Diferitele motoare cu turbopropulsie
TURBOPROPELLERS
Termenul de turbopropulsie provine din engleza turbo and propeller (elice). Este compus ca turboreactorul unei turbine cu gaz la care s-a adăugat o turbină cunoscută sub numele de turbină de putere cu una sau mai multe trepte pentru a transforma energia cinetică și termică a gazelor de eșapament în energie mecanică și, astfel, conduce prin „intermediarul un reductor de viteze o elice. Din păcate, această energie nu este recuperată complet, rămâne un impuls rezidual de evacuare a gazului de aproximativ 10%. Cu toate acestea, forța produsă de elice are o eficiență mai mare decât cea a unui turboreactor convențional.
Această turbină cu gaz poate fi fie un compresor axial, fie un compresor centrifugal, fie un compresor axial-centrifugal.
Scopul acestui capitol este de a studia principiul unui motor turbopropulsor și nu al unui motor anume.
Există mai multe tipuri de motoare turbopropulsoare:
- motoare turbopropulsoare cu turbină conectate;
- motoare turbopropulsoare cu turbină gratuită;
- motoare turbopropulsoare cu turbină liberă inversă.
Prize de aer
La majoritatea motoarelor cu turbopropulsie, orificiul de admisie a aerului este în general situat în spatele elicei, ceea ce prezintă avantaje, dar și dezavantaje. În funcție de proiectarea turbopropulsorului există mai multe tipuri de intrări de aer.
Toate orificiile de admisie a aerului sunt protejate împotriva givrajului, fie pneumatic, fie electric.
Admisie axială de aer
Foarte puține avioane cu turbopropulsor au admisie de aer axială. Acest tip de motor implică faptul că elicea este plasată în spatele turbinei cu gaz și că este propulsivă.
Sub unul dintre rarele motoare cu turbopropulsie cu admisie axială de aer, Piaggio P180 Avanti II.
O altă fotografie a lui Piaggio P180 Avanti
Admisia axială a aerului
Majoritatea motoarelor cu turbopropulsor au elicele în față, astfel încât admisia de aer trebuie să o ocolească. În acest caz poate fi inelar concentric cu axa elicei.
Mai jos este motorul turbopropulsor Rolls-Royce Dart montat pe Fokker 27
Admisia de aer în cupă
Orificiul de admisie a aerului este apoi deplasat în general sub formă de cupă. Explozia elicei promovează apoi alimentarea cu aer a unității compresoare
Reductoare
Amplasat între turbină și axa elicei, rolul reductorului este de a reduce viteza de rotație a elicei. Într-adevăr, formarea undelor de șoc pe elice este o funcție a vitezei de rotație a elicei și a vitezei avionului. De la o anumită viteză, capetele lamelor vor suferi unde de șoc transonic și eficiența lor va scădea brusc. Din acest motiv, majoritatea avioanelor turbopropulsoare au o viteză de croazieră între 400 km/h și 700 km/h. .
Elicele acționate de reductoare sunt toate echipate cu un mecanism pentru a regla unghiul de înclinare al palelor în funcție de zbor (urcare, croazieră, coborâre, pene sau inversă). Acest mecanism poate fi automat sau manual.
Exemplu PT6A:
- turbina cu gaz (compresorul/turbina HP) se rotește la aproximativ 45.000 rpm .
- turbina de putere independentă conectată la intrarea reductorului se rotește la aproximativ 30.000 rpm .
- arborele elice la ieșirea reductorului se rotește între 1.700 și 2.200 rpm .