В чем разница между турбовентиляторным и турбовинтовым двигателем?

Оба двигателя используют турбину для питания. Отсюда и слово «турбо» в названии. В газотурбинном двигателе воздух сжимается, а затем в этом сжатом воздухе воспламеняется топливо. Энергия, вырабатываемая зажиганием, вращает турбину. Затем турбина может приводить в действие как компрессор в передней части двигателя, так и некоторую полезную нагрузку. В самолетах он создает тягу.

Первым реактивным двигателем был турбореактивный . Это простой газотурбинный двигатель, который создает всю свою тягу за счет выхлопа из турбинной секции. Однако, поскольку весь воздух проходит через всю турбину, весь он должен сжигать топливо. Это означает, что он неэффективен, и решением является турбовентиляторный двигатель.

В ТРД турбина в основном приводит в движение вентилятор в передней части двигателя. В большинстве двигателей вентилятор приводится в действие непосредственно от турбины. Обычно имеется как минимум два отдельных вала, чтобы вентилятор мог вращаться медленнее, чем внутреннее ядро ​​​​двигателя. Вентилятор окружен кожухом, который направляет воздух к вентилятору и от него. Часть воздуха поступает в турбинную часть двигателя, а остальная часть обходит двигатель. В двигателях с большим байпасом большая часть воздуха проходит только через вентилятор и обходит остальную часть двигателя и обеспечивает большую часть тяги.

В турбовинтовых двигателях турбина в основном приводит в движение воздушный винт в передней части двигателя. Вокруг опоры нет кожуха. Часть воздуха попадает в турбину, часть нет. Пропеллер приспособлен для того, чтобы он вращался медленнее, чем турбина. Хотя на этой схеме показан только один вал, у многих турбовинтовых двигателей их два: вал высокого давления приводит в движение компрессор, а вал низкого давления приводит в движение воздушный винт. Некоторые двигатели, такие как популярный PT6, также несколько раз меняют направление потока.

Турбовинтовые двигатели более эффективны на более низких скоростях, поскольку винт может перемещать гораздо больше воздуха с меньшей турбиной, чем вентилятор турбовентиляторного двигателя. Кожух вокруг большого вентилятора ТРДД позволяет ему работать лучше, чем открытый пропеллер на высоких скоростях, но ограничивает практический размер вентилятора.

На сверхзвуковых скоростях турбореактивные двигатели имеют больше преимуществ в производительности. Они развивают всю свою тягу за счет выхлопа турбины с высокой скоростью, в то время как турбовентиляторные двигатели дополняют ее воздухом с более низкой скоростью от вентилятора. Поскольку воздух от вентилятора также не сжимается почти так же сильно, как основной поток турбины, также сложнее предотвратить сверхзвуковой поток, вызывающий потери.

Конкорд использовал турбореактивные двигатели, потому что он был разработан для длительных полетов на сверхзвуковых скоростях. Современные реактивные истребители представляют собой турбовентиляторные двигатели, обеспечивающие компромисс между эффективностью и скоростью.

Между турбореактивными, турбовентиляторными и турбовинтовыми двигателями есть и другие преимущества и недостатки, но я думаю, что они выходят за рамки этого вопроса.

Была проделана работа по созданию «винтового» двигателя в попытке получить эффективность турбовинтового и скорость турбовентиляторного двигателя. Им еще предстоит придумать жизнеспособный дизайн.

В авиации газотурбинные двигатели используются в

• вертолеты, как турбовальный двигатель, приводящий в движение несущие винты вместо воздушного винта, и с муфтой свободного хода для обеспечения авторотации

• ВСУ в реактивных самолетах и ​​больших турбовинтовых самолетах

Турбины также находят применение за пределами авиации в электростанциях (для выработки электроэнергии) и даже в транспортных средствах (таких как танк Abrams).

Поршневые двигатели с турбонаддувом используют турбину совершенно иначе, чем в приведенных выше примерах. Вместо того, чтобы быть основным источником энергии, турбина только помогает поршневому двигателю. Турбокомпрессор использует турбину для сжатия воздуха, подаваемого на впуск двигателя. Повышенная компрессия помогает двигателю генерировать больше мощности. Турбина турбонагнетателя приводится в действие выхлопными газами двигателя, а нагнетатель аналогичен, но приводится в действие непосредственно двигателем. Подробнее см. на странице Википедии .

В дополнение к приведенному выше ответу.., Проверьте эту ссылку, чтобы увидеть внутреннюю часть двигателя http://animagraffs.com/inside-a-jet-engine/

Турбовентиляторный двигатель является наиболее эффективным двигателем, и большая часть тяги создается за счет перепускного воздуха. Эффективность двигателя в основном зависит от степени двухконтурности двигателя. Турбореактивный двигатель в основном используется на истребителях или акробатических самолетах. Тяга этих самолетов дополнительно увеличивается за счет «форсажной камеры», установленной на сопле двигателя.

Турбопропеллеры эффективны при краткосрочном капитальном ремонте, а самолетам с турбовинтами требуется только более короткая взлетно-посадочная полоса для достижения требуемой подъемной силы по сравнению с другими типами. Турбовал - это двигатель, который в основном используется на вертолете, а энергия, выходящая из турбины, используется ротором для достижения требуемых оборотов.