Gass drevet turbinmotorer har kommet langt siden 1903. Det var det første året en gassturbin produserte nok kraft til å holde seg i gang. Designet ble oppnådd av norsk oppfinner Aegidus Elling, og det produserte 11 hestekrefter, som var en massiv prestasjon på den tiden.I Disse dager kommer gassturbinmotorer i alle former og størrelser, og de fleste produserer mye mer enn 11 hestekrefter. Her er de 4 hovedtyper av turbinmotorer, samt fordeler og ulemper med hver.
1) Turbojet Motor
Heinkel He 178, verdens første turbojet fly
Turbojet motorer var den første typen gasturbinmotor oppfunnet. Og selv om de ser helt annerledes ut enn stempelmotoren i bilen eller flyet, opererer de med samme teori: inntak, kompresjon, kraft, eksos.
Hvordan Fungerer En Turbojet?
Turbojets arbeid ved å føre luft gjennom 5 primære deler av motoren:
Trinn 1: Luftinntak
luftinntaket er i hovedsak et rør foran motoren. Luftinntaket kan se enkelt ut, men det er utrolig viktig. Inntaket jobb er å jevnt direkte luft inn i kompressorbladene. Ved lave hastigheter må den minimere tap av luftstrøm inn i motoren, og ved supersoniske hastigheter må den senke luftstrømmen under Mach 1 (luften som strømmer inn i en turbojet må være subsonisk, uansett hvor fort flyet flyr).
Trinn 2: Kompressor
kompressoren drives av turbinen på baksiden av motoren, og dens jobb er å komprimere den innkommende luft, betydelig øke lufttrykket. Kompressoren er en serie av ‘vifter’, hver med mindre og mindre blader. Når luft passerer gjennom hvert kompressorstadium, blir det mer komprimert.
Trinn 3: Neste opp er forbrenningskammeret, hvor magien virkelig begynner å skje. Høytrykksluften kombineres med drivstoff, og blandingen antennes. Når drivstoff / luftblandingen brenner, fortsetter den gjennom motoren mot turbinen. Turbojets kjøre veldig mager, med ca 50 deler luft til hver 1 del av drivstoff (de fleste stempelmotorer kjøre alt fra 6-til-1 til 18-til-1). En av hovedgrunnene til at turbiner kjører denne magre er at ekstra luftstrøm er nødvendig for å holde en turbojet kjølig.
Trinn 4: Turbin
turbinen er en annen serie av ‘fans’, som fungerer som en vindmølle, absorberer energi fra høyhastighets luft som passerer gjennom den. Turbinbladene er koblet til og vri en aksel, som også er koblet til kompressorbladene på forsiden av motoren. Turbjets ‘circle of life’ er nesten fullført.
Trinn 5: Eksos (aka » jeg er ute!»)
høy hastighet brent drivstoff / luft blanding ut av motoren gjennom en eksos dyse. Når høyhastighetsluften kommer ut av baksiden av motoren, produserer den trykk og skyver flyet (eller hva det er festet til) fremover.
Turbojet takeaway:
- Fordeler:
- Relativt enkel design
- I stand til svært høye hastigheter
- Tar liten plass
- Ulemper:
- høyt drivstofforbruk
- Høyt
- Dårlig ytelse ved lave hastigheter
- Pros:
- svært drivstoffeffektiv
- Mest effektive på mid-range hastighet mellom 250-400 Knop
- mest effektive på mid-range høyder på 18.000-30.000 fot
- cons:
- Begrenset fremover airspeed
- Gearing systemer er tunge og kan bryte ned
- Pros:
- Drivstoffeffektiv
- Roligere enn turbojets
- de ser kjempebra
- Ulemper:
- Tyngre enn turbojets
- Større frontal område enn turbojets
- Ineffektive i svært høye høyder
- Pros:
- Mye høyere effekt-til-vekt forhold enn stempelmotorer
- Vanligvis mindre enn stempelmotorer
- Ulemper:
- Høyt
- Girsystemer koblet til akselen kan være komplekse og bryte ned
2) turboprop motor
king air med turboprop motorer
de neste tre typer turbinmotorer er alle former for turbojetmotor, og vi starter med turbopropen. Turboprop er en turbojetmotor, koblet til en propell gjennom et girsystem.
Hvordan Fungerer En Turboprop?
Trinn 1: den turbojet spinner en aksel, som er koblet til en girkasse
Trinn 2: en tannhjul boks bremser ned spinning, Og den tregeste bevegelige gir kobles til propellen
Trinn 3: propellen roterer gjennom luften, produsere skyvekraft akkurat som Din Cessna 172
Turboprop takeaway:
3) Turbofan Motor
noen wide-body turbofan motorer kan produsere mer enn 100.000 pounds av thrust
Turbofans kombinere det beste fra begge verdener mellom turbojets og turboprop. Og, vil du sannsynligvis se disse motorene når du hodet ut til flyplassen for din neste flyselskapet fly.
Hvordan Fungerer En Turbofan?
Turbofans fungerer ved å feste en kanalvifte på forsiden av en turbojetmotor. Viften skaper ekstra trykk, hjelper til med å kjøle motoren, og senker støyutgangen til motoren.
Trinn 1: Innløpsluften er delt inn i to separate strømmer. En strøm flyter rundt motoren (bypass luft), mens den andre passerer gjennom motorkjernen.
Trinn 2: Bypass luft passerer rundt motoren og akselereres av en kanalvifte, noe som gir ekstra trykk.
Trinn 3: Luft strømmer gjennom turbojet motor, fortsetter produksjonen av skyvekraft.
Turbofan takeaway:
Pratt & whitney f100 turbofan med etterbrenner på en f-16
4) turboshaft motor
bell 206 helikopter med turboshaft motor / p>
turboshaft Motorer brukes primært på helikoptre. Den største forskjellen mellom turboshafts og turbojets er at turboshaft motorer bruker mesteparten av sin makt til å slå en turbin, snarere enn å produsere stakk ut baksiden av motoren.
Hvordan Fungerer En Turboshaft?
Turboshafts er i hovedsak en turbojetmotor med en stor aksel som kobles til baksiden av den. Og siden de fleste av disse motorene brukes på helikoptre, at akselen er koblet til rotorbladet overføring.
Trinn 1: motoren fungerer som en turbojet, for det meste.
Trinn 2: kraftakselen festet til turbinen driver overføringen.
Trinn 3: overføringen overfører rotasjon fra akselen til rotorbladet.Trinn 4: helikopteret, gjennom det meste ukjente og magiske midler, er i stand til å fly gjennom himmelen.
Turboshaft takeaway:
4 Typer Motorer, Basert på Det Samme Grunnleggende Konseptet
Gassturbinmotorer har kommet langt de siste 100 årene. Og mens turbojets, turboprops, turbofans og turboshafts alle har sine forskjeller, er de måten de produserer kraft i det vesentlige det samme: inntak, kompresjon, kraft og eksos.
Bli en bedre pilot.
Subscribe to get the latest videos, articles, and quizzes that make you a smarter, safer pilot.
