Légcsavaros gázturbina

A turbólégcsavaros hajtóművel egy meghajtási rendszer , amelyben az energiát szolgáltató által gázturbina és amelynek tolóerő fő kapjuk forgásával egy spirális multi-pengék .

Etimológia

A francia „turbopropulseur” kifejezés turbóból (a gázturbinát jelölve ) és a hajtószóból áll, amely jól leírja ezt a meghajtó szót.

Történelmi

Alan Arnold Griffith 1926-ban cikket tett közzé a turbina tervezéséről. A Royal Aircraft Establishment későbbi munkája olyan tengelyes turbinák terveit vizsgálta, amelyek tengely, majd propeller meghajtására használhatók . 1929-től Frank Whittle olyan centrifugális turbinák modelljein kezdett dolgozni, amelyek képesek sugáronként tiszta tolóerő leadására.

A világ első turbopropeller motorját Jendrassik György magyar gépészmérnök tervezte . Jendrassik 1928-ban tette közzé az ötletet a turbopropeller motorokról, és1929. március 12, szabadalmaztatta találmányát. 1938-ban megépített egy kis kísérleti gázturbinát (100 LE; 74,6 kW). A nagyobb , várhatóan 1000 LE teljesítményű Jendrassik Cs-1 -et 1937 és 1941 között a budapesti Ganz Társaságnál gyártották és tesztelték . Axiális áramlású módon, 15 kompresszorral és 7 turbina fokozattal, egy gyűrűs égéstérrel tervezték. és egyéb modern funkciók. Az eredetileg 1940-ben indított égési problémák 400 LE teljesítményre korlátozták. 1941-ben a háború miatt felhagytak a motorral, és az üzemet hagyományos motorok gyártására vették át. A világ első sorozatgyártású turbopropeller-motorját egy német mérnök, Max Adolf Mueller tervezte 1942-ben.

Repülőgép felszerelt

Sok repülőgép használja ezt a meghajtási módot, amely közepes utazási sebesség esetén üzemanyag-takarékosabb, mint egy turbógép .

Többek között olyan nagy repülőgépeken található meg, mint a Tupolev Tu-95 bombázó , az ATR 72 közepes hatótávolságú repülőgép vagy az A400M katonai szállító repülőgép, amely képes elérni a 882 km / h-t (0,72 Mach). Más könnyebb repülőgépek, például a Cessna 208 Caravan szállító repülőgépek vagy a Pilatus PC-21 katonai kiképző repülőgépek turbopropellert tartalmaznak, így könnyedén elérhetik a Cessna esetében 300 km / h , a Pilatusnál 685 km / h sebességet .

Számos repülőgépgyártó cég gyárt turbopropellátoros repülőgépeket, köztük az Antonov , az ATR , a Canadair , a CASA , a Beechcraft , az Embraer , a Pilatus Aircraft , a Daher és a Viking Air .

használat

A turbopropellér különösen alkalmas olyan repülőgépek számára , amelyek utazási sebessége 300 és 800 km / h között van . Azon túl, hogy a csepp a aerodinamikai hatékonyságot a légcsavar , kapcsolódik a transzszonikus vagy szuperszonikus áramlás végén a penge, vezet előnyben részesíti a sugárhajtású .

Elv

A turbopropellátoros motor egy olyan turbomotor, amelynek működése közel áll a turbó motorjához , bár kialakításuk teljesen ellentétes célt követ :

egy turbó sugárhajtóműnek úgy kell elérnie a legnagyobb tolóerőt, hogy a maximális gázt a lehető legnagyobb sebességgel a fúvókán keresztül juttatja ki;
egy turbopropeller motornak a legnagyobb erőt kell biztosítania a légcsavar forgatásához, miközben el kell veszítenie a kipufogógázokban a minimális energiát, hogy a lehető leghatékonyabban képes legyen nagy mennyiségű levegőt kiszorítani. Ezért nagyon hasonlít a helikopterekre szerelt turbinás motor működéséhez, ugyanazokkal a maximális sebességkorlátozásokkal a penge hegyén.

A turbopropellerkonstrukció a lehető legnagyobb energiát biztosítja a légcsavar tengelyének forgatásához , a kipufogógáz viszonylag alacsony hőmérsékletű és nagyon alacsony kilökési sebességgel rendelkezik. A motor tengelyének ezt a forgását mechanikus reduktoron keresztül viszik vissza a légcsavarra . A maradékgáz kipufogógáz tolóereje alacsony (kevesebb mint 10%), a tolóerő legnagyobb részét a propeller sokkal jobb hatásfokkal állítja elő, mint egy hagyományos motor, de azzal a hátránnyal, hogy a szuperszonikus sebességet nem tudja megközelíteni, a kockázat miatt túllépésének hangsebesség csúcsán a légcsavarlapátos.

Teljesítményszámítás

A turbopropellátor biztosítja az erőt a propeller elforgatásához , míg a turbómotor biztosítja a tolóerőt .

A légcsavar forog, tudjuk a sebességét (például percenkénti fordulatban), és a nyomatékát, amely lehetővé teszi a tápfeszültség levezetését a képlet szerint:

P = {\ vec {C}} \ cdot {\ vec {\ Omega}}

Val vel:

$P$ : a teljesítmény ( W-ban ).
$\ vec {C}$ : Nyomaték ( N · m-ben )
${\ vec {\ Omega}}$ : forgási sebesség ( rad / s-ban ),

Ha a teljesítményt lóerőben (hp) akarjuk megkapni , akkor a fordulatszámot fordulatszámban, a forgatónyomatékot kilogrammban (m · kg), valamint egy állandó értéket használjuk: $P$ $NEM$ $VS$

P = {\ frac {C \ cdot N} {716.5}}

Turboprop társaságok

Főbb turbopropeller motorokat gyártó cégek:

Megjegyzések és hivatkozások

(fr) Ez a cikk részben vagy egészben venni a Wikipedia cikket angolul című „ turbopropelleres ” ( lásd a szerzők listáját ) .

Megjegyzések

Lásd például a Tupolev Tu 95-MS- t 15 000 lóerős turbopropormotorral , 6,2 m átmérőjű, ellentétesen forgó propellerekkel , maximális sebességével 830 km / h .
Ne lépje túl a kés sebességének hangsebességét , mert fennáll annak a veszélye, hogy nagy zajt ad ki, vagy akár el is rombolja.

Hivatkozások

A "turboprop" lexikográfiai és etimológiai meghatározása a számítógépes francia nyelvű pénztárból , a Nemzeti Szöveges és Lexikai Források Központjának honlapján .
Gunston Jet, p. 120
Gunston World, p. 111.
" Magyar feltalálók és találmányok - JENDRASSIK GYÖRGY (1898 - 1954) " , SZTNH (hozzáférés : 2012. május 31. )
Tupolev Tu-95 „Medve” , a legendás airplanes.net.
[PDF] Lásd a 8–5. Oldalt. Motorok , az easa.europa.eu oldalon , 2017. május 13.
Európai Repülésbiztonsági Ügynökség (EASA), EASA típusbizonyítvány adatlap az Airbus A400M készülékhez ,2013. július 17, 18 p. ( olvassa el online [PDF] ) , fejezet. EASA.A.169, o. 11.
[PDF] Lásd a 2. oldalt: Teljesítmény , a pilatus-aircraft.com oldalon, elérhető 2017. május 13.
ATR 72 - Kereskedelmi Repülés , az artheauaviation.com oldalon, elérhető 2017. május 13.
(en) Tíz legnépszerűbb turbopropellert repülőgép-társaság rangsorolva 2014 májusában a bestofluxury.com webhelyen , 2014. május 18, benzinga.com.
Turbomachinery - Turbopropellers , surlavionnaire.fr, elérhető: 2017. május 13.
" TP400 ", Safran repülőgép-motorok ,2015. május 22( online olvasás , konzultáció 2017. december 8-án ).