Почему первая турбина турбовинтового (или турбовального) соединена с компрессором?

Как правило, первая турбина после камеры сгорания приводит в действие компрессор, как показано на этом рисунке.

поперечное сечение турбины
( wikimedia.org )

Эта первая турбина вращается быстрее всего и собирает больше всего энергии из газового потока. Это кажется неэффективным, когда вы хотите максимизировать выходную мощность силовой турбины. Так почему бы не сделать так, чтобы силовая турбина первой использовала поток газа, а затем турбина компрессора/производителя газа?

Ответы (3)

Вы можете использовать только мощность на валу, которая доступна после вычитания энергии для привода компрессора. Это вычитание производится турбиной высокого давления. Любая энергия, оставшаяся в выходящем потоке после этого, может быть извлечена для привода пропеллера, вентилятора или генератора.

Что произойдет в вашем устройстве, если силовая турбина извлекает слишком много энергии, чтобы поддерживать работу основного двигателя? Нет, очевидно, что приоритет должен быть в том, чтобы поддерживать работоспособность основного движка и использовать только то, что осталось.

введите описание изображения здесь

  • Более медленный компрессор снизит степень сжатия и, следовательно, повредит топливной экономичности двигателя.
  • Более быстрая свободная турбина потребует гораздо более мощного и крупного редуктора (помните, что винт вращается намного медленнее, чем турбина).
  • Нет простого способа заставить концентрические (или иные) валы управлять LPC (или опорой) через HPT (на фото выше).
  • Предполагая, что это можно сделать, регулировка расхода топлива будет иметь более медленную реакцию компрессора, что приведет к перегреву (недостаток воздуха) или засорению турбины (слишком много воздуха, но недостаточно топлива).

Короче говоря, поток газа сильный только потому , что компрессор приводится в действие первой ступенью (ступенями) турбины.

Компрессору, очевидно, требуется источник питания, чтобы выполнять работу по сжатию воздуха до его смешивания с топливом. Первая турбина забирает часть энергии процесса сгорания и использует ее для привода компрессора.