Turbojet vs Turbofan
Turbojet je motor s plynovou turbínou dýchajúci vzduch, ktorý počas prevádzky vykonáva cyklus vnútorného spaľovania. Patrí tiež k reakčným motorom leteckých hnacích motorov. Sir Frank Whittle zo Spojeného kráľovstva a Hans von Ohain z Nemecka nezávisle vyvinuli koncept praktického motora koncom tridsiatych rokov, ale až po druhej svetovej vojne sa prúdový motor stal široko používaným spôsobom pohonu.
Proudový motor má niekoľko nevýhod vo výkone pri podzvukových rýchlostiach, ako je účinnosť a hluk; preto boli vyvinuté pokročilé varianty založené na prúdových motoroch, aby sa tieto problémy minimalizovali. Turboventilátory boli vyvinuté už v 40. rokoch 20. storočia, ale nepoužívali sa kvôli nižšej účinnosti až do 60. rokov, keď sa Rolls-Royce RB.80 Conway stal prvým sériovým motorom s turbodúchadlom.
Viac o motore Turbojet
Studený vzduch vstupujúci cez nasávanie je stlačený na vysoký tlak v následných stupňoch kompresora s axiálnym prietokom. V bežnom prúdovom motore prúdenie vzduchu prechádza niekoľkými stupňami kompresie a v každom stupni zvyšuje tlak na vyššiu úroveň. Moderné prúdové motory dokážu produkovať tlakové pomery až 20:1 vďaka pokročilým stupňom kompresora navrhnutým s aerodynamickými vylepšeniami a variabilnou geometriou kompresora na dosiahnutie optimálnej kompresie v každom stupni.
Stlačenie vzduchu tiež zvyšuje teplotu a pri zmiešaní s palivom vzniká horľavá zmes plynov. Spaľovanie tohto plynu zvyšuje tlak a teplotu na veľmi vysokú úroveň (1200 oC a 1000 kPa) a plyn sa pretláča cez lopatky turbíny. V sekcii turbíny plyn vyvíja silu na lopatky turbíny a otáča hriadeľ turbíny; v bežnom prúdovom motore poháňa tento hriadeľ kompresor motora.
Potom je plyn nasmerovaný cez trysku, čo vytvára veľké množstvo ťahu, ktorý možno použiť na pohon lietadla. Pri výfuku môže byť rýchlosť plynu vysoko nad rýchlosťou zvuku. Činnosť prúdového motora je ideálne modelovaná Braytonovým cyklom.
Proudové motory sú pri letoch pri nízkej rýchlosti neefektívne a optimálny výkon sa nachádza nad 2 Mach. Ďalšou nevýhodou prúdových lietadiel je, že prúdové motory sú extrémne hlučné. Stále sa však používajú v riadených strelách stredného doletu kvôli jednoduchosti výroby a nízkej rýchlosti.
Viac o Turbofan Engine
Turbofanový motor je pokročilou verziou prúdového motora, kde sa hriadeľ využíva na pohon ventilátora, ktorý nasáva veľké množstvo vzduchu, stláča ho a smeruje cez výfuk, čím vytvára ťah. Časť nasávania vzduchu sa používa na pohon prúdového motora v jadre, zatiaľ čo druhá časť je nasmerovaná oddelene cez sériu kompresorov a smerovaná cez dýzu bez toho, aby došlo k spaľovaniu. Vďaka tomuto dômyselnému mechanizmu sú turboventilátorové motory menej hlučné a poskytujú väčší ťah.
High bypass Engine
Pomer obtoku vzduchu je definovaný ako pomer medzi hmotnostnými prietokmi vzduchu nasávaného cez disk ventilátora, ktorý obchádza jadro motora bez toho, aby došlo k spaľovaniu, a hmotnostným prietokom prechádzajúcim jadrom motora, ktorý sa podieľa na spaľovanie, na výrobu mechanickej energie na pohon ventilátora a na vytváranie ťahu. Pri konštrukcii s vysokým obtokom je väčšina ťahu vyvinutá z obtoku a pri nízkom obtoku je to z prúdenia cez jadro motora. Motory s vysokým obtokom sa zvyčajne používajú na komerčné aplikácie pre ich nižšiu hlučnosť a palivovú účinnosť a motory s nízkym obtokom sa používajú tam, kde sa vyžaduje vyšší pomer výkonu k hmotnosti, ako napríklad vojenské stíhacie lietadlá.
Aký je rozdiel medzi prúdovými a turbodúchadlovými motormi?
• Prúdové motory boli prvým motorom s plynovou turbínou na dýchanie vzduchu pre lietadlá, zatiaľ čo turboventilátor je pokročilý variant prúdového motora, ktorý využíva prúdový motor na pohon ventilátora na generovanie ťahu (turboventilátor má v jadre plynovú turbínu).
• Turbojet sú účinné pri vyšších rýchlostiach (nadzvukové) a produkujú veľký hluk, zatiaľ čo turboventilátory sú účinné pri podzvukových aj transsonických rýchlostiach a produkujú menej hluku.
• Prúdové motory sa v súčasnosti používajú v špecifických vojenských aplikáciách, ale turboventilátor zostáva najvýhodnejšou voľbou pohonu pre vojenské aj komerčné lietadlá.
• V prúdových motoroch je ťah generovaný výlučne výfukovými plynmi z plynovej turbíny, zatiaľ čo pri turboventilátorových motoroch je časť ťahu generovaná obtokovým prúdom.
Zdroj diagramu:
en.wikipedia.org/wiki/File:Jet_engine.svg
en.wikipedia.org/wiki/File:Turbofan_operation_lbp.svg
