Vad är en "bypass-växlad turbofan", och varför är det så mycket effektivare?
Enligt artikeln Bombardiers CSeries Gamble Är Facing Longer Odds , använder detta nya flygplan från Bombardier en ny motorteknologi som förbättrar effektiviteten över sina konkurrerande 737-serie och A320-serieflygplan, till den punkt där den kommer att kunna slutföra med en mils effektivitet med större flygplan, så att den kan kringgå naven:
The linchpin for the CSeries was a new concept for engines developed by Pratt & Whitney, known as a high bypass geared turbofan. The new engine design promised exceptional fuel savings of up to 20 percent and unusually low noise levels.
Vad är teorin bakom den här nya motorn, och vilka är de underliggande siffrorna som gör det konkurrenskraftigt med större flygplan?
1 svar
Fläktens del av en turbofan-motor drivs av lågtrycksspolen (LP). Det betyder att det är anslutet till två delar av motorn:
- LP-kompressorn, som måste komprimera luften innan den går in i HP-kompressorn
- LP-turbinen, som måste ta emot luften när den lämnar HP-turbinen
Problemet är att HP-sektionen är effektiv vid hög varvtal. Men fläkten kommer att nå aerodynamiska gränser, eftersom fläkttipset passerar supersonisk hastighet. Fläktbladen är också svårare att innehålla vid ett misslyckande när de snurrar snabbare. För att rymma fläkten måste LP-sektionen snurra långsammare, vilket gör det svårare att matcha den höga RPM HP-delen.
Det finns också en begränsning av luftflödet. Fläkten måste kunna flytta en maximal mängd luft, vilket är en startkraft på havsnivå. Men det måste också kunna fungera effektivt på kryssningsnivå, där flödet är snabbare men mycket mindre tätt.
Motorföretag använder olika strategier för att hantera dessa begränsningar.
GE gör LP-sektionerna större i diameter. Detta gör det möjligt för bladen att ha en hög hastighet vid lägre RPM. Detta kräver att luftflödet ändrar riktningen snabbare.
RollsRoyceharskapaten3-spoolsdesign,somgörattvarjesektionkanroteramedenmeroptimalvarvtal.Dettagerkomplexitettilldesignen.
Pratt och Whitney går med växelfläktens tillvägagångssätt. På liknande sätt som turboproppar finns en växellåda som gör att fläkten kan snurra med lägre hastighet än motorns spole som driver den.
Dettagördetmöjligtförturbinspolenattfungeramedenmeroptimalvarvtalsamtidigtsomfläktenfortfarandekanroteralångsammare.Enlångsammarefläktkanvarastörre,vilketmöjliggöretthögrebypass-förhållande.
Enhögbypassförhållandetillåterenturbofanmotorattdrivamerluft(produceramertryckkraft)förmindreluftgenomkärnan(brännamindrebränsle).Modernastoraflygplanharmotorersom GE90 på 777 (9: 1 bypass), med de senaste motorerna på 787 går ännu högre med GEnx (9.6: 1 bypass) och Trent 1000 (10.8: 1). Mindre flygplan som 737 och A320 använder för närvarande motorer som CFM56 (5.5: 1), med det nya LEAP går högre (9: 1 eller 11: 1). PW1000G går ännu högre (upp till 12: 1).
Läs andra frågor om taggar airbus-a320 airline-operations boeing-737 turbine bombardier Kärlek och kompatibilitet Skor Gear 12 Stjärntecken Grunderna