Turbojet vs Turbofan
En turbojet är en gasturbinmotor för andningsluft som utför en förbränningscykel under driften. Den tillhör också reaktionsmotortypen för flygplanets framdrivningsmotorer. Sir Frank Whittle från Storbritannien och Hans von Ohain från Tyskland utvecklade självständigt konceptet med praktiska motorer under slutet av 1930-talet, men först efter andra världskriget blev jetmotorn en allmänt använd framdrivningsmetod.
En turbojet har flera nackdelar i prestanda vid subsoniska hastigheter, såsom effektivitet och buller; därför byggdes avancerade varianter baserade på turbojetmotorerna för att minimera dessa problem. Turbofläktar utvecklades så tidigt som på 1940-talet, men användes inte på grund av lägre effektivitet förrän på 1960-talet när Rolls-Royce RB.80 Conway blev den första produktionsturbofläktmotorn.
Mer om Turbojet Engine
Kall luft som kommer in genom intaget komprimeras till högt tryck i de successiva stegen av en axialflödeskompressor. I en vanlig jetmotor genomgår luftflödet flera kompressionssteg, och i varje steg höjs trycket till en högre nivå. Moderna turbojetmotorer kan producera tryckförhållanden så höga som 20:1 tack vare avancerade kompressorsteg designade med aerodynamiska förbättringar och variabel kompressorgeometri för att producera optimal kompression i varje steg.
Trycksättningen av luften ökar också temperaturen, och när den blandas med bränslet bildas en brännbar gasblandning. Förbränning av denna gas ökar trycket och temperaturen till en mycket hög nivå (1200 oC och 1000 kPa) och gasen tränger igenom turbinens blad. I turbinsektionen utövar gas kraft på turbinbladen och roterar turbinaxeln; i en vanlig jetmotor driver detta axelarbete motorns kompressor.
Då leds gasen genom ett munstycke, och detta producerar en stor mängd dragkraft, som kan användas för att driva ett flygplan. Vid avgaserna kan gasens hastighet vara långt över ljudets hastighet. Jetmotorns funktion är idealiskt modellerad av Brayton-cykeln.
Turbojetarna är ineffektiva vid låghastighetsflyg, och optimal prestanda ligger bortom Mach 2. En annan nackdel med turbojetarna är att turbojetarna är extremt bullriga. De används dock fortfarande i kryssningsmissiler på mellannivå på grund av enkelheten i produktionen och den låga hastigheten.
Mer om Turbofan Engine
Turbofläktmotor är en avancerad version av turbojetmotorn, där axelarbetet används för att driva en fläkt för att ta in stora mängder luft, komprimera och leda genom avgaserna för att generera dragkraft. En del av luftintaget används för att driva jetmotorn i kärnan, medan den andra delen riktas separat genom en serie kompressorer och riktas genom munstycket utan att förbrännas. På grund av denna geniala mekanism är turbofläktmotorerna mindre bullriga och ger mer dragkraft.
High Bypass Engine
Bypass-förhållandet för luft definieras som förhållandet mellan massflödet av luft som dras genom en fläktskiva som passerar motorkärnan utan att förbrännas, och massflödeshastigheten som passerar genom motorkärnan som är involverad i förbränning, för att producera mekanisk energi för att driva fläkten och producera dragkraft. I en hög bypass-konstruktion utvecklas det mesta av dragkraften från bypass-flödet, och i den låga bypass är det från flödet genom motorkärnan. Motorer med hög bypass används vanligtvis för kommersiella tillämpningar på grund av deras mindre buller och bränsleeffektivitet, och lågbypass-motorer används där högre effekt/vikt-förhållanden krävs, såsom militära stridsflygplan.
Vad är skillnaden mellan Turbojet- och Turbofan-motorer?
• Turbojets var den första gasturbinmotorn för luftanvändning för flygplanen, medan turbofläkt är en avancerad variant av turbojet som använder en jetmotor för att driva en fläkt för att generera dragkraft (turbofläkten har en gasturbin i kärnan).
• Turbojets är effektiva vid högre hastigheter (överljud) och producerar ett stort ljud, medan turbofläktar är effektiva vid både subsoniska hastigheter och transoniska hastigheter och producerar mindre brus.
• Turbojets används för närvarande i specifika militära tillämpningar, men turbofläkt är fortfarande det mest föredragna valet av framdrivning för både militära och kommersiella flygplan.
• I turbojet genereras dragkraften enbart av avgaserna från gasturbinen medan, i turbofläktmotorer, en del av dragkraften genereras av bypass-flödet.
Diagramkälla:
en.wikipedia.org/wiki/File:Jet_engine.svg
en.wikipedia.org/wiki/File:Turbofan_operation_lbp.svg
