Turbojet vs Turbofan
Suihkuturbiini on ilmaa hengittävä kaasuturbiinimoottori, joka suorittaa sisäisen polttosyklin toiminnan aikana. Se kuuluu myös lentokoneen propulsiomoottorien reaktiomoottorityyppiin. Sir Frank Whittle Iso-Britanniasta ja Hans von Ohain Saksasta kehittivät itsenäisesti käytännön moottorikonseptin 1930-luvun lopulla, mutta vasta toisen maailmansodan jälkeen suihkumoottorista tuli laaj alti käytetty propulsiomenetelmä.
Turbosuihkukoneella on useita haittoja suorituskyvyssä aliäänenopeuksilla, kuten tehokkuus ja melu; siksi kehitettiin turbimoottoreiden pohj alta kehittyneitä muunnelmia näiden ongelmien minimoimiseksi. Turbopuh altimet kehitettiin jo 1940-luvulla, mutta niitä ei käytetty heikon tehokkuuden vuoksi ennen kuin 1960-luvulla Rolls-Royce RB.80 Conwaysta tuli ensimmäinen tuotantoturbiinimoottori.
Lisätietoja turbojet-moottorista
Imuaukon kautta tuleva kylmä ilma puristetaan korkeaan paineeseen aksiaalivirtauskompressorin peräkkäisissä vaiheissa. Yleisessä suihkumoottorissa ilmavirtaus käy läpi useita puristusvaiheita ja jokaisessa vaiheessa nostaen painetta korkeammalle tasolle. Nykyaikaiset suihkuturbiinimoottorit voivat tuottaa jopa 20:1 painesuhteita edistyneiden kompressorivaiheiden ansiosta, jotka on suunniteltu aerodynaamisilla parannuksilla ja vaihtelevalla kompressorin geometrialla tuottamaan optimaalisen puristuksen jokaisessa vaiheessa.
Ilman paineistus nostaa myös lämpötilaa, ja polttoaineeseen sekoitettuna syntyy palavaa kaasuseosta. Tämän kaasun palaminen nostaa paineen ja lämpötilan erittäin korkealle tasolle (1200 oC ja 1000 kPa) ja kaasu työntyy turbiinin siipien läpi. Turbiiniosassa kaasu kohdistaa voimaa turbiinin siipiin ja pyörittää turbiinin akselia; tavallisessa suihkumoottorissa tämä akselityö käyttää moottorin kompressoria.
Sitten kaasu ohjataan suuttimen läpi, mikä tuottaa suuren työntövoiman, jota voidaan käyttää lentokoneen tehonlähteenä. Pakoputkessa kaasun nopeus voi olla reilusti äänen nopeutta suurempi. Suihkumoottorin toiminta mallinnetaan ihanteellisesti Braytonin syklillä.
Suihkuturbiinimoottorit ovat tehottomia hitaalla lennolla, ja optimaalinen suorituskyky on suurempi kuin Mach 2. Toinen suihkuturbiinien haitta on, että suihkumoottorit ovat erittäin meluisia. Niitä käytetään kuitenkin edelleen keskialueen risteilyohjuksissa tuotannon yksinkertaisuuden ja alhaisen nopeuden vuoksi.
Lisätietoja turbopuh altimen moottorista
Turbofan-moottori on edistynyt versio turboruihkumoottorista, jossa akselia käytetään puh altimen ohjaamiseen, jotta se imee suuria määriä ilmaa, puristaa ja ohjaa pakoputken läpi työntövoiman aikaansaamiseksi. Osa ilmanottoaukosta käytetään suihkumoottorin ohjaamiseen ytimessä, kun taas toinen osa ohjataan erikseen sarjan kompressorien läpi ja ohjataan suuttimen läpi ilman palamista. Tämän nerokkaan mekanismin ansiosta turbopuhallinmoottorit ovat vähemmän meluisia ja tarjoavat enemmän työntövoimaa.
High Bypass Engine
Ilman ohitussuhde määritellään tuulettimen levyn läpi vedetyn ilman massavirtausten väliseksi suhteeksi, joka ohittaa moottorin sydämen ilman palamista, ja massavirtauksen välillä, joka kulkee moottorin sydämen läpi, joka on osallisena. palaminen mekaanisen energian tuottamiseksi puh altimen käyttämiseksi ja työntövoiman tuottamiseksi. Korkean ohituksen suunnittelussa suurin osa työntövoimasta syntyy ohitusvirrasta, ja matalassa ohituksessa se tulee virtauksesta moottorin sydämen läpi. Korkean ohituksen moottoreita käytetään yleensä kaupallisiin sovelluksiin niiden alhaisemman melun ja polttoainetehokkuuden vuoksi, ja matalan ohituksen moottoreita käytetään silloin, kun vaaditaan suurempaa teho-painosuhdetta, kuten sotilashävittäjälentokoneita.
Mitä eroa on suihkuturbiini- ja tuuletinmoottorien välillä?
• Suihkuturbiinimoottorit olivat ensimmäinen ilmaa hengittävä kaasuturbiinimoottori ilma-aluksille, kun taas turbofan on kehittynyt muunnelma suihkumoottorista, joka käyttää suihkumoottoria tuulettimen tuottamiseen työntövoiman aikaansaamiseksi (turbiinipuh altimen ytimessä on kaasuturbiini).
• Suihkuturbiinimoottorit ovat tehokkaita suuremmilla nopeuksilla (yliääni) ja tuottavat suurta melua, kun taas turbotuulettimet ovat tehokkaita sekä aliäänenopeuksilla että transonisilla nopeuksilla ja tuottavat vähemmän melua.
• Suihkuturbiinia käytetään tällä hetkellä erityisissä sotilassovelluksissa, mutta turbotuuletin on edelleen suositeltavin käyttövoima sekä sotilas- että kaupallisissa lentokoneissa.
• Suihkuturbiinissa työntövoiman tuottaa puhtaasti kaasuturbiinin pakokaasu, kun taas turbiinimoottorissa osan työntövoimasta syntyy ohitusvirtauksesta.
Kaavio Lähde:
en.wikipedia.org/wiki/File:Jet_engine.svg
en.wikipedia.org/wiki/File:Turbofan_operation_lbp.svg
