Turbojet נגד Turbofan
A turbojet הוא מנוע טורבינת גז נושם אוויר המבצע מחזור בעירה פנימית במהלך הפעולה. הוא שייך גם לסוג מנועי התגובה של מנועי ההנעה של המטוס. סר פרנק וויטל מהממלכה המאוחדת והנס פון אוהיין הגרמני, פיתחו באופן עצמאי את רעיון המנועים המעשיים במהלך שנות השלושים המאוחרות, אך רק לאחר מלחמת העולם השנייה, מנוע הסילון הפך לשיטת הנעה בשימוש נרחב.
סילון טורבו מציב כמה חסרונות בביצועים במהירויות תת-קוליות, כמו יעילות ורעש; לכן, גרסאות מתקדמות נבנו על בסיס מנועי הטורבו כדי למזער את הבעיות הללו.טורבומאנסי פותחו כבר בשנות ה-40, אך לא נעשה בהם שימוש עקב יעילות נמוכה יותר עד שנות ה-60, כאשר רולס-רויס RB.80 Conway הפך למנוע הטורבו-פאן הראשון בייצור.
עוד על Turbojet Engine
אוויר קר הנכנס דרך היניקה נדחס ללחץ גבוה בשלבים עוקבים של מדחס זרימה צירית. במנוע סילון נפוץ, זרימת האוויר עוברת מספר שלבי דחיסה, ובכל שלב, מעלה את הלחץ לרמה גבוהה יותר. מנועי טורבו-סילון מודרניים יכולים לייצר יחסי לחץ גבוהים עד 20:1 בשל שלבי מדחס מתקדמים שתוכננו עם שיפורים אווירודינמיים וגיאומטריית מדחס משתנה כדי לייצר דחיסה אופטימלית בכל שלב.
לחץ האוויר גם מגביר את הטמפרטורה, וכשהוא מעורבב עם הדלק מייצר תערובת גז דליק.שריפה של גז זה מעלה את הלחץ והטמפרטורה לרמה גבוהה מאוד (1200 oC ו-1000 kPa) והגז דוחף דרך להבי הטורבינה. בקטע הטורבינה, גז מפעיל כוח על להבי הטורבינה ומסובב את פיר הטורבינה; במנוע סילון נפוץ, עבודת הפיר הזו מניעה את המדחס של המנוע.
אז הגז מופנה דרך זרבובית, וזה מייצר כמות גדולה של דחף, שניתן להשתמש בו כדי להניע מטוס. במפלט, מהירות הגז יכולה להיות הרבה מעל מהירות הקול. פעולתו של מנוע הסילון מעוצבת באופן אידיאלי על ידי מחזור ה-Brayton.
הטורבו-ג'טים אינם יעילים בטיסה במהירות נמוכה, והביצועים האופטימליים נמצאים מעבר ל-Mach 2. חיסרון נוסף של הטורבו-Jets הוא שהטורבו-Jets רועשים ביותר. עם זאת, הם עדיין משמשים בטילי שיוט לטווח בינוני בגלל פשטות הייצור והמהירות הנמוכה.
עוד על Turbofan Engine
מנוע טורבו-פאן הוא גרסה מתקדמת של מנוע הטורבו-סילון, שבו עבודת הציר משמשת להנעת מאוורר לקלוט כמויות גדולות של אוויר, לדחוס ולכוון דרך הפליטה, כדי ליצור דחף.חלק מכניסת האוויר משמש להנעת מנוע הסילון בליבה, בעוד החלק השני מופנה בנפרד דרך סדרה של מדחסים ומופנה דרך הזרבובית מבלי לעבור בעירה. בגלל המנגנון הגאוני הזה, מנועי הטורבו-פאן פחות רועשים ומספקים יותר דחף.
מנוע עוקף גבוה
יחס המעקף של האוויר מוגדר כיחס בין קצב זרימת המסה של האוויר הנמשך דרך דיסק מאוורר העוקף את ליבת המנוע מבלי לעבור בעירה, לבין קצב זרימת המסה העובר דרך ליבת המנוע המעורבת ב בעירה, להפקת אנרגיה מכנית להנעת המאוורר ולייצר דחף. בתכנון עוקף גבוה, רוב הדחף מפותח מהזרימה העוקפת, ובמעקף הנמוך הוא מהזרימה דרך ליבת המנוע.מנועי עוקף גבוהים משמשים בדרך כלל ליישומים מסחריים בגלל פחות רעש וצריכת דלק, ומנועי עוקף נמוכים משמשים כאשר נדרשים יחסי כוח למשקל גבוהים יותר, כגון מטוסי קרב צבאיים.
מה ההבדל בין מנועי Turbojet ו-Turbofan?
• Turbojets היו מנוע טורבינת הגז נושם האוויר הראשון עבור המטוסים, בעוד שטורבו-פאן הוא גרסה מתקדמת של טורבו-סילון המשתמש במנוע סילון כדי להניע מאוורר ליצירת דחף (לטורבומאאן יש טורבינת גז בליבה).
• טורבו-ג'ט יעילים במהירויות גבוהות יותר (על-סאונדיות) ומייצרים רעש גדול, בעוד שמאווררי טורבו יעילים גם במהירויות תת-קוליות וגם במהירויות טרנס-אוניות ומייצרים פחות רעש.
• טורבו-ג'ט משמשים כיום ביישומים צבאיים ספציפיים, אבל הטורבו-פאן נשאר הבחירה המועדפת ביותר של הנעה עבור מטוסים צבאיים ומסחריים כאחד.
• בטורבו-סילון, הדחף נוצר אך ורק על ידי הפליטה מטורבינת הגז, בעוד שבמנועי טורבו-מאאן, חלק מהדחף נוצר על ידי זרימת המעקף.
מקור דיאגרמה:
en.wikipedia.org/wiki/File:Jet_engine.svg
en.wikipedia.org/wiki/File:Turbofan_operation_lbp.svg
