Turbofan είναι ο τύπος κινητήρα που συναντάμε στα περισσότερα σύγχρονα επιβατικά αεριωθούμενα. Ο μεγάλος ανεμιστήρας στην είσοδο δεν τροφοδοτεί απλώς έναν μικρότερο κινητήρα στο εσωτερικό. Επιταχύνει αέρα, ένα μεγάλο μέρος του οποίου μπορεί να περάσει γύρω από τον πυρήνα και να συνεισφέρει άμεσα στην ώση.
Αυτή η διάκριση εξηγεί τον λόγο παράκαμψης, ή bypass ratio. Ο όρος ακούγεται συχνά στα τεχνικά χαρακτηριστικά, αλλά δεν περιγράφει ποσοστό καυσίμου, διάμετρο ανεμιστήρα ή απόδοση σε ποσοστιαίες μονάδες. Είναι σχέση ανάμεσα σε δύο παροχές μάζας αέρα.
Turbofan: Δύο διαδρομές μετά την είσοδο
Στην εκπαιδευτική εξήγηση της NASA, μέρος του αέρα περνά στον συμπιεστή του πυρήνα, συνεχίζει στον θάλαμο καύσης και κατόπιν στους στροβίλους. Η ενέργεια των θερμών αερίων κινεί τις περιστρεφόμενες βαθμίδες μέσω των αντίστοιχων αξόνων.
Το υπόλοιπο ρεύμα περνά από τον ανεμιστήρα και ακολουθεί την εξωτερική διαδρομή παράκαμψης. Δεν περνά από τον θάλαμο καύσης του πυρήνα. Ωστόσο, η κίνησή του δεν είναι δωρεάν: ο ανεμιστήρας χρειάζεται ισχύ, η οποία προέρχεται από το θερμοδυναμικό έργο του κινητήρα.
Πώς διαβάζεται ο λόγος παράκαμψης
Η NASA ορίζει τον λόγο ως παροχή μάζας της παράκαμψης προς παροχή μάζας του πυρήνα. Ένα υποθετικό 10 προς 1 σημαίνει ότι για κάθε μονάδα μάζας αέρα που περνά στον πυρήνα, δέκα αντίστοιχες μονάδες ακολουθούν την εξωτερική διαδρομή στο ίδιο χρονικό διάστημα.
Στο συγκεκριμένο αριθμητικό παράδειγμα, η παράκαμψη αντιστοιχεί στα δέκα ενδέκατα της συνολικής παροχής, περίπου 91%. Αυτό δεν σημαίνει ότι παράγει υποχρεωτικά 91% της ώσης. Η ώση εξαρτάται και από τις ταχύτητες των ρευμάτων και τις συνθήκες στην έξοδο.
Γιατί έχει σημασία ο μεγάλος όγκος αέρα
Η μεταβολή της ορμής του αέρα συνδέεται με την παραγόμενη ώση. Για τις συνθήκες πλεύσης ενός επιβατικού αεροσκάφους, η επιτάχυνση μεγάλης μάζας αέρα κατά σχετικά μικρότερη διαφορά ταχύτητας μπορεί να προσφέρει ευνοϊκή προωθητική απόδοση. Εκεί βρίσκεται μεγάλο μέρος της αξίας του ανεμιστήρα.
Δεν αρκεί όμως ένας μεγαλύτερος λόγος για να καταταχθούν δύο κινητήρες. Η απόδοση του πυρήνα, η πίεση, οι απώλειες, η πτήση και η εγκατάσταση στο αεροσκάφος επηρεάζουν το αποτέλεσμα. Η σύγκριση χρειάζεται κοινές συνθήκες και όχι απομονωμένους αριθμούς από διαφορετικούς καταλόγους.
Ο μεγαλύτερος ανεμιστήρας έχει συμβιβασμούς
Η διάμετρος απαιτεί χώρο κάτω από την πτέρυγα ή μέσα στην επιλεγμένη εγκατάσταση. Επηρεάζει το περίβλημα, το βάρος και την αεροδυναμική ενσωμάτωση. Παράλληλα, ο σχεδιαστής πρέπει να εξασφαλίσει κατάλληλες ταχύτητες περιστροφής για τα διαφορετικά τμήματα.
Ένας turbofan είναι επομένως συνολικό σύστημα μετατροπής ενέργειας. Ο λόγος παράκαμψης βοηθά να καταλάβουμε τη φιλοσοφία του, αλλά δεν αντικαθιστά τη μελέτη ολόκληρου του κινητήρα. Η εικόνα δύο ροών είναι η χρήσιμη αρχή: ο αέρας που παρακάμπτει την καύση παραμένει ενεργός πρωταγωνιστής της πρόωσης.
Διαβάστε επίσης: Fly-by-wire: Πώς φτάνει η εντολή στα πηδάλια
Πηγές και τεκμηρίωση
