터빈 제트 엔진: 터빈 제트 엔진은 일종의 터빈 엔진이다. 기류에 전적으로 의존하여 추력을 발생시키는 것이 특징이다. 일반적으로 고속 항공기의 동력으로 쓰인다. 연료 소비가 터보 팬 엔진보다 높다. 터빈 제트 엔진에는 원심식과 축류의 두 가지 유형이 있습니다. 원심식은 1930 년 영국인 프랭크 휘틀 경에게 특허를 신청했지만 194 1 까지 이런 엔진이 장착된 비행기가 처음으로 하늘로 올라갔다. 제 2 차 세계대전에 참가하지 않았고, 축식은 독일에서 태어났고, 최초의 실용제트 전투기 Me-262 로 1945 에 참가했다. 원심식 소용돌이 엔진에 비해 축류는 단면이 작고 압축비가 높다는 장점이 있다. 현재의 터보 제트 엔진은 모두 축류이다. 터보 제트 엔진은 제트 추진을 채택하여 로켓과 펀치 제트 엔진의 고유 약점을 피했다. 터빈으로 구동되는 압축기를 사용했기 때문에 엔진도 저속으로 강한 추진력을 발생시킬 수 있는 충분한 압력을 가지고 있다. 터보 제트 엔진은 "작업주기" 에 따라 작동합니다. 대기로부터 공기를 흡입하고 압축 및 가열 과정을 거쳐 에너지와 운동량이 있는 공기가 최대 2000 피트/초 (6 10 미터/초) 또는 약 1400 마일/시간 (2253km/ 고속 제트가 엔진에서 흘러나올 때, 압축기와 터빈을 움직이면서 동시에 회전을 계속하여' 작업주기' 를 유지한다. 터빈 엔진의 기계적 레이아웃은 두 가지 주요 회전 부품, 즉 압축기와 터빈, 하나 이상의 연소실만 포함하기 때문에 비교적 간단합니다. 그러나, 이 엔진의 모든 측면이 이런 단순성을 가지고 있는 것은 아니다. 왜냐하면 열문제와 공기역학 문제가 더 복잡하기 때문이다. 이러한 문제는 연소실과 터빈의 높은 작동 온도, 압축기와 터빈 블레이드를 통한 변화하는 공기 흐름, 가스를 배출하고 추진제트를 형성하는 배기 시스템의 설계로 인해 발생합니다.
비행기의 속도가 약 450 마일/시간 (724km/시간) 이하일 때, 순수 제트 엔진의 효율은 프로펠러 엔진보다 낮다. 그 추진 효율은 비행 속도에 크게 달려 있기 때문이다. 따라서 순수 터보 제트 엔진은 더 높은 비행 속도에 가장 적합합니다. 하지만 프로펠러의 높은 잎 끝 속도로 인한 기류 교란으로 인해 프로펠러의 효율성은 시간당 350 마일 (563 킬로미터/시간) 이상 빠르게 떨어졌습니다. 이러한 특징으로 인해 일부 중속 비행 항공기는 프로펠러와 가스 터빈 엔진의 조합인 소용돌이 엔진을 사용하여 단순한 터빈 제트 장치가 아닌 소용돌이 엔진을 사용합니다.
프로펠러/터빈 조합의 장점은 내부 및 외부 덕트 엔진, 덕트 팬 엔진 및 프로펠러 팬 엔진의 도입으로 어느 정도 대체되었습니다. 이러한 엔진은 순수 제트 엔진보다 더 큰 흐름과 낮은 제트 속도를 가지고 있으므로 추진 효율은 소용돌이 엔진과 비슷하며 순수 제트 엔진을 능가합니다.
터보 스프레이/펀치 엔진은 터보 제트 엔진 (마하수 3 이하의 다양한 회전 속도에 자주 사용됨) 과 펀치 엔진을 결합하여 높은 마하 수에서 우수한 성능을 제공합니다. 엔진은 도관으로 둘러싸여 있고, 앞쪽에는 조절식 흡입구가 있고, 뒤쪽에는 조절식 노즐이 있는 가력 연소실이 있다. 이륙이 가속화될 때, 그리고 마하수 3 의 비행 조건 하에서 엔진은 기존의 터보 제트 엔진의 작동 모드를 채택한다. 비행기가 마하수 3 이상으로 가속되었을 때, 그 터빈 제트 기구가 닫히고, 공기 중의 공기가 도엽의 도움으로 압축기를 우회하여 바로 가력 연소실로 유입되어 펀치 엔진의 연소실이 되었다. 이런 엔진은 고속 비행을 요구하고 고마하수 순항 상태를 유지해야 하는 비행기에 적용된다. 이러한 조건 하에서 엔진은 펀치 엔진으로 작동한다.
터빈/로켓 엔진은 터빈/펀치 엔진과 구조적으로 유사하며, 중요한 차이점은 자체 연소용 산소가 있다는 것입니다. 이 엔진에는 다단 터빈에 의해 구동되는 저압 압축기가 있는데, 터빈을 구동하는 동력은 로켓 연소실에서 연료와 액체 산소를 연소하여 발생한다. 가스 온도가 최대 3500 도까지 올라갈 수 있기 때문에 가스가 터빈에 들어가기 전에 연소실에 추가 연료를 주입하여 냉각해야 한다. 그런 다음 이 기름이 풍부한 혼합물 (가스) 은 압축기의 공기에 의해 희석되고 나머지 연료는 기존의 가력 연소실 시스템에서 연소된다. 이런 엔진은 터빈/펀치 엔진보다 작고 가볍지만 연료 소비가 더 많다. 이러한 추세는 그것을 요격기나 우주선 운반 로켓에 더 적합하게 한다. 이 비행기들은 고공 고속 성능을 요구하며, 일반적으로 높은 가속 성능이 필요하며, 긴 항속 시간이 필요하지 않다.
터보 팬 엔진: 노즐에서 배출되는 가스와 팬에서 배출되는 공기가 반작용 추력을 생성하는 가스 터빈 엔진입니다. 터보 팬 엔진은 팬, 압축기, 연소실, 압축기를 구동하는 고압 터빈, 팬을 구동하는 저압 터빈 및 배기 시스템으로 구성됩니다. 압축기, 연소실, 고압 터빈을 총칭하여 핵심 엔진이라고 한다. 핵심 엔진에서 배출되는 가스 중 일부는 저압 터빈 구동 팬으로 전달되고 나머지는 노즐에서 배출되는 가스를 가속화하는 데 사용됩니다. 팬의 회전자는 실제로 1 등급 또는 여러 단계의 긴 블레이드의 압축기입니다. 공기가 팬을 통과한 후, 일부는 내부 공기 흐름이라고 하는 코어 기계로 유입되며, 노즐에서 고속으로 배출되어 추력을 발생시키고, 다른 일부는 코어 주변으로 흐르는데, 이를 외부 공기 흐름이라고 하며, 추력도 발생한다. 이런 안팎의 구류팬 엔진을 내외 배수관 엔진이라고도 한다. 외한과 내포를 통과하는 공기 흐름의 비율을 암비 또는 유량비라고 합니다. 관도는 터보 팬 엔진의 성능에 큰 영향을 미치고, 관도가 크고, 기름 소비가 낮지만, 엔진의 바람 부는 면적이 크다. 방통시간, 바람부는 면적은 작지만 기름 소비율은 높다. 두 개의 기류가 각각 대기로 배출되는 터빈 팬 엔진을 분할 터빈 팬 엔진이라고 합니다. 배수구 안팎의 두 개의 공기 흐름이 내부 터빈 뒤의 믹서에서 서로 혼합되어 동일한 노즐을 통해 대기로 배출되는 경우 혼합 터보 팬 엔진이라고 합니다. 터보 팬 엔진도 가력 연소실을 설치하여 가력 소용돌이 엔진이 될 수 있다. 분할 터보 팬 엔진의 애프터 버너는 내부 터빈 뒤 또는 외부 배수관 또는 혼합 터보 팬 엔진의 믹서 뒤에 설치할 수 있습니다.
핵심 엔진이 같을 때 터보 팬 엔진의 작동 유체 흐름은 터보 제트 엔진과 터보 패들 엔진 사이에 있습니다. 터보 제트 엔진과 비교하여 터보 팬 엔진은 작동 유체 유량 증가, 제트 속도 감소, 추진 효율 향상, 연료 소비 감소, 추진력 향상 등의 이점을 제공합니다. 1950 년대에 개발된 1 세대 터보 팬 엔진은 관도가, 압축기 압력비, 가스 온도보다 낮고, 연료 소비량은 터보 제트 엔진보다 약 25% 낮으며, 약 0.06 ~ 0.07KG/N-H (0.6 ~ 0.7KG/KG-HR) 입니다. 60 년대 말 70 년대 초에는 고수비 (5 ~ 8), 고압비 (25 ~ 30), 고가스 온도 (1600 ~ 1750k) 가 개발되었습니다 터보팬 엔진보다 높은 배수관 소음이 적고 배기 오염이 적어 대형 여객기의 동력 장치로 많이 쓰인다. 이런 여객기는 1 1 km 높이에서 순항 속도가 시간당 950km 에 달할 수 있다. 그러나 이런 고수도는 소용돌이팬 엔진보다 배기 스프레이 속도가 낮고 바람맞이 면적이 넓어 초음속 비행기에 적합하지 않다.
일부 전투기는 작은 관도비, 가력이 있는 소용돌이팬 엔진을 사용하지만 아음속 비행에서는 가력을 사용하지 않는다. 연료 소비와 배기 온도는 터보 제트 엔진보다 낮기 때문에 적외선 복사 강도가 약해서 적외선 유도 미사일에 잘 맞지 않는다. 2 배 이상의 부가력으로 음속 비행을 할 때 발생하는 추력은 가력 터보 제트 엔진을 초과할 수 있으며, 지상 표준 대기 조건에서는 이미 8 대 정도에 이르렀다.
1. 터보 제트 엔진
공기 흡입구-압축기 증압-연소실 난방-터빈 팽창공 구동 압축기-테일 노즐 팽창 가속-밖으로 배출됩니다.
엔진이 회전한 후, 압축기는 압축 공기를 계속 뒤의 연소실로 보내는데, 여기서 공기와 연료가 혼합되어 연소되고, 고온, 고속, 고압 가스가 뒤로 배출되어 터빈 회전을 유도한다. 터빈과 압축기는 축을 통해 연결되므로 터빈이 회전하면 압축기도 회전하고 공기가 계속 압축됩니다.
터빈 팬 엔진
2. 1 분할 배기 터빈 팬 엔진
공기 흡입구-팬 가압-공기 흐름은 두 가닥으로 나뉜다.
고유 기류: 압축기 증압-연소실 난방-터빈 팽창 작동 구동 팬 및 압축기-내부 테일 노즐 팽창 가속-외부 배기.
외부 덕트 기류: 외부 덕트-외부 덕트 노즐 확장 가속-외부 배기.
우리의 흔히 볼 수 있는 민간 여객기가 사용하는 엔진은 대부분 배기를 분리하는 소용돌이 엔진 (예: 유명한 V2500, PW4000, GE90 등) 이다. ....
2.2 하이브리드 배기 터빈 팬 엔진
공기 흡입구-팬 가압-공기 흐름은 두 가닥으로 나뉜다.
내부 공기 흐름: 압축기 증압-연소실 난방-터빈 팽창으로 팬과 압축기-믹서를 구동합니다.
외부 바이 패스 공기 흐름: 외부 바이 패스 믹서
믹서에서 두 개의 공기 흐름이 혼합됩니다. 노즐의 팽창이 가속화되어 외부로 배출됩니다.