Turbojet vs Turbofan

Turbojet vs Turbofan

Ein Turbostrahltriebwerk ist ein luftatmendes Gasturbinentriebwerk, das während des Betriebs einen internen Verbrennungszyklus ausführt. Es gehört auch zum Reaktionsmotortyp der Flugzeugantriebsmotoren. Sir Frank Whittle aus Großbritannien und Hans von Ohain aus Deutschland entwickelten Ende der dreißiger Jahre selbstständig das Konzept der praktischen Motoren, aber erst nach dem Zweiten Weltkrieg wurde das Düsentriebwerk zu einer weit verbreiteten Antriebsmethode.

Ein Turbotriebwerk hat mehrere Nachteile bei der Leistung bei Unterschallgeschwindigkeiten, wie z. B. Effizienz und Geräuschentwicklung; Daher wurden fortgeschrittene Varianten basierend auf den Turbostrahltriebwerken gebaut, um diese Probleme zu minimieren. Turbofans wurden bereits in den 1940er Jahren entwickelt, jedoch nicht genutzt, da die Effizienz erst bei den 1960er Jahren bei Rolls-Royce RB lag. 80 Conway wurde der erste Produktions-Turbofan-Motor.

Mehr über Turbojet Engine

Die durch den Einlass eintretende kalte Luft wird in den aufeinanderfolgenden Stufen eines Axialverdichters auf hohen Druck verdichtet. Bei einem herkömmlichen Düsentriebwerk erfährt der Luftstrom mehrere Kompressionsstufen und erhöht bei jeder Stufe den Druck auf ein höheres Niveau. Moderne Turbostrahltriebwerke können Druckverhältnisse von bis zu 20: 1 erzeugen, die durch fortschrittliche Verdichterstufen mit aerodynamischen Verbesserungen und einer variablen Verdichtergeometrie erzielt werden, um in jeder Stufe eine optimale Verdichtung zu erreichen.

Die Druckbeaufschlagung der Luft erhöht auch die Temperatur, und wenn sie mit dem Brennstoff gemischt wird, entsteht ein brennbares Gasgemisch. Die Verbrennung dieses Gases erhöht den Druck und die Temperatur auf ein sehr hohes Niveau (1200 oC und 1000 kPa), und das Gas drückt durch die Turbinenschaufeln. In dem Turbinenabschnitt übt das Gas eine Kraft auf die Turbinenschaufeln aus und dreht die Turbinenwelle; In einem gemeinsamen Strahltriebwerk treibt diese Welle den Kompressor des Motors an.

Dann wird das Gas durch eine Düse geleitet, und dies erzeugt eine große Schubkraft, die verwendet werden kann, um ein Flugzeug anzutreiben. Am Auspuff kann die Geschwindigkeit des Gases deutlich über der Schallgeschwindigkeit liegen. Der Betrieb des Düsentriebwerks wird idealerweise durch den Brayton-Zyklus modelliert.

Die Turbostrahltriebwerke sind bei niedrigen Fluggeschwindigkeiten ineffizient und die optimale Leistung liegt über Mach 2 hinaus. Ein weiterer Nachteil der Turbostrahltriebwerke ist, dass die Turbostrahltriebwerke extrem laut sind. Sie werden jedoch aufgrund der Einfachheit der Produktion und der geringen Geschwindigkeit immer noch in den Marschflugkörpern mit mittlerer Reichweite eingesetzt.

Mehr über Turbofan Engine

Turbofan-Motor ist eine fortschrittliche Version des Turbostrahltriebwerks, bei dem die Wellenarbeit verwendet wird, um einen Lüfter anzutreiben, um große Mengen an Luft aufzunehmen, zu komprimieren und durch den Auspuff zu leiten,.Ein Teil des Lufteinlasses wird zum Antrieb des Strahltriebwerks im Kern verwendet, während der andere Teil separat durch eine Reihe von Kompressoren geleitet und durch die Düse geführt wird, ohne sich einer Verbrennung zu unterziehen. Aufgrund dieses genialen Mechanismus sind die Turbofan-Motoren weniger laut und liefern mehr Schub.

High-Bypass-Motor

Das Bypass-Verhältnis von Luft ist definiert als das Verhältnis zwischen den Massenströmungsraten von Luft, die durch eine Ventilatorscheibe angesaugt wird, die den Motorkern ohne Verbrennung umgeht, zu der durch den Motorkern das an der Verbrennung beteiligt ist, um mechanische Energie zu erzeugen, um den Ventilator anzutreiben und Schub zu erzeugen. Bei einer Bypass-Konstruktion wird der Großteil des Schubes aus dem Bypass-Strom und im niedrigen Bypass aus dem Strom durch den Motorkern abgeleitet. Motoren mit hohem Bypass werden in der Regel für kommerzielle Anwendungen eingesetzt, da sie weniger Lärm und Kraftstoffeffizienz haben, und Motoren mit niedrigem Bypass werden dort eingesetzt, wo höhere Leistungsgewichtsverhältnisse erforderlich sind, wie zum Beispiel militärische Kampfflugzeuge.

Was ist der Unterschied zwischen Turbojet und Turbofan Engines?

• Turbojets waren das erste luftatmende Gasturbinentriebwerk für die Flugzeuge, während Turbofan eine fortschrittliche Variante eines Turbostrahltriebwerks ist, das einen Düsentriebwerk verwendet, um einen Ventilator anzutreiben, um Schub zu erzeugen (Turbofan hat eine Gasturbine im Kern).

• Turbojets sind effizienter bei höheren Geschwindigkeiten (Überschall) und erzeugen ein großes Geräusch, während Turbofans sowohl bei Unterschallgeschwindigkeiten als auch bei transsonischen Geschwindigkeiten effizient sind und weniger Rauschen erzeugen.

• Turbojets werden derzeit in bestimmten militärischen Anwendungen eingesetzt, aber Turbofan bleibt die bevorzugte Wahl für den Antrieb sowohl für militärische als auch für kommerzielle Flugzeuge.

• Im Turbostrahl wird der Druck durch die Abgase der Gasturbine erzeugt, während bei Turbinenmotoren ein Teil des Schubes durch den Nebenstrom erzeugt wird.

Diagrammquelle:

// de. wikipedia. org / wiki / Datei: Jet_engine. Svg

// en. wikipedia. org / wiki / Datei: Turbofan_operation_lbp. svg