Turboreaktīvais dzinējs pret turbopropelleru
Turboreaktīva dzinējs ir gaiss elpojošs gāzturbīnas dzinējs, kas darbības laikā veic iekšdedzes ciklu. Tas pieder arī gaisa kuģu piedziņas dzinēju reakcijas dzinēju tipam. Sers Frenks Vitls no Apvienotās Karalistes un Hanss fon Ohains no Vācijas 30. gadu beigās neatkarīgi izstrādāja praktisko dzinēju koncepciju, taču tikai pēc Otrā pasaules kara reaktīvais dzinējs kļuva par plaši izmantotu piedziņas metodi.
Turbopropelleru dzinēji ir vēl viens variants, kas būvēts uz turboreaktīvo dzinēju, un tie izmanto turbīnu, lai ražotu vārpstu, lai darbinātu dzenskrūvi. Tie ir agrīnas virzuļdzinēja piedziņas un jaunākas gāzturbīnas piedziņas hibrīds. Arī turbopropelleru dzinējus var uzskatīt par turbovārpstas dzinēju, kura dzenskrūve ir savienota ar vārpstu, izmantojot reduktora mehānismu.
Vairāk par turboreaktīvo dzinēju
Aukstais gaiss, kas ieplūst pa ieplūdes atveri, tiek saspiests līdz augstam spiedienam aksiālās plūsmas kompresora secīgos posmos. Parastajā reaktīvo dzinēju gaisa plūsmai tiek veiktas vairākas saspiešanas stadijas, un katrā posmā spiediens tiek paaugstināts līdz augstākam līmenim. Mūsdienu turboreaktīvie dzinēji var radīt pat 10:1 spiediena attiecību, pateicoties uzlabotajām kompresora pakāpēm, kas izstrādātas ar aerodinamiskiem uzlabojumiem un mainīgu kompresora ģeometriju, lai katrā posmā nodrošinātu optimālu kompresiju.
Gaisa spiediens arī paaugstina temperatūru, un, sajaucoties ar degvielu, veidojas degošs gāzu maisījums. Šīs gāzes sadegšana paaugstina spiedienu un temperatūru līdz ļoti augstam līmenim (1200 oC un 1000 kPa) un gāze izspiežas cauri turbīnas lāpstiņām. Turbīnas sekcijā gāze iedarbojas uz turbīnas lāpstiņām un griež turbīnas vārpstu; parastajā reaktīvā dzinējā šis vārpstas darbs darbina dzinēja kompresoru.
Tad gāze tiek virzīta caur sprauslu, un tas rada lielu vilces spēku, ko var izmantot gaisa kuģa darbināšanai. Pie izplūdes gāzes ātrums var būt krietni virs skaņas ātruma. Reaktīvā dzinēja darbība ir ideāli modelēta pēc Breitona cikla.
Turboreaktīvie dzinēji ir neefektīvi lidojumā ar mazu ātrumu, un optimālā veiktspēja ir lielāka par 2 Mach. Vēl viens turboreaktīvo dzinēju trūkums ir tas, ka turboreaktīvie dzinēji ir ārkārtīgi trokšņaini. Tomēr tās joprojām tiek izmantotas vidēja diapazona spārnotajās raķetēs ražošanas vienkāršības un mazā ātruma dēļ
Vairāk par turbopropelleru dzinēju
Turbopropelleru dzinējs ir uzlabota turboreaktīvo dzinēja versija, kurā vārpstas darbs tiek izmantots dzenskrūves dzīšanai caur reduktora mehānismu, kas piestiprināts pie turbīnas vārpstas. Šajā reaktīvo dzinēju formā lielāko vilces spēku rada dzenskrūves reakcija, un izplūdes gāzes rada niecīgu izmantojamās enerģijas daudzumu; tāpēc to galvenokārt neizmanto vilces nodrošināšanai.
Turbopropelleru dzenskrūves parasti ir nemainīga ātruma (mainīga soļa) tipa propelleri, līdzīgi kā dzenskrūves, ko izmanto lielākos virzuļdzinēju gaisa kuģu dzinējos. Lai gan lielākajā daļā mūsdienu turboreaktīvo un turboventilatoru tiek izmantoti aksiālās plūsmas kompresori, turbopropelleru dzinējos parasti ir vismaz viena centrbēdzes kompresijas pakāpe.
Propelleri zaudē efektivitāti, palielinoties gaisa kuģa ātrumam, bet ļoti efektīvi, ja lidojuma ātrums ir mazāks par 725 km/h. Tādējādi turbopropelleru dzinējus parasti neizmanto ātrgaitas lidmašīnās, un tos izmanto mazu zemskaņas lidmašīnu darbināšanai. Ir daži izņēmumi, piemēram, Airbus A400M un Lockheed Martin C130, kas ir lieli militārie kravas kuģi, un turbopropelleru dzinēji tiek izmantoti šo lidmašīnu augstas veiktspējas īsas pacelšanās un nosēšanās prasībām.
Kāda ir atšķirība starp turboreaktīvo un turbopropelleru dzinēju?
• Turboreaktīvie dzinēji bija pirmie gaisa ieelpošanas gāzes turbīnu dzinēji lidmašīnām, savukārt turbopropelleru ir uzlabots turboreaktīvo dzinēju variants, kas izmanto gāzes turbīnu, lai darbinātu dzenskrūvi, lai radītu vilci.
• Turboreaktīvie dzinēji uzrāda labu veiktspēju virsskaņas ātrumā, savukārt turbopropelleri uzrāda labu veiktspēju zemskaņas ātrumā.
• Pašlaik turboreaktīvos dzinējus izmanto īpašos militāros lietojumos, bet turbopropellerus plaši izmanto gan militārajos, gan komerciālajos lidaparātos.
Diagrammas avots:
en.wikipedia.org/wiki/File:Jet_engine.svg
en.wikipedia.org/wiki/File:Turboprop_operation-en.svg
