Hogyan működik a 4 típusú Turbinamotor

a gázüzemű turbinamotorok hosszú utat tettek meg 1903 óta. Ez volt az első év, amikor egy gázturbina elegendő energiát termelt ahhoz, hogy működjön. A tervezést a norvég feltaláló, Aegidus Elling valósította meg, és 11 lóerőt produkált, ami akkoriban hatalmas teljesítmény volt.

manapság a gázturbinás motorok mindenféle formában és méretben kaphatók, és a legtöbbjük sokkal több, mint 11 lóerőt termel. Itt vannak a turbinamotorok 4 fő típusa, valamint az egyes előnyök és hátrányok.

1) turbó motor

Heinkel He 178, a világ első turbó Repülőgép

turbó motorok voltak az első típusú gázturbina motor feltalált. Annak ellenére, hogy teljesen másképp néznek ki, mint az autó vagy a repülőgép dugattyús motorja, ugyanazt az elméletet alkalmazzák: szívó, kompressziós, teljesítmény, kipufogó.

hogyan működik a Turbojet?

a Turbojetek úgy működnek, hogy levegőt vezetnek át a motor 5 elsődleges szakaszán:

1.lépés: levegőbevezetés
a levegőbevezetés lényegében egy cső a motor előtt. A levegőbevitel egyszerűnek tűnhet, de hihetetlenül fontos. A szívó feladata, hogy simán irányítsa a levegőt a kompresszor lapátjaiba. Alacsony sebességnél minimálisra kell csökkentenie a motorba történő légáramlás veszteségét, szuperszonikus sebességnél pedig lassítania kell a Mach 1 alatti légáramlást (a turbojetbe áramló levegőnek szubszonikusnak kell lennie, függetlenül attól, hogy milyen gyorsan repül a repülőgép).
2. lépés: Kompresszor
a kompresszort a motor hátsó részén lévő turbina hajtja, feladata a bejövő levegő tömörítése, jelentősen növelve a levegő nyomását. A kompresszor ventilátorok sorozata, mindegyik kisebb és kisebb pengékkel. Ahogy a levegő áthalad minden kompresszor fokozaton, jobban összenyomódik.
3. lépés: Égéstér
következik az égéstér, ahol a varázslat valóban elkezd történni. A nagynyomású levegőt üzemanyaggal kombinálják, és a keveréket meggyújtják. Amint az üzemanyag/levegő keverék ég, a motoron keresztül folytatódik a turbina felé. A turbojetek nagyon soványak, körülbelül 50 rész levegő az üzemanyag minden 1 részéig (a legtöbb dugattyús motor 6-1-től 18-1-ig terjed). Az egyik fő oka annak, hogy a turbinák ezt a soványt működtetik, az, hogy extra légáramra van szükség a turbojet hűtéséhez.
4. lépés: Turbina
a turbina egy másik sorozat ‘ventilátorok’, amelyek úgy működnek, mint egy szélmalom, elnyeli az energiát a nagy sebességű levegő áthalad rajta. A turbinalapátok egy tengelyhez vannak csatlakoztatva, amely a motor elején lévő kompresszorlapátokhoz is csatlakozik. A turbjet ‘élet körforgása’ majdnem teljes.
5. lépés: kipufogó (más néven ” itt vagyok!”)
a nagy sebességű égetett üzemanyag / levegő keverék kilép a motorból egy kipufogó fúvókán keresztül. Amint a nagy sebességű levegő kilép a motor hátsó részéből, tolóerőt hoz létre, és előre tolja a repülőgépet (vagy bármi, ami hozzá van erősítve).

Turbojet elvihető:

• előnyök:
• viszonylag egyszerű kialakítás
• képes nagyon nagy sebességgel
• kevés helyet foglal el
• hátrányok:
• magas üzemanyag-fogyasztás
• hangos
• gyenge teljesítmény lassú sebességgel

2) turbopropelleres motor

King Air turbopropelleres motorokkal

a következő három típusú turbinamotor a turbojet motor minden formája, és a turbopropellerrel kezdjük. A turbopropeller egy turbojet motor, amely egy hajtóműrendszeren keresztül csatlakozik a propellerhez.

hogyan működik a Turbopropeller?

1. lépés: a turbojet forog a tengely, amely csatlakozik a sebességváltó
2. lépés: a fogaskerekek doboz lassítja a fonás, és a leglassabb mozgó fogaskerék csatlakozik a propeller
3. lépés: a propeller forog a levegőben, termelő tolóerő, mint a Cessna 172

Turboprop elvihető:

• előnyök:
• nagyon üzemanyag-hatékony
• leghatékonyabb középkategóriás sebesség 250-400 csomó között
• a leghatékonyabb 18 000-30 000 láb közepes magasságban
• hátrányok:
• Korlátozott előre légsebesség
• hajtómű rendszerek nehéz, és lebontják

3) Turboventilátor Motor

néhány széles testű turboventilátor motorok képes több mint 100.000 Font tolóerő

Turboventilátorok össze a legjobb mindkét világ között turbóvetők és turbopropellerek. És valószínűleg látni fogja ezeket a motorokat, amikor elindul a repülőtérre a következő légitársaság járatára.

hogyan működik a turbóventilátor?

a Turboventilátorok úgy működnek, hogy egy légcsatornás ventilátort rögzítenek a turbojet motor elejére. A ventilátor további tolóerőt hoz létre, segíti a motor hűtését, csökkenti a motor zajkibocsátását.

1. lépés: a belépő levegő két külön áramra oszlik. Az egyik áram a motor körül áramlik (bypass levegő), míg a másik áthalad a motor magján.
2. lépés: a Bypass levegő áthalad a motor körül, és egy csatornaventilátor gyorsítja, ami további tolóerőt eredményez.
3. lépés: a levegő átáramlik a turbojet motoron, folytatva a tolóerő gyártását.

Turboventilátor elvihető:

• előnyök:
• üzemanyag-hatékony
• csendesebb, mint a turbojets
• úgy néznek félelmetes
• Cons:
• nehezebb, mint a turbojets
• nagyobb frontális terület, mint a turbojets
• nem hatékony nagyon nagy magasságban

Pratt & Whitney F100 turbóventilátor utánégető egy F-16

4) turbótengelyes motor

Bell 206 helikopter turbótengelyes motorral

a turbótengelyes motorokat elsősorban helikoptereken használják. A legnagyobb különbség a turbótengelyek és a turbótengelyek között az, hogy a turbótengelyek a teljesítményük nagy részét a turbina forgatására használják, ahelyett, hogy a motor hátsó részét kiszorítanák.

hogyan működik a Turbótengely?

a Turbótengelyek lényegében egy turbómotor, amelynek hátuljához nagy tengely csatlakozik. Mivel ezeknek a motoroknak a többségét helikoptereken használják, ez a tengely a rotorlapát-sebességváltóhoz van csatlakoztatva.

1. lépés: a motor úgy működik, mint egy turbojet, a legtöbb esetben.
2. lépés: a turbinához csatlakoztatott hajtótengely táplálja az erőátvitelt.
3. lépés: a sebességváltó a tengelyről a rotorlapátra továbbítja a forgást.
4. lépés: a helikopter, többnyire ismeretlen és mágikus eszközökkel, képes repülni az égen.

Turbótengely elvihető:

• előnyök:
• sokkal nagyobb teljesítmény-tömeg arány, mint a dugattyús motorok
• jellemzően kisebb, mint a dugattyús motorok
• hátrányok:
• hangos
• a tengelyhez csatlakoztatott fogaskerekes rendszerek összetettek lehetnek és lebonthatják

4 típusú motor, ugyanazon alapkoncepció alapján

a gázturbinás motorok hosszú utat tettek meg az elmúlt 100 évben. És bár a turbóhajtóművek, a turbóvetők, a turbóventilátorok és a turbótengelyek mind különböznek egymástól, az energia előállításának módja lényegében ugyanaz: szívó -, kompressziós -, teljesítmény-és kipufogógáz.