Varför är kontravroterande jetmotorer så sällsynta? En sådan jetmotor skulle ha kontravroterande turbiner, eller kontravroterande kompressorer, eller båda.
Faktum är att jag inte kan tänka på till och med ett flygplan som har detta. Om några propmotorer har kontra-rotatorer, kan jag inte se varför några jets inte heller har det.
Det verkar som om de kontravroterande delarna skulle vara effektivare vid extraktion av kraft eller komprimering av luft. Det finns redan kontra roterande turboprober (Tu-95), och turboproppar är mycket lik jetmotorer, så jag tycker att det inte handlar om teknisk kunskap. En annan fördel skulle minskas eller elimineras gyroskopiska krafter som hindrar käft eller vridmoment, vilket jag kommer att fråga en annan fråga om.
BTW, jag överväger endast axialflöde jetmotorer. Jag glömde helt bort det brukade vara centrifugalkomprimerade jetmotorer, som alla har försvunnit.
EDIT: Frågan handlar om jets (turbofans eller turbojets), men jag nämnde Tu-95 och dess turbopropmotorer eftersom turbopropspolar liknar jetmotorer. Men jag trodde att Tu-95-motorerna hade kontravroterande allt, men det visade sig att endast propellrarna var kontravroterande, inte turbinerna. Om det fanns en turboprop med kontravroterande spoler skulle jag dock mycket vilja höra om det här eftersom jag tror att det skulle ha stor betydelse för frågan om motroterande jetmotorer och deras effektivitet.
Om låghastighets- och höghastighetsspolen roterar i samma riktning är den relativa hastigheten mellan dem låg. Kontra-roterande innebär att du måste dubbla de individuella hastigheterna för att komma fram till den relativa hastigheten, vilket kommer att öka lagerförlusterna kraftigt. Både friktion och slitage kommer att uppstå med liten nytta vid regelbunden drift. Ett anmärkningsvärt undantag är Rolls-Royce Pegasus -motorn för Harrier Jump Jet.
Statorer mellan de roterande stegen säkerställer att luftflödet inuti motorn huvudsakligen är i axiell riktning, så att en annan rotationsriktning mellan två spolar kommer att få en liten skillnad på aerodynamiskt sätt. Omvänd rotation kommer emellertid att göra statorn mellan det sista steget i det höga och det första steget i lågtrycksturbinen föråldrad. Videon som länkas av @Moo citerar en minskning med 10% i del räknas som fördelen. Dessutom bör det första steget i lågtrycksturbinen visa förbättrad effektivitet (som den andra propellen av en motvroterande propeller ).
Kontrotrotation i civila turbinmotorer introducerades först av Rolls Royce i Trent 900, där dess högtrycksspole roterades i motsatt riktning mot de andra spolarna.
GEnx-motorfamiljen använder kontravroterande spolar - högtryckskompressorn körs medurs medan lågtryckskompressorn är moturs.
TrentXWB-motorfamiljenföljerpåfrånTrent900ochanvänderävenkontravroterandespolar-högtryckskompressorndrivsmedurs,medanlågtrycks-ochmellantryckskompressorernadrivsmoturs.
länk
It seems to me the contra-rotating parts would be more efficient in extracting power or compressing air.
Med propeller är motrotorerande propellrar det enda sättet att sluta rotera glidflödet. Jetmotorer har dock statiska styrskovlar som stoppar rotationen nästan lika effektivt med en bråkdel av komplexiteten av den faktiska motrotationen.
Another benefit would be reduced or eliminated gyroscopic forces hampering yaw or pitch torque
Dessa är försumbar jämfört med de aerodynamiska krafterna i flygningen. Det enda flygplanet där det spelar roll är Hawker Siddeley Harrier och det har faktiskt engine med kontra-roterande spolar .
Om du pratar om att göra kontra-roterande spolar i en axialflöde-jetmotor, skulle den stora fördelen där vridmoment reduceras. Tänk på att vridmomentet som appliceras på varje spole kan ha en stor skillnad i storlek, vilket effektivt eliminerar mycket av fördelen.
Att göra enskilda steg kontravroterande skulle ha en mardrömslig komplexitet när det gäller växling och tillhörande system för att driva detta, förutom en seriös viktökning och minskad tillförlitlighet. Av dessa skäl var en sådan design aldrig seriöst övervägt.
Nu har kontra roterande fläktar övervägts från tid till annan. Några exempel som direkt kommer att komma ihåg är UDF agerad unduced fan design av General Electric på 1970-talet som ett försök att öka motor effektivitet. Och SENECMA arbetar uppenbarligen med en kontra roterande turbofanfläkt för ökad effektivitet samt minskade IR-signaturer för UAV-enheter.
Läs andra frågor om taggar jet-engine aircraft-performance engine-design Kärlek och kompatibilitet Skor Gear 12 Stjärntecken Grunderna