Почему больший объем воздуха, движущегося медленнее, является более эффективным средством движения, чем меньший объем воздуха, движущийся быстрее? (Это верно до заданной скорости, очевидно, поскольку сверхзвуковые самолеты используют двигатели с более низким BPR).
Потому что большая реакционная масса с меньшей скоростью уносит меньше энергии при том же импульсе.
Для создания тяги двигатель прикладывает силу к выхлопным газам и воздуху. Эта сила ускоряет воздух. Для создания тяги , двигатель должен передать импульс за единицу времени в эфире. Импульс пропорционален массе и скорости первого порядка. куда - масса газов (реакционная масса), на которую действует двигатель в единицу времени и скорость этих газов.
Однако газы также забирают часть кинетической энергии. Кинетическая энергия также пропорциональна массе, но также и второму порядку скорости. .
Эту энергию должен обеспечивать двигатель. Поскольку топливо может дать только определенное количество энергии (его теплота сгорания) на единицу массы, двигатель, которому требуется меньше энергии, нуждается в меньшем количестве топлива. И это достигается за счет перемещения большего количества воздуха. Это означает более высокую степень двухконтурности для реактивных двигателей и больший винт для двигателей с винтами.
Обратите внимание, что это не означает, что двигатель с большим байпасом будет более эффективным на низкой скорости, чем на высокой. Потому что это не так. Все реактивные двигатели более эффективны на высокой скорости. Это связано с тем, что мощность двигателя . Таким образом, на высокой скорости большая часть выходной мощности приходится на полезную работу по движению самолета.
Однако в двигателе с высокой степенью двухконтурности максимальная выходная мощность вентилятора ограничена (аналогично гребному винту), поэтому по сравнению с ТРД разница в эффективности выше на малых оборотах.
конечный серо-зеленый