Ο turboprop ή στροβιλοελικοφόρος κινητήρας, είναι ουσιαστικά ένας turbojet με μία επιπλέον τουρμπίνα, η οποία οδηγεί τη προπέλα με τη βοήθεια ενός κιβωτίου μείωσης στροφών. Οι κινητήρες αυτοί χρησιμοποιούνται σε αεροσκάφη χαμηλών ταχυτήτων (π.χ 400mph = 643,7 km/h) και χαμηλού ύψους πτήσης (π.χ 30.000 ft) και αυτό διότι προσφέρουν εξαιρετική οικονομία καυσίμου.
Η ισχύς των κινητήρων αυτών μετράται σε tehp ή kW και ισχύει:
Ποια είναι τα βασικά χαρακτηριστικά που πρέπει να γνωρίζουμε για ένα κινητήρα turboprop ;
1) Το μεγαλύτερο μέρος της ώσης παράγεται απο τη προπέλα.
2) Η ταχύτητα των εξερχόμενων αερίων απο τη τουρμπίνα είναι μικρή με συνέπεια ελάχιστη ώση να παράγεται απο αυτή, αφού η περισσότερη ενέργεια των καυσαερίων (περίπου το 90% αυτών) προορίζεται για τη κίνηση της προπέλας και έτσι μόλις το 10% υπό μορφή άμεσης ώσης στην εξαγωγή.
3) Η προπέλα παύει να είναι αποτελεσματική σε απαίτηση μεγαλύτερου ύψους πτήσης και μεγαλύτερης ταχύτητας.
4) Παραλλαγή του turboprop είναι ο turbosaft που χρησιμοποιείται στα ελικόπτερα.
5) Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα είναι ότι έχει τη καλύτερη ειδική κατανάλωση καυσίμου εν συγκρίσει με οποιονδήποτε άλλο αεριοστρόβιλο διαφορετικού τύπου, επιτυγχάνοντας έτσι καλή αναλογία απόδοσης - οικονομίας.
6) Σαν κατασκευή, έχει αυξημένη πολυπλοκότητα και πολλές φορές δημιουργούνται προβλήματα στη συντήρησή του και το βάρος του είναι αισθητά μεγαλύτερο απο έναν στροβιλοαντιδραστήρα ανάλογης ώσης.
Βασική λειτουργία του turboprop στο παρακάτω video (πηγή: www.mekanizmalar.com)
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Τύπος #1: Single spool turboprop engine
(πηγή video: www.mekanizmalar.com)
Gearbox (= κιβώτιο/σύστημα γραναζιών): αυξομειώνει τη ταχύτητα περιστροφής της μπομπίνας προς την ταχύτητα περιστροφής της προπέλας.
Fixed Blades (=σταθερά πτερύγια): είναι συνδεδεμένα στο σώμα/σασί του κινητήρα και ρυθμίζουν την κατεύθυνση του αέρα για το επόμενο στάδιο των περιστρεφόμενων πτερυγίων του συμπιεστή ή της τουρμπίνας.
Rotating Blades (=περιστρεφόμενα πτερύγια): είναι συνδεδεμένα με τον άξονα (spool) και είτε ωθούν τον αέρα στο θάλαμο καύσης -αν μιλάμε για τα πτερύγια του συμπιεστή- είτε μεταφέρουν τη μηχανική ενέργεια απο τη τουρμπίνα στον άξονα -αν μιλάμε για τα πτερύγια της τουρμπίνας-.
Fuel Injection: (έκχυση καυσίμου) το καύσιμο αντλείται στο θάλαμμο καύσης.
Burner Cam (=θάλαμμος καύσης ή καυστήρας): είναι ο χώρος στον οποίο γίνεται η ανάμειξη του συμπιεσμένου αέρα και του καυσίμου με αποτέλεσμα τη καύση τους και έτσι αυξάνεται η θερμοκρασία και η πίεση.
Turbine (=τουρμπίνα): παράγει τη μηχανική ενέργεια που μεταφέρεται στον άξονα, μειώνοντας την υψηλή πίεση του αέρα που προέρχεται απο τη καύση.
Τύπος #2: Two spool turboprop engine
(πηγή video: www.mekanizmalar.com)
Στη περίπτωση αυτή, έχουμε προσθήκη ουσιαστικά 2 νέων αξόνων, οι οποίοι είναι:
Propeller spool (=άξονας προπέλας): ουσιαστικά μεταφέρει τη μηχανική ενέργεια απο τη Low Pressure Turbine στη προπέλα.
Compressor spool (=άξονας συμπιεστή): ουσιαστικά μεταφέρει τη μηχανική ενέργεια απο την High Pressure Turbine στο συμπιεστή.
(σημείωση: δεν έχουμε τη προσθήκη ακριβώς 2 νέων εξαρτημάτων, αλλά και κάποιον ακόμη απαραίτητων για να λειτουργήσουν σωστά τα 2 νέα εξαρτήματα)
Τύπος #3: Three spool turboprop engine
(πηγή video: www.mekanizmalar.com)
Στη περίπτωση αυτή έχουμε ουσιαστικά προσθήκη ενός ακόμη άξονα, τον:
Booster spool: ο οποίος μεταφέρει τη μηχανική ενέργεια απο τη Middle Pressure Turbine στον booster, o οποίος αυξάνει την εισερχόμενη πίεση αέρα.
(σημείωση: δεν έχουμε τη προσθήκη ακριβώς 1 νέου εξαρτήματος, αλλά και κάποιον ακόμη απαραίτητων για να λειτουργήσει σωστά το νέο εξάρτημα)
~ Κλείνοντας το άρθρο, θα ήθελα να συγχαρώ το site: http://www.mekanizmalar.com/ για τη τόσο καλή δουλειά πάνω στα video που υπάρχουν παραπάνω και γενικότερα για την οργάνωση του site και την συνολική δουλειά που έχουν κάνει γενικότερα ~
Βιβλιογραφία: 1) http://www.mekanizmalar.com/
2) "Σημειώσεις Στροβιλοκινητήρων, Εργαστήριο", ΤΕΙ Στερεάς Ελλάδας, Τμήμα Μηχανικών Τεχνολογίας Αεροσκαφών, ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 2014
3) https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/aturbp.html
4) https://en.wikipedia.org/wiki/Turboprop
5) https://www.google.gr/search?q=TURBOPROP&biw=1366&bih=657&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjnsYjPlJDKAhVHSRoKHfO9A-4Q_AUIBigB&dpr=1#imgrc=_
Η ισχύς των κινητήρων αυτών μετράται σε tehp ή kW και ισχύει:
ΙΣΧΥΣturboprop = shaft horsepower + εναπομείνουσα
ώση απο τα καυσαέρια
Ποια είναι τα βασικά χαρακτηριστικά που πρέπει να γνωρίζουμε για ένα κινητήρα turboprop ;
1) Το μεγαλύτερο μέρος της ώσης παράγεται απο τη προπέλα.
2) Η ταχύτητα των εξερχόμενων αερίων απο τη τουρμπίνα είναι μικρή με συνέπεια ελάχιστη ώση να παράγεται απο αυτή, αφού η περισσότερη ενέργεια των καυσαερίων (περίπου το 90% αυτών) προορίζεται για τη κίνηση της προπέλας και έτσι μόλις το 10% υπό μορφή άμεσης ώσης στην εξαγωγή.
3) Η προπέλα παύει να είναι αποτελεσματική σε απαίτηση μεγαλύτερου ύψους πτήσης και μεγαλύτερης ταχύτητας.
4) Παραλλαγή του turboprop είναι ο turbosaft που χρησιμοποιείται στα ελικόπτερα.
5) Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα είναι ότι έχει τη καλύτερη ειδική κατανάλωση καυσίμου εν συγκρίσει με οποιονδήποτε άλλο αεριοστρόβιλο διαφορετικού τύπου, επιτυγχάνοντας έτσι καλή αναλογία απόδοσης - οικονομίας.
6) Σαν κατασκευή, έχει αυξημένη πολυπλοκότητα και πολλές φορές δημιουργούνται προβλήματα στη συντήρησή του και το βάρος του είναι αισθητά μεγαλύτερο απο έναν στροβιλοαντιδραστήρα ανάλογης ώσης.
Βασική λειτουργία του turboprop στο παρακάτω video (πηγή: www.mekanizmalar.com)
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Τύπος #1: Single spool turboprop engine
(πηγή video: www.mekanizmalar.com)
Gearbox (= κιβώτιο/σύστημα γραναζιών): αυξομειώνει τη ταχύτητα περιστροφής της μπομπίνας προς την ταχύτητα περιστροφής της προπέλας.
Fixed Blades (=σταθερά πτερύγια): είναι συνδεδεμένα στο σώμα/σασί του κινητήρα και ρυθμίζουν την κατεύθυνση του αέρα για το επόμενο στάδιο των περιστρεφόμενων πτερυγίων του συμπιεστή ή της τουρμπίνας.
Rotating Blades (=περιστρεφόμενα πτερύγια): είναι συνδεδεμένα με τον άξονα (spool) και είτε ωθούν τον αέρα στο θάλαμο καύσης -αν μιλάμε για τα πτερύγια του συμπιεστή- είτε μεταφέρουν τη μηχανική ενέργεια απο τη τουρμπίνα στον άξονα -αν μιλάμε για τα πτερύγια της τουρμπίνας-.
Fuel Injection: (έκχυση καυσίμου) το καύσιμο αντλείται στο θάλαμμο καύσης.
Burner Cam (=θάλαμμος καύσης ή καυστήρας): είναι ο χώρος στον οποίο γίνεται η ανάμειξη του συμπιεσμένου αέρα και του καυσίμου με αποτέλεσμα τη καύση τους και έτσι αυξάνεται η θερμοκρασία και η πίεση.
Turbine (=τουρμπίνα): παράγει τη μηχανική ενέργεια που μεταφέρεται στον άξονα, μειώνοντας την υψηλή πίεση του αέρα που προέρχεται απο τη καύση.
Τύπος #2: Two spool turboprop engine
(πηγή video: www.mekanizmalar.com)
Στη περίπτωση αυτή, έχουμε προσθήκη ουσιαστικά 2 νέων αξόνων, οι οποίοι είναι:
Propeller spool (=άξονας προπέλας): ουσιαστικά μεταφέρει τη μηχανική ενέργεια απο τη Low Pressure Turbine στη προπέλα.
Compressor spool (=άξονας συμπιεστή): ουσιαστικά μεταφέρει τη μηχανική ενέργεια απο την High Pressure Turbine στο συμπιεστή.
(σημείωση: δεν έχουμε τη προσθήκη ακριβώς 2 νέων εξαρτημάτων, αλλά και κάποιον ακόμη απαραίτητων για να λειτουργήσουν σωστά τα 2 νέα εξαρτήματα)
Τύπος #3: Three spool turboprop engine
(πηγή video: www.mekanizmalar.com)
Στη περίπτωση αυτή έχουμε ουσιαστικά προσθήκη ενός ακόμη άξονα, τον:
Booster spool: ο οποίος μεταφέρει τη μηχανική ενέργεια απο τη Middle Pressure Turbine στον booster, o οποίος αυξάνει την εισερχόμενη πίεση αέρα.
(σημείωση: δεν έχουμε τη προσθήκη ακριβώς 1 νέου εξαρτήματος, αλλά και κάποιον ακόμη απαραίτητων για να λειτουργήσει σωστά το νέο εξάρτημα)
ΔΙΑΦΟΡΕΣ ΕΙΚΟΝΕΣ TURBOPROP ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ
~ Κλείνοντας το άρθρο, θα ήθελα να συγχαρώ το site: http://www.mekanizmalar.com/ για τη τόσο καλή δουλειά πάνω στα video που υπάρχουν παραπάνω και γενικότερα για την οργάνωση του site και την συνολική δουλειά που έχουν κάνει γενικότερα ~
Βιβλιογραφία: 1) http://www.mekanizmalar.com/
2) "Σημειώσεις Στροβιλοκινητήρων, Εργαστήριο", ΤΕΙ Στερεάς Ελλάδας, Τμήμα Μηχανικών Τεχνολογίας Αεροσκαφών, ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 2014
3) https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/aturbp.html
4) https://en.wikipedia.org/wiki/Turboprop
5) https://www.google.gr/search?q=TURBOPROP&biw=1366&bih=657&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjnsYjPlJDKAhVHSRoKHfO9A-4Q_AUIBigB&dpr=1#imgrc=_
Σχόλια
Δημοσίευση σχολίου