Turbofan
adalah jenis airbreathing mesin jet yang sangat biasanya digunakan untuk
propulsi pesawat, yang didasarkan di sekitar mesin turbin gas turbofan
menyediakan. menyodorkan menggunakan kombinasi penggemar menyalurkan dan jet
exhaust nozzle. Bagian dari aliran udara dari kipas menyalurkan melewati inti,
menyediakan oksigen untuk membakar bahan bakar untuk membuat listrik. Namun,
sisa aliran udara bypasses inti mesin dan bercampur dengan aliran lebih cepat
dari inti, secara signifikan mengurangi kebisingan knalpot. Bypass aliran udara
secara substansial lebih lambat menghasilkan penetrasi dengan lebih efisien
dibandingkan udara berkecepatan tinggi dari inti, dan ini mengurangi konsumsi
bahan bakar spesifik.
Sebuah desain Beberapa pekerjaan sedikit berbeda, memiliki bilah kipas sebagai perpanjangan radial dari belakang dipasang unit turbin tekanan rendah.
Turbofan memiliki kecepatan bersih knalpot yang jauh lebih rendah dari sebuah turbojet. Hal ini membuat mereka jauh lebih efisien pada kecepatan subsonik dari turbojet, dan agak lebih efisien pada kecepatan supersonik hingga sekitar Mach 1,6, namun juga telah ditemukan untuk menjadi efisien bila digunakan dengan afterburner kontinu di Mach 3 dan di atas. Namun, gas buang lebih rendah juga mengurangi kecepatan dorong pada kecepatan kendaraan yang tinggi.
Semua mesin jet yang digunakan pada saat ini diproduksi pesawat jet komersial turbofan. [Rujukan?] Mereka digunakan secara komersial terutama karena mereka lebih efisien dan lebih tenang dalam operasi dari turbojet. Turbofan juga digunakan dalam pesawat jet militer banyak, seperti F-15 Eagle dan kendaraan udara tak berawak seperti RQ-4 Global Hawk.
Pendahuluan
Tidak seperti mesin reciprocating, sebuah turbojet melakukan proses pembakaran kontinu aliran.
Dalam spool-tunggal (atau tunggal poros) turbojet, yang merupakan bentuk yang paling dasar dan jenis turbojet awal untuk dikembangkan, udara yang masuk intake sebelum dikompres ke tekanan yang lebih tinggi oleh kompresor berputar (seperti kipas). Udara yang dikompresi melewati ke sebuah ruang bakar, di mana dicampur dengan bahan bakar (misalnya minyak tanah) dan dinyalakan. Gas-gas pembakaran panas maka masukkan turbin kincir angin seperti, dimana kekuasaan diekstrak untuk menggerakkan kompresor. Meskipun proses ekspansi dalam turbin mengurangi tekanan gas (dan suhu) agak, energi yang tersisa dan tekanan digunakan untuk menyediakan jet kecepatan tinggi dengan melewatkan gas melalui nozzle mendorong. Proses ini menghasilkan dorong bersih berlawanan arah dengan aliran jet.
Setelah Perang Dunia II, 2-spool (atau 2-poros) turbojet dikembangkan untuk membuatnya lebih mudah untuk throttle kembali sistem kompresi dengan rasio tekanan desain tinggi keseluruhan (yaitu, ruang bakar tekanan masuk / asupan tekanan pengiriman).
Sebuah desain Beberapa pekerjaan sedikit berbeda, memiliki bilah kipas sebagai perpanjangan radial dari belakang dipasang unit turbin tekanan rendah.
Turbofan memiliki kecepatan bersih knalpot yang jauh lebih rendah dari sebuah turbojet. Hal ini membuat mereka jauh lebih efisien pada kecepatan subsonik dari turbojet, dan agak lebih efisien pada kecepatan supersonik hingga sekitar Mach 1,6, namun juga telah ditemukan untuk menjadi efisien bila digunakan dengan afterburner kontinu di Mach 3 dan di atas. Namun, gas buang lebih rendah juga mengurangi kecepatan dorong pada kecepatan kendaraan yang tinggi.
Semua mesin jet yang digunakan pada saat ini diproduksi pesawat jet komersial turbofan. [Rujukan?] Mereka digunakan secara komersial terutama karena mereka lebih efisien dan lebih tenang dalam operasi dari turbojet. Turbofan juga digunakan dalam pesawat jet militer banyak, seperti F-15 Eagle dan kendaraan udara tak berawak seperti RQ-4 Global Hawk.
Pendahuluan
Tidak seperti mesin reciprocating, sebuah turbojet melakukan proses pembakaran kontinu aliran.
Dalam spool-tunggal (atau tunggal poros) turbojet, yang merupakan bentuk yang paling dasar dan jenis turbojet awal untuk dikembangkan, udara yang masuk intake sebelum dikompres ke tekanan yang lebih tinggi oleh kompresor berputar (seperti kipas). Udara yang dikompresi melewati ke sebuah ruang bakar, di mana dicampur dengan bahan bakar (misalnya minyak tanah) dan dinyalakan. Gas-gas pembakaran panas maka masukkan turbin kincir angin seperti, dimana kekuasaan diekstrak untuk menggerakkan kompresor. Meskipun proses ekspansi dalam turbin mengurangi tekanan gas (dan suhu) agak, energi yang tersisa dan tekanan digunakan untuk menyediakan jet kecepatan tinggi dengan melewatkan gas melalui nozzle mendorong. Proses ini menghasilkan dorong bersih berlawanan arah dengan aliran jet.
Setelah Perang Dunia II, 2-spool (atau 2-poros) turbojet dikembangkan untuk membuatnya lebih mudah untuk throttle kembali sistem kompresi dengan rasio tekanan desain tinggi keseluruhan (yaitu, ruang bakar tekanan masuk / asupan tekanan pengiriman).
Mengadopsi pengaturan
2-spool memungkinkan sistem kompresi untuk dibagi dua, dengan Low Pressure (LP)
Kompresor supercharging suatu Tekanan Tinggi (HP) Kompresor. Setiap kompresor
terpasang pada poros (co-axial) terpisah, didorong oleh turbin sendiri (yaitu
HP Turbin dan LP Turbin). Kalau tidak, turbojet 2-spool jauh seperti mesin
tunggal-spool.
Turbofan modern berevolusi dari mesin aliran aksial-2-spool turbojet, pada dasarnya dengan meningkatkan ukuran relatif dari Tekanan Rendah (LP) Kompresor ke titik di mana beberapa (jika tidak sebagian besar) dari udara keluar unit bypasses sebenarnya inti (atau gas generator) stream melewati ruang bakar utama. Ini udara bypass baik memperluas melalui nozzle putar terpisah, atau dicampur dengan gas panas meninggalkan Tekanan Rendah (LP) Turbin, sebelum memperluas melalui Mixed Stream Nozzle Pensil putar. Karena kecepatan pesawat jet rendah, turbofan sipil modern lebih tenang daripada turbojet setara. Turbofan juga memiliki efisiensi yang lebih baik termal, yang dijelaskan nanti dalam artikel. Dalam turbofan, maka Compressor LP sering disebut kipas. Sipil-penerbangan turbofan biasanya memiliki kipas panggung tunggal, sedangkan turbofan militer-penerbangan sebagian besar (misalnya memerangi dan aplikasi pelatih pesawat) memiliki fans multi-tahap. mesin modern transportasi militer turbofan adalah sama dengan yang yang mendorong jetliners sipil.
mesin turboprop adalah gas-turbin mesin yang memberikan hampir semua kekuasaan mereka untuk poros baling-baling mengemudi. Turboprops tetap populer di pesawat sangat kecil atau lambat, seperti pesawat komuter kecil, untuk efisiensi bahan bakar pada kecepatan rendah, serta pada transport militer menengah dan pesawat patroli, seperti Hercules C-130 dan P-3 Orion, untuk mereka lepas landas tinggi kinerja dan manfaat masing-masing misi ketahanan.
Jika turboprop lebih baik pada kecepatan penerbangan moderat dan turbojet lebih baik pada kecepatan yang sangat tinggi, mungkin akan dibayangkan bahwa pada beberapa kisaran kecepatan di tengah campuran dari dua yang terbaik. Mesin tersebut adalah turbofan yang (awalnya disebut turbojet bypass oleh penemu di Rolls Royce). Nama lain kadang-kadang digunakan adalah menyalurkan kipas, meskipun istilah yang juga digunakan untuk baling-baling dan fans digunakan dalam aplikasi vertikal-penerbangan.
Perbedaan antara turbofan dan baling-baling, selain dorongan langsung, adalah bahwa saluran asupan mantan memperlambat udara sebelum tiba di wajah kipas. Karena kedua baling-baling dan baling-baling harus beroperasi pada kecepatan subsonik inlet efisien, penggemar menyalurkan memungkinkan operasi yang efisien pada kecepatan kendaraan yang lebih tinggi.
Duct bekerja pada Dassault / Dornier Alpha Jet - diameter peningkatan saluran masuk memperlambat udara masuk sesuai dengan prinsip kesinambungan. Seperti udara yang masuk melambat, tekanan yang meningkat sesuai dengan Prinsip Bernoulli.
Tergantung pada dorongan tertentu (dorong bersih yaitu / aliran udara intake), penggemar menyalurkan beroperasi terbaik dari 400 hingga 2000 km / (mph 250-1300) h, itulah sebabnya mengapa turbofan adalah jenis yang paling umum digunakan mesin untuk penerbangan hari ini di pesawat sebagai serta subsonik / tempur militer supersonik dan pesawat pelatih. Perlu dicatat, bagaimanapun, bahwa turbofan gunakan luas penampang untuk memaksa udara masuk ke kecepatan subsonik (sehingga mengurangi gelombang kejutan di seluruh mesin).
rasio Bypass (aliran udara dilewati untuk aliran udara ruang bakar) adalah parameter sering digunakan untuk mengklasifikasi turbofan, meskipun dorong khusus adalah parameter yang lebih baik.
Suara dari setiap jenis mesin jet sangat terkait dengan kecepatan dari gas buang, biasanya yang sebanding dengan kekuatan kedelapan dari kecepatan jet. High-bypass-rasio (misalnya, rendah-spesifik-dorong) turbofan relatif tenang dibandingkan dengan turbojet dan low-bypass-rasio (yaitu, tinggi-spesifik-dorong) turbofan. Sebuah mesin rendah-spesifik-dorong memiliki kecepatan jet rendah dengan definisi, seperti persamaan perkiraan berikut untuk dorong bersih berarti:
F_n = \ dot m \ cdots (V_ {JFE} - V_a)
dimana:
\ Dot m = \, asupan aliran massa
V_ {JFE} = \, penuh diperluas jet kecepatan (di exhaust plume)
V_a = \, kecepatan pesawat penerbangan
Pengaturan ulang persamaan di atas, dorong khusus diberikan oleh:
\ Frac {F_n} {\ dot m} = (V_ {JFE} - V_a)
Jadi bagi nol kecepatan penerbangan, dorong khusus berbanding lurus dengan kecepatan jet. Relatif berbicara, rendah-spesifik-dorong mesin yang besar dengan diameter untuk mengakomodasi aliran udara yang tinggi diperlukan untuk dorong diberikan.
Meskipun pesawat jet keras, mesin piston konvensional atau mesin turboprop memberikan dorongan yang sama akan jauh lebih keras.
Turbofan modern berevolusi dari mesin aliran aksial-2-spool turbojet, pada dasarnya dengan meningkatkan ukuran relatif dari Tekanan Rendah (LP) Kompresor ke titik di mana beberapa (jika tidak sebagian besar) dari udara keluar unit bypasses sebenarnya inti (atau gas generator) stream melewati ruang bakar utama. Ini udara bypass baik memperluas melalui nozzle putar terpisah, atau dicampur dengan gas panas meninggalkan Tekanan Rendah (LP) Turbin, sebelum memperluas melalui Mixed Stream Nozzle Pensil putar. Karena kecepatan pesawat jet rendah, turbofan sipil modern lebih tenang daripada turbojet setara. Turbofan juga memiliki efisiensi yang lebih baik termal, yang dijelaskan nanti dalam artikel. Dalam turbofan, maka Compressor LP sering disebut kipas. Sipil-penerbangan turbofan biasanya memiliki kipas panggung tunggal, sedangkan turbofan militer-penerbangan sebagian besar (misalnya memerangi dan aplikasi pelatih pesawat) memiliki fans multi-tahap. mesin modern transportasi militer turbofan adalah sama dengan yang yang mendorong jetliners sipil.
mesin turboprop adalah gas-turbin mesin yang memberikan hampir semua kekuasaan mereka untuk poros baling-baling mengemudi. Turboprops tetap populer di pesawat sangat kecil atau lambat, seperti pesawat komuter kecil, untuk efisiensi bahan bakar pada kecepatan rendah, serta pada transport militer menengah dan pesawat patroli, seperti Hercules C-130 dan P-3 Orion, untuk mereka lepas landas tinggi kinerja dan manfaat masing-masing misi ketahanan.
Jika turboprop lebih baik pada kecepatan penerbangan moderat dan turbojet lebih baik pada kecepatan yang sangat tinggi, mungkin akan dibayangkan bahwa pada beberapa kisaran kecepatan di tengah campuran dari dua yang terbaik. Mesin tersebut adalah turbofan yang (awalnya disebut turbojet bypass oleh penemu di Rolls Royce). Nama lain kadang-kadang digunakan adalah menyalurkan kipas, meskipun istilah yang juga digunakan untuk baling-baling dan fans digunakan dalam aplikasi vertikal-penerbangan.
Perbedaan antara turbofan dan baling-baling, selain dorongan langsung, adalah bahwa saluran asupan mantan memperlambat udara sebelum tiba di wajah kipas. Karena kedua baling-baling dan baling-baling harus beroperasi pada kecepatan subsonik inlet efisien, penggemar menyalurkan memungkinkan operasi yang efisien pada kecepatan kendaraan yang lebih tinggi.
Duct bekerja pada Dassault / Dornier Alpha Jet - diameter peningkatan saluran masuk memperlambat udara masuk sesuai dengan prinsip kesinambungan. Seperti udara yang masuk melambat, tekanan yang meningkat sesuai dengan Prinsip Bernoulli.
Tergantung pada dorongan tertentu (dorong bersih yaitu / aliran udara intake), penggemar menyalurkan beroperasi terbaik dari 400 hingga 2000 km / (mph 250-1300) h, itulah sebabnya mengapa turbofan adalah jenis yang paling umum digunakan mesin untuk penerbangan hari ini di pesawat sebagai serta subsonik / tempur militer supersonik dan pesawat pelatih. Perlu dicatat, bagaimanapun, bahwa turbofan gunakan luas penampang untuk memaksa udara masuk ke kecepatan subsonik (sehingga mengurangi gelombang kejutan di seluruh mesin).
rasio Bypass (aliran udara dilewati untuk aliran udara ruang bakar) adalah parameter sering digunakan untuk mengklasifikasi turbofan, meskipun dorong khusus adalah parameter yang lebih baik.
Suara dari setiap jenis mesin jet sangat terkait dengan kecepatan dari gas buang, biasanya yang sebanding dengan kekuatan kedelapan dari kecepatan jet. High-bypass-rasio (misalnya, rendah-spesifik-dorong) turbofan relatif tenang dibandingkan dengan turbojet dan low-bypass-rasio (yaitu, tinggi-spesifik-dorong) turbofan. Sebuah mesin rendah-spesifik-dorong memiliki kecepatan jet rendah dengan definisi, seperti persamaan perkiraan berikut untuk dorong bersih berarti:
F_n = \ dot m \ cdots (V_ {JFE} - V_a)
dimana:
\ Dot m = \, asupan aliran massa
V_ {JFE} = \, penuh diperluas jet kecepatan (di exhaust plume)
V_a = \, kecepatan pesawat penerbangan
Pengaturan ulang persamaan di atas, dorong khusus diberikan oleh:
\ Frac {F_n} {\ dot m} = (V_ {JFE} - V_a)
Jadi bagi nol kecepatan penerbangan, dorong khusus berbanding lurus dengan kecepatan jet. Relatif berbicara, rendah-spesifik-dorong mesin yang besar dengan diameter untuk mengakomodasi aliran udara yang tinggi diperlukan untuk dorong diberikan.
Meskipun pesawat jet keras, mesin piston konvensional atau mesin turboprop memberikan dorongan yang sama akan jauh lebih keras.
Awal turbofan
Awal mesin turbojet sangat tidak efisien bahan bakar, rasio tekanan mereka secara keseluruhan dan temperatur masuk turbin sangat terbatas oleh teknologi yang tersedia pada saat itu. The turbofan berjalan sangat pertama adalah Daimler-Benz Jerman DB 670 (ditunjuk sebagai 109-007 oleh RLM) yang dioperasikan pada testbed nya pada tanggal 1 April 1943. Mesin ditinggalkan kemudian sementara perang terus dan masalah tidak dapat diselesaikan. The jet perang Metrovick Inggris F.2 aliran aksial diberi kipas untuk menciptakan turbofan Inggris pertama.
Peningkatan bahan, dan pengenalan kompresor kembar seperti pada mesin Pratt & Whitney JT3C, meningkatkan rasio tekanan secara keseluruhan dan dengan demikian efisiensi termodinamika mesin, tetapi mereka juga menyebabkan efisiensi propulsif miskin, seperti turbojet murni memiliki dorong khusus yang tinggi / kecepatan tinggi
Awal mesin turbojet sangat tidak efisien bahan bakar, rasio tekanan mereka secara keseluruhan dan temperatur masuk turbin sangat terbatas oleh teknologi yang tersedia pada saat itu. The turbofan berjalan sangat pertama adalah Daimler-Benz Jerman DB 670 (ditunjuk sebagai 109-007 oleh RLM) yang dioperasikan pada testbed nya pada tanggal 1 April 1943. Mesin ditinggalkan kemudian sementara perang terus dan masalah tidak dapat diselesaikan. The jet perang Metrovick Inggris F.2 aliran aksial diberi kipas untuk menciptakan turbofan Inggris pertama.
Peningkatan bahan, dan pengenalan kompresor kembar seperti pada mesin Pratt & Whitney JT3C, meningkatkan rasio tekanan secara keseluruhan dan dengan demikian efisiensi termodinamika mesin, tetapi mereka juga menyebabkan efisiensi propulsif miskin, seperti turbojet murni memiliki dorong khusus yang tinggi / kecepatan tinggi
gas buang lebih cocok untuk penerbangan supersonik.
Rendah-bypass asli mesin turbofan dirancang untuk meningkatkan efisiensi propulsif dengan mengurangi kecepatan gas buang ke nilai yang lebih dekat dengan pesawat. The Rolls-Royce Conway, yang turbofan produksi pertama, memiliki rasio bypass dari 0,3, mirip dengan mesin Electric modern Umum tempur F404. mesin turbofan Sipil tahun 1960-an, seperti Pratt & Whitney JT8D dan Spey Rolls-Royce memiliki rasio bypass dekat dengan 1, tetapi tidak berbeda dengan setara militer mereka.
General Electric biasa CF700 mesin turbofan dikembangkan sebagai mesin belakang-fan dengan rasio bypass 2.0. Ini berasal dari T-38 Talon dan Learjet General Electric turbojet J85/CJ610 (2.850 lbf atau 12.650 N) untuk daya yang lebih besar Sabreliner 75/80 Rockwell pesawat model, serta Dassault Falcon 20 dengan sekitar meningkat 50% di dorong (4.200 lbf atau N 18.700). CF700 tersebut merupakan turbofan kecil pertama di dunia yang akan disertifikasi oleh Federal Aviation Administration (FAA). Sekarang ada lebih dari 400 pesawat CF700 dalam operasi di seluruh dunia, dengan dasar pengalaman lebih dari 10 juta jam layanan. Mesin turbofan CF700 juga digunakan untuk melatih astronot Moon-terikat dalam Proyek Apollo sebagai powerplant untuk Lunar Landing Research Kendaraan.
Rendah-bypass asli mesin turbofan dirancang untuk meningkatkan efisiensi propulsif dengan mengurangi kecepatan gas buang ke nilai yang lebih dekat dengan pesawat. The Rolls-Royce Conway, yang turbofan produksi pertama, memiliki rasio bypass dari 0,3, mirip dengan mesin Electric modern Umum tempur F404. mesin turbofan Sipil tahun 1960-an, seperti Pratt & Whitney JT8D dan Spey Rolls-Royce memiliki rasio bypass dekat dengan 1, tetapi tidak berbeda dengan setara militer mereka.
General Electric biasa CF700 mesin turbofan dikembangkan sebagai mesin belakang-fan dengan rasio bypass 2.0. Ini berasal dari T-38 Talon dan Learjet General Electric turbojet J85/CJ610 (2.850 lbf atau 12.650 N) untuk daya yang lebih besar Sabreliner 75/80 Rockwell pesawat model, serta Dassault Falcon 20 dengan sekitar meningkat 50% di dorong (4.200 lbf atau N 18.700). CF700 tersebut merupakan turbofan kecil pertama di dunia yang akan disertifikasi oleh Federal Aviation Administration (FAA). Sekarang ada lebih dari 400 pesawat CF700 dalam operasi di seluruh dunia, dengan dasar pengalaman lebih dari 10 juta jam layanan. Mesin turbofan CF700 juga digunakan untuk melatih astronot Moon-terikat dalam Proyek Apollo sebagai powerplant untuk Lunar Landing Research Kendaraan.
Rendah-bypass turbofan
Diagram skematis menggambarkan mesin, 2-spool low-bypass turbofan dengan
campuran knalpot, menunjukkan tekanan-rendah (hijau) dan tekanan tinggi (ungu)
kelos. Kipas (dan booster tahapan) didorong oleh turbin
tekanan rendah, sedangkan kompresor tekanan tinggi ini didukung oleh turbin
tekanan tinggi
Sebuah dorong spesifik yang tinggi / bypass turbofan rasio rendah biasanya memiliki penggemar multi-tahap, mengembangkan rasio tekanan yang relatif tinggi dan, dengan demikian, menghasilkan kecepatan tinggi (campuran atau dingin) knalpot. Inti aliran udara harus cukup besar untuk memberikan kekuatan inti yang cukup untuk menggerakkan kipas. Aliran inti yang lebih kecil / lebih tinggi rasio bypass siklus dapat dicapai dengan menaikkan temperatur (HP) masuk turbin rotor.
Bayangkan sebuah retrofit situasi di mana rasio bypass baru rendah, campuran knalpot, turbofan adalah menggantikan turbojet tua, dalam aplikasi militer tertentu. Katakanlah mesin baru adalah memiliki aliran udara yang sama dan dorong bersih (thrust tertentu yaitu sama) sebagai satu itu menggantikan. Aliran bypass hanya dapat diperkenalkan jika suhu masukan turbin diperbolehkan meningkat, untuk mengimbangi aliran Sejalan inti yang lebih kecil. Perbaikan dalam pendingin turbin / teknologi material akan memfasilitasi penggunaan suhu yang lebih tinggi inlet turbin, meskipun terjadi peningkatan suhu pendingin udara, yang dihasilkan dari kemungkinan kenaikan rasio tekanan secara keseluruhan.
Efisien dilakukan, turbofan yang dihasilkan mungkin akan beroperasi pada rasio tekanan nozzle lebih tinggi dari turbojet, tetapi dengan suhu yang lebih rendah knalpot untuk mempertahankan dorong bersih. Karena kenaikan suhu di seluruh mesin (intake untuk nosel) akan lebih rendah dari (kering daya) aliran bahan bakar juga akan berkurang, mengakibatkan konsumsi bahan bakar yang lebih baik spesifik (SFC).
Sebuah turbofan beberapa rasio rendah bypass militer (misalnya F404) telah Variabel Inlet Guide vanes, dengan gaya engsel piano, ke udara langsung ke tahap rotor pertama. Hal ini meningkatkan margin gelombang kipas (lihat peta kompresor) berkisar pertengahan aliran. Ayunan sayap F-111 mencapai jangkauan yang sangat tinggi / muatan kemampuan dengan merintis penggunaan mesin ini, dan itu juga merupakan jantung-14 udara tempur F terkenal superioritas Tomcat yang menggunakan mesin yang sama dalam badan pesawat, lebih kecil lebih gesit untuk mencapai pelayaran efisien dan kecepatan Mach 2.
Sebuah dorong spesifik yang tinggi / bypass turbofan rasio rendah biasanya memiliki penggemar multi-tahap, mengembangkan rasio tekanan yang relatif tinggi dan, dengan demikian, menghasilkan kecepatan tinggi (campuran atau dingin) knalpot. Inti aliran udara harus cukup besar untuk memberikan kekuatan inti yang cukup untuk menggerakkan kipas. Aliran inti yang lebih kecil / lebih tinggi rasio bypass siklus dapat dicapai dengan menaikkan temperatur (HP) masuk turbin rotor.
Bayangkan sebuah retrofit situasi di mana rasio bypass baru rendah, campuran knalpot, turbofan adalah menggantikan turbojet tua, dalam aplikasi militer tertentu. Katakanlah mesin baru adalah memiliki aliran udara yang sama dan dorong bersih (thrust tertentu yaitu sama) sebagai satu itu menggantikan. Aliran bypass hanya dapat diperkenalkan jika suhu masukan turbin diperbolehkan meningkat, untuk mengimbangi aliran Sejalan inti yang lebih kecil. Perbaikan dalam pendingin turbin / teknologi material akan memfasilitasi penggunaan suhu yang lebih tinggi inlet turbin, meskipun terjadi peningkatan suhu pendingin udara, yang dihasilkan dari kemungkinan kenaikan rasio tekanan secara keseluruhan.
Efisien dilakukan, turbofan yang dihasilkan mungkin akan beroperasi pada rasio tekanan nozzle lebih tinggi dari turbojet, tetapi dengan suhu yang lebih rendah knalpot untuk mempertahankan dorong bersih. Karena kenaikan suhu di seluruh mesin (intake untuk nosel) akan lebih rendah dari (kering daya) aliran bahan bakar juga akan berkurang, mengakibatkan konsumsi bahan bakar yang lebih baik spesifik (SFC).
Sebuah turbofan beberapa rasio rendah bypass militer (misalnya F404) telah Variabel Inlet Guide vanes, dengan gaya engsel piano, ke udara langsung ke tahap rotor pertama. Hal ini meningkatkan margin gelombang kipas (lihat peta kompresor) berkisar pertengahan aliran. Ayunan sayap F-111 mencapai jangkauan yang sangat tinggi / muatan kemampuan dengan merintis penggunaan mesin ini, dan itu juga merupakan jantung-14 udara tempur F terkenal superioritas Tomcat yang menggunakan mesin yang sama dalam badan pesawat, lebih kecil lebih gesit untuk mencapai pelayaran efisien dan kecepatan Mach 2.
Turbofan afterburning
Sejak 1970-an, mesin jet tempur paling telah rendah / medium bypass turbofan dengan afterburner knalpot campuran, dan variabel nozzle daerah akhir. afterburner adalah sebuah ruang bakar terletak hilir bilah turbin dan langsung hulu nozel, yang membakar bahan bakar dari injector bahan bakar afterburner-spesifik. Ketika menyala, jumlah bahan bakar yang luar biasa dibakar di afterburner, meningkatkan temperatur gas buang dengan tingkat signifikan, sehingga menghasilkan kecepatan tinggi knalpot / dorong mesin tertentu. Nozel geometri variabel harus membuka ke area tenggorokan lebih besar untuk menampung volume aliran ekstra ketika afterburner menyala. Afterburning sering dirancang untuk memberikan dorongan dorong yang signifikan untuk take off, percepatan transonik dan manuver tempur, tetapi sangat bahan bakar intensif. Akibatnya afterburning hanya dapat digunakan untuk bagian pendek dari sebuah misi.
Berbeda dengan ruang bakar utama, di mana pisau turbin hilir tidak boleh rusak oleh suhu tinggi, afterburner itu dapat beroperasi pada maksimum ideal (stoikiometri) suhu (yaitu sekitar 2100K/3780Ra/3320F). Pada bahan bakar yang digunakan tetap total: rasio udara, aliran bahan bakar total untuk aliran udara kipas yang diberikan akan sama, terlepas dari dorong spesifik kering mesin. Namun, turbofan dorong tinggi khusus akan, menurut definisi, memiliki rasio nozzle tekanan yang lebih tinggi, sehingga dalam tusukan afterburning bersih yang lebih tinggi dan, karena itu, konsumsi bahan bakar yang lebih rendah afterburning tertentu. Namun, tinggi mesin dorong khusus memiliki SFC kering tinggi. Situasi ini terbalik untuk dorong khusus media afterburning turbofan: yaitu miskin afterburning SFC / baik SFC kering. Mesin bekas cocok untuk pesawat tempur yang harus tetap di afterburning tempur untuk jangka waktu yang cukup lama, tetapi hanya harus berjuang cukup dekat dengan lapangan udara (misalnya pertempuran perbatasan lintas) Mesin yang terakhir ini lebih baik pesawat yang terbang beberapa jarak, atau mondar-mandir untuk waktu yang lama, sebelum pergi ke pertempuran. Namun, pilot hanya mampu tinggal di afterburning untuk waktu yang singkat, sebelum pesawat cadangan bahan bakar menjadi sangat rendah.
Modern rendah-bypass turbofan militer termasuk Pratt & Whitney F119, yang EJ200 Eurojet, General Electric F110, RD Klimov-33, dan Saturn AL-31, yang semuanya fitur campuran knalpot, afterburner dan variabel nozzle daerah mendorong.
Sejak 1970-an, mesin jet tempur paling telah rendah / medium bypass turbofan dengan afterburner knalpot campuran, dan variabel nozzle daerah akhir. afterburner adalah sebuah ruang bakar terletak hilir bilah turbin dan langsung hulu nozel, yang membakar bahan bakar dari injector bahan bakar afterburner-spesifik. Ketika menyala, jumlah bahan bakar yang luar biasa dibakar di afterburner, meningkatkan temperatur gas buang dengan tingkat signifikan, sehingga menghasilkan kecepatan tinggi knalpot / dorong mesin tertentu. Nozel geometri variabel harus membuka ke area tenggorokan lebih besar untuk menampung volume aliran ekstra ketika afterburner menyala. Afterburning sering dirancang untuk memberikan dorongan dorong yang signifikan untuk take off, percepatan transonik dan manuver tempur, tetapi sangat bahan bakar intensif. Akibatnya afterburning hanya dapat digunakan untuk bagian pendek dari sebuah misi.
Berbeda dengan ruang bakar utama, di mana pisau turbin hilir tidak boleh rusak oleh suhu tinggi, afterburner itu dapat beroperasi pada maksimum ideal (stoikiometri) suhu (yaitu sekitar 2100K/3780Ra/3320F). Pada bahan bakar yang digunakan tetap total: rasio udara, aliran bahan bakar total untuk aliran udara kipas yang diberikan akan sama, terlepas dari dorong spesifik kering mesin. Namun, turbofan dorong tinggi khusus akan, menurut definisi, memiliki rasio nozzle tekanan yang lebih tinggi, sehingga dalam tusukan afterburning bersih yang lebih tinggi dan, karena itu, konsumsi bahan bakar yang lebih rendah afterburning tertentu. Namun, tinggi mesin dorong khusus memiliki SFC kering tinggi. Situasi ini terbalik untuk dorong khusus media afterburning turbofan: yaitu miskin afterburning SFC / baik SFC kering. Mesin bekas cocok untuk pesawat tempur yang harus tetap di afterburning tempur untuk jangka waktu yang cukup lama, tetapi hanya harus berjuang cukup dekat dengan lapangan udara (misalnya pertempuran perbatasan lintas) Mesin yang terakhir ini lebih baik pesawat yang terbang beberapa jarak, atau mondar-mandir untuk waktu yang lama, sebelum pergi ke pertempuran. Namun, pilot hanya mampu tinggal di afterburning untuk waktu yang singkat, sebelum pesawat cadangan bahan bakar menjadi sangat rendah.
Modern rendah-bypass turbofan militer termasuk Pratt & Whitney F119, yang EJ200 Eurojet, General Electric F110, RD Klimov-33, dan Saturn AL-31, yang semuanya fitur campuran knalpot, afterburner dan variabel nozzle daerah mendorong.
High-bypass turbofan
Animasi turbofan, yang
menunjukkan aliran udara dan pemintalan pisau.
Animasi dari turbofan, 2-spool tinggi-bypass.
Animasi dari turbofan, 2-spool tinggi-bypass.
A. tekanan rendah
spool
B. tekanan tinggi spool
C. Stationary komponen
B. tekanan tinggi spool
C. Stationary komponen
1. Nacelle
2. Kipas
3. Tekanan rendah kompresor
4. Kompresor tekanan tinggi
5. Ruang pembakaran
6. Turbin tekanan tinggi
7. Turbin tekanan rendah
8. Core nosel
9. Fan nosel
2. Kipas
3. Tekanan rendah kompresor
4. Kompresor tekanan tinggi
5. Ruang pembakaran
6. Turbin tekanan tinggi
7. Turbin tekanan rendah
8. Core nosel
9. Fan nosel
Diagram skematis
menggambarkan mesin, 2-spool tinggi-bypass turbofan dengan tidak dicampur
knalpot. Spul tekanan rendah berwarna hijau dan satu tekanan tinggi ungu.
Sekali lagi, kipas (dan booster tahapan) didorong oleh turbin tekanan rendah,
namun tahap lebih banyak diperlukan. Sebuah
campuran knalpot sering digunakan saat ini
Dorongan tertentu rendah / rasio tinggi bypass turbofan digunakan dalam jetliners sipil hari ini (dan beberapa pesawat angkut militer) berevolusi dari dorong spesifik tinggi / rendah rasio bypass turbofan digunakan pada pesawat [produksi] seperti kembali di tahun 1960-an.
Rendah dorong spesifik dicapai dengan mengganti kipas multi-tahap dengan unit single stage. Tidak seperti beberapa mesin militer, turbofan sipil modern tidak memiliki inlet guide vanes stasioner di depan kipas rotor. Kipas adalah skala untuk mencapai dorong bersih yang diinginkan.
Inti (atau generator gas) mesin harus menghasilkan tenaga inti yang cukup untuk setidaknya drive kipas pada aliran desain dan rasio tekanan. Melalui perbaikan dalam pendinginan turbin / bahan teknologi, yang lebih tinggi (HP) temperatur masuk turbin rotor dapat digunakan, sehingga memudahkan inti (dan ringan) lebih kecil dan (potensial) peningkatan efisiensi termal inti. Mengurangi aliran massa inti cenderung meningkat beban pada turbin LP, sehingga unit ini mungkin memerlukan tahap tambahan untuk mengurangi beban tahap rata-rata dan untuk menjaga efisiensi turbin LP. Mengurangi aliran inti juga meningkat rasio bypass (5:1, atau lebih, sekarang biasa).
Perbaikan lebih lanjut dalam efisiensi termal inti dapat dicapai dengan meningkatkan rasio tekanan keseluruhan inti. aerodinamika pisau Peningkatan mengurangi jumlah tahap kompresor tambahan yang diperlukan. Dengan beberapa kompresor (LPC yaitu, IPC, HPC) meningkat dramatis dalam rasio tekanan secara keseluruhan telah menjadi mungkin. geometri Variabel (stators yaitu) memungkinkan rasio kompresor tekanan tinggi untuk bekerja surge-gratis di semua pengaturan throttle.
Cutaway diagram mesin General Electric CF6-6
Mesin turbofan high-bypass pertama adalah General Electric TF39, yang dirancang pada pertengahan 1960-an untuk menyalakan Lockheed C-5 Galaxy pesawat angkut militer [3] Umum sipil Electric mesin CF6 menggunakan desain diturunkan.. Tinggi lainnya bypass turbofan adalah JT9D Pratt & Whitney, Rolls tiga-poros-Royce RB211 dan CFM International CFM56. Lebih baru besar tinggi-bypass turbofan termasuk PW4000 Pratt & Whitney, Rolls-Royce Trent tiga-poros, General Electric GE90/GEnx dan GP7000 itu, diproduksi bersama oleh GE dan P & W.
High-bypass turbofan engine umumnya lebih tenang daripada mesin bypass sebelumnya rendah rasio sipil. Hal ini tidak begitu banyak karena rasio bypass lebih tinggi untuk penggunaan rasio tekanan rendah, kipas satu tahap yang secara signifikan mengurangi daya dorong khusus dan, dengan demikian, kecepatan jet. Kombinasi rasio tekanan yang lebih tinggi secara keseluruhan dan temperatur masuk turbin meningkatkan efisiensi termal. Ini, bersama dengan dorongan tertentu yang lebih rendah (lebih baik efisiensi pendorong), mengarah pada konsumsi bahan bakar yang lebih rendah yang spesifik.
Untuk alasan ekonomi bahan bakar, dan juga mengurangi kebisingan, hampir semua pesawat jet saat ini yang didukung oleh turbofan high-bypass. Meskipun pesawat tempur modern cenderung menggunakan rasio bypass turbofan rendah, pesawat angkut militer (misalnya C-17) terutama menggunakan bypass turbofan rasio tinggi (atau turboprops) untuk efisiensi bahan bakar.
Karena kecepatan jet tersirat rendah berarti, rasio bypass tinggi / rendah dorong turbofan khusus memiliki tingkat dorongan lapse tinggi (dengan kecepatan terbang naik). Akibatnya mesin harus lebih dari ukuran untuk memberikan dorongan yang cukup selama memanjat / jelajah pada kecepatan terbang tinggi (misalnya Mach 0,83). Karena lapse rate tinggi dorong, dorong (yaitu Mach 0) statis relatif tinggi. Hal ini memungkinkan sangat sarat, pesawat berbadan lebar untuk mempercepat cepat selama take-off dan akibatnya angkat-off dalam panjang landasan pacu yang wajar.
The turbofan pada pesawat bermesin kembar lebih lanjut atas berukuran untuk mengatasi kehilangan satu mesin selama take-off, yang mengurangi gaya dorong pesawat bersih sebesar 50%. Modern pesawat bermesin kembar biasanya naik sangat tajam segera setelah lepas landas. Jika salah satu mesin hilang, keluar-memanjat jauh lebih dangkal, tetapi cukup untuk kendala jelas dalam flightpath tersebut.
teknologi mesin Uni Soviet kurang maju dari Barat dan pesawat pertama berbadan lebar, Ilyushin Il-86, ini didukung oleh mesin rendah-bypass. The Yakovlev Yak-42, sebuah jarak menengah, pesawat bermesin belakang tempat duduk hingga 120 penumpang diperkenalkan pada tahun 1980 merupakan pesawat Soviet pertama yang menggunakan mesin tinggi-bypass.
Dorongan tertentu rendah / rasio tinggi bypass turbofan digunakan dalam jetliners sipil hari ini (dan beberapa pesawat angkut militer) berevolusi dari dorong spesifik tinggi / rendah rasio bypass turbofan digunakan pada pesawat [produksi] seperti kembali di tahun 1960-an.
Rendah dorong spesifik dicapai dengan mengganti kipas multi-tahap dengan unit single stage. Tidak seperti beberapa mesin militer, turbofan sipil modern tidak memiliki inlet guide vanes stasioner di depan kipas rotor. Kipas adalah skala untuk mencapai dorong bersih yang diinginkan.
Inti (atau generator gas) mesin harus menghasilkan tenaga inti yang cukup untuk setidaknya drive kipas pada aliran desain dan rasio tekanan. Melalui perbaikan dalam pendinginan turbin / bahan teknologi, yang lebih tinggi (HP) temperatur masuk turbin rotor dapat digunakan, sehingga memudahkan inti (dan ringan) lebih kecil dan (potensial) peningkatan efisiensi termal inti. Mengurangi aliran massa inti cenderung meningkat beban pada turbin LP, sehingga unit ini mungkin memerlukan tahap tambahan untuk mengurangi beban tahap rata-rata dan untuk menjaga efisiensi turbin LP. Mengurangi aliran inti juga meningkat rasio bypass (5:1, atau lebih, sekarang biasa).
Perbaikan lebih lanjut dalam efisiensi termal inti dapat dicapai dengan meningkatkan rasio tekanan keseluruhan inti. aerodinamika pisau Peningkatan mengurangi jumlah tahap kompresor tambahan yang diperlukan. Dengan beberapa kompresor (LPC yaitu, IPC, HPC) meningkat dramatis dalam rasio tekanan secara keseluruhan telah menjadi mungkin. geometri Variabel (stators yaitu) memungkinkan rasio kompresor tekanan tinggi untuk bekerja surge-gratis di semua pengaturan throttle.
Cutaway diagram mesin General Electric CF6-6
Mesin turbofan high-bypass pertama adalah General Electric TF39, yang dirancang pada pertengahan 1960-an untuk menyalakan Lockheed C-5 Galaxy pesawat angkut militer [3] Umum sipil Electric mesin CF6 menggunakan desain diturunkan.. Tinggi lainnya bypass turbofan adalah JT9D Pratt & Whitney, Rolls tiga-poros-Royce RB211 dan CFM International CFM56. Lebih baru besar tinggi-bypass turbofan termasuk PW4000 Pratt & Whitney, Rolls-Royce Trent tiga-poros, General Electric GE90/GEnx dan GP7000 itu, diproduksi bersama oleh GE dan P & W.
High-bypass turbofan engine umumnya lebih tenang daripada mesin bypass sebelumnya rendah rasio sipil. Hal ini tidak begitu banyak karena rasio bypass lebih tinggi untuk penggunaan rasio tekanan rendah, kipas satu tahap yang secara signifikan mengurangi daya dorong khusus dan, dengan demikian, kecepatan jet. Kombinasi rasio tekanan yang lebih tinggi secara keseluruhan dan temperatur masuk turbin meningkatkan efisiensi termal. Ini, bersama dengan dorongan tertentu yang lebih rendah (lebih baik efisiensi pendorong), mengarah pada konsumsi bahan bakar yang lebih rendah yang spesifik.
Untuk alasan ekonomi bahan bakar, dan juga mengurangi kebisingan, hampir semua pesawat jet saat ini yang didukung oleh turbofan high-bypass. Meskipun pesawat tempur modern cenderung menggunakan rasio bypass turbofan rendah, pesawat angkut militer (misalnya C-17) terutama menggunakan bypass turbofan rasio tinggi (atau turboprops) untuk efisiensi bahan bakar.
Karena kecepatan jet tersirat rendah berarti, rasio bypass tinggi / rendah dorong turbofan khusus memiliki tingkat dorongan lapse tinggi (dengan kecepatan terbang naik). Akibatnya mesin harus lebih dari ukuran untuk memberikan dorongan yang cukup selama memanjat / jelajah pada kecepatan terbang tinggi (misalnya Mach 0,83). Karena lapse rate tinggi dorong, dorong (yaitu Mach 0) statis relatif tinggi. Hal ini memungkinkan sangat sarat, pesawat berbadan lebar untuk mempercepat cepat selama take-off dan akibatnya angkat-off dalam panjang landasan pacu yang wajar.
The turbofan pada pesawat bermesin kembar lebih lanjut atas berukuran untuk mengatasi kehilangan satu mesin selama take-off, yang mengurangi gaya dorong pesawat bersih sebesar 50%. Modern pesawat bermesin kembar biasanya naik sangat tajam segera setelah lepas landas. Jika salah satu mesin hilang, keluar-memanjat jauh lebih dangkal, tetapi cukup untuk kendala jelas dalam flightpath tersebut.
teknologi mesin Uni Soviet kurang maju dari Barat dan pesawat pertama berbadan lebar, Ilyushin Il-86, ini didukung oleh mesin rendah-bypass. The Yakovlev Yak-42, sebuah jarak menengah, pesawat bermesin belakang tempat duduk hingga 120 penumpang diperkenalkan pada tahun 1980 merupakan pesawat Soviet pertama yang menggunakan mesin tinggi-bypass.
Konfigurasi
turbofan
mesin turbofan datang dalam berbagai konfigurasi mesin. Untuk siklus mesin tertentu (aliran udara yang sama yaitu, rasio bypass, rasio kipas tekanan, tekanan rasio keseluruhan dan HP temperatur masuk turbin rotor), pilihan konfigurasi turbofan tidak terlalu berdampak pada kinerja titik desain (misalnya dorong bersih, SFC), sebagai sepanjang kinerja keseluruhan komponen dipertahankan. Off-desain kinerja dan stabilitas, bagaimanapun, dipengaruhi oleh konfigurasi mesin.
Sebagai rasio tekanan desain keseluruhan dari siklus mesin meningkat, menjadi lebih sulit untuk throttle sistem kompresi, tanpa menghadapi suatu ketidakstabilan yang dikenal sebagai gelombang kompresor. Ini terjadi ketika beberapa warung aerofoils kompresor (seperti sayap pesawat terbang) menyebabkan perubahan kekerasan di arah aliran udara. Namun, warung kompresor dapat dihindari, pada kondisi mencekik, dengan semakin:
1) interstage membuka katup intercompressor / pukulan-off (tidak efisien)
2) stators variabel menutup dalam kompresor
Paling modern turbofan sipil Amerika menggunakan tekanan rasio relatif tinggi Tekanan Tinggi (HP) Compressor, dengan banyak baris stators variabel untuk mengendalikan margin gelombang pada bagian-throttle. Dalam RB211/Trent tiga-spool inti sistem kompresi dibagi menjadi dua, dengan kompresor IP, yang supercharges kompresor HP, yang pada poros koaksial yang berbeda dan didorong oleh turbin (IP) yang terpisah. Sebagai Compressor HP memiliki rasio tekanan sederhana ini dapat mencekik-kembali gelombang-bebas, tanpa menggunakan geometri variabel. Namun, karena kompresor IP dangkal line kerja tidak bisa dihindari, Pelindo memerlukan setidaknya satu tahap geometri variabel.
mesin turbofan datang dalam berbagai konfigurasi mesin. Untuk siklus mesin tertentu (aliran udara yang sama yaitu, rasio bypass, rasio kipas tekanan, tekanan rasio keseluruhan dan HP temperatur masuk turbin rotor), pilihan konfigurasi turbofan tidak terlalu berdampak pada kinerja titik desain (misalnya dorong bersih, SFC), sebagai sepanjang kinerja keseluruhan komponen dipertahankan. Off-desain kinerja dan stabilitas, bagaimanapun, dipengaruhi oleh konfigurasi mesin.
Sebagai rasio tekanan desain keseluruhan dari siklus mesin meningkat, menjadi lebih sulit untuk throttle sistem kompresi, tanpa menghadapi suatu ketidakstabilan yang dikenal sebagai gelombang kompresor. Ini terjadi ketika beberapa warung aerofoils kompresor (seperti sayap pesawat terbang) menyebabkan perubahan kekerasan di arah aliran udara. Namun, warung kompresor dapat dihindari, pada kondisi mencekik, dengan semakin:
1) interstage membuka katup intercompressor / pukulan-off (tidak efisien)
2) stators variabel menutup dalam kompresor
Paling modern turbofan sipil Amerika menggunakan tekanan rasio relatif tinggi Tekanan Tinggi (HP) Compressor, dengan banyak baris stators variabel untuk mengendalikan margin gelombang pada bagian-throttle. Dalam RB211/Trent tiga-spool inti sistem kompresi dibagi menjadi dua, dengan kompresor IP, yang supercharges kompresor HP, yang pada poros koaksial yang berbeda dan didorong oleh turbin (IP) yang terpisah. Sebagai Compressor HP memiliki rasio tekanan sederhana ini dapat mencekik-kembali gelombang-bebas, tanpa menggunakan geometri variabel. Namun, karena kompresor IP dangkal line kerja tidak bisa dihindari, Pelindo memerlukan setidaknya satu tahap geometri variabel.
Turbofan
poros Single
Meskipun jauh dari umum, Single Shaft turbofan mungkin konfigurasi sederhana, terdiri dari kipas dan kompresor tekanan tinggi didorong oleh unit turbin tunggal, semua pada poros yang sama. The M53 Snecma, yang kekuatan pesawat tempur Mirage, adalah contoh dari turbofan poros Single. Meskipun kesederhanaan konfigurasi Turbomachinery, M53 memerlukan mixer luas beragam untuk memfasilitasi operasi bagian-throttle.
[Sunting] turbofan AFT-fan
Salah satu turbofan paling awal adalah turunan dari General Electric J79 turbojet, dikenal sebagai CJ805-23, yang menampilkan sebuah kipas belakang terintegrasi / tekanan rendah (LP) unit turbin yang terletak di turbojet knalpot jetpipe. Panas gas dari turbin turbojet knalpot diperluas melalui turbin LP, pisau kipas menjadi perpanjangan radial dari pisau turbin. Konfigurasi ini buritan-fan kemudian dieksploitasi dalam General Electric GE-36 UDF (propfan) Demonstran dari 80-an. Salah satu masalah dengan konfigurasi kipas belakang adalah kebocoran gas panas dari turbin LP untuk kipas
Meskipun jauh dari umum, Single Shaft turbofan mungkin konfigurasi sederhana, terdiri dari kipas dan kompresor tekanan tinggi didorong oleh unit turbin tunggal, semua pada poros yang sama. The M53 Snecma, yang kekuatan pesawat tempur Mirage, adalah contoh dari turbofan poros Single. Meskipun kesederhanaan konfigurasi Turbomachinery, M53 memerlukan mixer luas beragam untuk memfasilitasi operasi bagian-throttle.
[Sunting] turbofan AFT-fan
Salah satu turbofan paling awal adalah turunan dari General Electric J79 turbojet, dikenal sebagai CJ805-23, yang menampilkan sebuah kipas belakang terintegrasi / tekanan rendah (LP) unit turbin yang terletak di turbojet knalpot jetpipe. Panas gas dari turbin turbojet knalpot diperluas melalui turbin LP, pisau kipas menjadi perpanjangan radial dari pisau turbin. Konfigurasi ini buritan-fan kemudian dieksploitasi dalam General Electric GE-36 UDF (propfan) Demonstran dari 80-an. Salah satu masalah dengan konfigurasi kipas belakang adalah kebocoran gas panas dari turbin LP untuk kipas
Dasar
dua spool
Banyak turbofan Dasar Dua konfigurasi Spool dimana kedua kipas dan turbin LP (yaitu LP spool) adalah terpasang pada poros (LP) kedua, berlari konsentris dengan spool HP (yaitu HP kompresor digerakkan oleh turbin HP). BR710 adalah khas konfigurasi ini. Di dorong ukuran yang lebih kecil, blading ganti semua-aksial, konfigurasi kompresor HP mungkin aksial-sentrifugal (misalnya General Electric CFE738), double-sentrifugal atau bahkan diagonal / sentrifugal (misalnya Pratt & Whitney Canada PW600).
Banyak turbofan Dasar Dua konfigurasi Spool dimana kedua kipas dan turbin LP (yaitu LP spool) adalah terpasang pada poros (LP) kedua, berlari konsentris dengan spool HP (yaitu HP kompresor digerakkan oleh turbin HP). BR710 adalah khas konfigurasi ini. Di dorong ukuran yang lebih kecil, blading ganti semua-aksial, konfigurasi kompresor HP mungkin aksial-sentrifugal (misalnya General Electric CFE738), double-sentrifugal atau bahkan diagonal / sentrifugal (misalnya Pratt & Whitney Canada PW600).
Didorong
dua spool
Tinggi rasio tekanan secara keseluruhan dapat dicapai dengan baik meningkatkan rasio HP kompresor tekanan atau menambahkan Tekanan Intermediate (IP) Kompresor antara fan dan kompresor HP, untuk keterlaluan atau meningkatkan unit terakhir membantu untuk meningkatkan rasio tekanan keseluruhan siklus mesin untuk tingkat yang sangat tinggi bekerja hari ini (yaitu lebih besar dari 40:1, biasanya). Semua turbofan Amerika besar (misalnya General Electric CF6, GE90 dan GEnx ditambah Pratt & Whitney JT9D dan PW4000) fitur kompresor IP terpasang pada poros LP dan didorong, seperti kipas angin, oleh LP turbin, kecepatan mekanis yang ditentukan oleh kecepatan ujung dan diameter kipas angin. Rasio bypass tinggi (fan yaitu aliran saluran / aliran inti) yang digunakan dalam turbofan sipil modern cenderung mengurangi diameter relatif dari kompresor IP terpasang, menyebabkan kecepatan ujung artinya menurun. Akibatnya lebih IPC tahap yang diperlukan untuk mengembangkan naik IPC tekanan yang diperlukan.
Tinggi rasio tekanan secara keseluruhan dapat dicapai dengan baik meningkatkan rasio HP kompresor tekanan atau menambahkan Tekanan Intermediate (IP) Kompresor antara fan dan kompresor HP, untuk keterlaluan atau meningkatkan unit terakhir membantu untuk meningkatkan rasio tekanan keseluruhan siklus mesin untuk tingkat yang sangat tinggi bekerja hari ini (yaitu lebih besar dari 40:1, biasanya). Semua turbofan Amerika besar (misalnya General Electric CF6, GE90 dan GEnx ditambah Pratt & Whitney JT9D dan PW4000) fitur kompresor IP terpasang pada poros LP dan didorong, seperti kipas angin, oleh LP turbin, kecepatan mekanis yang ditentukan oleh kecepatan ujung dan diameter kipas angin. Rasio bypass tinggi (fan yaitu aliran saluran / aliran inti) yang digunakan dalam turbofan sipil modern cenderung mengurangi diameter relatif dari kompresor IP terpasang, menyebabkan kecepatan ujung artinya menurun. Akibatnya lebih IPC tahap yang diperlukan untuk mengembangkan naik IPC tekanan yang diperlukan.
Tiga
spool
Rolls-Royce memilih konfigurasi tiga spul untuk turbofan besar mereka sipil (yaitu keluarga RB211 dan Trent), dimana Intermediate Tekanan (IP) kompresor adalah terpasang pada poros (IP) yang terpisah, berlari konsentris dengan LP dan poros HP, dan didorong oleh turbin IP yang terpisah.
Biro Desain Ivchenko memilih konfigurasi yang sama untuk mereka mesin D Lotarev-36, diikuti oleh Lotarev D / Kemajuan-18T dan Kemajuan-D 436.
The Turbo-Union RB199 turbofan militer juga memiliki konfigurasi spool tiga, seperti halnya militer Rusia Kuznetsov NK-321.
Seiring dengan peningkatan rasio bypass, rasio rata-rata jari-jari kipas dan meningkatkan turbin LP. Akibatnya, jika kipas angin adalah untuk memutar pada kecepatan optimum pisau yang blading LP turbin akan berputar-putar perlahan-lahan, tahap LPT sehingga tambahan akan diperlukan, untuk mengekstrak energi yang cukup untuk menggerakkan kipas. Memperkenalkan (planet) pengurangan persneling, dengan rasio gigi yang sesuai, antara poros LP dan kipas memungkinkan kedua kipas dan turbin LP untuk beroperasi pada kecepatan optimal. Khas konfigurasi ini adalah Honeywell lama terbentuk TFE731, yang ALF Honeywell 502/507, dan Pratt & Whitney PW1000G baru-baru ini.
Rolls-Royce memilih konfigurasi tiga spul untuk turbofan besar mereka sipil (yaitu keluarga RB211 dan Trent), dimana Intermediate Tekanan (IP) kompresor adalah terpasang pada poros (IP) yang terpisah, berlari konsentris dengan LP dan poros HP, dan didorong oleh turbin IP yang terpisah.
Biro Desain Ivchenko memilih konfigurasi yang sama untuk mereka mesin D Lotarev-36, diikuti oleh Lotarev D / Kemajuan-18T dan Kemajuan-D 436.
The Turbo-Union RB199 turbofan militer juga memiliki konfigurasi spool tiga, seperti halnya militer Rusia Kuznetsov NK-321.
Seiring dengan peningkatan rasio bypass, rasio rata-rata jari-jari kipas dan meningkatkan turbin LP. Akibatnya, jika kipas angin adalah untuk memutar pada kecepatan optimum pisau yang blading LP turbin akan berputar-putar perlahan-lahan, tahap LPT sehingga tambahan akan diperlukan, untuk mengekstrak energi yang cukup untuk menggerakkan kipas. Memperkenalkan (planet) pengurangan persneling, dengan rasio gigi yang sesuai, antara poros LP dan kipas memungkinkan kedua kipas dan turbin LP untuk beroperasi pada kecepatan optimal. Khas konfigurasi ini adalah Honeywell lama terbentuk TFE731, yang ALF Honeywell 502/507, dan Pratt & Whitney PW1000G baru-baru ini.
Militer
turbofan
Sebagian besar konfigurasi yang dibahas di atas digunakan dalam turbofan sipil, sementara turbofan militer modern (misalnya Snecma M88) biasanya Dasar Dua Spool.
Sebagian besar konfigurasi yang dibahas di atas digunakan dalam turbofan sipil, sementara turbofan militer modern (misalnya Snecma M88) biasanya Dasar Dua Spool.
Tekanan
Tinggi Turbin
turbofan sipil Kebanyakan menggunakan efisiensi tinggi, 2-tahap turbin HP untuk drive kompresor HP. The CFM56 menggunakan pendekatan alternatif: panggung tunggal, tinggi-unit kerja. Meskipun pendekatan ini mungkin kurang efisien, ada penghematan pada pendingin udara, berat dan biaya. Pada seri RB211 dan Trent, Rolls-Royce membagi dua tahap ke dua unit diskrit, satu di HP poros penggerak kompresor HP, yang lain pada poros penggerak IP IP (Intermediate Pressure) Kompresor. turbofan modern militer cenderung menggunakan tahap turbin tunggal HP.
turbofan sipil Kebanyakan menggunakan efisiensi tinggi, 2-tahap turbin HP untuk drive kompresor HP. The CFM56 menggunakan pendekatan alternatif: panggung tunggal, tinggi-unit kerja. Meskipun pendekatan ini mungkin kurang efisien, ada penghematan pada pendingin udara, berat dan biaya. Pada seri RB211 dan Trent, Rolls-Royce membagi dua tahap ke dua unit diskrit, satu di HP poros penggerak kompresor HP, yang lain pada poros penggerak IP IP (Intermediate Pressure) Kompresor. turbofan modern militer cenderung menggunakan tahap turbin tunggal HP.
Tekanan Rendah Turbin
turbofan modern sipil memiliki multi-tahap turbin LP (misalnya 3, 4, 5, 6, 7). Jumlah tahap yang diperlukan tergantung pada rasio siklus mesin bypass dan berapa banyak supercharging (kompresi IP yaitu) ada di poros LP, di belakang kipas angin. Sebuah kipas diarahkan dapat mengurangi jumlah tahap LPT diperlukan dalam beberapa aplikasi [4] Karena rasio bypass jauh lebih rendah digunakan., Turbofan militer hanya memerlukan satu atau dua tahap LP turbin.
turbofan modern sipil memiliki multi-tahap turbin LP (misalnya 3, 4, 5, 6, 7). Jumlah tahap yang diperlukan tergantung pada rasio siklus mesin bypass dan berapa banyak supercharging (kompresi IP yaitu) ada di poros LP, di belakang kipas angin. Sebuah kipas diarahkan dapat mengurangi jumlah tahap LPT diperlukan dalam beberapa aplikasi [4] Karena rasio bypass jauh lebih rendah digunakan., Turbofan militer hanya memerlukan satu atau dua tahap LP turbin.
Siklus
perbaikan
Pertimbangkan turbofan dicampur dengan rasio bypass tetap dan aliran udara. Meningkatkan rasio tekanan keseluruhan dari sistem kompresi meningkatkan suhu ruang bakar entri. Oleh karena itu, pada aliran bahan bakar tetap ada peningkatan (HP) temperatur masuk turbin rotor. Meskipun kenaikan suhu yang lebih tinggi di seluruh sistem kompresi menunjukkan penurunan suhu yang lebih besar atas sistem turbin, suhu nosel campuran tidak terpengaruh, karena jumlah yang sama panas yang ditambahkan ke sistem. Ada, bagaimanapun, suatu peningkatan tekanan nozzle, karena rasio tekanan secara keseluruhan meningkat lebih cepat daripada rasio ekspansi turbin, menyebabkan peningkatan tekanan entri mixer panas. Akibatnya, meningkat dorong bersih, sementara konsumsi bahan bakar spesifik (aliran bahan bakar / dorong bersih) menurun. Tren yang sama terjadi dengan turbofan tidak dicampur.
Jadi turbofan bisa dibuat bahan bakar lebih efisien dengan meningkatkan rasio tekanan secara keseluruhan dan temperatur masuk turbin rotor serempak. Namun, bahan turbin yang lebih baik dan / atau baling-baling ditingkatkan / pendinginan pisaunya sangat diperlukan untuk mengatasi peningkatan suhu di kedua masuk turbin rotor dan suhu kompresor pengiriman. Peningkatan yang terakhir mungkin memerlukan bahan kompresor lebih baik.
rasio tekanan keseluruhan dapat ditingkatkan dengan kipas meningkatkan (atau) rasio LP kompresor tekanan dan / atau HP rasio kompresor tekanan. Jika yang terakhir diadakan konstan, peningkatan (HP) suhu pengiriman kompresor (dari menaikkan rasio tekanan secara keseluruhan) menunjukkan peningkatan kecepatan HP mekanik. Namun, pertimbangan menekankan mungkin membatasi parameter ini, menyiratkan, meskipun peningkatan rasio tekanan secara keseluruhan, penurunan rasio tekanan kompresor HP.
Menurut teori sederhana, jika rasio temperatur masuk turbin rotor / (HP) kompresor suhu pengiriman dipertahankan, HP turbin daerah tenggorokan dapat dipertahankan. Namun, hal ini mengasumsikan bahwa perbaikan siklus diperoleh, sementara mempertahankan datum (HP) keluar fungsi kompresor aliran (aliran non-dimensi). Dalam prakteknya, perubahan pada kecepatan non-dimensi dari kompresor (HP) dan pendinginan berdarah ekstraksi mungkin akan membuat asumsi ini tidak sah, membuat beberapa penyesuaian untuk daerah tenggorokan HP turbin tidak dapat dihindari. Ini berarti HP nosel turbin baling-baling panduan harus berbeda dengan yang asli! Dalam semua kemungkinan, LP hilir baling-baling turbin nozzle panduan harus diubah pula.
Pertimbangkan turbofan dicampur dengan rasio bypass tetap dan aliran udara. Meningkatkan rasio tekanan keseluruhan dari sistem kompresi meningkatkan suhu ruang bakar entri. Oleh karena itu, pada aliran bahan bakar tetap ada peningkatan (HP) temperatur masuk turbin rotor. Meskipun kenaikan suhu yang lebih tinggi di seluruh sistem kompresi menunjukkan penurunan suhu yang lebih besar atas sistem turbin, suhu nosel campuran tidak terpengaruh, karena jumlah yang sama panas yang ditambahkan ke sistem. Ada, bagaimanapun, suatu peningkatan tekanan nozzle, karena rasio tekanan secara keseluruhan meningkat lebih cepat daripada rasio ekspansi turbin, menyebabkan peningkatan tekanan entri mixer panas. Akibatnya, meningkat dorong bersih, sementara konsumsi bahan bakar spesifik (aliran bahan bakar / dorong bersih) menurun. Tren yang sama terjadi dengan turbofan tidak dicampur.
Jadi turbofan bisa dibuat bahan bakar lebih efisien dengan meningkatkan rasio tekanan secara keseluruhan dan temperatur masuk turbin rotor serempak. Namun, bahan turbin yang lebih baik dan / atau baling-baling ditingkatkan / pendinginan pisaunya sangat diperlukan untuk mengatasi peningkatan suhu di kedua masuk turbin rotor dan suhu kompresor pengiriman. Peningkatan yang terakhir mungkin memerlukan bahan kompresor lebih baik.
rasio tekanan keseluruhan dapat ditingkatkan dengan kipas meningkatkan (atau) rasio LP kompresor tekanan dan / atau HP rasio kompresor tekanan. Jika yang terakhir diadakan konstan, peningkatan (HP) suhu pengiriman kompresor (dari menaikkan rasio tekanan secara keseluruhan) menunjukkan peningkatan kecepatan HP mekanik. Namun, pertimbangan menekankan mungkin membatasi parameter ini, menyiratkan, meskipun peningkatan rasio tekanan secara keseluruhan, penurunan rasio tekanan kompresor HP.
Menurut teori sederhana, jika rasio temperatur masuk turbin rotor / (HP) kompresor suhu pengiriman dipertahankan, HP turbin daerah tenggorokan dapat dipertahankan. Namun, hal ini mengasumsikan bahwa perbaikan siklus diperoleh, sementara mempertahankan datum (HP) keluar fungsi kompresor aliran (aliran non-dimensi). Dalam prakteknya, perubahan pada kecepatan non-dimensi dari kompresor (HP) dan pendinginan berdarah ekstraksi mungkin akan membuat asumsi ini tidak sah, membuat beberapa penyesuaian untuk daerah tenggorokan HP turbin tidak dapat dihindari. Ini berarti HP nosel turbin baling-baling panduan harus berbeda dengan yang asli! Dalam semua kemungkinan, LP hilir baling-baling turbin nozzle panduan harus diubah pula.
Pertumbuhan
Thrust
Dorongan pertumbuhan diperoleh dengan meningkatkan kekuatan inti. Ada dua rute dasar yang tersedia:
a) rute panas: HP meningkat temperatur masuk turbin rotor
b) rute dingin: meningkatkan aliran massa inti
Kedua rute memerlukan peningkatan aliran bahan bakar bakar dan, oleh karena itu, energi panas yang ditambahkan ke aliran inti.
Rute panas mungkin memerlukan perubahan pada sudu turbin bahan vane / dan / atau pisau yang lebih baik / pendinginan baling-baling. Rute dingin dapat diperoleh dengan salah satu dari berikut:
1. menambahkan T-tahap untuk kompresi / LP IP
2. menambahkan nol-tahap untuk kompresi HP
3. memperbaiki proses kompresi, tanpa menambahkan tahap
semua yang meningkatkan baik rasio tekanan secara keseluruhan dan inti aliran udara.
Dorongan pertumbuhan diperoleh dengan meningkatkan kekuatan inti. Ada dua rute dasar yang tersedia:
a) rute panas: HP meningkat temperatur masuk turbin rotor
b) rute dingin: meningkatkan aliran massa inti
Kedua rute memerlukan peningkatan aliran bahan bakar bakar dan, oleh karena itu, energi panas yang ditambahkan ke aliran inti.
Rute panas mungkin memerlukan perubahan pada sudu turbin bahan vane / dan / atau pisau yang lebih baik / pendinginan baling-baling. Rute dingin dapat diperoleh dengan salah satu dari berikut:
1. menambahkan T-tahap untuk kompresi / LP IP
2. menambahkan nol-tahap untuk kompresi HP
3. memperbaiki proses kompresi, tanpa menambahkan tahap
semua yang meningkatkan baik rasio tekanan secara keseluruhan dan inti aliran udara.
Atau, ukuran inti dapat ditingkatkan, untuk meningkatkan aliran udara inti, tanpa mengubah rasio tekanan secara keseluruhan. Rute ini mahal, sejak (upflowed) baru sistem turbin (dan mungkin kompresor IP yang lebih besar) juga diperlukan.
Perubahan juga harus dilakukan untuk kipas menyerap kekuatan inti ekstra. Pada mesin sipil, jet pertimbangan kebisingan berarti bahwa setiap peningkatan signifikan dalam Take-off dorong harus disertai dengan peningkatan pada arus fan massa (untuk menjaga T / dorong spesifik O sekitar 30 lbf / lb / s), biasanya dengan meningkatkan diameter kipas. Pada mesin militer, rasio tekanan kipas mungkin akan ditingkatkan untuk meningkatkan dorongan tertentu, kebisingan jet biasanya tidak menjadi faktor penting.
Diskusi
Teknis
1. Dorongan Tertentu (thrust bersih / aliran udara
intake) adalah parameter penting untuk turbofan dan mesin jet pada umumnya.
Bayangkan sebuah kipas (digerakkan oleh motor listrik sesuai ukuran) yang
beroperasi dalam sebuah pipa, yang terhubung ke nozzle mendorong. Cukup jelas, semakin tinggi Tekanan Fan Ratio (fan
debit tekanan / kipas tekanan masuk), semakin tinggi kecepatan jet dan dorong
spesifik yang sesuai. Sekarang bayangkan kita ganti set-up dengan
turbofan setara - aliran udara yang sama dan rasio kipas tekanan yang sama.
Jelas, inti dari turbofan harus menghasilkan tenaga yang cukup untuk
menggerakkan kipas melalui Tekanan Rendah (LP) Turbin. Jika kita memilih (HP)
rendah Turbin Inlet suhu untuk generator gas, aliran udara inti perlu relatif
tinggi untuk mengimbanginya. Rasio bypass terkait karena itu relatif rendah.
Jika kita menaikkan Turbin Inlet Temperatur, aliran udara inti bisa lebih
kecil, sehingga meningkatkan rasio bypass. Meningkatkan temperatur masuk turbin
cenderung untuk meningkatkan efisiensi thermal dan, oleh karena itu,
meningkatkan efisiensi bahan bakar.
2. Tentu saja, karena akan meningkatkan ketinggian
ada penurunan densitas udara dan, oleh karena itu, dorong bersih mesin. Ada
juga efek kecepatan penerbangan, disebut Thrust Selang Rate. Pertimbangkan
persamaan perkiraan untuk dorong bersih kembali:
F_n = m \ cdots (V_ {JFE} - V_a)
Dengan dorongan tertentu tinggi (tempur misalnya) mesin, kecepatan jet relatif tinggi, sehingga secara intuitif kita dapat melihat bahwa kenaikan kecepatan terbang memiliki kurang dari dampak atas dorongan bersih dari dorong khusus media (pelatih misalnya) mesin, dimana jet kecepatan yang lebih rendah. Dampak tingkat dorong selang pada dorongan tertentu rendah (misalnya sipil) mesin bahkan lebih parah. Pada kecepatan terbang tinggi, tinggi mesin dorong tertentu dapat pick-up dorong bersih melalui kenaikan domba jantan di intake, tapi efek ini cenderung mengurangi kecepatan supersonik karena kerugian gelombang kejut.
F_n = m \ cdots (V_ {JFE} - V_a)
Dengan dorongan tertentu tinggi (tempur misalnya) mesin, kecepatan jet relatif tinggi, sehingga secara intuitif kita dapat melihat bahwa kenaikan kecepatan terbang memiliki kurang dari dampak atas dorongan bersih dari dorong khusus media (pelatih misalnya) mesin, dimana jet kecepatan yang lebih rendah. Dampak tingkat dorong selang pada dorongan tertentu rendah (misalnya sipil) mesin bahkan lebih parah. Pada kecepatan terbang tinggi, tinggi mesin dorong tertentu dapat pick-up dorong bersih melalui kenaikan domba jantan di intake, tapi efek ini cenderung mengurangi kecepatan supersonik karena kerugian gelombang kejut.
3. Dorongan pertumbuhan
pada turbofan sipil biasanya diperoleh dengan aliran udara kipas meningkat,
sehingga mencegah suara jet menjadi terlalu tinggi. Namun,
aliran udara kipas yang lebih besar membutuhkan daya lebih dari inti. Hal ini
dapat dicapai dengan menaikkan Tekanan Rasio Keseluruhan (ruang bakar tekanan
masuk / asupan tekanan pengiriman) untuk mendorong aliran udara lebih ke dalam
inti dan dengan meningkatkan suhu masukan turbin. Bersama-sama, parameter ini
cenderung untuk meningkatkan efisiensi termal inti dan meningkatkan efisiensi
bahan bakar.
4. Beberapa rasio bypass
turbofan tinggi sipil menggunakan perbandingan luas areal sangat rendah (kurang
dari 1,01), konvergen-divergen, nosel di bypass (atau dicampur knalpot) stream,
untuk mengontrol garis kipas bekerja. nosel bertindak
sebagai jika memiliki geometri variabel. Pada penerbangan kecepatan rendah
nozel unchoked (kurang dari Nomor Mach kesatuan), sehingga kecepatan gas buang
sebagai mendekati tenggorokan dan kemudian memperlambat sedikit saat mencapai
bagian berbeda. Akibatnya, pintu keluar daerah nosel mengontrol pertandingan
kipas angin dan, yang lebih besar dari tenggorokan, menarik garis kerja kipas
sedikit menjauh dari gelombang. Pada kecepatan terbang yang lebih tinggi,
kenaikan ram dalam asupan meningkat rasio nozzle tekanan ke titik di mana
tenggorokan menjadi tersedak (M = 1.0). Dalam keadaan ini, daerah tenggorokan
menentukan pertandingan kipas angin dan, yang lebih kecil dari pintu keluar,
mendorong kerja kipas garis sedikit ke arah gelombang. Ini bukan masalah,
karena kipas margin gelombang jauh lebih baik pada kecepatan terbang tinggi.
5. Perilaku off-desain turbofan diilustrasikan
dalam peta dan peta turbin kompresor.
6. Karena turbofan sipil modern beroperasi pada
dorong jenis yang rendah, mereka hanya memerlukan tahap kipas tunggal untuk
mengembangkan rasio kipas tekanan yang dibutuhkan. Rasio tekanan yang diinginkan secara keseluruhan untuk siklus mesin biasanya
dicapai secara bertahap beberapa aksial kompresi pada inti. Rolls-Royce
cenderung untuk membagi kompresi inti menjadi dua dengan tekanan menengah (IP)
supercharging kompresor HP, kedua unit yang digerakkan oleh turbin dengan
panggung tunggal, dipasang pada poros yang terpisah. Akibatnya, kompresor HP
hanya perlu mengembangkan rasio tekanan sederhana (misalnya ~ 4.5:1). mesin
sipil AS menggunakan HP jauh lebih tinggi rasio tekanan kompresor (misalnya ~
23:01 di General Electric GE90) dan cenderung didorong oleh turbin dua tahap
HP. Meskipun demikian, biasanya ada beberapa tahap IP aksial terpasang pada
poros LP, di belakang kipas angin, untuk keterlaluan lebih lanjut sistem
kompresi inti. Sipil mesin memiliki multi-tahap turbin LP, jumlah tahap yang ditentukan
oleh rasio bypass, jumlah kompresi IP pada poros LP dan LP kecepatan turbin
blade.
7. Karena mesin militer biasanya harus bisa
terbang sangat cepat di Laut Level, batas pada suhu pengiriman kompresor HP
dicapai pada rasio tekanan desain cukup sederhana secara keseluruhan,
dibandingkan dengan mesin sipil. Juga rasio tekanan kipas relatif tinggi, untuk
mencapai sarana untuk dorong tertentu tinggi. Akibatnya, turbofan militer
modern biasanya hanya memiliki 5 atau 6 tahapan HP kompresor dan hanya memerlukan
tahap turbin HP tunggal. rendah rasio bypass turbofan militer biasanya memiliki
satu tahap turbin LP, tapi mesin bypass lebih tinggi rasio memerlukan dua
tahap. Secara teori, dengan menambahkan tahap IP kompresor, sebuah turbofan
modern kompresor HP militer dapat digunakan dalam derivatif turbofan sipil,
tetapi inti akan cenderung terlalu kecil untuk aplikasi dorong tinggi.
Perkembangan terkini dalam teknologi blade
pisau turbin ini dalam mesin turbofan tunduk terhadap panas yang tinggi dan stres, dan membutuhkan fabrikasi khusus. Metode baru bahan bangunan dan ilmu material telah memungkinkan mata pisau, yang awalnya polikristalin (logam biasa), dibuat dari kristal logam berbaris dan lebih baru mono-kristal (kristal tunggal yaitu) mata pisau, yang dapat beroperasi pada suhu yang lebih tinggi dengan distorsi kurang .
superalloy nikel berbasis digunakan untuk bilah turbin HP di hampir semua mesin jet modern. Suhu kemampuan pisau turbin telah meningkat terutama melalui empat pendekatan: manufaktur (casting), proses pendinginan rancangan pola, lapisan penghalang termal (TBC), dan pengembangan paduan.
Meskipun turbin blade (dan baling-baling) bahan telah meningkat selama bertahun-tahun, banyak peningkatan di (HP) temperatur masuk turbin adalah karena perbaikan di blade / baling-baling teknologi pendinginan. udara relatif sejuk berdarah dari sistem kompresi, melewati proses pembakaran, dan memasuki pisau berongga atau baling-baling. Setelah mengambil panas dari blade / baling-baling, pendingin udara dibuang ke dalam aliran gas utama. Jika suhu gas lokal cukup rendah, pisau hilir / baling-baling yang uncooled dan tidak terpengaruh.
Tepatnya, siklus-bijaksana HP Rotor Turbin Inlet Suhu (setelah penurunan suhu di seluruh stator HPT) lebih penting daripada suhu masuk (HP) turbin. Meskipun beberapa mesin militer dan sipil modern memiliki RITS puncak urutan 1.560 ° C (2840 ° F), suhu tersebut hanya dialami untuk waktu singkat (selama take-off) pada mesin sipil.
pisau turbin ini dalam mesin turbofan tunduk terhadap panas yang tinggi dan stres, dan membutuhkan fabrikasi khusus. Metode baru bahan bangunan dan ilmu material telah memungkinkan mata pisau, yang awalnya polikristalin (logam biasa), dibuat dari kristal logam berbaris dan lebih baru mono-kristal (kristal tunggal yaitu) mata pisau, yang dapat beroperasi pada suhu yang lebih tinggi dengan distorsi kurang .
superalloy nikel berbasis digunakan untuk bilah turbin HP di hampir semua mesin jet modern. Suhu kemampuan pisau turbin telah meningkat terutama melalui empat pendekatan: manufaktur (casting), proses pendinginan rancangan pola, lapisan penghalang termal (TBC), dan pengembangan paduan.
Meskipun turbin blade (dan baling-baling) bahan telah meningkat selama bertahun-tahun, banyak peningkatan di (HP) temperatur masuk turbin adalah karena perbaikan di blade / baling-baling teknologi pendinginan. udara relatif sejuk berdarah dari sistem kompresi, melewati proses pembakaran, dan memasuki pisau berongga atau baling-baling. Setelah mengambil panas dari blade / baling-baling, pendingin udara dibuang ke dalam aliran gas utama. Jika suhu gas lokal cukup rendah, pisau hilir / baling-baling yang uncooled dan tidak terpengaruh.
Tepatnya, siklus-bijaksana HP Rotor Turbin Inlet Suhu (setelah penurunan suhu di seluruh stator HPT) lebih penting daripada suhu masuk (HP) turbin. Meskipun beberapa mesin militer dan sipil modern memiliki RITS puncak urutan 1.560 ° C (2840 ° F), suhu tersebut hanya dialami untuk waktu singkat (selama take-off) pada mesin sipil.
Produsen mesin turbofan
Pasar mesin turbofan didominasi oleh General Electric, plc Rolls-Royce dan Pratt & Whitney, dalam rangka pangsa pasar. GE dan Snecma dari Perancis memiliki usaha patungan, CFM International yang, sebagai produsen terbesar ke-3 dalam hal pangsa pasar, cocok antara Rolls-Royce dan Pratt & Whitney. Rolls-Royce dan Pratt & Whitney juga memiliki usaha patungan, International Aero Engines, yang mengkhususkan diri dalam mesin untuk keluarga Airbus A320, sementara akhirnya, Pratt & Whitney dan General Electric memiliki usaha patungan, Engine Alliance pemasaran berbagai mesin untuk pesawat tersebut sebagai Airbus A380. Williams International adalah pemimpin dunia dalam bisnis kecil turbofan jet. [Rujukan?]
Pasar mesin turbofan didominasi oleh General Electric, plc Rolls-Royce dan Pratt & Whitney, dalam rangka pangsa pasar. GE dan Snecma dari Perancis memiliki usaha patungan, CFM International yang, sebagai produsen terbesar ke-3 dalam hal pangsa pasar, cocok antara Rolls-Royce dan Pratt & Whitney. Rolls-Royce dan Pratt & Whitney juga memiliki usaha patungan, International Aero Engines, yang mengkhususkan diri dalam mesin untuk keluarga Airbus A320, sementara akhirnya, Pratt & Whitney dan General Electric memiliki usaha patungan, Engine Alliance pemasaran berbagai mesin untuk pesawat tersebut sebagai Airbus A380. Williams International adalah pemimpin dunia dalam bisnis kecil turbofan jet. [Rujukan?]
General Electric Mesin turbofan GE CF6
GE Aviation, bagian dari General Electric Konglomerat, saat ini memiliki pangsa terbesar dari pasar mesin turbofan. Beberapa model mesin mereka termasuk CF6 (tersedia pada Boeing 767, Boeing 747, Airbus A330 dan banyak lagi), GE90 (hanya Boeing 777) dan GEnx (dikembangkan untuk Boeing 747-8 Boeing 787 Dreamliner & dan diusulkan untuk Airbus A350, saat ini dalam pembangunan) mesin. Di sisi militer, GE banyak kekuatan mesin pesawat militer AS, termasuk F110 itu, powering 80% dari F-16 Fighting US Air Force Falcons, dan F404 dan F414 mesin, dimana kekuasaan F/A-18 Hornet Angkatan Laut dan Super Tawon. Rolls-Royce dan General Electric bersama-sama mengembangkan mesin F136 kekuasaan Joint Strike Fighter.
GE Aviation, bagian dari General Electric Konglomerat, saat ini memiliki pangsa terbesar dari pasar mesin turbofan. Beberapa model mesin mereka termasuk CF6 (tersedia pada Boeing 767, Boeing 747, Airbus A330 dan banyak lagi), GE90 (hanya Boeing 777) dan GEnx (dikembangkan untuk Boeing 747-8 Boeing 787 Dreamliner & dan diusulkan untuk Airbus A350, saat ini dalam pembangunan) mesin. Di sisi militer, GE banyak kekuatan mesin pesawat militer AS, termasuk F110 itu, powering 80% dari F-16 Fighting US Air Force Falcons, dan F404 dan F414 mesin, dimana kekuasaan F/A-18 Hornet Angkatan Laut dan Super Tawon. Rolls-Royce dan General Electric bersama-sama mengembangkan mesin F136 kekuasaan Joint Strike Fighter.
CFM Internasional
CFM Internasional adalah perusahaan patungan antara GE Aircraft Engines dan Snecma dari Perancis. Mereka telah menciptakan seri CFM56 sangat sukses, digunakan pada Boeing 737, Airbus A340, dan pesawat Airbus A320 keluarga.
CFM Internasional adalah perusahaan patungan antara GE Aircraft Engines dan Snecma dari Perancis. Mereka telah menciptakan seri CFM56 sangat sukses, digunakan pada Boeing 737, Airbus A340, dan pesawat Airbus A320 keluarga.
Rolls-Royce
Rolls-Royce plc adalah produsen terbesar kedua turbofan dan yang paling terkenal karena mereka seri RB211 dan Trent, serta mesin perusahaan patungan mereka untuk Airbus A320 dan McDonnell Douglas MD-90 keluarga (IAE V2500 dengan Pratt & Whitney dan lain-lain) , Tornado Panavia (Turbo-Union RB199) dan Boeing 717 (BR700). The Rolls-Royce AE 3007 dikembangkan oleh Allison Engine Perusahaan sebelum diakuisisi oleh Rolls-Royce, beberapa kekuatan Embraer jet regional. Rolls-Royce Trent 970-an adalah mesin pertama untuk menyalakan A380 Airbus baru. The vectoring dorong terkenal Pegasus mesin adalah powerplant utama dari Harrier "Langsung Jet" dan turunannya.
Rolls-Royce plc adalah produsen terbesar kedua turbofan dan yang paling terkenal karena mereka seri RB211 dan Trent, serta mesin perusahaan patungan mereka untuk Airbus A320 dan McDonnell Douglas MD-90 keluarga (IAE V2500 dengan Pratt & Whitney dan lain-lain) , Tornado Panavia (Turbo-Union RB199) dan Boeing 717 (BR700). The Rolls-Royce AE 3007 dikembangkan oleh Allison Engine Perusahaan sebelum diakuisisi oleh Rolls-Royce, beberapa kekuatan Embraer jet regional. Rolls-Royce Trent 970-an adalah mesin pertama untuk menyalakan A380 Airbus baru. The vectoring dorong terkenal Pegasus mesin adalah powerplant utama dari Harrier "Langsung Jet" dan turunannya.
Pratt & Whitney
Pratt & Whitney ketiga di belakang GE dan Rolls-Royce di pangsa pasar. The JT9D memiliki perbedaan yang dipilih oleh Boeing untuk menyalakan Boeing asli 747 "Jumbo jet". Seri PW4000 adalah penerus JT9D, dan kekuasaan beberapa Airbus A310, Airbus A300, Boeing 747, Boeing 767, Boeing 777, Airbus A330 dan MD-11 pesawat. PW4000 ini disertifikasi untuk ETOPS 180 menit bila digunakan dalam twinjets. Keluarga pertama memiliki diameter (2,4 m) kipas 94 inci dan dirancang untuk daya Boeing 767, Boeing 747, MD-11, dan Airbus A300. Keluarga kedua adalah 100 inci (2,5 m) mesin kipas dikembangkan secara khusus untuk twinjet Airbus A330, dan keluarga ketiga memiliki diameter 112 inci (2,8 m) dirancang untuk daya Boeing 777. Pratt & Whitney F119 dan derivatif nya, F135, daya F Udara Amerika Serikat Angkatan-22 Raptor dan F-35 Lightning II internasional, masing-masing. Rolls-Royce bertanggung jawab untuk fan angkat yang akan menyediakan varian F-35B dengan kemampuan STOVL. Mesin F100 pertama kali digunakan pada F-15 Eagle dan Falcon F-16 Fighting. Eagles Falcons lebih baru dan juga datang dengan F110 GE sebagai sebuah pilihan, dan dua berada dalam persaingan.
Pratt & Whitney ketiga di belakang GE dan Rolls-Royce di pangsa pasar. The JT9D memiliki perbedaan yang dipilih oleh Boeing untuk menyalakan Boeing asli 747 "Jumbo jet". Seri PW4000 adalah penerus JT9D, dan kekuasaan beberapa Airbus A310, Airbus A300, Boeing 747, Boeing 767, Boeing 777, Airbus A330 dan MD-11 pesawat. PW4000 ini disertifikasi untuk ETOPS 180 menit bila digunakan dalam twinjets. Keluarga pertama memiliki diameter (2,4 m) kipas 94 inci dan dirancang untuk daya Boeing 767, Boeing 747, MD-11, dan Airbus A300. Keluarga kedua adalah 100 inci (2,5 m) mesin kipas dikembangkan secara khusus untuk twinjet Airbus A330, dan keluarga ketiga memiliki diameter 112 inci (2,8 m) dirancang untuk daya Boeing 777. Pratt & Whitney F119 dan derivatif nya, F135, daya F Udara Amerika Serikat Angkatan-22 Raptor dan F-35 Lightning II internasional, masing-masing. Rolls-Royce bertanggung jawab untuk fan angkat yang akan menyediakan varian F-35B dengan kemampuan STOVL. Mesin F100 pertama kali digunakan pada F-15 Eagle dan Falcon F-16 Fighting. Eagles Falcons lebih baru dan juga datang dengan F110 GE sebagai sebuah pilihan, dan dua berada dalam persaingan.
Aviadvigatel
Aviadvigatel (Rusia: Авиационный Двиѓатель) adalah produsen mesin pesawat Rusia yang berhasil Soviet Soloviev Biro Desain. Saat ini perusahaan menawarkan beberapa versi dari mesin PS Aviadvigatel-90 yang kekuatan Il-96-300/400/400T Ilyushin, Tupolev Tu-204, Tu-214 seri dan Ilyushin Il-76-MD-90. Perusahaan ini juga mengembangkan Aviadvigatel baru PD-14 engine untuk pesawat baru Rusia MS-21.
Aviadvigatel (Rusia: Авиационный Двиѓатель) adalah produsen mesin pesawat Rusia yang berhasil Soviet Soloviev Biro Desain. Saat ini perusahaan menawarkan beberapa versi dari mesin PS Aviadvigatel-90 yang kekuatan Il-96-300/400/400T Ilyushin, Tupolev Tu-204, Tu-214 seri dan Ilyushin Il-76-MD-90. Perusahaan ini juga mengembangkan Aviadvigatel baru PD-14 engine untuk pesawat baru Rusia MS-21.
Ivchenko-Kemajuan
Ivchenko-Kemajuan adalah mesin pesawat terbang perusahaan Ukraina yang berhasil Soviet Ivchenko Biro Desain. Beberapa model mesin mereka termasuk Kemajuan D-tersedia pada An-72/74 Antonov 436, Yakovlev Yak-42, Beriev Be-200, Antonov An-148 dan Tupolev Tu-334 dan Kemajuan D-18T bahwa kekuatan dua dunia terbesar pesawat terbang, Antonov An-124 dan Antonov An-225.
Ivchenko-Kemajuan adalah mesin pesawat terbang perusahaan Ukraina yang berhasil Soviet Ivchenko Biro Desain. Beberapa model mesin mereka termasuk Kemajuan D-tersedia pada An-72/74 Antonov 436, Yakovlev Yak-42, Beriev Be-200, Antonov An-148 dan Tupolev Tu-334 dan Kemajuan D-18T bahwa kekuatan dua dunia terbesar pesawat terbang, Antonov An-124 dan Antonov An-225.
bypass mesin jet Extreme
Pada 1970-an Rolls-Royce/SNECMA menguji M45SD-02 turbofan dilengkapi dengan baling-baling pitch variabel untuk memperbaiki penanganan di ultra rasio tekanan kipas rendah dan untuk menyediakan dorong mundur turun ke nol kecepatan pesawat. Mesin ini bertujuan untuk pesawat ultra operasi STOL tenang dari bandara pusat kota.
Dalam sebuah tawaran untuk meningkatkan efisiensi dengan kecepatan, pengembangan dari turbofan dan turboprop dikenal sebagai mesin propfan diciptakan yang memiliki kipas unducted. Pisau kipas terletak di luar saluran, sehingga tampak seperti turboprop dengan bilah pedang-seperti luas. Baik General Electric dan Pratt & Whitney / Allison menunjukkan mesin propfan pada 1980-an. kebisingan kabin yang berlebihan dan bahan bakar jet relatif murah mencegah mesin dimasukkan ke dalam pelayanan.
Pada 1970-an Rolls-Royce/SNECMA menguji M45SD-02 turbofan dilengkapi dengan baling-baling pitch variabel untuk memperbaiki penanganan di ultra rasio tekanan kipas rendah dan untuk menyediakan dorong mundur turun ke nol kecepatan pesawat. Mesin ini bertujuan untuk pesawat ultra operasi STOL tenang dari bandara pusat kota.
Dalam sebuah tawaran untuk meningkatkan efisiensi dengan kecepatan, pengembangan dari turbofan dan turboprop dikenal sebagai mesin propfan diciptakan yang memiliki kipas unducted. Pisau kipas terletak di luar saluran, sehingga tampak seperti turboprop dengan bilah pedang-seperti luas. Baik General Electric dan Pratt & Whitney / Allison menunjukkan mesin propfan pada 1980-an. kebisingan kabin yang berlebihan dan bahan bakar jet relatif murah mencegah mesin dimasukkan ke dalam pelayanan.
No comments:
Post a Comment