เหตุใดกังหันจึงมีประสิทธิภาพมากกว่าใบพัดบนเครื่องบิน? [ปิด]

Question

ฉันได้อ่านคำถามนี้แล้ว:

ทำไมเครื่องยนต์กังหันจึงทำงานได้?

คอมเพรสเซอร์สร้างอากาศปริมาณหนึ่งที่ความดันสูง ในห้องเผาไหม้อากาศนี้จะถูกทำให้ร้อนซึ่งจะทำให้อากาศมีปริมาณมากขึ้น เมื่อมองไปที่ส่วนหนึ่งของกังหัน (ส่วนที่เรียวเล็กลงเมื่อขั้นตอนของคอมเพรสเซอร์เข้าใกล้ขั้นตอนการเผาไหม้) เราจะเห็นว่าสิ่งนี้กระตุ้นให้มวลความหนาแน่นสูงไหลเข้าสู่ขั้นตอนการเผาไหม้ ในขั้นตอนไอเสียระยะห่างของใบพัดลมนั้นทำงานโดยอากาศที่เคลื่อนที่เร็วโดยไม่ทำให้แรงดันลดลงมาก กล่าวอีกนัยหนึ่ง - มัน "ง่ายกว่า" สำหรับอากาศที่จะออกไปด้านหลัง แต่เนื่องจากมีอากาศไหลออกมาทางด้านหลังมากขึ้น (เพิ่มปริมาณมากโดยการเผาไหม้เชื้อเพลิง) การทำงานอย่างรวดเร็วในขณะที่ทำงาน "น้อยลง" ไม่ได้หยุดเครื่องยนต์จากการผลิตกำลัง / แรงขับ

นี่เป็นคำอธิบายที่ดีมากว่าทำไมกังหันจึงทำงานได้

แม้ว่าฉันไม่พบคำอธิบายใด ๆ ในไซต์นี้ว่าเหตุใดกังหันจึงมีประสิทธิภาพมากกว่าใบพัดบนเครื่องบิน ตามที่ฉันเข้าใจเครื่องบินสมัยใหม่ส่วนใหญ่ (ที่บินด้วยความเร็วสูง) มีกังหันแทนใบพัดและฉันยังไม่พบว่ากังหันดีกว่าใบพัดขนาดไหน ตามที่ฉันเข้าใจกังหันให้แรงขับมากกว่าใบพัด แต่ฉันไม่พบคำอธิบายว่าทำไม หรือคันเร่งที่กำหนดต่อเชื้อเพลิงที่ใช้จะมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ฉันได้พบสิ่งนี้:

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

สิ่งนี้รวมใบพัดกับกังหัน แต่ก็ยังไม่ได้ให้คำอธิบายว่าทำไมกังหันจึงมีประสิทธิภาพมากกว่าใบพัด (ถ้ามี)

คำถาม:

1. เหตุใดกังหันจึงมีประสิทธิภาพมากกว่าใบพัดบนเครื่องบิน?

Answer 1

เครื่องยนต์กังหันไม่จำเป็นต้องมีประสิทธิภาพหรือมีประโยชน์มากกว่าใบพัด หัวข้อมีความซับซ้อน ฉันจะร่างประเด็นใหญ่สั้น ๆ ที่นี่

หากคุณต้องการเปลี่ยนทิศทางหรือความเร็วเหนือเสียงคุณไม่สามารถใช้ใบพัดได้เนื่องจากเคล็ดลับของใบพัดไปทรานส์โซนิคก่อนที่เครื่องบินที่เหลือจะทำและเมื่อทำเช่นนั้นประสิทธิภาพในการขับเคลื่อนจะลดลงอย่างมาก เครื่องยนต์เจ็ทเป็นวิธีเดียวที่จะดำเนินการในระบบปฏิบัติการนี้

หากคุณต้องการขับเครื่องบินขนาดเล็กให้ช้าลงใบพัด (ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ลูกสูบ!) จะมีประสิทธิภาพมากกว่าเครื่องบินไอพ่นมากเพราะเมื่อคุณปรับขนาดเครื่องยนต์เจ็ตให้มีขนาดและแรงขับลงประสิทธิภาพในการขับเคลื่อนจะลดลงอย่างรวดเร็วและการทำงานก็ไม่ประหยัด จะไม่มีการแข่งขันเมื่อเทียบกับใบพัดที่ขับเคลื่อนด้วยลูกสูบ

หากคุณต้องการบินเครื่องบินขนาดใหญ่ที่สูงและรวดเร็วการขับเคลื่อนด้วยลูกสูบแบบลูกสูบนั้นไม่สามารถทำได้เพราะเมื่อคุณขยายขนาดเครื่องยนต์ลูกสูบคุณจะขยายปัญหาพื้นฐานทั้งหมดของเครื่องยนต์สันดาปภายในและไม่สามารถแข่งขันได้เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์เจ็ท

คุณสามารถใช้ข้อดีของอุปกรณ์ประกอบฉากและกังหันได้โดยการทิ้งเครื่องยนต์ลูกสูบและใช้เครื่องยนต์กังหันเพื่อขับเคลื่อนใบพัดแทน นี่เป็นวิธีการขับเคลื่อนที่มีประสิทธิภาพมากตราบเท่าที่คุณไม่ต้องเกิน 450 ไมล์ต่อชั่วโมง

สุดท้ายโปรดทราบว่าคุณจะได้รับประสิทธิภาพและสมรรถนะที่ดียิ่งขึ้นจากกังหันที่ขับเคลื่อนด้วยใบพัดโดยการยึดเสาเข้ากับผ้าห่อศพวงแหวนที่กระชับพอดีด้านหน้าของเครื่องยนต์กังหัน ในการชดเชยเส้นผ่านศูนย์กลางของเสาที่เล็กกว่านี้คุณต้องเพิ่มใบมีดเพิ่มเติมให้กับ "พัดลม" และตอนนี้คุณมีเทอโบฟานบายพาสสูงที่ครองธุรกิจขนส่งด้วยเครื่องบินเจ็ท

เพื่อสรุป: การบินแบบ transsonic และเหนือเสียง = ไม่มีใบพัด, กังหันไอพ่นเท่านั้น

บินเร็วเปรี้ยงปร้างเครื่องบินลำใหญ่ = กังหันบายพาสสูง

เครื่องบินช้าและเล็ก = ไม่มีกังหันลูกสูบและอุปกรณ์ประกอบฉากเท่านั้น

เครื่องบินขนาดกลางความเร็วเปรี้ยงปร้าง = turboprops

มีข้อยกเว้นสำหรับเครื่องบินวัตถุประสงค์พิเศษ (เช่นสำหรับกองทัพ) ซึ่งการแลกเปลี่ยนระหว่างประสิทธิภาพต้นทุนการซื้อและต้นทุนการดำเนินการแตกต่างกัน