Turboreaktivni proti Turbofan
Turboreaktivni motor je plinskoturbinski motor, ki vdihava zrak in med delovanjem izvaja cikel z notranjim zgorevanjem. Spada tudi med reakcijske motorje letalskih pogonskih motorjev. Sir Frank Whittle iz Združenega kraljestva in Hans von Ohain iz Nemčije sta v poznih 1930-ih neodvisno razvila koncept praktičnih motorjev, a šele po drugi svetovni vojni je reaktivni motor postal pogosto uporabljena pogonska metoda.
Turboreaktivni motor ima več pomanjkljivosti pri delovanju pri podzvočnih hitrostih, kot sta učinkovitost in hrup; zato so bile izdelane napredne različice, ki temeljijo na turboreaktivnih motorjih, da bi zmanjšali te težave. Turboventilatorji so bili razviti že v 1940-ih, vendar niso bili uporabljeni zaradi manjše učinkovitosti do 1960-ih, ko je Rolls-Royce RB.80 Conway postal prvi serijski turboventilatorski motor.
Več o turboreaktivnem motorju
Hladen zrak, ki vstopa skozi dovod, je stisnjen na visok tlak v zaporednih stopnjah kompresorja z aksialnim tokom. V običajnem reaktivnem motorju je zračni tok podvržen več stopnjam stiskanja in na vsaki stopnji dvig tlaka na višjo raven. Sodobni turboreaktivni motorji lahko zaradi naprednih kompresorskih stopenj, zasnovanih z aerodinamičnimi izboljšavami in spremenljivo geometrijo kompresorja, proizvedejo tlačna razmerja do 20:1, kar zagotavlja optimalno kompresijo na vsaki stopnji.
Tlak zraka prav tako poveča temperaturo in ko se zmeša z gorivom, nastane vnetljiva plinska mešanica. Zgorevanje tega plina poveča tlak in temperaturo na zelo visoko raven (1200 oC in 1000 kPa) in plin potisne skozi lopatice turbine. V turbinskem delu deluje plin na lopatice turbine in vrti turbinsko gred; v običajnem reaktivnem motorju ta gred poganja kompresor motorja.
Nato se plin usmeri skozi šobo, kar povzroči veliko količino potiska, ki se lahko uporabi za pogon letala. Pri izpuhu je lahko hitrost plina precej višja od hitrosti zvoka. Delovanje reaktivnega motorja je idealno modelirano z Braytonovim ciklom.
Turboreaktivni motorji so neučinkoviti pri nizki hitrosti letenja, optimalna zmogljivost pa je nad 2 Machi. Druga pomanjkljivost turboreaktivnih motorjev je, da so turboreaktivni motorji izjemno hrupni. Vendar se še vedno uporabljajo v križarskih raketah srednjega dosega zaradi enostavnosti izdelave in nizke hitrosti.
Več o turbofan motorju
Turboventilatorski motor je napredna različica turboreaktivnega motorja, kjer se delo gredi uporablja za pogon ventilatorja, ki zajema velike količine zraka, ga stisne in usmeri skozi izpuh, da ustvari potisk. Del dovoda zraka se uporablja za pogon reaktivnega motorja v jedru, medtem ko je drugi del ločeno usmerjen skozi vrsto kompresorjev in usmerjen skozi šobo brez zgorevanja. Zaradi tega domiselnega mehanizma so turboventilatorski motorji manj hrupni in zagotavljajo več potiska.
High Bypass Engine
Razmerje obvoda zraka je definirano kot razmerje med masnimi pretoki zraka, ki se vlečejo skozi disk ventilatorja, ki obide jedro motorja brez zgorevanja, in masnim pretokom skozi jedro motorja, ki je vključen v zgorevanje, za proizvodnjo mehanske energije za pogon ventilatorja in ustvarjanje potiska. Pri zasnovi z visokim obvodom se večina potiska razvije iz obvodnega toka, pri nizkem obvodu pa iz toka skozi jedro motorja. Motorji z visokim obvodom se običajno uporabljajo za komercialne namene zaradi manjšega hrupa in učinkovitosti porabe goriva, motorji z nizkim obvodom pa se uporabljajo tam, kjer je potrebno večje razmerje med močjo in težo, kot so vojaška lovska letala.
Kakšna je razlika med turboreaktivnimi in turboventilatorskimi motorji?
• Turboreaktivni motor je bil prvi plinskoturbinski motor za dihanje zraka za letala, medtem ko je turboventilator napredna različica turboreaktivnega motorja, ki uporablja reaktivni motor za pogon ventilatorja za ustvarjanje potiska (turboventilator ima plinsko turbino v jedru).
• Turboreaktivni motorji so učinkoviti pri višjih hitrostih (nadzvočni) in proizvajajo velik hrup, medtem ko so turboventilatorji učinkoviti pri podzvočnih in transoničnih hitrostih ter proizvajajo manj hrupa.
• Turboreaktivni motorji se trenutno uporabljajo v posebnih vojaških aplikacijah, vendar turboventilatorski ostaja najprimernejša izbira pogona za vojaška in komercialna letala.
• Pri turboreaktivnem motorju potisk ustvari izključno izpušni plin iz plinske turbine, medtem ko pri turboventilatorskih motorjih del potiska ustvari obvodni tok.
Vir diagrama:
en.wikipedia.org/wiki/File:Jet_engine.svg
en.wikipedia.org/wiki/File:Turbofan_operation_lbp.svg
