Silnik turbowentylatorowy

Silnik turbowentylatorowy

Schemat silnika turbowentylatorowego.

Cywilny silnik turbowentylatorowy - pod skrzydłem Boeinga 737

Silnik turbowentylatorowy CFM56 - widok od tyłu.

Silnik turbowentylatorowy to odmiana silnika turboodrzutowego dwuprzepływowego o dużym stosunku dwuprzepływowości (ang. high-bypass turbofan). Wyposażony w dużej średnicy wentylator (pierwszy człon sprężarki), który spręża wstępnie powietrze i które zostaje skierowane na dwa tory:

1. Na silnik właściwy, czyli dalsze stopnie sprężarek - kolejno do niskiego i do wysokiego ciśnienia, a następnie do komory spalania silnika i na turbinę.
2. Do kanału zewnętrznego, z którego jest kierowane bezpośrednio do atmosfery, wytwarzając w ten sposób ciąg w sposób zbliżony do ciągu śmigła napędzanego np. silnikiem tłokowym.

Gorące sprężone gazy opuszczające komorę spalania napędzają turbiny wysokiego i niskiego ciśnienia (turbiny te napędzają z kolei sprężarki) oddając im część energii a następnie wypływają przez dyszę wylotową, rozprężając się w niej i przyśpieszając, co generuje pozostałą część ciągu takiego silnika.

Silnik turbowentylatorowy jest dalszym rozwinięciem silnika dwuprzepływowego (ang. low-bypass turbofan) którego celem jest mniejsze jednostkowe zużycie paliwa. Dodatkowo mniejsza prędkość gazów wylotowych przyczynia się do znacznego obniżenia hałaśliwości pracy silnika. Mają z reguły konstrukcję dwuwałową (wały współosiowe) łączące odpowiednio stopnie turbiny niskiego ciśnienia z wentylatorem i stopnie turbiny wysokiego ciśnienia ze sprężarką wysokiego ciśnienia.

Sprawność napędowa silnika dwuprzepływowego jest większa od sprawności napędowej jednoprzepływowego silnika turboodrzutowego ze względu na większy wydatek (masa) i mniejszą prędkość przepływającego czynnika przy tym samym ciągu, a co za tym idzie mniejszą energię kinetyczną strumienia opuszczającego silnik, zatem mniejsze straty energii. W silniku turbowentylatorowym te zmiany są jeszcze korzystniejsze.

Podział na silnik turbowentylatorowy i dwuprzepływowy jest dość płynny i raczej umowny, wynika to z proporcji przepływu zewnętrznego do wewnętrznego silnika. Silniki dwuprzepływowe konstrukcyjnie mają zewnętrzny przepływ czynnika w konturze silnika. Umożliwia to zabudowę takiego silnika np. w myśliwcach. Dodatkowo - taki układ przepływów daje możliwość stosowania dopalaczy w dyszy wylotowej silnika. Stąd nowe generacje samolotów myśliwskich posiadają takie silniki.
W silniku turbowentylatorowym czynnik roboczy za wentylatorem opuszcza konstrukcyjnie silnik, kierując się do atmosfery. Powoduje to mniejsze straty przepływu i zwiększa sprawność napędową.

Jest to obecnie najczęściej stosowany typ silnika lotniczego, rodzaj silnika odrzutowego w lotnictwie komunikacyjnym. Decyduje o tym:

• duży ciąg jednostkowy, zwłaszcza podczas startu samolotu.
• małe jednostkowe zużycie paliwa.
• niski poziom hałasu.

Terminologia

Dopalacz

Urządzenie stosowane w samolotach bojowych, powodujące zwiększenie ciągu o kilkadziesiąt procent

EGT

Temperatura spalin (ang. Exhaust Gas Temperature)

EPR

Stosunek ciśnień silnika (ang. Engine Pressure Ratio)

Zobacz też

• Silnik turboodrzutowy
• Silnik turboodrzutowy dwuprzepływowy