Турбореактивен срещу Турбовентилатор
Турбореактивният двигател е газотурбинен двигател, който диша въздух, изпълнявайки цикъл на вътрешно горене по време на работа. Той също така принадлежи към типа реактивен двигател на самолетните задвижващи двигатели. Сър Франк Уитъл от Обединеното кралство и Ханс фон Охейн от Германия разработиха независимо една от друга концепцията за практични двигатели през края на 30-те години на миналия век, но едва след Втората световна война реактивният двигател стана широко използван метод за задвижване.
Турбореактивният двигател създава няколко недостатъка в работата при дозвукови скорости, като ефективност и шум; следователно бяха построени усъвършенствани варианти на базата на турбореактивни двигатели, за да се сведат до минимум тези проблеми. Турбовентилаторите са разработени още през 1940 г., но не са използвани поради по-ниска ефективност до 1960 г., когато Rolls-Royce RB.80 Conway става първият сериен турбовентилаторен двигател.
Повече за турбореактивния двигател
Студеният въздух, влизащ през всмукателния отвор, се компресира до високо налягане в последователните етапи на компресора с аксиален поток. В обикновен реактивен двигател въздушният поток преминава през няколко етапа на компресия и на всеки етап повишава налягането до по-високо ниво. Съвременните турбореактивни двигатели могат да произвеждат съотношения на налягането до 20:1 благодарение на усъвършенстваните степени на компресора, проектирани с аеродинамични подобрения и променлива геометрия на компресора, за да се постигне оптимална компресия на всяка степен.
Повишаването на налягането на въздуха също повишава температурата и при смесване с горивото се образува горима газова смес. Изгарянето на този газ повишава налягането и температурата до много високо ниво (1200 oC и 1000 kPa) и газът преминава през лопатките на турбината. В секцията на турбината газът упражнява сила върху лопатките на турбината и върти вала на турбината; в обикновен реактивен двигател тази работа на вала задвижва компресора на двигателя.
След това газът се насочва през дюза и това произвежда голямо количество тяга, която може да се използва за захранване на самолет. При отработените газове скоростта на газа може да бъде доста над скоростта на звука. Работата на реактивния двигател е идеално моделирана от цикъла на Брайтън.
Турбореактивните двигатели са неефективни при полет с ниска скорост и оптималната производителност е над Mach 2. Друг недостатък на турбореактивните двигатели е, че турбореактивните двигатели са изключително шумни. Въпреки това, те все още се използват в крилатите ракети със среден обсег поради простотата на производство и ниската скорост.
Повече за турбовентилаторния двигател
Турбовентилаторният двигател е усъвършенствана версия на турбореактивния двигател, при който работата на вала се използва за задвижване на вентилатор, който поема големи количества въздух, компресира и насочва през изпускателната тръба, за да генерира тяга. Част от входящия въздух се използва за задвижване на реактивния двигател в сърцевината, докато другата част се насочва отделно през серия от компресори и се насочва през дюзата, без да се подлага на изгаряне. Благодарение на този гениален механизъм турбовентилаторните двигатели са по-малко шумни и осигуряват повече тяга.
Двигател с висок байпас
Коефициентът на байпас на въздуха се определя като съотношението между масовия дебит на въздуха, засмукан през диск на вентилатора, който заобикаля сърцевината на двигателя, без да се подлага на изгаряне, към масовия дебит, преминаващ през сърцевината на двигателя, който участва в изгаряне, за производство на механична енергия за задвижване на вентилатора и създаване на тяга. При дизайн с висок байпас по-голямата част от тягата се развива от байпасния поток, а при нисък байпас е от потока през сърцевината на двигателя. Двигателите с висок байпас обикновено се използват за търговски приложения поради по-ниския си шум и горивна ефективност, а двигателите с нисък байпас се използват, когато се изискват по-високи съотношения на мощност към тегло, като военни изтребители.
Каква е разликата между турбореактивните и турбовентилаторните двигатели?
• Турбореактивните двигатели бяха първият газотурбинен двигател с дишане на въздух за самолетите, докато турбовентилаторът е усъвършенстван вариант на турбореактивен двигател, използващ реактивен двигател за задвижване на вентилатор за генериране на тяга (турбовентилаторът има газова турбина в сърцевината).
• Турбореактивните двигатели са ефективни при по-високи скорости (свръхзвукови) и произвеждат голям шум, докато турбовентилаторите са ефективни както при дозвукови скорости, така и при трансзвукови скорости и произвеждат по-малко шум.
• Турбореактивните двигатели се използват в конкретни военни приложения в момента, но турбовентилаторът остава най-предпочитаният избор за задвижване както за военни, така и за търговски самолети.
• При турбореактивните двигатели тягата се генерира изцяло от отработените газове от газовата турбина, докато при турбовентилаторните двигатели част от тягата се генерира от байпасния поток.
Източник на диаграма:
en.wikipedia.org/wiki/File:Jet_engine.svg
en.wikipedia.org/wiki/File:Turbofan_operation_lbp.svg
