Почему турбовентиляторные двигатели имеют компрессоры низкого давления?

Компрессор низкого давления не снижает давление. Он увеличивает его, но работает при более низком давлении, чем компрессор высокого давления. Некоторые двигатели также имеют ступень промежуточного давления (IP).

https://en.wikipedia.org/wiki/Gas_turbine_engine_compressors

https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/compress.html

На каждой ступени давление увеличивается по мере того, как воздух нагнетается обратно в жаровые трубы.

Ранние реактивные двигатели имели только один набор дисков компрессора, которые располагались на одном валу и вращались с одинаковой скоростью. В более современных конструкциях используются две или даже три концентрические катушки, каждая из которых вращается со своей скоростью. Все золотники имеют несколько дисков компрессора на переднем конце и один или несколько дисков турбины на заднем конце, что позволяет им работать на разных скоростях, что позволяет каждой комбинации компрессор-турбина работать более эффективно. Обратите внимание, что все компоненты компрессора повышают давление на выходе .

Газовые турбины должны иметь возможность эффективно работать не только на полной тяге, но и на промежуточных значениях тяги . Особенно в тех случаях, когда самолет загружен не полностью, авиакомпании предпочитают несколько уменьшать тягу, потому что это меньше нагружает двигатель. Включение различных скоростей позволяет лучше адаптировать двигатель к условиям эксплуатации. Добавление катушки добавляет сложности и вводит новые режимы отказа , но разница в скоростях между компонентами делает очевидным, насколько они полезны. В случае GE-90 золотник низкого давления работает со скоростью 2261,5 об/мин, когда N1 равен 100%, а золотник высокого давления работает более чем в четыре раза быстрее при 9332 об/мин, когда N2 равен 100%.

Успех Rolls-Royce на рынке двигателей во многом обусловлен его способностью адаптировать свой двигатель Trent ко многим вариантам самолетов , которые продаются Boeing и Airbus. Эта адаптация осуществляется путем адаптации низкоскоростных компонентов, при этом ядро ​​остается идентичным между моделями. Имея три компонента, с которыми нужно возиться, в то время как их конкуренты General Electric и Pratt & Whitney имеют только два, Rolls-Royce имеет преимущество в бизнесе, предлагая двигатели, изготовленные по индивидуальному заказу.

Еще одна причина наличия двух независимых вращающихся узлов может быть найдена в реактивных самолетах с вертикальным взлетом: за счет вращения компонентов низкого и высокого давления в разных направлениях их гироскопические силы могут быть значительно уменьшены. Хотя это не относится к обычным самолетам, зависание реактивного самолета с вертикальным взлетом намного проще, когда его двигатель не добавляет тангажа к каждому движению рыскания и наоборот.