Может ли турбовентилятор поддерживать крутящий момент при быстром вращении?

Я предполагаю, что обороты ТРДД могут быть увеличены только в следующих случаях:

  • Использование большинства современных реактивных двигателей (Airbus A380 и Boeing B747-800)
  • Использование магнитного редуктора, который может выдерживать больший крутящий момент при том же весе.
  • Лопасти вентилятора и компрессора усилены.
  • Конструкция приглушает и заглушает звуковой удар вентилятора.
  • Двигатель разработан таким образом, чтобы не допустить выхода пламени.

Предполагая, что вышеуказанные проблемы решены, и можно было изменить конструкцию лопастей вентилятора и компрессора, чтобы они были эффективнее в 10 раз по сравнению с их текущими оборотами в минуту, без изменения номинальной мощности:

  • Будет ли у двигателя достаточно крутящего момента и мощности, чтобы вращать вентилятор на крейсерской высоте?

  • Как это повлияет на тягу?

Я не совсем понимаю, в чем заключается ваш точный вопрос, но на самом деле более эффективно запускать вентилятор на более низких оборотах, чем компрессор низкого давления и связанные с ним ступени турбины. Вот почему существует редукторный турбовентиляторный двигатель . Наиболее заметным из них, вероятно, является P&W PW1000G .
Связанный (об оптимальной скорости вращения вентилятора / пропеллера): можно ли управлять турбовинтовым двигателем напрямую от реактивного двигателя без коробки передач?

Ответы (2)

Первоначальная мысль состоит в том, что при 10-кратном увеличении числа оборотов в минуту, вполне вероятно, что лопасти будут хорошо работать на числах Маха, что отрицательно скажется на требованиях к мощности (в частности, на значительно большем крутящем моменте) для вращения вентилятора и, что более важно, на мощности. вентилятор не будет работать на таких скоростях. Скорее всего, лезвие также повредится из-за нагрузки.

Однако это довольно гипотетический вопрос, поскольку, если бы двигатель был разработан для этого, в его конструкции должны были бы быть сделаны другие изменения. Изменение только одной части системы, такой как реактивный двигатель, обычно не меняет в лучшую сторону общую производительность.

У большинства турбовентиляторов с высоким байпасом скорость вращения на максимальной скорости немного превышает скорость звука. Может мах 1.1, может чуть выше. При 10-кратной скорости лопасти будут 11 Маха!
Не говоря уже о том, что шаг лезвий был бы слишком большим, даже если бы они не расплавились, что они бы и сделали.

Турбовентиляторам не нужно вращаться быстрее, им нужно вращаться медленнее, чтобы ограничить скорость кончика вентилятора:

  • Сопротивление сжимаемости - не лучшая статья расходов на топливо.
  • Натяжение полотна является квадратичной функцией скорости вращения. При 10-кратной скорости вращения натяжение лезвия в 100 раз выше. Корень лезвия должен быть в 100 раз толще при существующей технологии.

Магнитные шестерни сделаны из постоянных магнитов, тяжелых кусков магнитного железа: не очень хорошая комбинация с вращением в 10 раз быстрее. Механические редукторы используются для уменьшения скорости винтов в турбовинтовых двигателях, а в турбовентиляторных двигателях с редуктором используется механическая планетарная передача для уменьшения скорости вращения лопастей вентилятора.

Возможно, магнитные редукторы найдут применение в газотурбинных авиадвигателях в будущем, когда технология станет полностью зрелой, но пока механическая передача делает свое дело. Однако они снижают скорость пропеллеров и вентиляторов, а не повышают их в 10 раз.

Может ли турбовентилятор поддерживать крутящий момент при быстром вращении?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v