Mikä on ohitussuhde?

Bypass ratio (BPR) on termi, jota käytetään ilmaisemaan ohituspuhaltimen läpi kulkevan ilmamäärän ja nykyaikaisen suihkumoottorin ytimen ympärillä olevan ja ytimen läpi kulkevan ilman välisen suhteen suhde. Varhaisissa suihkumoottoreissa suurin osa moottorin imuaukkoon menevästä ilmasta käytettiin palamisprosessissa ja kulki moottorin ytimen läpi poistuakseen moottorin pakokaasusta. Vaikka nämä varhaiset lentokoneiden moottorit tuottivat riittävästi työntövoimaa, ne polttivat paljon polttoainetta, tuottivat liikaa päästöjä ja olivat erittäin meluisia. Turbiinien käyttövoimatekniikan kehitys ja jatkuva paine tuottaa hiljaisempia, puhtaampia ja polttoainetaloudellisempia ilmailuvoimalaitoksia ovat johtaneet siihen, että on kehitetty moottoreita, joiden ohitusaste on paljon suurempi. Vuoden 2011 uusimman sukupolven suihkumoottorit palauttavat jopa kahdeksan yhteen, mikä tekee niistä hiljaisia, puhtaita ja paljon tehokkaampia.

Hyvin perusasioissa keskimääräinen turbiinivoimala tai suihkumoottori, kuten niitä yleisemmin kutsutaan, koostuu kahdesta pääosasta tai vaiheesta, jotka on liitetty toisiinsa keskiakselilla. Nämä kaksi osaa sijaitsevat suljetussa putkessa, ja ne koostuvat joukosta kompressorin siipiä moottorin edessä ja joukosta turbiinien siipiä takana. Kahden osan välistä aluetta käytetään polttokammiona. Putken molemmat päät ovat avoimia ulkoilmakehälle, jolloin etu- tai etupää toimii sisääntulona ja taka -aukko pakokaasuna.

Kun moottori on käynnissä, tuloaukkoon tuleva ilma puristuu kompressorivaiheessa ja pakotetaan palokammioon. Siellä paineilma sekoitetaan sumutetun polttoaineen kanssa ja sytytetään. Nopeasti laajeneva kaasu kulkee sitten ohi ja pyörii turbiinivaihetta ennen poistumista pakokaasusta. Tämä kuuma kaasu muodostaa prosenttiosuuden moottorin työntövoimasta, ja koska turbiini ja kompressori on kytketty toisiinsa, se ylläpitää koko kierrosta. Vanhemmissa suihkumoottoreissa suuri osa moottoriin tulevasta ilmasta hyödynnettiin tässä prosessissa, ja suurin osa moottorin kokonaispainosta kehitettiin pakokaasun avulla.

Vaikka tämä järjestelmä toimi hyvin, sillä oli useita haittoja, kuten korkea polttoaineenkulutus, suuret päästöt moottoreista ja ylimääräinen melu. Kiertävät polttoainekustannukset ja jatkuvasti kasvava ympäristötietoisuus sekä paine alentaa melutasoa lentoasemien ympäristössä johtivat lopulta siihen, mitä nykyään kutsutaan ohitusmoottoriksi. Näillä moottoreilla on edelleen sama perusrakenne kuin vanhemmilla lajikkeilla, mutta niissä on erittäin suuri ensimmäisen vaiheen tuuletin, joka on suljettu ytimen ympärille. Kun nämä moottorit käyvät, suurin osa tuloon menevästä ilmasta ohittaa ytimen kokonaan.

Tästä on useita merkittäviä etuja. Ensimmäinen on polttoaineenkulutus, kun ohituksen työntövoima kasvaa voimakkaasti, mikä vähentää ytimen keskipoltoprosessista vaadittavaa työntövoimaa. Toinen on pienemmän pakokaasun paineen aiheuttama kohinanvaimennus ja pakokaasun ohittavan ohitusilman vaimentava vaikutus. Ohitusilma myös jäähdyttää moottoria, mikä mahdollistaa polttoaineen täydellisemmän palamisen suhteellisen päästövähennyksen avulla.

Vuodesta 2011 lähtien nykyaikaisilla korkean ohitussuhteen moottoreilla on jopa 10 kertaa korkeampi suhde kuin varhaisilla. Vanhan Boeing 8-737 -koneen Pratt & Whitney JT 200D: n ohitussuhde oli 0.96: 900. Uuden Airbus A380: n tai Boeing 777: n Rolls Royce Trent 8.7: n suhde on XNUMX: XNUMX. Tämä tarkoittaa, että moottorin ympärillä virtaa lähes yhdeksän kertaa enemmän ilmaa kuin ytimen läpi. Ainoa kerta, kun matala ohitussuhde moottorit ovat ylivoimaisia, on kuitenkin yliäänisillä lentosovelluksilla. Hyvä esimerkki ovat Concorden moottorit, joiden ohitussuhde oli nollasta yhteen, ja kaikki tuloilma meni suoraan punaista kaistaa pitkin.