В чем разница между турбовентилятором и турбовинтовым двигателем?

Оба двигателя используют турбину для питания. Это где часть «turbo» имени приходит от. В турбинном двигателе воздух сжимается, а затем топливо воспламеняется в этом сжатом воздухе. Энергия, вырабатываемая зажиганием, вращает турбину. Турбина после этого может управлять и компрессором на фронте двигателя и также некоторой полезной нагрузкой. В самолетах он производит тягу.

Первый реактивный двигатель был турбореактивным . Это простой турбинный двигатель, который производит всю свою тягу от выхлопа из Турбинной секции. Однако, поскольку весь воздух проходит через всю турбину, он должен сжигать топливо. Это означает, что это неэффективно, и решение-турбовентилятор.


В турбовентиляторе турбина главным образом приводит в действие вентилятор в передней части двигателя. Большинство двигателей приводят вентилятор непосредственно от турбины. Обычно имеется по крайней мере два отдельных вала, которые позволяют вентилятору вращаться медленнее, чем внутренний сердечник двигателя. Вентилятор окружен капотом, который направляет воздух к вентилятору и от него. Часть воздуха поступает в турбинную секцию двигателя,а остальная часть обходится вокруг двигателя. В двигателях с высоким байпасом большая часть воздуха проходит только через вентилятор и обходит остальную часть двигателя и обеспечивает большую часть тяги.


В турбовинтовом двигателе турбина прежде всего ведет пропеллер в передней части двигателя. Вокруг опоры нет капота. Часть воздуха поступает в турбину, часть-нет. Пропеллер зацеплен для того чтобы позволить ему закрутить более медленно чем турбина. Хотя на этой схеме показан только один вал, многие турбовинтовые двигатели имеют два вала: вал высокого давления, приводящий в движение компрессор, и вал низкого давления, приводящий в движение пропеллер. Некоторые двигатели как популярное PT6 также обращают направление подачи множественные времена.


Турбовинтовые двигатели более эффективны на низких скоростях, так как опора может перемещать гораздо больше воздуха с меньшей турбиной, чем вентилятор на турбовентиляторном двигателе. Капот вокруг большого вентилятора турбовентилятора позволяет ему работать лучше, чем открытый пропеллер на высоких скоростях, но ограничивает практические размеры вентилятора.

На сверхзвуковых скоростях, турбореактивные двигатели имеют больше из преимущества представления. Они развивают всю их тягу от высокоскоростного выхлопа турбины, в то время как турбовентиляторы дополняют это с более низкой скоростью воздуха от вентилятора. Поскольку воздух от вентилятора также не сжимается почти так же сильно, как поток основной турбины, также труднее предотвратить сверхзвуковой поток и вызвать потери.

Concorde использовал турбореактивные двигатели, потому что он был разработан для круиза в течение длительного времени на сверхзвуковых скоростях. Современные реактивные двигатели истребителей-это турбореактивные двигатели, которые обеспечивают компромисс между эффективностью и скоростью.

Существуют и другие преимущества и недостатки между турбореактивными двигателями, турбовентиляторами и турбовинтовыми двигателями, но я думаю, что они выходят за рамки этого вопроса.

Проделана работа по созданию двигателя «propfan», в попытке получить эффективность турбовентилятора и скорость турбовентилятора. Они еще не придумали жизнеспособный дизайн.

В других местах авиации турбинные двигатели используются в

  • вертолеты, как двигатель turboshaft управляя роторами вместо пропеллера, и с freewheeling муфтой для того чтобы включить autorotations

  • APU s в реактивных самолетах и больших турбовинтовых самолетах

Турбины также находят применение вне авиации в электростанциях (для выработки электроэнергии) и даже в транспортных средствах (например, в баке Abrams).

Поршневые двигатели с турбонаддувом используют турбину совсем иначе, чем в приведенных выше примерах. Вместо того, чтобы быть основным источником питания, турбина только помогает поршневому двигателю. Турбонагнетатель использует турбину для того чтобы обжать воздух посланный к входу двигателя. Увеличенное обжатие помогает двигателю произвести больше силы. Турбина турбонагнетателя управляется выхлопными газами двигателя, и нагнетатель подобен но сразу приведен в действие двигателем. См. страницу Википедии для более подробной информации.

ЦИАМ

ЦИАМ


  • Об институте

    Центральный институт авиационного моторостроения

    • Администрация









    • История









    • Партнеры









    • Социальная ответственность









    • Закупки









    • Учетная политика









    • Раскрытие информации









    • Конкурсы на замещение должностей научных работников









    • Противодействие коррупции









    • Специальная оценка условий труда









    • Газета «Голос ЦИАМ»








  • Исследования
    • Двигатели









    • Узлы









    • Системы









    • Прочность и надежность









    • Газовая динамика и горение









    • Кинетика физико-химических процессов









    • Авиационная химмотология









    • Метрология и измерения









    • Сертификационный центр








  • Экспериментальная база
    • Высотно-скоростные и климатические испытания ВРД









    • Испытания узлов и систем авиационных двигателей









    • Специальные и прочностные сертификационные испытания









    • Испытания горюче-смазочных материалов









    • Исследования газодинамических и теплофизических процессов









    • Исследование кинетики физико-химических процессов









    • Измерительные приборы и метрологические компетенции









    • Опытно-экспериментальное производство

      Центральный институт авиационного моторостроения









  • Наука
    • Диссертационные советы









    • Издания









    • Гранты









    • Журнал «Авиационные двигатели»






  • Образование
    • Учебный центр ЦИАМ









    • Высшее образование









    • Аспирантура









    • Дополнительное профессиональное образование









    • Целевое обучение








  • Пресс-центр
    • Новости

      Центральный институт авиационного моторостроения (ЦИАМ)










    • СМИ о ЦИАМ









    • Интервью









    • Фото-видеогалерея









    • Журналистам









    • Символика








  • Конференции и семинары









  • Контакты
    • Контакты






Разница между турбореактивными и турбовентиляторными двигателями

То, что большинство людей называют реактивным двигателем, обычно включает в себя несколько различных конструкций двигателей. В первые дни турбореактивные двигатели господствовали в небе и навсегда изменили авиацию. Отсюда, в конце концов, и произошло слово «джет». Но с тех пор технология была усовершенствована и улучшена. Реактивный двигатель, который вы найдете на большинстве современных самолетов, на самом деле является турбовентиляторным. Так в чем разница?

Содержание

  • Турбореактивные двигатели
  • Турбореактивные двигатели
  • Чем турбореактивные двигатели похожи на турбовентиляторные?
  • Чем турбореактивные двигатели отличаются от турбовентиляторных?
  • Что лучше в турбореактивных двигателях?
  • Что лучше в турбовентиляторных двигателях?
  • Заключение

Турбореактивный двигатель — это газотурбинный двигатель, который использует свой выхлоп для создания тяги, в то время как ТРДД использует собственный вентилятор для создания тяги. Основное различие между двумя двигателями заключается в их конструкции и конструкции. Турбовентилятор имеет дополнительный вентилятор в передней части двигателя, который забирает немного воздуха снаружи и продувает его через сердцевину двигателя, где происходит сгорание, прежде чем отправить его обратно для создания прямой тяги. Это обеспечивает более эффективную работу, позволяя большему потоку воздуха в двигатель и из него, чем турбореактивный двигатель может обеспечить сам по себе.

Турбореактивные двигатели

Турбореактивные двигатели — это оригинальные реактивные самолеты. В них используется прямая турбина для создания тяги. У них низкая эффективность на низких скоростях, что ограничивает их полезность во всем, кроме самолетов.

Турбина работает, сжимая воздух до очень высокого давления и температуры, а затем впрыскивая в него топливо в камере сгорания. Взрывное сгорание этого топлива приводит во вращение лопасти турбины и карданный вал, благодаря чему двигатель работает.

Выхлоп выходит из задней части двигателя, и чистая сила давления выхлопа толкает самолет вперед, как ракетный корабль. Выхлоп создает обратную силу, и, как известно, заметил Ньютон, на каждое действие есть равная и противоположная реакция. В этом случае самолет движется вперед.

Как и в случае с поршневым двигателем, турбина обладает одной из замечательных особенностей — ее взаимосвязанность. Лопасти компрессора приводятся в действие за счет процесса сгорания благодаря тому, что они делят один приводной вал с турбиной.

Турбореактивный двигатель FAA в разрезе

История реактивного двигателя

Первые конструкции газотурбинного двигателя были созданы в преддверии Второй мировой войны. В 1928 году британец Фрэнк Уиттл представил свои идеи Королевским военно-воздушным силам. Однако британцы медленно развивали эту технологию, и в 1935 году их опередил немецкий инженер Ханс фон Охайн. 

Немецкий Heinkel HE-178 был первым в мире самолетом с турбореактивным двигателем. Он полетел в 1939 году. Британский Gloster E. 28/39 не летал до 19 года.41. Оба самолета были испытательными платформами для их более поздних боевых самолетов, которые поступят на вооружение в конце войны — немецкого Messerschmitt Me-262 и британского Gloster Meteor.

Messerschmitt Me 262 ВВС США — первый в мире реактивный истребитель.

Хотя эта технология не использовалась достаточно долго, чтобы существенно повлиять на исход войны, она сильно повлияла на авиационную промышленность после окончания войны.

По сравнению со старыми поршневыми двигателями, турбины значительно повысили надежность и сократили техническое обслуживание. Авиалайнеры теперь можно было проектировать с двумя двигателями вместо трех или четырех. Первым авиалайнером, использовавшим турбины, был De Havilland Comet, который впервые поднялся в воздух в 1949. Однако конструкция имела серьезные недостатки и не считалась успешной.

fsll2 De Havilland DH.106 Comet 4 ‘XS235’

Первым по-настоящему успешным авиалайнером с турбореактивным двигателем был Boeing 707. Он впервые поднялся в воздух в 1954 году, и ему приписывают начало «эпохи реактивных двигателей».

Турбореактивные двигатели Сегодня

Турбореактивные двигатели не очень распространены в новых конструкциях самолетов.

Для полетов на малых высотах в настоящее время преобладают турбовинтовые конфигурации. Они берут обычный турбореактивный двигатель и соединяют его с пропеллером. Поскольку газотурбинные двигатели вращаются очень быстро, редуктор снижает скорость вращения вала до скорости, необходимой для привода гребного винта.

Тяга турбовинтового самолета создается винтом, а не самой турбиной. В результате турбовинтовые двигатели являются наиболее эффективными двигателями для самолетов со скоростью менее 300 узлов.

Для высотных и высокоскоростных операций в настоящее время предпочтение отдается турбовентиляторным двигателям.

Турбореактивные двигатели по-прежнему ценны в сверхзвуковых самолетах, где их эффективность резко возрастает.

Editorial Team Aerospatiale BAC Concorde — один из последних авиалайнеров, использовавших турбореактивные двигатели

Турбореактивные двигатели

Турбовентиляторные двигатели представляют собой усовершенствование конструкции турбореактивных двигателей, в котором используются некоторые преимущества турбовинтовых двигателей. Однако вместо внешнего пропеллера двигатель приводит в движение большой вентилятор.

Первые проекты были разработаны в начале 1960-х годов, а транспортный самолет Lockheed C-5 Galaxy был одним из первых самолетов с турбовентиляторными двигателями. Возможно, более известно то, что Boeing 747 был одним из первых авиалайнеров с ними, и он впервые поднялся в воздух в 1969 году.

Axel J. Pan Am Boeing 747 212B N730PA «Clipper Gem of the Ocean»

Визуально вентилятор — это то, что вы видите на изображениях массивных двигателей авиалайнеров. Настоящий газотурбинный двигатель меньше и находится позади этого большого вентилятора. Итак, в чем преимущество этого вентилятора?

Во-первых, он направляет воздух вокруг турбины в ядре двигателя. Это создает амортизирующий эффект, который снижает температуру турбины и повышает ее эффективность. Он также создает звуковой барьер, снижающий уровень шума двигателя.

Турбовентиляторный двигатель FAA в разрезе

Коэффициент двухконтурности, или BPR, турбовентиляторного двигателя представляет собой количество воздуха, направляемого вокруг активной зоны турбины, по сравнению с количеством воздуха, поступающим в активную зону. Двигатель с BPR 10:1 означает, что на каждые 10 кг воздуха, проходящего через вентилятор и вокруг активной зоны, только 1 кг проходит через основную турбину.

Небольшая тяга создается вращающимися лопастями вентилятора, но большая часть создается самой турбиной, как в случае с обычным турбореактивным двигателем.

Bill Abbott American Airlines Boeing 777-200 Rolls-Royce Trent — обратите внимание на композитный защитный кожух вокруг вентилятора, перфорированные панели в воздухозаборнике для снижения шума двигателя, черно-белые маркировки на ступице для отпугивания птиц с пути приближающейся опасности . Турбовентиляторные двигатели

описываются с точки зрения их BPR. Более высокий BPR обеспечивает меньший расход топлива, но создает ту же тягу. Двигатели авиалайнеров представляют собой двигатели с высокой степенью двухконтурности (HBPR), поскольку вентилятор значительно больше основной турбины.

Чем турбореактивные двигатели похожи на турбовентиляторные?

Работа и конструкция обоих типов двигателей аналогичны. На самом деле внутренняя работа турбовентиляторного двигателя выглядит идентично турбореактивному — все, кроме вентилятора, такое же.

Оба двигателя хорошо работают на одинаковых высотах на одних и тех же типах самолетов. Кроме того, оба двигателя работают на одном и том же топливе.

Чем турбореактивные двигатели отличаются от турбовентиляторных?

Самое существенное отличие — это возраст технологии. Турбореактивные двигатели были первым поколением реактивных двигателей, которые приводили в движение истребители, бомбардировщики и авиалайнеры.

Например, турбореактивные двигатели использовались на старых Boeing 707, 727 и самых первых версиях 737. Каждая модель 737, начиная с 737-300, оснащалась турбовентиляторными двигателями.

Турбореактивные двигатели отличаются от турбовентиляторных в нескольких аспектах. Это:

  • Более шумный
  • Менее эффективный
  • Внешний вид другой формы

Турбореактивные двигатели невероятно шумные. Многие аэропорты, города, штаты и страны в настоящее время вводят ограничения по шуму для самолетов. В результате, чтобы старые турбореактивные самолеты продолжали летать, эксплуатантам приходилось оснащать их дорогими комплектами для глушения.

Это приводит нас к еще одному существенному различию между двумя двигателями — эффективности. Турбовентиляторы стали доминирующим типом реактивных двигателей, потому что они сжигают меньше топлива и производят меньше выбросов. Авиакомпании, эксплуатирующие свои самолеты изо дня в день, даже незначительное повышение эффективности означает значительную экономию в долларах эксплуатационных расходов.

Снаружи турбореактивные двигатели выглядят длиннее и тоньше, чем турбовентиляторные. Турбовентиляторы есть на всех современных авиалайнерах. Если вы сравните фото оригинального 737-100 с современным 737-MAX, то сможете четко увидеть разницу.

BriYYZ Air Inuit Boeing 737-200 отправлениеEric Denison Boeing 737-9HW ER BBJ3 ‘VP-CEC’

Что лучше в турбореактивных двигателях?

Сейчас, когда мы живем в 21 веке, нелегко увидеть какие-либо преимущества старой технологии турбореактивного двигателя. Это была новаторская технология, которая изменила мир во время Второй мировой войны.

Он хорошо служил нам в 1960-х и 1970-х годах. Но на данный момент эти планеры и двигатели отработали сотни тысяч часов и просрочены. По мере того, как авиакомпании всего мира списывают эти самолеты с эксплуатации, они заменят их более эффективными вариантами. На данный момент это означает турбовентиляторные двигатели.

С учетом сказанного, есть определенные моменты, когда турбореактивные двигатели все еще имеют преимущество. Например, чрезвычайно высокоскоростные самолеты, такие как истребители или экспериментальные сверхзвуковые самолеты, должны использовать для работы турбины.

Истребители с форсажной камерой на борту также не могут использовать вентиляторные двигатели с большой степенью двухконтурности, как это делают авиалайнеры. Турбореактивные двигатели лучше всего использовать для самолетов, которые развивают скорость от 300 до 600 узлов, в то время как турбореактивные двигатели можно использовать на скоростях, значительно превышающих эти пределы.

Даже в этих случаях турбовентиляторная технология адаптируется к высокоскоростным полетам. Производители двигателей производят различные турбовентиляторные двигатели с малой степенью двухконтурности, предназначенные для использования на военных самолетах. Эти двигатели сохраняют некоторые преимущества эффективности, охлаждения и шума турбовентиляторных двигателей с высокой степенью двухконтурности, но при этом допускают более высокие рабочие скорости полета и возможность использования форсажных камер.

Что лучше в турбовентиляторных двигателях?

Турбовентиляторные двигатели являются современным эквивалентом турбореактивных двигателей и, безусловно, являются наиболее распространенным типом «реактивных двигателей», используемых сегодня.

Почему они стали такими популярными? Вкратце, это:

  • Дешевле в эксплуатации и с меньшим расходом топлива
  • Более мощный
  • Более чистое сгорание и меньше выбросов
  • Гораздо тише

Aero Icarus Malaysia Airlines – Boeing 777-200ER

турбовентиляторных двигателей, ознакомьтесь с главой 15 Справочника по полетам на самолетах. Реактивные конструкции и системы также рассматриваются в главе 7 Справочника пилотов по авиационным знаниям. (см. ссылки ниже)

Заключение

Турбореактивные двигатели — это устаревшая технология, с которой вы, возможно, никогда не столкнетесь в 21 веке. Вы наверняка увидите их в музеях, а технологии изменили мир.

Сегодня, за исключением нескольких экспериментальных и сверхзвуковых применений, наиболее популярными реактивными двигателями стали турбовентиляторные двигатели. Эти двигатели тихие и экономичные. Они будут летать весь день на крыле вашего авиалайнера или безопасно спрятаны внутри вашего истребителя.

Ссылки ▾


  • Глава 15 Справочника по пилотированию самолетов


  • Глава 7 Справочника пилотов по авиационным знаниям

Related Posts

  • Часть 91 против части 121: в чем разница?
  • Почему (истребители) такие громкие?
  • Часть 121 против части 125: в чем разница?

Об авторе

Мэтт Клэйборн

Пилот воздушного транспорта. Сертифицированный летный инструктор-самолет, одно- и многодвигательный прибор

3 различия (и сходства) каждого

Листая Джейн или выискивая информацию о ваших любимых самолетах в Википедии, вы, возможно, заметили, что некоторые самолеты, как говорят, имеют турбореактивные двигатели, а у некоторых есть турбовентиляторы.

Вам может быть интересно (и не зря), в чем разница между ними.

В этой статье мы дадим вам краткое представление о том, что такое каждый двигатель, как он работает, и объясним их тонкости.

Мы также поговорим о различных стадиях турбореактивного двигателя, а также кратко расскажем об истории его происхождения.

Наконец, мы перейдем к сути статьи:

В чем разница между ТРД и ТРД?

Читайте дальше, чтобы узнать больше!

Что такое турбореактивный двигатель?

Турбореактивный двигатель разрезан пополам, обнажая его содержимое. Изображение: Wikimedia.org

Турбореактивный двигатель — это разновидность газогенератора, точнее, газовой турбины, которая по сути представляет собой двигатель внутреннего сгорания непрерывного действия.

Они работают по циклу Брайтона, термодинамическому циклу, который работает при постоянном давлении и извлекает энергию из выделяемого тепла. (Ссылка: 1)

Газовая турбина обычно состоит из трех различных ступеней:

1. Ступень сжатия – Это ступень, на которой поступающий воздух сжимается чередующимися движущимися и неподвижными лопатками компрессора. a

2. Стадия сгорания – Стадия, на которой топливо добавляется и сжигается непрерывно.

3. Секция турбины – Эта ступень извлекает энергию, выделяемую на стадии сгорания.

Компрессор и турбина соединены валом, который может вращаться со скоростью от 10 000 до 25 000 об/мин.

Схема ниже демонстрирует весь процесс:

Стадии типичного газотурбинного двигателя. Изображение: Wikipedia.org

Происхождение турбореактивного двигателя

Французский инженер Максим Гийом запатентовал первый турбореактивный двигатель в 1921 году, однако его разработка не получила развития из-за недостаточно развитой металлургии.

Материалы, способные выдерживать высокие температуры, необходимые в секции турбины, еще не были разработаны.

Первый прототип турбореактивного двигателя был испытан Фрэнком Уиттлом из Великобритании в 1937. (Ref: 2)

Несмотря на то, что испытания прошли успешно, Whittle в то время не произвел впечатления на военных, и дальнейшее развитие было замедлено.

Примерно в то же время, что и тест Уиттла, немецкий инженер Ханс фон Охайн запатентовал и разработал аналогичную конструкцию.

Фон Охайн смог произвести впечатление на авиаконструктора Эрнста Хейнкеля, который построил самолет на основе двигателя фон Охайна.

В результате появился первый реактивный самолет НЕ-178, который совершил свой первый полет в 1939, всего за несколько дней до начала Второй мировой войны в Европе.

Вторая мировая война стала катализатором развития реактивных двигателей. В то время как нацистское руководство поначалу казалось не впечатленным, проект фон Охайна был продвинут вперед, в результате чего появился первый действующий боевой реактивный истребитель, ныне знаменитый МЕ-262.

В Великобритании Уиттла привлекли к дальнейшей доработке его конструкции, в результате чего появился Gloster Meteor, дебют которого состоялся в 1944 году, через несколько месяцев после появления ME-262.

Статья по теме – История реактивного века: преодоление звукового барьера и многое другое

Типы турбореактивных двигателей

Центробежный и осевой турбореактивные двигатели. Изображения: 3 и 4

Существует два основных типа турбореактивных двигателей: центробежные и осевые.

Многие ранние турбореактивные двигатели (например, ранние двигатели Rolls-Royce) имели центробежную конструкцию, похожую на автомобильный турбокомпрессор.

Выходное отверстие ступени компрессора обычно было перпендикулярно оси вращения рабочего колеса.

Основным недостатком центробежных турбореактивных двигателей является то, что они большие и широкие для своей тяги.

Ранние реактивные самолеты были дозвуковыми, поэтому лобовое сопротивление не имело большого значения.

Однако по мере того, как самолеты становились все быстрее и разрабатывались новые методы, чтобы выжать из них все возможное, минимизация площади поперечного сечения стала первостепенной задачей, что привело к переходу на турбореактивные двигатели с осевым потоком.

Осевые ТРД сжимают воздух параллельно оси вращения вала.

Хотя осевые двигатели обычно длиннее своих центробежных аналогов, это позволяет использовать меньшую площадь поперечного сечения, что снижает сопротивление.

С инженерной точки зрения это также позволяет использовать больше ступеней компрессора, увеличивая тягу и производительность двигателя.

Что такое турбовентиляторный двигатель?

Схема ТРДД. Изображение: Wikimedia.org

Турбовентиляторные двигатели являются эволюционным развитием турбореактивных двигателей.

Они по-прежнему работают по тем же трем принципам и имеют те же 3 секции: сжатие, сгорание и турбину.

Однако, вместо того, чтобы иметь только секцию компрессора, вал также соединен с большим вентилятором спереди, окруженным воздуховодом.

Только часть воздуха, всасываемого вентилятором, направляется в ступень компрессора двигателя, остальная часть воздуха выбрасывается через воздуховод, который также действует как сопло, и вокруг основного корпуса двигателя.

Основной причиной этой разработки является повышение эффективности. Большая площадь вентилятора увеличивает массовый расход двигателя по отношению к расходу топлива.

Повышение эффективности зависит от того, является ли турбовентиляторный двигатель высокой или малой степенью двухконтурности.

Снижение уровня шума — еще одна причина для использования ТРДД.

Высокая степень двухконтурности

Схема турбовентиляторного двигателя с высокой степенью двухконтурности. Изображение: Wikipedia.org

ТРДД с высокой степенью двухконтурности обычно определяется как что-либо с передаточным отношением более 2:1.

Это означает, что две части воздуха всасываются в канальную часть («вентиляторная» часть двигателя), а одна часть всасывается в ступень компрессора классической турбореактивной части.

Для примера ТРДД с высокой степенью двухконтурности просто взгляните на ближайший авиалайнер.

Почти каждый авиалайнер, эксплуатируемый сегодня, использует ТРДД с высокой степенью двухконтурности по соображениям эффективности и шума.

Низкая степень двухконтурности

Схема турбовентиляторного двигателя с малой степенью двухконтурности. Изображение: Wikipedia.org

ТРДД с малой степенью двухконтурности имеют коэффициент двухконтурности 2:1 или меньше.

В наши дни многие военные реактивные двигатели используют эти конструкции, так как они сочетают в себе преимущества чисто турбореактивных двигателей с дополнительной эффективностью турбовентиляторного двигателя.

Поскольку степень двухконтурности определяет размер вентилятора, низкая степень двухконтурности означает меньший размер вентилятора, что уменьшает диаметр двигателя.

Турбореактивный и турбовентиляторный

Диаграмма, показывающая различия между турбовентиляторным и турбореактивным двигателями. Изображения: Wikimedia.org

Хотя турбовентиляторный двигатель является просто расширением турбореактивного двигателя, существуют разные причины для использования различных конструкций.

Большой коэффициент двухконтурности желателен с точки зрения шума и эффективности.

Однако большой вентилятор увеличивает лобовое сопротивление и снижает максимальную рабочую скорость двигателя, ограничивая скорость выхлопа.

Переход на конструкцию с малым байпасом минимизирует эти ограничения, что приводит к увеличению частоты вращения двигателя и скорости выхлопа, сохраняя при этом дополнительную эффективность турбовентиляторного двигателя.

Вот почему в большинстве современных военных самолетов используется конструкция с малым байпасом. Это компромисс между производительностью и эффективностью.

Для чисто скоростных приложений турбореактивный двигатель по-прежнему безраздельно господствует.

Самые быстрые из существующих самолетов, SR-71, МиГ-25 и Конкорд, использовали стандартные турбореактивные двигатели.

Отсутствие сопротивления при использовании вентилятора и, как следствие, меньшая площадь поперечного сечения означают, что было намного проще оптимизировать аэродинамику для сверхзвуковых приложений.

Однако, как и во всем, здесь были компромиссы.

Эти легендарные самолеты были ограничены низкой топливной экономичностью и, в случае Конкорда, шумом.

Полет над Атлантикой со скоростью 2+ Маха не беспокоит многих, но подъем на полном газу над Манхэттеном расстроил людей, и шум, производимый его турбореактивными двигателями Olympus 593, был важным фактором, послужившим причиной его вывода из эксплуатации.

Тем не менее, два вышеупомянутых демона скорости, SR-71 и МиГ-25, использовали турбореактивные двигатели, и в военных приложениях шум не имеет значения.

Оба были способны развивать скорость до 3 Маха (хотя двигатель МиГ-25 был ограничен скоростью 2,8 Маха), и оба успешно использовались в разведывательных целях, способные летать быстро и высоко.

Турбовентиляторные двигатели теряют тягу по мере увеличения высоты и разрежения воздуха, что делает большие высоты царством турбореактивных двигателей.

Заключение

ТРДД является развитием классического ТРД, и в наше время, когда желательна эффективность в дозвуковом полете, ТРДД является выбором конструкторов самолетов.

Современные военные самолеты, которым необходимы как высокие характеристики, так и длительное время полета, используют ТРДД с малой двухконтурностью для повышения эффективности, высокой скорости выхлопа и компактности.

Для сверхбыстрых и сверхвысоких полетов турбореактивный двигатель остается королем воздуха, поскольку он способен сжимать разреженный воздух стратосферы лучше, чем турбовентиляторный.

Выбор между ТРД, ТРДД с малой степенью двухконтурности и ТРДД с высокой степенью двухконтурности зависит от области применения.

Каталожные номера

  1. https://web.mit.edu/16.unified/www/SPRING/propulsion/notes/node27.