מנוע טורבינת גז לעומת מנוע הדדי (מנוע בוכנה)
כמו כל המכונות האחרות, מטוס צריך מקור כוח כדי לפעול, במיוחד כדי ליצור דחף שנדרש כדי להזיז את המטוס קדימה. מהניסיונות המוקדמים ביותר נעשה שימוש במנועי הגומלין שעבדו על בנזין לטיסה ממונעת.
הטיסה הראשונה בעולם הכבדה מאוויר נוצרה על ידי ה-Wright Flyer I, והיא הונעה עם מנוע בוכנה יחיד 4 צילינדרים מקורר מים שהפיק 12 כוח סוס לכל היותר. עד מלחמת העולם השנייה, כל מטוס הופעל עם מנועי בוכנה/בוכנה.
בשלבים האחרונים של מלחמת העולם השנייה, הגרמנים השתמשו במנוע הסילון כדי להניע מטוסים, ובמהרה הגיעו מדינות אחרות. למרות שהקונספט והעיצוב פותחו מאז שנות ה-30, היישום המוצלח של מנוע הסילון הגיע רק לאחר תום מלחמת העולם השנייה.
מאז, בשל ריבוי היתרונות שלהם על פני מנועי הדדיות, מנוע הסילון וגרסאותיו הפכו לצורה השלטת של תחנת כוח למטוסים.
עוד על מנוע הדדיות (מנוע בוכנה)
מנוע הדדי, המכונה גם מנוע בוכנה הוא מכונה בעלת בוכנות הדדיות, אשר ממירה את האנרגיה התרמית מתהליך בעירה לעבודה מכנית, כגון עבודת פיר. סוג המנוע העיקרי המשמש במטוסים מבוסס על שריפת דלק מאובנים ונקרא מנועי בעירה פנימית.
מכניקה של המנוע היא להזיז ציר המחובר למנגנון צילינדר בוכנה על ידי יצירת לחץ גדול בתוך הצילינדר.בהתאם לאופן שבו הצילינדרים מסודרים סביב הפיר, הם מסווגים לקטגוריות ישרות (אנכיות), סיבוביות, רדיאליות, מסוג V וקטגוריות מנוגדות אופקית.
סוגי המנועים שהוזכרו לעיל פועלים במחזור אוטו, והם שימשו ברוב המטוסים בתחילת המאה ה-20th. בדרך כלל הם משמשים להנעת מדחף, אשר מייצרים את הדחף. לכל מטוס הפועל על מנועי בוכנה יש מהירויות מקסימליות נמוכות יחסית, וההספק המיוצר על ידי המנועים קטן יחסית למנועי סילון. הסיבה היא שיחס ההספקים למשקל של מנועי הבוכנה נמוך מאוד, ואם נדרש יותר כוח, יש להגדיל את גודל המנוע וזה מגדיל את המשקל הכולל של המטוס, דבר שאינו רצוי עבור מטוסים. התכנון והייצור של מנועי הבוכנה פחות מורכבים ודורשים פחות תחזוקה וגם העלות של מנועי הבוכנה נמוכה.
עוד על מנוע טורבינת גז
מנוע טורבינת גז או פשוט טורבינת גז הוא מנוע בעירה פנימית, המשתמש בגזים כגון אוויר כנוזל העבודה.ההיבט התרמודינמי של פעולת טורבינת הגז מעוצב באופן אידיאלי על ידי מחזור ה-Brayton. מנועי טורבינת גז עובדים על בסיס רכיבים סיבוביים ולכן יש להם נוזל עבודה שזורם ברציפות דרך המנוע בכיוונים רדיאליים או ציריים. הם המרכיב העיקרי הבסיסי של מנוע הסילון.
המרכיבים העיקריים של מנוע טורבינת הגז הם המדחס, תא הבעירה והטורבינה, ולפעמים, זרבובית. הם פועלים על ידי הבאת נוזל העבודה למצבים תרמודינמיים שונים וחילוץ עבודת פיר או דחיפה במפלט. אם נעשה שימוש בדחף שנוצר מהמפלט, זה ידוע בתור מנוע סילון טורבו; אם הטורבינה מחלצת חלק מהעבודה ומניעה מאוורר, זה ידוע בתור מנוע טורבו-פאן. סוג המנוע שמחלץ כמעט את כל העבודה כעבודת הציר של הטורבינה ידוע כמנוע גל טורבו; אם מדחף מונע על ידי הציר, הוא ידוע בתור מנוע מדחף טורבו.
קיימות גרסאות רבות של טורבינות הגז, המיועדות למשימות ספציפיות. הם מועדפים על פני מנועים אחרים (בעיקר מנועי הדדיות) בשל יחס ההספק הגבוה שלהם למשקל, פחות רעידות, מהירויות פעולה גבוהות ואמינות.
מה ההבדל בין טורבינת גז למנוע הגומלין (מנוע בוכנה)?
• למנועי בוכנה יש מנגנונים הדדיים (לתנועה וממנה) בעוד למנועי טורבינת גז יש מנגנונים סיבוביים.
• שניהם משתמשים באוויר כנוזל העבודה, אבל הזרימה בטורבינות גז היא רציפה בעוד למנועי הדדיות יש זרימה לסירוגין.
• יחס הספק למשקל של מנועי טורבינת הגז גבוה בהרבה מזה של מנועי הגומלין.
• טורבינות גז מתוחכמות בתכנון וייצור, בעוד שמנועי הדדיות פשוטים יותר בעיצובם וקלים יותר לייצור.
• התחזוקה של מנועי הגומלין פשוטה יותר וצריכה להתבצע לעתים קרובות, בעוד שהתחזוקה של מנועי טורבינת הגז מורכבת, אך הבדיקה והתחזוקה מתרחשות במרווחים ארוכים יותר.
• מנועי טורבינת גז או הגרסאות שלהם יקרים, בעוד שמנועי הגומלין הם זולים יחסית.
• מנועי טורבינת גז מניעים מטוסים גדולים וחזקים כמו מטוסי קרב צבאיים או מטוסי נוסעים מסחריים, אך מנועי בוכנה נמצאים בשימוש במטוסים קטנים יותר וקצרי טווח.
