Турбовинтовой двигатель, и особенно винтовентилятор с большим количеством лопастей, отличается от турбовентиляторного двигателя с большим двухконтурным контуром главным образом тем, что отбрасывается волокнистый внешний воздуховод. Это облегчает получение большего диаметра, перемещение большего количества воздуха медленнее и, следовательно, более высокую эффективность. Меньшее количество лопастей еще больше увеличивает аэродинамическую эффективность. Скорость наконечника остается почти такой же, ограничиваясь скоростью звука. Так почему же турбовинтовые двигатели значительно медленнее, чем ТРДД с большим байпасом?
Скорости законцовок на самом деле не остаются прежними, скорости законцовок лопастей турбовентиляторных (и турбореактивных) двигателей могут превышать скорость звука, вплоть до 1,3 Маха (фактически указано M1,4 в ссылке, мой опыт - M1,3, но также мой профессор привык упомянуть M1.4) , как видно по ссылке . Поскольку они закрыты, негативные последствия удара намного меньше, чем если бы это был открытый винт. На открытые пропеллеры (а также винтовые вентиляторы) также влияют аэроупругие эффекты на околозвуковых скоростях, которые очень трудно изолировать из-за их высокого отношения размаха к хорде (мне не нравится называть это соотношением сторон для винтов). Не говоря уже о ШУМЕ, который создает открытый винт на околозвуковых скоростях.
Кроме того, из-за того, что за вентилятором следует статор (который использует вращательную составляющую скорости, добавляемую к воздушному потоку ротором) и сужающейся геометрии канала вентилятора, турбовентиляторные двигатели ускоряют поток больше, чем пропеллеры. Выхлоп из турбины также быстрее, чем вентилятор, и составляет большую часть воздуха, всасываемого двигателем, что увеличивает среднюю скорость выхлопа двигателя.
Представьте себе турбовинтовой двигатель, летящий со скоростью 0,8 Маха, а скорость законцовки винта ограничена 0,9 Маха. Это требует, чтобы законцовка винта имела тангенциальную скорость M0,41 (сумма Пифагора). С другой стороны, при той же скорости полета законцовка лопасти вентилятора, ограниченная величиной М1,3, все же может иметь сверхзвуковую тангенциальную скорость М1,024. Очевидно, что лопасти вентилятора, вращающиеся более чем в два раза быстрее, могут оказывать большее воздействие на воздушный поток.
Тяга создается за счет ускорения воздушного потока. Мы можем либо немного разогнать большое количество воздуха (вспомните винт вертолета), либо немного воздуха сильно (форсажный турбореактивный двигатель). Относительно медленно движущаяся лопасть пропеллера (по причинам, указанным выше) мало что может сделать для ускорения воздушного потока, проходящего через нее, по сравнению с вентилятором, который вращается намного быстрее в корпусе.
Гай Инчболд
Эфе Баллы
НеузнанныйПадающийОбъект
Эфе Баллы