Turbojet مقابل Turbofan
المحرك التوربيني هو محرك توربيني غازي يتنفس الهواء وينفذ دورة احتراق داخلي أثناء التشغيل. كما أنه ينتمي إلى نوع محرك رد الفعل لمحركات الدفع للطائرات. طور السير فرانك ويتل من المملكة المتحدة وهانز فون أوهاين من ألمانيا مفهوم المحركات العملية بشكل مستقل خلال أواخر الثلاثينيات ، ولكن بعد الحرب العالمية الثانية فقط ، أصبح المحرك النفاث طريقة دفع مستخدمة على نطاق واسع.
يطرح المحرك التوربيني النفاث عدة عيوب في الأداء بسرعات دون سرعة الصوت ، مثل الكفاءة والضوضاء ؛ لذلك ، تم بناء المتغيرات المتقدمة بناءً على المحركات النفاثة لتقليل هذه المشكلات.تم تطوير المراوح التوربينية في وقت مبكر من أربعينيات القرن الماضي ، ولكن لم يتم استخدامها بسبب انخفاض الكفاءة حتى عام 1960 عندما أصبحت Rolls-Royce RB.80 Conway أول محرك توربيني إنتاجي.
المزيد حول محرك Turbojet
يتم ضغط الهواء البارد الذي يدخل من خلال المدخول إلى ضغط مرتفع في المراحل المتعاقبة لضاغط التدفق المحوري. في المحرك النفاث الشائع ، يمر تدفق الهواء بعدة مراحل ضغط ، وفي كل مرحلة يرفع الضغط إلى مستوى أعلى. يمكن للمحركات النفاثة النفاثة الحديثة إنتاج نسب ضغط تصل إلى 20: 1 بسبب مراحل الضاغط المتقدمة المصممة بتحسينات ديناميكية هوائية وهندسة ضاغط متغيرة لإنتاج ضغط مثالي في كل مرحلة.
يؤدي ضغط الهواء أيضًا إلى زيادة درجة الحرارة ، وعند مزجه بالوقود ينتج خليط غاز قابل للاحتراق.يؤدي احتراق هذا الغاز إلى زيادة الضغط ودرجة الحرارة إلى مستوى عالٍ جدًا (1200 درجة مئوية و 1000 كيلو باسكال) ويدفع الغاز عبر شفرات التوربين. في قسم التوربينات ، يمارس الغاز قوة على ريش التوربينات ويدور عمود التوربين ؛ في المحرك النفاث الشائع ، يعمل هذا العمود على تشغيل ضاغط المحرك.
ثم يتم توجيه الغاز من خلال فوهة ، وهذا ينتج كمية كبيرة من الدفع ، والتي يمكن استخدامها لتشغيل طائرة. عند العادم ، يمكن أن تكون سرعة الغاز أعلى بكثير من سرعة الصوت. تم تصميم نموذج تشغيل المحرك النفاث بشكل مثالي من خلال دورة برايتون.
المحركات النفاثة غير فعالة في الطيران بسرعة منخفضة ، والأداء الأمثل يتجاوز ماخ 2. ومن العيوب الأخرى للمحركات التوربينية أن المحركات النفاثة صاخبة للغاية. ومع ذلك ، لا تزال تستخدم في صواريخ كروز متوسطة المدى بسبب بساطة الإنتاج وانخفاض السرعة.
المزيد حول محرك Turbofan
محرك Turbofan هو نسخة متطورة من المحرك التوربيني النفاث ، حيث يتم استخدام عمود الدوران لدفع مروحة لأخذ كميات كبيرة من الهواء والضغط والتوجيه عبر العادم لتوليد الدفع.يستخدم جزء من مدخل الهواء لدفع المحرك النفاث في القلب ، بينما يتم توجيه الجزء الآخر بشكل منفصل من خلال سلسلة من الضواغط ويتم توجيهه عبر الفوهة دون احتراق. بسبب هذه الآلية البارعة ، تكون المحركات المروحية أقل ضوضاء وتقدم المزيد من الدفع.
محرك الالتفافية العالية
يتم تعريف النسبة الالتفافية للهواء على أنها النسبة بين معدلات تدفق كتلة الهواء المسحوبة عبر قرص المروحة الذي يتجاوز قلب المحرك دون أن يخضع للاحتراق ، إلى معدل التدفق الكتلي الذي يمر عبر قلب المحرك المتورط في الاحتراق ، لإنتاج طاقة ميكانيكية لتشغيل المروحة وإنتاج قوة الدفع. في تصميم الالتفافية العالية ، يتم تطوير معظم الدفع من التدفق الجانبي ، وفي الممر الجانبي المنخفض ، يكون من التدفق عبر قلب المحرك.عادةً ما تُستخدم المحركات الالتفافية العالية للتطبيقات التجارية لضوضاءها الأقل وكفاءتها في استهلاك الوقود ، وتُستخدم محركات الالتفافية المنخفضة حيث تتطلب نسب طاقة أعلى إلى الوزن ، مثل الطائرات المقاتلة العسكرية.
ما هو الفرق بين Turbojet و Turbofan Engines؟
• كانت النفاثات التوربينية أول محرك توربيني غازي يتنفس الهواء للطائرات ، في حين أن المروحة التوربينية هي نوع متقدم من المحركات النفاثة تستخدم محركًا نفاثًا لتشغيل مروحة لتوليد الدفع (يحتوي المروحة التوربينية على توربين غازي في القلب).
• المحركات النفاثة النفاثة تتسم بالكفاءة عند السرعات العالية (فوق الصوتية) وتنتج ضوضاء كبيرة ، في حين أن المحركات التوربينية ذات الكفاءة العالية في كل من السرعات دون سرعة الصوت والسرعات العابرة وتنتج ضوضاء أقل.
• تُستخدم النفاثات التوربينية في تطبيقات عسكرية محددة في الوقت الحالي ، ولكن يظل المروحة التوربينية الخيار الأفضل للدفع لكل من الطائرات العسكرية والتجارية.
• في المحرك التوربيني النفاث ، يتم إنشاء الدفع فقط من العادم من التوربينات الغازية بينما في المحركات التوربينية المروحية ، يتم إنشاء جزء من الدفع بواسطة التدفق الجانبي.
مصدر الرسم البياني:
en.wikipedia.org/wiki/ الملف: Jet_engine.svg
en.wikipedia.org/wiki/ الملف: Turbofan_operation_lbp.svg
