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 (BPR - By-Pass Ratio). 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 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