Türbinler uçaklarda pervanelerden neden daha etkilidir? [kapalı]
Bu soruyu okudum:
Türbin motorları neden çalışır?
Kompresör, yüksek basınçta belirli bir hacimde hava üretir. Yanma odasında bu hava ısıtılır - bu çok daha büyük bir hava hacmine yol açar. Türbinin bir bölümüne baktığımızda (kompresör aşaması yanma aşamasına yaklaşırken daha küçük bölüme doğru sivrilen), bunun yanma aşamasına yüksek yoğunluklu kütle akışını daha da teşvik ettiğini görüyoruz. Egzoz aşamasında fan kanatlarının eğimi, büyük bir basınç düşüşüne neden olmadan hızlı hareket eden hava tarafından iş yapılacak şekildedir. Başka bir deyişle - havanın arkadan dışarı çıkması "daha kolaydır". Ancak arkadan çok daha fazla hava geldiği için (yakıt yakarak çok fazla hacim eklendi), çıkışta "daha az sert" çalışması, motorun güç / itme üretmesini durdurmaz.
Bu türbinlerin neden çalıştığının çok güzel bir açıklaması.
Yine de, bu sitede türbinlerin neden uçaklardaki pervanelerden daha etkili olduğuna dair herhangi bir açıklama bulamadım. Anladığım kadarıyla modern uçakların çoğunda (yüksek hızda uçan) pervaneler yerine türbinler var ve türbinlerin pervanelerden ne kadar daha iyi olduğunu bile bulamadım. Anladığım kadarıyla türbinler pervanelerden daha fazla gaz veriyor ama neden olduğuna dair bir açıklama bulamadım. Veya kullanılan yakıt başına verilen gaz kelebeği daha verimlidir.
Bunu buldum:
https://en.wikipedia.org/wiki/Turboprop
Bu, bir pervaneyi bir türbin ile birleştirir. Ancak yine de türbinlerin pervanelerden (eğer öyleyse) daha etkili olacağına dair hiçbir açıklama vermiyor.
Soru:
- Türbinler uçaklarda pervanelerden neden daha etkilidir?
Yanıtlar
Türbin motorları, pervanelerden mutlaka daha verimli veya kullanışlı değildir. Konu karmaşık; Buradaki büyük sorunları kısaca özetleyeceğim.
Trans-veya süpersonik gitmek istiyorsanız, pervaneleri kullanamazsınız çünkü pervane uçları uçağın geri kalanından önce transsonik hale gelir ve yaptıklarında itme verimliliği önemli ölçüde düşer. Jet motorları, bu işletim rejiminde gitmenin tek yoludur.
Küçük bir uçakta yavaş gitmek istiyorsanız, pervaneler (pistonlu motorlar tarafından tahrik edilir!) Jetlerden çok daha verimlidir çünkü bir jet motorunu boyut ve itme açısından küçülttüğünüzde, itici verimliliği hızla düşer ve çalışması o kadar ekonomik değildir. pistonlu pervanelere kıyasla rekabet edemeyecek.
Çok büyük bir uçağı yüksek ve hızlı uçurmak istiyorsanız, pistonla çalışan pervaneli tahrik pratik değildir çünkü bir pistonlu motorun ölçeğini büyüttüğünüzde, içten yanmalı motorların tüm temel sorunlarını büyütürsünüz ve bunlar, jet motorlarına kıyasla rakipsiz hale gelir.
Pistonlu motoru atarak ve bunun yerine bir pervane sürmek için türbin motorunu kullanarak, destek ve türbinlerin avantajlarıyla bir araya gelebilirsiniz; 450 MPH'yi aşmak zorunda olmadığınız sürece bu çok verimli bir tahrik aracıdır.
Son olarak, pervaneyi türbin motorunun hemen önündeki sıkıca oturan halka şeklindeki bir örtüye sokarak pervaneli türbinden daha fazla verimlilik ve performans elde edebileceğinizi unutmayın. Bunun gerektirdiği daha küçük pervane çapını telafi etmek için, "fana" daha fazla kanat eklersiniz ve şimdi jet taşımacılığı işine hâkim olan yüksek baypaslı turbofanınız var.
ÖZETLEMEK İÇİN: ses ötesi ve süpersonik uçuş = pervane yok, sadece jet türbinleri
hızlı ses altı uçuş, büyük uçak = yüksek baypas turbofan
yavaş ve küçük uçaklar = yalnızca türbin, piston ve sahne yok
orta boy uçaklar, ses altı hızlar = turbo-proplar
Performans, satın alma maliyeti ve operasyon maliyeti arasındaki değiş tokuşların farklı olduğu özel amaçlı uçaklar (ordu için olduğu gibi) için istisnalar vardır.