Разница между турбореактивным двигателем и турбовинтовым двигателем

2024 Автор: Mildred Bawerman | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-16 08:42

Турбореактивный двигатель против турбовинтового

Турбореактивный двигатель - это газотурбинный двигатель с воздушным дыханием, выполняющий цикл внутреннего сгорания во время работы. Он также относится к типу реактивных двигателей авиационных маршевых двигателей. Сэр Фрэнк Уиттл из Соединенного Королевства и Ханс фон Охайн из Германии независимо друг от друга разработали практическую концепцию двигателей в конце 1930-х годов, но только после Второй мировой войны реактивный двигатель стал широко используемым методом движения.

Турбовинтовые двигатели - это еще один вариант, построенный на базе турбореактивного двигателя, в которых турбина используется для создания работы вала для привода пропеллера. Они представляют собой гибрид первых двигателей с поршневым двигателем и новых двигателей с газотурбинным двигателем. Также турбовинтовые двигатели можно рассматривать как турбовальные двигатели с гребным винтом, соединенным с валом через механизм понижающей передачи.

Подробнее о турбореактивном двигателе

Холодный воздух, поступающий через впускное отверстие, сжимается до высокого давления в последовательных ступенях осевого компрессора. В обычном реактивном двигателе воздушный поток проходит несколько ступеней сжатия, и на каждой ступени давление повышается до более высокого уровня. Современные турбореактивные двигатели могут создавать отношения давлений до 10: 1 благодаря усовершенствованным ступеням компрессора, разработанным с улучшенными аэродинамическими характеристиками и изменяемой геометрией компрессора для обеспечения оптимального сжатия на каждой ступени.

Повышение давления воздуха также увеличивает температуру, и при смешивании с топливом образуется горючая газовая смесь. Сгорание этого газа увеличивает давление и температуру до очень высокого уровня (1200 oC и 1000 кПа), и газ проталкивается через лопатки турбины. В секции турбины газ воздействует на лопатки турбины и вращает вал турбины; в обычном реактивном двигателе эта работа вала приводит в действие компрессор двигателя.

Затем газ направляется через сопло, и это создает большую тягу, которую можно использовать для приведения в действие самолета. На выходе скорость газа может быть намного выше скорости звука. Работа реактивного двигателя идеально моделируется циклом Брайтона.

Турбореактивные двигатели неэффективны при полете на малых скоростях, а оптимальные рабочие характеристики превышают 2 числа Маха. Другой недостаток турбореактивных двигателей заключается в том, что турбореактивные двигатели очень шумны. Однако они до сих пор используются в крылатых ракетах средней дальности из-за простоты изготовления и малой скорости.

Подробнее о турбовинтовом двигателе

Турбовинтовой двигатель - это усовершенствованная версия турбореактивного двигателя, в котором работа вала используется для привода гребного винта через редукторный механизм, прикрепленный к валу турбины. В этой форме реактивных двигателей большая часть тяги создается реакцией винта, а выхлопные газы генерируют незначительное количество полезной энергии; следовательно, в основном не используется для тяги.

Винты в турбовинтовых двигателях обычно имеют постоянную скорость (изменяемый шаг), похожие на пропеллеры, используемые в более крупных поршневых авиационных двигателях. В то время как в большинстве современных турбореактивных и турбовентиляторных двигателей используются осевые компрессоры, турбовинтовые двигатели обычно содержат по крайней мере одну ступень центробежного сжатия.

Пропеллеры теряют эффективность при увеличении скорости самолета, но очень эффективны при скорости полета ниже 725 км / ч. Следовательно, турбовинтовые самолеты обычно не используются на высокоскоростных самолетах и используются для питания небольших дозвуковых самолетов. Существуют некоторые исключения, такие как Airbus A400M и Lockheed Martin C130, которые являются крупными военными грузовыми самолетами, и турбовинтовые самолеты используются для высокопроизводительных коротких взлетов и посадок этих самолетов.

В чем разница между турбореактивным двигателем и турбовинтовым двигателем?

• Турбореактивные двигатели были первым воздушным газотурбинным двигателем для самолетов, тогда как турбовинтовой - это усовершенствованный вариант турбореактивного двигателя, в котором газовая турбина использовалась для приведения в действие пропеллера для создания тяги.

• Турбореактивные двигатели демонстрируют хорошие характеристики на сверхзвуковой скорости, а турбовинтовые - на дозвуковых.

• Турбореактивные двигатели в настоящее время используются в конкретных военных целях, но турбовинтовые двигатели широко используются как в военных, так и в коммерческих самолетах.

Источник диаграммы:

en.wikipedia.org/wiki/File:Jet_engine.svg

en.wikipedia.org/wiki/File:Turboprop_operation-en.svg