Почему у турбовентиляторных двигателей нет кожухов, прикрепленных к лопастям вентилятора?

Это действительно было сделано, по крайней мере, в серии CFM-56 в какой-то момент.

Изображение взято отсюда , статья посвящена двигателю F108, который является американской военной версией CFM-56.

В более новых версиях двигателя кожухи законцовок лопаток были заменены кожухами среднего размаха, как показано ниже (из Википедии), или были удалены.

Как отметила Камилла Гудезюн, турбовентиляторные двигатели должны приспосабливаться ко многим ситуациям, а бандаж на конце лопасти добавляет большую массу и, следовательно, увеличивает нагрузки на лопасть, еще больше снижая усталостную долговечность.

Среди преимуществ этой конфигурации, которые не были упомянуты в вопросе или в другом ответе, является то, что кожухи помогают уменьшить амплитуды вибрации за счет фрикционного демпфирования. Это объясняет, почему в некоторых двигателях до сих пор используются межпролетные экраны, хотя они не участвуют в снижении потерь на концах лопаток.

Наконец, хотя эта конфигурация, по-видимому, больше не используется на лопастях вентилятора, она все еще используется в других частях современных двигателей, в частности в модуле турбины. В качестве примера картинка ниже взята с сайта GE9X , см. Лопасти турбины низкого давления.

В наземных турбинах иногда используются вращающиеся кожухи с чем-то вроде https://en.wikipedia.org/wiki/Labyrinth_seal для уменьшения утечек. Так что конструктивно в принципе нормально.

Но турбины в самолетах должны выдерживать неосевые нагрузки, попадание посторонних предметов и широкий диапазон температуры, давления и влажности окружающей среды. Прикрепление наконечников лопастей к кожуху может плохо переносить такое злоупотребление с точки зрения того, чтобы не взорваться, или выжить в течение следующего часа, или увеличить интервал между капитальными ремонтами двигателя. Лучше сломать несколько лопастей, чем потерять весь ротор. Это перевесило бы даже несколько процентов повышения эффективности использования топлива.

Чтобы добавить к прекрасным ответам:

Вращающийся кожух добавил бы дополнительную массу, так как воздуховод все равно должен был бы проходить мимо него. Эта масса также будет вращаться с высокой скоростью, создавая значительные гироскопические силы и, вдобавок ко всему, делая двигатель менее отзывчивым.

Кроме того, есть конструктивные проблемы: хотя это вовсе не невозможно спроектировать, поскольку есть некоторые реализации, структура не будет такой простой, как можно было бы подумать. Высокие скорости вращения, изгиб лопастей, вибрации и т. д. должны быть приняты во внимание и устранены. Балансировать огромный вращающийся диск определенно будет лавашом. где-то здесь есть вопрос и ответ о балансировке лопастей вентилятора, я постараюсь вспомнить, найти его и добавить сюда: добавление диска вокруг лопастей не упростит уравнение. Не помогает и широкий диапазон рабочих температур. Мы говорим, может быть, от + 60 ° C до - 70 ° C.

В целом, лопасти вентилятора связаны с большой динамикой, поэтому лучше сделать конструкцию как можно более простой.