Турбореактивный против турбовентиляторного
ТРД - газотурбинный двигатель с воздушным дыханием, выполняющий в процессе работы цикл внутреннего сгорания. Он также относится к типу реактивных двигателей авиационных двигателей. Сэр Франк Уиттл из Соединенного Королевства и Ганс фон Охайн из Германии независимо друг от друга разработали практическую концепцию двигателей в конце 1930-х годов, но только после Второй мировой войны реактивный двигатель стал широко использоваться.
Турбореактивный двигатель имеет несколько недостатков в работе на дозвуковых скоростях, таких как эффективность и шум; поэтому были построены усовершенствованные варианты на основе турбореактивных двигателей, чтобы свести к минимуму эти проблемы. Турбореактивные двигатели были разработаны еще в 1940-х годах, но не использовались из-за меньшей эффективности до 1960-х годов, когда Rolls-Royce RB.80 Conway стал первым серийным турбовентиляторным двигателем.
Подробнее о ТРД
Холодный воздух, поступающий через воздухозаборник, сжимается до высокого давления на последовательных ступенях осевого компрессора. В обычном реактивном двигателе воздушный поток проходит несколько стадий сжатия, и на каждой ступени давление поднимается до более высокого уровня. Современные турбореактивные двигатели могут создавать степень сжатия до 20:1 благодаря усовершенствованным ступеням компрессора, разработанным с улучшенными аэродинамическими свойствами и изменяемой геометрией компрессора для обеспечения оптимального сжатия на каждой ступени.
Нагнетание воздуха также повышает температуру, а при смешивании с топливом образуется горючая газовая смесь. Сгорание этого газа повышает давление и температуру до очень высокого уровня (1200 oC и 1000 кПа), и газ проталкивается через лопатки турбины. В секции турбины газ воздействует на лопатки турбины и вращает вал турбины; в обычном реактивном двигателе эта работа вала приводит в движение компрессор двигателя.
Затем газ направляется через сопло, что создает большую тягу, которую можно использовать для питания самолета. На выхлопе скорость газа может быть намного выше скорости звука. Работа реактивного двигателя идеально моделируется циклом Брайтона.
ТРД неэффективны при полете на малых скоростях, а оптимальные характеристики лежат за пределами 2 Маха. Еще одним недостатком ТРД является то, что они очень шумные. Однако они до сих пор используются в крылатых ракетах средней дальности из-за простоты производства и малой скорости хода.
Подробнее о турбовентиляторном двигателе
Турбовентиляторный двигатель - это усовершенствованная версия турбореактивного двигателя, в котором работа вала используется для привода вентилятора, который всасывает большое количество воздуха, сжимает его и направляет через выхлоп для создания тяги. Часть воздухозаборника используется для привода реактивного двигателя в активной зоне, а другая часть направляется отдельно через ряд компрессоров и направляется через сопло без сгорания. Благодаря этому гениальному механизму турбовентиляторные двигатели менее шумные и обеспечивают большую тягу.
Двигатель с высоким байпасом
Коэффициент двухконтурности воздуха определяется как отношение массового расхода воздуха, всасываемого через диск вентилятора, который обходит сердечник двигателя, не подвергаясь сгоранию, к массовому расходу, проходящему через сердечник двигателя, который участвует в сгорания, чтобы производить механическую энергию для привода вентилятора и создания тяги. В конструкции с высокой степенью двухконтурности большая часть тяги создается за счет обводного потока, а в конструкции с малой двухконтурностью - за счет потока через сердечник двигателя. Двигатели с высокой степенью двухконтурности обычно используются в коммерческих целях из-за их меньшего шума и топливной экономичности, а двигатели с малой степенью двухконтурности используются там, где требуется более высокое отношение мощности к весу, например, в военных истребителях.
В чем разница между турбореактивными и турбовентиляторными двигателями?
• Турбореактивные двигатели были первыми газотурбинными двигателями с воздушным дыханием для самолетов, а турбовентиляторные - это усовершенствованный вариант турбореактивных двигателей, использующий реактивный двигатель для привода вентилятора для создания тяги (турбовентилятор имеет газовую турбину в основе).
• Турбореактивные двигатели эффективны на более высоких скоростях (сверхзвуковых) и производят большой шум, в то время как турбовентиляторные двигатели эффективны как на дозвуковых скоростях, так и на околозвуковых скоростях и производят меньше шума.
• Турбореактивные двигатели в настоящее время используются в конкретных военных целях, но турбовентиляторные двигатели остаются наиболее предпочтительным выбором как для военных, так и для коммерческих самолетов.
• В турбореактивных двигателях тяга создается исключительно за счет выхлопа газовой турбины, в то время как в турбовентиляторных двигателях часть тяги создается за счет перепускного потока.
Источник диаграммы:
en.wikipedia.org/wiki/File:Jet_engine.svg
en.wikipedia.org/wiki/File:Turbofan_operation_lbp.svg
