióját az 1930-as évek végén, de csak a második világháború után vált a sugárhajtómű széles körben használt meghajtási módszerré.
A turbósugárhajtóműnek számos hátránya van szubszonikus sebesség melletti teljesítmény tekintetében, például hatékonyság és zaj; ezért a problémák minimalizálása érdekében a turbóhajtóműveken alapuló fejlett változatokat építettek. A turbóventilátorokat már az 1940-es években kifejlesztették, de a kisebb hatékonyság miatt nem használták őket egészen az 1960-as évekig, amikor is a Rolls-Royce RB.80 Conway lett az első sorozatgyártású turbóventilátormotor.
További információ a turbóhajtóműről
A beömlőnyíláson keresztül belépő hideg levegőt nagy nyomásra sűrítik az axiális áramlású kompresszor egymást követő szakaszaiban. Egy közös sugárhajtóműben a levegőáramlás több kompressziós fokozaton megy keresztül, és mindegyik szakaszban magasabb szintre emeli a nyomást. A modern turbóhajtóművek akár 20:1 nyomásarányt is képesek produkálni az aerodinamikai fejlesztésekkel és változó kompresszorgeometriával kialakított fejlett kompresszorfokozatoknak köszönhetően, hogy optimális kompressziót biztosítsanak minden fokozatban.
A levegő nyomása szintén növeli a hőmérsékletet, és az üzemanyaggal keverve éghető gázkeverék keletkezik. Ennek a gáznak az égése nagyon magasra (1200 oC és 1000 kPa) emeli a nyomást és a hőmérsékletet, és a gáz átnyomódik a turbina lapátjain. A turbina szakaszban a gáz erőt fejt ki a turbinalapátokra, és forgatja a turbina tengelyét; egy általános sugárhajtóműben ez a tengelymű hajtja meg a motor kompresszorát.
Ezután a gázt egy fúvókán keresztül irányítják, és ez nagy tolóerőt hoz létre, amely felhasználható egy repülőgép meghajtására. A kipufogónál a gáz sebessége jóval a hangsebesség felett lehet. A sugárhajtómű működését ideálisan a Brayton-ciklus modellezi.
A sugárhajtóművek alacsony sebességű repülésnél nem hatékonyak, és az optimális teljesítmény meghaladja a 2 Mach-ot. A sugárhajtóművek másik hátránya, hogy a sugárhajtóművek rendkívül zajosak. Mindazonáltal a gyártás egyszerűsége és az alacsony sebesség miatt továbbra is használják őket a közepes hatótávolságú cirkálórakétákban.
További információ a turbóventilátormotorról
A turbóventilátoros motor a turbóhajtómű továbbfejlesztett változata, ahol a tengely működése egy ventilátor meghajtására szolgál, hogy nagy mennyiségű levegőt szívjon be, összenyomjon, és a kipufogón keresztül irányítsa a tolóerőt. A levegőbeömlő egy része a sugárhajtómű meghajtására szolgál a magban, míg a másik része külön egy sor kompresszoron keresztül van irányítva, és a fúvókán keresztül égés nélkül. Ennek a zseniális mechanizmusnak köszönhetően a turbóventilátoros motorok kevésbé zajosak és nagyobb tolóerőt adnak.
Magas bypass motor
A levegő megkerülési arányát a motormagot égés nélkül megkerülő ventilátortárcsán átszívott levegő tömegáramának és a motormagon áthaladó tömegáramnak az arányaként határozzuk meg. égés, hogy mechanikai energiát állítsanak elő a ventilátor meghajtásához és a tolóerő létrehozásához. Magas bypass kivitelben a tolóerő legnagyobb része a bypass áramlásból, az alacsony bypass esetén pedig a motormagon keresztüli áramlásból származik. A nagy bypass motorokat általában kereskedelmi alkalmazásokban használják kisebb zaj- és üzemanyag-hatékonyságuk miatt, az alacsony bypass motorokat pedig ott, ahol nagyobb teljesítmény/tömeg arány szükséges, például katonai vadászrepülőgépeken.
Mi a különbség a turbó- és a turbóventilátoros motorok között?
• A turbófúvókák voltak az első levegőt belélegző gázturbinás motorok a repülőgépeken, míg a turbóventilátor a turbóhajtómű fejlett változata, amely egy sugárhajtóművet használ a ventilátor meghajtására a tolóerő generálására (a turbóventilátor magjában gázturbina van).
• A turbófúvókák nagyobb sebességen (szuperszonikus) és nagy zajt produkálnak, míg a turbóventilátorok mind szubszonikus, mind transzonikus sebességeken hatékonyak, és kevesebb zajt produkálnak.
• A turbóhajtóműveket jelenleg speciális katonai alkalmazásokban használják, de a turbóventilátor továbbra is a legelőnyösebb meghajtási lehetőség mind a katonai, mind a kereskedelmi repülőgépeknél.
• A turbóhajtóműben a tolóerőt kizárólag a gázturbina kipufogógáza hozza létre, míg a turbóventilátoros motoroknál a tolóerő egy részét a bypass áramlás hozza létre.
Diagram Forrás:
en.wikipedia.org/wiki/File:Jet_engine.svg
en.wikipedia.org/wiki/File:Turbofan_operation_lbp.svg
