Was Ist Besser Turboprop Oder Turbofan?
Turbofan und Turboprop sind zwei Arten von Motoren für kleine, leichte Flugzeuge. Obwohl sie die gleiche Fähigkeit haben, ein Flugzeug zu steuern, führen sie es auf völlig unterschiedliche Weise aus. Kennen Sie Turbofan oder Turboprop?
In diesem Artikel werden die Unterschiede zwischen Turbofan- und Turboprop-Flugzeugmotoren erörtert. Es wird Ihnen bei der Entscheidung helfen, welches für Ihre Bedürfnisse als Besitzer eines Flugzeugs am besten geeignet ist. Turboprop ist ein Propellerflugzeug, das von einem Turbinentriebwerk gesteuert wird.
Turbofan-Motoren verwenden einen Teil derselben Innovation, die Stream-Motoren antreibt, um ihre Schneidkanten zu drehen und ein Flugzeug vorwärts zu treiben. Sowohl Turboprop- als auch Turbofan-Motoren werden in einem originalen Geschäfts- und Militärflugzeug verwendet, mit Vor- und Nachteilen in Bezug auf jede Art von Antriebsrahmen.
Erhalten Des Turbofan-Triebwerks Und Des Turboprop-Triebwerks
Sowohl Turboprop- als auch Turbofan-Motoren sind Gasturbinenmotoren, was bedeutet, dass sie thermodynamisch nicht zu unterscheiden sind. Doch was ist besser als Turboprop oder Turbofan? Die Trennung besteht darin, wie Abgasenergie genutzt wird; Turboprops verwenden den Auspuff, um einen Propeller anzutreiben, und Turbofans beschleunigen den Auspuff, um Schub zu liefern.
Produktivität
Turbofans und Turboprops werden durch ihre Arbeitsgeschwindigkeitsbereiche getrennt. Dies liegt vor allem an der Stromlinienform der Turbofan-Motoren.
Endlich sind Können und Leistung miteinander verbunden. Es ist wichtig zu verstehen, dass beide Motoren nur Schub erzeugen können, was es ihnen ermöglicht, die Luft mit einer Geschwindigkeit zu beschleunigen, die größer ist als die umgebende Geschwindigkeit.
Wenn die Motoren die herannahende Luft beschleunigen, wird die Schubkraft enger. Stellt sich die Frage, welche optimierten Eigenschaften diese Interaktion verwalten? Es ist die Geschwindigkeit der angetriebenen Bewegung für Turboprop-Motoren.
Wenn sich das Leistungsergebnis des Motors ausdehnt, sollte die Stützenbreite ebenfalls zunehmen, um das Leistungsergebnis zu absorbieren, d. h. zu einem nutzbaren Schub zu bewegen. Denn um die Motordrehzahl auf das passende Tempo (bei einer Leistungseinstellung) zu steuern, sollte der Motor ausreichend belastet werden, um die Geschwindigkeit zu steuern, was auf einer sehr grundlegenden Ebene eine Komponente der bahnbrechenden Propellerregion ist.
Es gibt ein paar Möglichkeiten, dies zu tun (mit fester Tonhöhe), fügen Sie scharfe Kantenlänge hinzu, fügen Sie Kanten und Akkorde hinzu. Der A400 wäre eine riesige Stütze, wenn wir den erweiterten Randbereich auf das Gemessene mit nur wenigen scharfen Kanten begrenzen könnten.
Propeller werden schrittweise angetrieben. Ein erheblicher Teil der Kante würde in Überschall- bis Schallbereichen funktionieren. Dies bedeutet, dass für große Propeller Erhöhungen der Propellerspitzengeschwindigkeit erforderlich sind. Wenn Propeller in den Überschall- bis Schallgeschwindigkeitsbereich eintreten, sinken die Produktivität und der Schubertrag drastisch, da Stoßwellen den Auftrieb vernichten, der beim Schub entsteht.
Während das Stapeln des Motors in der größten Entfernung am besten ist, ist es auch am schnellsten. Die Rotationsgeschwindigkeit nimmt jedoch quadratisch mit dem Sweep zu. Das bedeutet, dass sich der Motor zu schnell bewegt, um an Unterschall zu denken. Urheber fügen dann Schnittkanten und Akkorde hinzu.
In der Praxis sind die meisten Turboprops wegen der riesigen Messpropeller auf 1700 oder 1800 U / min begrenzt. Zum Beispiel hat die Cessna Denali eine 267-cm-Propeller mit 5 scharfen Kanten, die je nach Flugzeit zwischen 1700 und 1800 U/min arbeiten wird. Alle schnelleren Rotationsraten würden die scharfen Kanten meistens überlasten und Kraftstoff in Lärm verwandeln, anstatt zu drücken.
Wenn sich Turboprops in größere Höhen bewegen, erfolgt die Stoßbildung aufgrund höherer echter Geschwindigkeiten früher, wodurch die Antriebsleistung erfolgreich eingeschränkt wird. Turboprops können nur mit Mach 0,5 bis 0,6 und Höhen von 35.0,0 bis 40.0,0 Metern fliegen. Einige Turboprops erreichen Mach 0,7 bis 40,0,0m. Diese Flugzeuge haben jedoch komplexe Propellerpläne und riesige Motoren und funktionieren immer noch unter Mach 0,9+ und in Höhen von 50,0,0 m. Turbofans können alles erreichen.
Es gibt viele Möglichkeiten, die Reisegeschwindigkeit zu erhöhen. Dazu gehören die Erhöhung der Anzahl scharfer Kanten oder die Verwendung fein abgestimmter, klarer Durchbruchsspitzenpläne für eine schnelle Beherrschung. Paradoxerweise wirkt sich die Geschwindigkeit kaum auf die Schubleistung des Turbofans aus.
Der Luftverbrauch wird von Kompressorsegmenten benötigt, um einen bestimmten Drehzahlbereich aufrechtzuerhalten. Dieser Bereich kann auffallend subsonisch sein. Die Luftaufnahme sollte durch Aufnahmen überwacht und an der richtigen Stelle verlangsamt werden. Turbofan-Schub in einer Höhe, die über den Arbeitsgeschwindigkeitsbereich wirklich stabil ist. Dadurch kann das Flugzeug in größeren Höhen weiter beschleunigen.
Die Höhenfolgen für Turbofan-Motoren werden hauptsächlich durch die Zugänglichkeit der zu versengenden Luft bestimmt, die Bedeutung des absolut zugänglichen Schubs nimmt mit der Höhe ab. Turbofans liefern weiterhin Schub bei hohen Geschwindigkeiten, sodass das Flugzeug in der Lage ist, einen verringerten Schubertrag in höheren Lagen gegen eine geringere Luftdicke auszugleichen.
Diese Faktoren machen Turbofan-Motoren effizienter als solche bei höheren Arbeitsgeschwindigkeiten. Die Leistungsfähigkeit des Motors hängt im Wesentlichen von der inneren Arbeitstemperatur, dem Druckverhältnis und dem Design des Auslaufs ab.
Turbofan-Motoren sind in der Leistungsausbeute mit Turboprop-Motoren vergleichbar. Turboprop-Motoren haben jedoch typischerweise einen geringeren Kraftstoffverbrauch, wenn sie unter barometrischen Bedingungen betrieben werden. Die Produktivität eines Turbofans ist eine Funktion seiner Fähigkeit, Geschwindigkeit zu liefern.
Turbofans haben den Vorteil, dass sie schneller sind, was bedeutet, dass Turboprops effizienter und Turbofans effektiver sind. Wiederum sind Motorentscheidungen für höchste Effizienz mit den Planzielen für das Flugzeug verbunden.
Unterschiede Planen
Thermodynamisch sind beide Motortypen vergleichbar und verwenden einen ähnlichen thermodynamischen Kreislauf, um Kraft und Schub zu erzeugen. Kraftstoff wird verbrannt, um eine Turbine anzutreiben, die zur Steuerung eines Kompressors und aller Zubehörteile verwendet wird. Was passiert mit der Abgasenergie nach dem Abschalten der Verbrennung? Das ist der zentrale Unterschied.
Turboprops eliminieren im Wesentlichen die gesamte Motorenergie und einen größeren Teil der Kernenergie durch Verlängerungsturbinen, die den Propeller antreiben. Turbofans hingegen verwenden einen Entwicklungsdrall, um einen schnellen Auspuff (Schub) zu erzeugen.
Es kann durchaus sinnvoll sein, Turboprop-Induktions-Turbofans in gewisser Weise in Betracht zu ziehen, bei denen der Propeller der Hauptlüfter im Kompressorsegment ist, aber es sollte beachtet werden, dass es keine echte Umleitungsluft für einen Turboprop-Motor gibt.
Obwohl dieses Verhältnis vom mechanischen Standpunkt aus nicht ideal ist, ist es dennoch wirtschaftlich und thermodynamisch wertvoll. Ideal wäre ein Turboprop, der die gesamte Abgasenergie in mechanische Arbeit umwandelt.
Die an den hinteren Turbofans befindlichen Ausgüsse reduzieren das Luftvolumen. Dies verlässt die Rückseite des Motors, der seine Geschwindigkeit erhöht. Daraus entsteht Push. Ein weiter Bereich von Grenzen bestimmt die Plangrenze für den Ausguss.
Es soll Abgase mit niedriger Drehzahl und mäßig hoher Belastung in Abgase mit hoher Drehzahl und niedriger Spannung umwandeln. Idealer Turbofan wandelt möglichst wenig Abgasenergie in mechanische Energie um, um die Abgasgeschwindigkeit zu erhöhen.
Sicherheitsunterschiede
Die beiden Turboprops und Turbofans sind sehr zuverlässige und sichere Motoren. Jedes Ergebnis hat seine eigenen Anforderungen an das Wohlbefinden. Propeller benötigen Platz von Anfang an im Rumpf. Dies schafft überraschend einfache Probleme im Falle eines Motorausfalls.
Turboprops sind höheren Vibrationsbelastungen und mechanischer Komplexität ausgesetzt, da sie ein Getriebe benötigen, um die Drehzahl der Turbinenwelle zu reduzieren, um sie für Propeller geeignet zu machen. Es ist hilfreich, die Stromlinien- und Trägheitseigenschaften eines Propellers zu untersuchen, insbesondere Drehmoment, P-Faktor und Kreiselpräzession.
Das Drehmoment ist die einschränkende Kraft, die durch das Beschleunigen oder Abbremsen einer rotierenden Masse (eines Propellers) erzeugt wird, der P-Faktor ist der ungleichmäßige Schub, der von einem Propeller abgegeben wird, wenn er vom Horizontalflug weg geneigt wird, und eine gyroskopische Präzession tritt auf, während eine schwenkbare Scheibe auf dem nachgeführt wird außerhalb seiner Rotationsebene.
Diese Effekte werden oft als Linksdrehneigung bezeichnet. Diese Effekte sind Flugschülern in Kolbenflugzeugen gut bekannt. Fluglehrer bringen uns auch das richtige Seitenruder bei. Diese Kräfte bemühen sich um mehrmotorige Turboprops, zum Beispiel die Flugzeuggruppe King Air.
Stellen Sie sich ein mehrmotoriges Propellerflugzeug vor (Turbinen- oder Kolbenkraftstoff ist für das Modell nicht wichtig). Der linke Motor springt beim Anfahren oder Umherfahren nicht an. Das Drehmoment am verbleibenden rechten Motor wird eine Rolle nach rechts anregen, Kreiseleffekte von der Nase nach oben führen zu einer Linksdrehung, und der größte Teil des Schubvektors ist aufgrund des P-Faktors nach rechts ausgeglichen und abnehmbar.
Die immense Größe von Turboprop-Propellern ist ein Beweis für ihre Stärke und Größe, insbesondere der P-Faktor und die versetzte Schublinie relativ zum Schwerpunkt des Flugzeugs.
Unter Einsparung mechanischer Komplexität sind Turboprop-Motoren selbst nicht weniger geschützt, aber die nachfolgenden Einrichtungseffekte fügen eine Risikoschicht hinzu, die bei mehrmotorigen Turbofan-Flugzeugen weniger unverkennbar ist. Turbofan-Motoren können wesentlich näher am Flugzeugrumpf montiert werden und profitieren folglich von drastisch verringerten unausgeglichenen Schubeffekten im Falle einer Motorenttäuschung.
Nicht dass Drehmoment und gyroskopische Präzession bei diesen Motoren nicht auftreten, aber die Auswirkungen werden erheblich verringert. Turbofan-Betriebe profitieren zusätzlich von einer geringeren mechanischen Kompliziertheit, da sie nicht die enormen Untersetzungsgetriebe benötigen, von denen erwartet wird, dass sie Turboprop-Propeller auf die richtigen Geschwindigkeiten zurückführen.
Da Turbofans mit Sidestep-Luft erhebliche Schubkräfte liefern, kann der Motor Abluft zum Schutz vor Vereisung, Kompression und anderen Strukturen abgeben. Turboprops hingegen haben keine Umwegluft. Die Verwendung von Abluft hat einen erheblichen Einfluss auf die allgemeine Motorleistung. Turbofan-Flugzeuge können robustere pneumatische Rahmen haben als ihre Turboprop-Pendants.
Leistungsunterschiede
Leistung und Können sind miteinander verbunden, daher muss jede Messung mit dem Plan des Flugzeugs verglichen werden. Wenn wir Turbofans und Turboprops betrachten, sind zwei Leistungsbereiche offensichtlich. Dies liegt an den Abständen zwischen den Motoren. In großen Höhen erfahren Propeller die negativen Auswirkungen von Stoßbildung und verringerter Luftdicke (denken Sie daran, dass Propeller schwenkbare Flügel sind).
Der Turbofan-Motor kann den geschobenen Ertrag nicht mit der Höhe verringern, aber er kann mit dem Schub über den gesamten Arbeitsratenbereich mithalten. Das bedeutet, dass die Leistung des Flugzeugs durch den Luftwiderstand begrenzt ist.
Turbofan-Motoren können dort Schub liefern, wo ausreichend Luft aufgenommen wird, bis zu dem Ausmaß, dass sie Verbrennung, Dämpfe und Ausstoßtemperaturen ausdehnen können. Die SR-71 Blackbird ist ein denkwürdiges Beispiel dafür. Seine Fähigkeit, in Höhen über 70,0,0 m und mit Geschwindigkeiten um Mach-3 zu fliegen, ist ein Beweis dafür, wie man höher und schneller geht, wenn genügend Luft und Treibstoff verfügbar sind.
Auf der anderen Seite unterliegen Turbofans einer Leistungsverschlechterung in niedrigen Höhen aufgrund von Flugzeugzellenwiderstandsstrafen. Die volle Schubkraft des Motors ist aufgrund der Geschwindigkeitsbegrenzungen der Flugzeugzelle nicht verfügbar. Turboprop-Flugzeuge sind in der Lage, die Leistung von Turbofan-Flugzeugen in niedrigen Höhen zu übertreffen.
Beispiele dafür sind die TBM 930 und der Jet Cirrus Vision. Letztendlich erfüllen diese beiden Flugzeuge eine ähnliche grundlegende Mission, dennoch kann die TBM mit leichten Geschwindigkeits- und Effektivitätsvorteilen auskommen. Die dichtere Luft in niedrigeren Höhen ermöglicht es dem Turboprop-Propeller, mit höchster Leistungsfähigkeit zu arbeiten, wodurch die Flugzeugleistung gesteigert wird.
Propellerbreite und Propellerwiderstand sind die Faktoren, die die Leistung von Turboprop-Motoren am extremsten bestimmen. Interessanterweise sind Turbofan-Motoren durch die mechanischen Rotations- und Wärmebeschränkungen des Motors eingeschränkt.
Daher berücksichtigt jeder Motor die verstärkte Leistung, insbesondere die Arbeitsbedingungen; Turboprops in geringeren Höhen und Geschwindigkeiten, Turbofans in höheren Höhen und Geschwindigkeiten.
Fazit
Turboprop- und Turbofan-Motoren sind zwei der bekanntesten Optionen für Flugreisen, aber sie sind völlig einzigartig und haben insgesamt einzigartige Fähigkeiten. Auf jeden Fall hilft Ihnen dieser Artikel bei einer besseren Einigung, was besser Turboprop oder Turbofan ist, und diesen Unterschieden, damit Sie auswählen können, welche Art von Motor für Ihre Anforderungen am besten geeignet ist! Was ist der beste Turboprop oder Turbofan?
Häufig Gestellte Fragen
Warum Werden Eigentlich Turboprops Eingesetzt?
Turboprop-Motoren sollten weniger bewegliche Teile haben, was die Wartungskosten senkt. Eine zusätzliche Ersparnis sind Motorteile. Turboprops verbrauchen aufgrund einer Vielzahl von Faktoren, einschließlich ihres geringeren Gewichts, ihres Motortyps und ihrer Größe, weniger Kraftstoff als Standard-Stream-Flugzeuge.
Was Ist Der Motor, Der Den Turbofan-Lüfter Antreibt?
Ein Turbofan-Motor, der manchmal als Fanjet- oder Sidestep-Motor bezeichnet wird, ist eine Stream-Motor-Variante, die einen Schub erzeugt, indem eine Mischung aus Fly-Core-Ausfluss und Sidesteps-Luft verwendet wird, die von einem Impeller beschleunigt wurde, der vom Fly-Core angetrieben wird. Dies ist entscheidend, da auch der Lüfter von der Niederspannungsturbine angetrieben wird.
Können Turbofans Überschall Erreichen?
Turbofans können Überschallgeschwindigkeiten standhalten, da sie konstanten Strömungsbedingungen standhalten können, die unabhängig von der Fluggeschwindigkeit sind. Unterschallströmungsbedingungen sind die besten für scharfe Lüfterkanten und Propellerkenntnisse.
