Turboprop

En turbopropmotor er et fremdriftssystem der energi tilføres av en gasturbin og hvis skyvekraft blir oppnådd ved rotasjon av en spiralformet flerblad .

Etymologi

Det franske uttrykket "turbopropulseur" består av turbo (betegner gassturbinen ) og drivstoffordet, som beskriver dette fremdriftsordet godt.

Historisk

Alan Arnold Griffith publiserte en artikkel om turbindesign i 1926. Senere arbeid av Royal Aircraft Establishment undersøkte design for aksialturbiner som kunne brukes til å drive en aksel og deretter en propell . Fra 1929 begynte Frank Whittle å jobbe med modeller av sentrifugalturbiner som kan levere ren skyvekraft per stråle.

Verdens første turbopropmotor ble designet av den ungarske maskiningeniøren György Jendrassik . Jendrassik publiserte ideen om turbopropmotorer i 1928 og12. mars 1929, patenterte han oppfinnelsen. I 1938 bygde han en liten eksperimentell gassturbin (100 HK; 74,6 kW). Den større Jendrassik Cs-1 , med en forventet effekt på 1000 hk, ble produsert og testet hos Ganz Companies i Budapest mellom 1937 og 1941. Den ble designet på en aksial strømningsmetode med 15 kompressorer og 7 turbintrinn, ett ringformet forbrenningskammer og andre moderne funksjoner. Opprinnelig lansert i 1940, forbrenningsproblemer begrenset produksjonen til 400 hk. I 1941 ble motoren forlatt på grunn av krigen, og anlegget ble overtatt for produksjon av konvensjonelle motorer. Verdens første masseproduserte turbopropmotor ble designet av en tysk ingeniør, Max Adolf Mueller, i 1942.

Fly utstyrt

Mange fly bruker denne fremdriftsmåten, som er mer drivstoffeffektiv enn en turbojet for middels marsjfart.

Den finnes blant annet på store fly som Tupolev Tu-95- bombefly , ATR 72 mellomstore fly eller A400M militære transportfly som kan nå 882 km / t (Mach 0,72). Andre lettere fly som Cessna 208 Caravan transportfly eller Pilatus PC-21 militære treningsfly har en turboprop, slik at de lett kan nå hastigheter i størrelsesorden 300 km / t for Cessna og 685 km / t for Pilatus.

Flere luftfartsselskaper produserer turbopropfly, inkludert Antonov , ATR , Canadair , CASA , Beechcraft , Embraer , Pilatus Aircraft , Daher og Viking Air .

bruk

Turbopropen er spesielt egnet for fly med en marsjfart på mellom 300 og 800 km / t . Utover det fallet i den aerodynamiske virkningsgrad av propellen , knyttet til tran eller supersonisk strømning ved enden av bladet, fører til foretrekke turbojet .

Prinsipp

Turbopropmotoren er en turbomaskin hvis drift er nær den som en turbojet , selv om designen deres forfølger et diametralt motsatt mål :

en turbojet må produsere maksimal skyvekraft ved å kaste ut maksimal gass med høyest mulig hastighet gjennom dysen;
en turbopropmotor må gi maksimal effekt for rotasjon av en propell mens den mister minimumsenergien i eksosgassene, for å produsere fortrengning av et stort luftvolum så effektivt som mulig. Det er derfor veldig likt driften av turbinmotoren som er montert på helikoptre, med de samme maksimale hastighetsbegrensningene på tuppen av bladet.

Ved design, innhenter Dornier den maksimalt mulige energi for rotasjon av akselen til propellen, avgassen som har en forholdsvis lav temperatur og en meget lav utstrømningshastighet. Denne rotasjonen av motorakselen returneres til propellen gjennom et mekanisk reduksjonsgir . Restgassavkastet er lavt (mindre enn 10%), og mesteparten av kraften produseres av propellen med mye bedre effektivitet enn en vanlig motor, men med den ulempen at de ikke kan nærme seg supersoniske hastigheter på grunn av risikoen av å overskride lydhastigheten på tuppen av propellbladet.

Kraftberegning

En turboprop gir kraft til å snu propellen , mens turbojet gir skyvekraft .

Propellen roterer, vi vet hastigheten (for eksempel i omdreininger per minutt) og dreiemomentet som gjør det mulig å utlede strømmen som leveres i henhold til formelen:

P = {\ vec {C}} \ cdot {\ vec {\ Omega}}

Med:

$P$ : kraften (i W ).
$\ vec {C}$ : Dreiemoment (i N · m )
${\ vec {\ Omega}}$ : rotasjonshastigheten (i rad / s ),

Hvis vi ønsker å oppnå kraft i hestekrefter (hk), vil vi bruke rotasjonshastigheten i rpm, og dreiemomentet i meter-kilogram (m · kg), samt en konstant: $P$ $IKKE$ $VS$

P = {\ frac {C \ cdot N} {716.5}}

Turboprop-selskaper

Hovedbedrifter som produserer turbopropmotorer:

Merknader og referanser

(fr) Denne artikkelen er helt eller delvis hentet fra Wikipedia-artikkelen på engelsk med tittelen " Turboprop " ( se listen over forfattere ) .

Merknader

Se for eksempel Tupolev Tu 95-MS med 15.000 hk turbopropmotorer med motroterende propeller 6,2 m i diameter, med en maksimal hastighet på 830 km / t .
Ikke overskrid lydhastigheten ved enden av bladet med fare for å lage mye støy eller til og med ødelegge det.

Referanser

Leksikografiske og etymologiske definisjoner av "turboprop" fra det datastyrte franske språket , på nettstedet til National Center for Textual and Lexical Resources .
Gunston Jet, s. 120
Gunston World, s. 111
" Magyar feltalálók és találmányok - JENDRASSIK GYÖRGY (1898 - 1954) " , SZTNH (åpnet 31. mai 2012 )
Tupolev Tu-95 'Bear' , legendariske airplanes.net.
[PDF] Se side 8 - 5. Motorer , på easa.europa.eu, tilgang 13 mai 2017.
European Aviation Safety Agency (EASA), EASA typesertifikat datablad for Airbus A400M ,17. juli 2013, 18 s. ( les online [PDF] ) , kap. EASA.A.169, s. 11
[PDF] Se side 2: Ytelse , på pilatus-aircraft.com, åpnes den 13 mai 2017.
ATR 72 - Commercial Aviation , på artheauaviation.com, åpnet 13. mai 2017.
(no) Ti topp private turboprop-flyselskaper rangert i mai 2014 på bestofluxury.com , 18. mai 2014, benzinga.com.
Turbomachinery - Turboprop-motorer , surlavionnaire.fr, åpnet 13. mai 2017.
" TP400 ", Safran Aircraft Engines ,22. mai 2015( les online , konsultert 8. desember 2017 ).