Turbojet vs Turbofan
Un turborreactor és un motor de turbina de gas que respira aire que executa un cicle de combustió interna durant l'operació. També pertany al tipus de motor de reacció dels motors de propulsió d'avions. Sir Frank Whittle, del Regne Unit, i Hans von Ohain, d'Alemanya, van desenvolupar de manera independent el concepte de motor pràctic a finals de la dècada de 1930, però només després de la Segona Guerra Mundial, el motor a reacció es va convertir en un mètode de propulsió molt utilitzat.
Un turborreactor presenta diversos desavantatges en el rendiment a velocitats subsòniques, com ara l'eficiència i el soroll; per tant, es van construir variants avançades basades en els motors turborreactors per minimitzar aquests problemes. Els turboventiladors es van desenvolupar ja a la dècada de 1940, però no es van utilitzar a causa de la menor eficiència fins a la dècada de 1960, quan el Rolls-Royce RB.80 Conway es va convertir en el primer motor turbofan de producció.
Més sobre el motor turboreactor
L'aire fred que entra per l'entrada es comprimeix a alta pressió en les etapes successives d'un compressor de flux axial. En un motor de reacció comú, el flux d'aire passa per diverses etapes de compressió, i en cada etapa, augmenta la pressió a un nivell més alt. Els turborreactors moderns poden produir relacions de pressió de fins a 20:1 a causa de les etapes avançades del compressor dissenyades amb millores aerodinàmiques i una geometria variable del compressor per produir una compressió òptima en cada etapa.
La pressurització de l'aire també augmenta la temperatura, i quan es barreja amb el combustible produeix una mescla de gas combustible. La combustió d'aquest gas fa augmentar la pressió i la temperatura fins a un nivell molt elevat (1200 oC i 1000 kPa) i el gas empeny a través de les pales de la turbina. A la secció de la turbina, el gas exerceix força sobre les pales de la turbina i fa girar l'eix de la turbina; en un motor de reacció comú, aquest treball de l'eix acciona el compressor del motor.
A continuació, el gas es dirigeix a través d'un broquet, i això produeix una gran quantitat d'empenta, que es pot utilitzar per alimentar un avió. A l'escapament, la velocitat del gas pot estar molt per sobre de la velocitat del so. El funcionament del motor Jet es modela idealment pel cicle Brayton.
Els turborreactors són ineficients a baixa velocitat i el rendiment òptim està més enllà de Mach 2. Un altre desavantatge dels turborreactors és que els turborreactors són extremadament sorollosos. Tanmateix, encara s'utilitzen en els míssils de creuer de gamma mitjana a causa de la simplicitat de producció i la baixa velocitat.
Més sobre el motor turbofan
El motor Turbofan és una versió avançada del motor turborreactor, on el treball de l'eix s'utilitza per impulsar un ventilador per agafar grans quantitats d'aire, comprimir-lo i dirigir-lo a través de l'escapament per generar empenta. Una part de l'entrada d'aire s'utilitza per impulsar el motor a reacció al nucli, mentre que l' altra part es dirigeix per separat a través d'una sèrie de compressors i es dirigeix a través del broquet sense patir combustió. A causa d'aquest mecanisme enginyós, els motors turboventiladors són menys sorollosos i ofereixen més empenta.
Motor de derivació alta
La relació de bypass de l'aire es defineix com la relació entre els cabals màssics d'aire extret a través d'un disc del ventilador que passa per alt el nucli del motor sense patir combustió, i el cabal de massa que passa pel nucli del motor que està implicat en combustió, per produir energia mecànica per accionar el ventilador i produir empenta. En un disseny de bypass alt, la major part de l'empenta es desenvolupa a partir del flux de bypass, i en el bypass baix, és del flux a través del nucli del motor. Els motors de derivació alta s'utilitzen normalment per a aplicacions comercials pel seu menor soroll i eficiència de combustible, i els motors de derivació baixa s'utilitzen quan es requereixen relacions de potència/pes més altes, com ara avions de caça militars.
Quina diferència hi ha entre els motors turboreactor i turbofan?
• Els turboreactors van ser el primer motor de turbina de gas que respirava aire per als avions, mentre que el turbofan és una variant avançada de turborreactor que utilitzava un motor a reacció per accionar un ventilador per generar empenta (el turbofan té una turbina de gas al nucli).
• Els turboreactors són eficients a velocitats més altes (supersònics) i produeixen un gran soroll, mentre que els turboventiladors són eficients tant a velocitats subsòniques com transòniques i produeixen menys soroll.
• Els turborreactors s'utilitzen actualment en aplicacions militars específiques, però el turboventilador segueix sent l'opció de propulsió més preferida tant per a avions militars com comercials.
• En els turborreactors, l'empenta es genera exclusivament per l'escapament de la turbina de gas, mentre que, en els motors turboventiladors, una part de l'empenta es genera pel flux de derivació.
Font del diagrama:
en.wikipedia.org/wiki/File:Jet_engine.svg
en.wikipedia.org/wiki/File:Turbofan_operation_lbp.svg
