Различните турбовинтови двигатели
ТУРБОПРОПЕЛЕРИ
Терминът турбовитлов двигател идва от английския turbo and propeller (витло). Той е съставен като турбореактивния двигател на газова турбина, към който е добавена турбина, известна като силова турбина с един или повече степени, за да трансформира кинетичната и топлинната енергия на отработените газове в механична енергия и по този начин да се задвижва от „чрез редуктор витло. За съжаление тази енергия не се възстановява напълно, остава остатъчна тяга на отработените газове от порядъка на около 10%. Въпреки това, тягата, произведена от витлото, има по-висока ефективност от тази на конвенционалния турбореактивен двигател.
Тази газова турбина може да бъде или аксиален компресор, или центробежен компресор, или аксиално-центробежен компресор.
Целта на тази глава е да проучи принципа на турбовитлов двигател, а не конкретен двигател по-специално.
Има няколко вида турбовитлови двигатели:
- свързани турбинни турбодвигателни двигатели;
- безплатни турбинни турбовитлови двигатели;
- турбовитлови двигатели с обратна свободна турбина.
Въздухозаборници
При повечето турбовитлови двигатели входът за въздух обикновено се намира зад витлото, което има предимства, но и недостатъци. В зависимост от конструкцията на турбовинтовия двигател има няколко вида въздухозаборници.
Всички входове за въздух са защитени от заледяване пневматично или електрически.
Аксиален вход за въздух
Много малко самолети с турбовитлов двигател имат аксиален въздухозаборник. Този тип двигател предполага, че витлото е поставено зад газовата турбина и че тя е задвижваща.
Под един от редките турбовинтови двигатели с аксиален въздухозаборник, Piaggio P180 Avanti II.
Още една снимка на Piaggio P180 Avanti
Аксимометричен вход за въздух
Повечето турбовитлови двигатели имат витлата си отпред, така че въздухозаборникът трябва да го заобикаля. В този случай той може да бъде пръстеновидно концентрично с оста на витлото.
По-долу е Rolls-Royce Dart турбовитлов двигател, монтиран на Fokker 27
Вход за въздух в лъжичка
След това входът за въздух се измества обикновено надолу под формата на лъжичка. След това взривът на витлото насърчава подаването на въздух към компресорния блок
Редуктори
Разположена между турбината и оста на витлото, ролята на редуктора е да намали скоростта на въртене на витлото. Всъщност образуването на ударни вълни върху витлото е функция на скоростта на въртене на витлото и скоростта на самолета. От определена скорост краищата на лопатките ще претърпят трансзвукови ударни вълни и тяхната ефективност ще намалее рязко. Поради тази причина повечето турбовитлови самолети имат крейсерска скорост между 400 km/h и 700 km/h. .
Всички витла, задвижвани от редукторите, са оборудвани с механизъм за регулиране на ъгъла на наклона на лопатките в зависимост от полета (изкачване, круиз, спускане, оперение или заден ход). Този механизъм може да бъде автоматичен или ръчен.
Пример за PT6A:
- газовата турбина (компресор/HP турбина) се върти с приблизително 45 000 оборота в минута .
- независимата турбина, свързана към входа на редуктора, се върти с приблизително 30 000 оборота в минута .
- вала на витлото на изхода на редуктора се върти между 1700 и 2200 об/мин .