Vilket är Bättre Turboprop Eller Turbofan?
Turboprop och turbofan är olika typer av flygplansmotorer som används i små, snabba flygplan. Medan de två motorerna har en liknande kapacitet (att köra ett flygplan), gör de det på helt olika sätt. Vet du vilken som är bättre Turboprop eller Turbofan?
Den här artikeln undersöker dessa två typer av flygplansmotorer för att hjälpa dig att ta reda på vilken som är bättre: turboprop eller turbofläkt eller vilken som bäst passar dina behov som enskild ägare av ett flygplan. Turboprop är ett propellerdrivet flygplan som styrs av en turbinmotor.
Turbofläktmotorer använder en del av samma innovation som driver strömmotorer att vända sina skäreggar och driva ett flygplan framåt. Både turboprop- och turbofläktmotorer används i ett original affärs- och militärflygplan, med fördelar och nackdelar relaterade till varje sorts drivramverk.
Skaffa Turbofanmotorn Och Turbopropmotorn
Turboprop- och turbofläktmotorer fungerar termodynamiskt oskiljaktigt. Men vad är bättre än turboprop eller turbofan? Skillnaden ligger i hur avgasenergi används. Turboprops driver en propeller medan turbofläktar accelererar avgaserna för att ge push.
Produktivitet
Den väsentliga åtskillnaden mellan turboprops och turbofläktar när det gäller effektivitet är arbetshastighetsintervallet; detta är huvudsakligen följden av de strömlinjeformade egenskaperna hos propellrar och turbofläktmotorer.
Slutligen går skicklighet och prestation hand i hand. Det är viktigt att förstå att båda motorerna bara kan skapa tryck, vilket gör att de kan påskynda luften med en hastighet som är högre än den omslutande hastigheten.
När motorerna påskyndar den annalkande luften, blir push-yielden snävare. Uppstår förfrågan vilka strömlinjeformade egenskaper som administrerar denna interaktion? Det är hastigheten för den framdrivna rörelsen för turbopropmotorer.
När kraftresultatet från motorn expanderar, bör stödets bredd på samma sätt öka för att absorbera, det vill säga flytta, effektresultatet till användbar tryck. Detta är nödvändigt för att justera motorns varvtal i lämplig takt.
Det finns ett par sätt att göra det (förväntar fast tonhöjd) lägga till skarp kantlängd, lägga till kanter och ackord till varje. Om vi för en efterföljande begränsar det expanderade kantområdet till mätningen med bara några skarpa kanter, skulle A400 ha enormt enorma rekvisita.
Propellrar framdrivs i steg. En betydande del av kanten skulle fungera i överljuds- till ljudomfång. Detta innebär att ökningar av propellerspetshastigheten kommer att vara nödvändiga för stora propellrar. Propellrarnas produktivitet och push-yield minskar dramatiskt när propellrar når det transsoniska hastighetsområdet. Detta beror på att stötvågor förstör lyftet som resulterar i knuffen.
Avståndet tvärs över är den mest effektiva tekniken för att stapla motorn, men eftersom rotationshastigheten ökar som en kvadrat av svepet, går det äntligen i grunden för snabbt för att ens tänka på att förbli subsoniskt, vilket är när upphovsmännen lägger till skäreggar , ackord och så vidare.
Praktiskt taget är de flesta turboproppar begränsade till 1700 eller 1800 rpm på grund av de enorma mätrekvisita. Till exempel har Cessna Denali en 5 vassa kant på 267 cm som fungerar någonstans mellan 1700 och 1800 RPM beroende på flygtiden. Rotationer i högre hastigheter skulle göra att de vassa kanterna blir för tunga och bränslet skulle omvandlas till buller istället för push.
Turboprops som rör sig högre i höjder är mer benägna att uppleva stötbildning. Detta beror på högre äkta hastigheter som effektivt minskar framdrivningsprestandan. Turboprops kan endast färdas vid Mach 0,5 till 0,6 och höjder på 35,0,0 till 40,0,0 meter. Några turboproppar når Mach 0,7 till 40,0,0 m. Dessa flygplan har dock komplexa propellerplaner och enorma motorer och fungerar fortfarande under Mach 0,9+ och på 50,0,0 m höjd. Turbofans kan åstadkomma vad som helst.
Det finns många sätt att öka kryssningshastigheten. Dessa inkluderar att öka antalet skarpa kanter eller använda finjusterade, rensade banbrytande spetsplaner för snabb kompetens. Turbofan push yield påverkas av hastighet, paradoxalt nog.
Förbrukning av luft krävs av kompressorsegment för att upprätthålla ett specifikt hastighetsområde. Det här intervallet kan vara påfallande subsoniskt. Intagningar bör övervaka förbrukningen av luft och bromsa den till passningsplatsen. Turbofläkttrycket på en höjd är verkligen stadigt över arbetshastighetsområdet, vilket gör att flygplanet kan fortsätta snabba upp på högre höjder.
Höjdkonsekvenser för turbofläktmotorer drivs huvudsakligen av tillgängligheten för luft som ska sänkas, betydelsen av absolut tillgänglig push minskar med höjden. Eftersom turbofläktar fortsätter att leverera tryck i högt tempo, är flygplanet redo att justera minskat tryckutbyte vid höjd mot lägre lufttjocklek.
Dessa faktorer gör turbofläktmotorer mer effektiva än de med högre arbetshastigheter. Motorns produktivitet är i huvudsak beroende av den inre arbetstemperaturen, tryckförhållandet och pipens design.
Turbofläktmotorer är jämförbara i effektutbyte med turbopropmotorer. Turbopropmotorer har dock vanligtvis lägre bränsleförbrukning när de arbetar under barometriska förhållanden. Turbofläktens produktivitet är en funktion av dess förmåga att leverera hastighet.
Fördelen med hastighet för turbofans gör att kortare flygningar blir mer skickliga i turboprops och längre flygningar är mer effektiva i turbofans. Motoriska beslut som är mest effektiva för ett flygplans planmål kommer att kopplas till dem.
Planeringsskillnader
Båda motortyperna liknar termodynamiskt sett. De använder samma termodynamiska cykel för att producera kraft och tryck. För att driva en turbin förbränns bränsle. Denna används sedan för att styra kompressorn och eventuella andra tillbehör. Vad händer med avgasenergin efter att förbränningen stängts av? Detta är den centrala skillnaden.
Turboprops eliminerar i princip all motorenergi och en större del av kärnkraften genom förlängningsturbiner som driver propellern. Turbofläktar, å andra sidan, använder ett utvecklingssnurr för att producera snabba avgaser (push).
Det kan mycket väl vara värdefullt att överväga turbopropeller inducerade turbofläktar i någon mening, där propellern är den största fläkten i kompressorsegmentet, men det bör noteras att det inte finns någon äkta omvägsluft för en turbopropmotor.
Även om detta förhållande inte är idealiskt ur mekanisk synvinkel, är det fortfarande värdefullt ekonomiskt och termodynamiskt. En turboprop som omvandlar all avgasenergi till mekaniskt arbete vore idealiskt.
Piparna på de bakre turbofläktarna minskar luftvolymen. Detta lämnar baksidan av motorn som ökar dess hastighet. Det är detta som ger upphov till push. Ett brett spektrum av gränser bestämmer plangränsen för pipen.
Den är avsedd att omvandla låghastighets, måttligt hög belastning avgaser till höghastighets, lågspänningsavgaser. Den ideala turbofläkten omvandlar så lite avgasenergi som möjligt till mekanisk energi för att öka hastigheten på avgaserna.
Säkerhetsskillnader
De två turboprops och turbofans är mycket pålitliga och säkra motorer. Varje resultat har sina egna krav på välbefinnande. Propellrar kräver utrymme redan från början av flygkroppen. Detta skapar förvånansvärt enkla problem vid motorfel.
Dessutom utsätts turboproppar för högre vibrationsbelastningar och mekaniska invecklade på grund av kravet på en växellåda för att minska turbinaxelns hastighet till passande takter för en propeller. Det är användbart att kartlägga de strömlinjeformade och tröghetsegenskaperna hos en propeller, speciellt vridmoment, P-faktor och gyroskopisk precession.
Vridmoment hänvisar till den begränsningskraft som skapas genom att snabba upp/bromsa en vridande kropp (en propeller), och P-Factor hänvisar till den ojämna tryck som en propeller ger när den fälls bort från plan flygning. Gyroskopisk precession uppstår medan en svängbar skiva följs upp på dess yttre rotationsplan.
Dessa effekter anspelas regelbundet som vänstersvängbenägenhet. Pilotstudenter känner till dessa effekter i kolvflygplan, både genom erfarenhet och flyglärare som lydigt föreläser oss mer om rätt roder. Dessa krafter trycker på för flermotoriga turboprops som King Air Group of plan.
Föreställ dig ett flermotorigt propellerdrivet plan (turbin- eller kolvbränsle är inte viktigt för modellen). Den vänstra motorn startar inte under avgång eller går runt. Den kvarvarande högermotorns vridmoment kommer att orsaka en rullning åt sidan, de gyroskopiska effekterna av nosen uppåt och push-vektorn är motbalanserade och löstagbara åt höger på grund av P-faktorn.
Den enorma storleken på turbopropellrar är ett bevis på deras styrka och storhet, särskilt P-faktorn och offset push line i förhållande till planets brännpunkt.
Turbopropmotorerna i sig sparar mekaniskt krånglighet och är inte mindre skyddade, men de efterföljande etableringseffekterna lägger till ett risklager som är mindre omisskännligt i flermotoriga turbofanflygplan. Turbofläktmotorer kan installeras närmare flygkroppen, vilket möjliggör betydligt lägre obalanserad tryckeffekt vid motorfel.
Inte för att vridmoment och gyroskopisk precession inte sker i dessa motorer, men effekterna minskar avsevärt. Turbofläktanläggningar drar dessutom nytta av minskad mekanisk inveckladhet eftersom de inte behöver den enorma minskningen av växellådor som förväntas lindra tillbaka turbopropellrar till rätt hastighet.
Turbofläktar ger betydande mängder tryck med hjälp av sidosteg, så motorn kan ge avloppsluft för att skydda mot kompression, isbildning och andra ramverk. Turboprops har omvänt ingen omvägsluft. Användning av avloppsluft har en betydande effekt på motorns allmänna prestanda. Turbofanplan kommer att kunna ha mer robusta pneumatiska ramverk än sina turbopropmotsvarigheter.
Prestandaskillnader
Prestanda och skicklighet hänger ihop, så varje mätning måste jämföras med planets plan. När man tittar på turboprops och turbofläktar, uppstår två prestandaomslag på grund av de två motorernas strömlinjeformade yttersta räckvidd. På höga höjder upplever propellrar de skadliga effekterna av stötbildning och minskad lufttjocklek (kom ihåg att propellrar är vridbara vingar).
Turbofläktmotorn kan inte minska det tryckta utbytet med höjden men den kan hålla jämna steg med trycket över hela arbetshastighetsintervallet. Det betyder att flygplanets prestanda begränsas av luftmotstånd.
I den grad som upphovsmännen kan expandera förbrännings-, rök- och piptemperaturerna, kan turbofläktmotorer fortsätta att leverera tryck där tillräckligt med luft förtärs. SR-71 Blackbird är ett minnesvärt exempel på detta. SR-71 Blackbirds förmåga att kryssa i hastigheter på Mach-3 och höjder över 70,0,0 m är ett exempel på hur bränsle och luft kan få dig att gå snabbare.
Omvänt uthärdar turbofläktar prestandaförsämring på låga höjder på grund av flygplansmotståndsstraff. Motorns fulla, tryckta förmåga är inte tillgänglig på grund av hastighetsbegränsningar på flygplanet. Turbopropflygplan kan ofta möta eller överträffa prestanda hos turbofanflygplan på låga höjder.
En illustration av detta är TBM 930 och Cirrus Vision Jet. Dessa två plan uppnår ett liknande uppdrag men TBM har små hastighets- och effektivitetsfördelar. Den tätare luften på lägre höjder gör att propellern med turbopropeller kan arbeta på högsta nivå, vilket ökar flygplanets prestanda.
Propellerbredd och propellermotstånd är de faktorer som bestämmer prestandan hos turbopropmotorer när de är mest extrema. Turbofläktmotorer begränsas av de mekaniska rotations- eller varma begränsningarna hos deras motorer.
Varje motor tar hänsyn till förstärkt prestanda, särskilt arbetsförhållanden. Turboprops arbetar i lägre hastigheter och höjder, medan turbofans arbetar i högre hastigheter och höjder.
Slutsats
Även om de är det mest populära valet för flygresor erbjuder turboprop- och turbofläktmotorer unika möjligheter och unika egenskaper. Den här artikeln hjälper dig att bestämma vilken typ av turboprop- eller turbofläktmotor som är bäst för dig. Det är allt vi har om Vilken är bättre Turboprop Eller Turbofan?
Vanliga Frågor
Vilka är Fördelarna Med Turboprops?
En turbopropmotor bör tillåta färre rörliga delar, vilket minskar underhållskostnaderna. Motordelar är ett annat område för besparingar. Turboprops använder mindre bränsle än vanliga strömplan på grund av en mängd olika faktorer, inklusive deras lägre vikt, typ av motor och storlek.
Vad Driver Fläkten I En Turbofläktmotor?
En turbofläktmotor som ibland anspelas på som en fanjet- eller sidostegsmotor, är en strömmotorvariation som producerar tryck med en blandning av flugkärnautflöde och sidostegsluft som har accelererats av en kanalfläkt som drivs av flugkärnan. Detta är avgörande eftersom fläkten också drivs av lågspänningsturbinen.
Är Turbofläktar Kapabla Att Gå överljud?
Turbofans kan uthärda överljudshastigheter eftersom insläppet gör stabila strömförhållanden oberoende av flyghastigheten. Kompetensen för propellrar och fläktskarpa kanter är högst under subsoniska strömförhållanden.
