Почему маленькие самолеты не используют турбинные (турбовинтовые) двигатели?

Вопросы / ответыПочему маленькие самолеты не используют турбинные (турбовинтовые) двигатели?
0 +1 -1
flyman Админ. спросил 1 месяц назад

Турбовинтовые двигатели больше топлива эффективного1, лихтер для такой же силы, механически более простой и следовательно более надежный. Они также немного легче работать (не нужно возиться со смесью) и сжигать более дешевое топливо. В результате они давно заменили поршневые двигатели на всех транспортных самолетах. Так почему же они не нашли свой путь в небольшие самолеты GA (в основном все, что выше 8-10 мест, использует турбовинтовые двигатели, но в категории с 4 местами ничего не делает)?

Похоже, я ошибся. Поршневые двигатели кажутся более эффективными .

flyman Админ. ответил 1 месяц назад

Аналогичный Вопрос .

flyman Админ. ответил 1 месяц назад

Если я правильно помню свои лекции по движению, турбины более эффективны, чем поршневые на большей высоте, и, следовательно, не намного интереснее для небольших самолетов GA…

flyman Админ. ответил 1 месяц назад

@LudovicC. Я думал, что большая высота была частью реактивного двигателя против пропеллера (а не турбины против поршня), и причина, почему многие современные авиалайнеры имеют турбовентилятор, а не чистые реактивные двигатели. Я считаю, что многие вертолеты используют турбинные двигатели, и я думаю, что они вполне счастливы летать низко, или я что-то упустил?

flyman Админ. ответил 1 месяц назад

@LudovicC.: Это не эффективность (энергия на единицу топлива), а мощность. Максимальная мощность снижается медленнее с высотой для турбинных двигателей. Но поскольку он также снижается для пропеллера, турбо-опоры обычно ограничены примерно FL250 в любом случае (в то время как турбореактивные двигатели/турбовентиляторы счастливо работают выше FL400). Но турбины должны быть более эффективными (сжигать меньше топлива для получения энергии) на всех высотах.

flyman Админ. ответил 1 месяц назад

@Ян Худец: не говорите этого экипажам самолетов, как Ту-95! Турбовинтовые двигатели могут летать так высоко, как дозвуковые струи, если они спроектированы правильно. Сила над высотой поведение то же самое, только при высоких числах Маха реквизит поставить более ранний предел максимальной скорости. Подумайте о турбовинтовом двигателе как о струе с большим, редукторным, непроводящим вентилятором.

14 ответ
0 +1 -1
flyman Админ. ответил 1 месяц назад

К счастью, этот стереотип меняется, хотя и медленно. Небольшая разработка двигателя GA застряла на заднем сиденье в течение нескольких поколений, и здорово видеть, что ряд новых запусков делает толчок к изменениям. Турбовинтовой двигатель TP100 от PBS-это когда-то такой продукт. Я очень надеюсь, что они раскроют свой потенциал и выведут продукт на рынок, пусть даже только на экспериментальные партии. Continental активно развивает свои новые дизели и в следующем году запустит новый агрегат мощностью 230 иш л. с. Оно уже в испытании в Китае. Если они все правильно поняли, это будет убийца из Ликоминга. Они уже начали преобразования с версии 155 hp в Cessnas.

Одна из причин, по которой турбины меньшей мощности (150-250 л. с.) не были разработаны быстрее, заключается в том, что пилоты GA не настаивали на них. Они знают, что потребляют больше топлива, даже если соотношение мощность/вес намного выше. Эксплуатационные расходы заставляют их прятаться в углу.

RR / Allison приложила усилия, чтобы освежить старение 250 с современной турбиной, которая понравится толпе Cirrus, но поклонилась, когда финансовый кризис 2008 года ударил. Проблема с такими компаниями, как Allison, заключается в том, что их затраты на разработку зашкаливают.

Изменение в этом пространстве потребует кишок от маленьких уток мира. Многие из которых сейчас начинают появляться на сцене. Существует хорошо известно нехватка 100LL по всему миру и вскоре здесь, в США. Именно и высокая цена на картинг этого бутика (не отгружаемого в трубопроводы) топлива будет подпитывать рынок этих новинок.

Здесь нет ракетостроения. Это старая технология (хотя и с небольшим электронным вмешательством), которая просто нуждается в рынке для роста. Сегодня мы движемся к этому рынку. Привыкайте к этому и подумайте о том, чтобы бросить этот старый лик.

flyman Админ. ответил 1 месяц назад

Когда Ford и GM экспериментировали с автомобильными турбинами, экономия топлива была крайне низкой, а оснастка стоит одинаково, не комментируя выбросы выхлопных газов

flyman Админ. ответил 1 месяц назад

Это не только экономия топлива и выбросов, что заставило производителей автомобилей уклоняться от турбин. Быстро меняющиеся требования к мощности в дорожных транспортных средствах, по-видимому, были еще более веской причиной придерживаться более низких инерционных двигателей. Когда светофор становится зеленым, вы не хотите ждать, пока ваш Ford намотается!

0 +1 -1
flyman Админ. ответил 1 месяц назад

Влияние стоимости турбовинтового двигателя было недооценено во многих предыдущих ответах.

Роторы турбины подлеубежал очень высокие температуры пока поворачивающ на очень высокий rpm; G-усилие на лезвии турбины достаточно для того чтобы сделать ваши глаза намочить. Из-за минутной производственной неисправности или эксплуатационной ошибки или усталости металла одно лезвие отпускает; затем оно прорвется через стальной корпус двигателя, через любой неудачный масляный или топливный трубопровод, а затем через алюминиевый капот. Производитель потратит сотни тысяч долларов, чтобы предотвратить это, и должен возместить эту стоимость от продаж двигателей.

И это только от одного сломанного клинка, весом в несколько унций.

Если гораздо более тяжелый диск Ротора ломается от усталости, он может распилить самолет надвое.

Так что да, турбина сжигает более дешевое топливо, но больше галлонов, чем recip. Вы можете видеть, что есть плюсы и минусы!

flyman Админ. ответил 1 месяц назад

Более дешевое топливо можно также использовать в дизеле и более эффективно.

0 +1 -1
flyman Админ. ответил 1 месяц назад

Еще одна вещь, чтобы помнить о конкретном расходе топлива турбинного двигателя является то, что он сильно зависит от размера двигателя. Малые газовые турбины (типа, которые могут использоваться в небольших частных самолетах) по своей сути неэффективны, поскольку они не могут работать с такими коэффициентами давления, которые необходимы для высокой эффективности. Например, 2180HP PW119B имеет коэффициент давления 13.2:1 и SFC .49. Шаг это до 11000hp Europrop TP400-D6, и коэффициент давления поднимается до 25:1. SFC падает .39. И 56300HP GE LM6000 (морской и турбовальт производства электроэнергии основанный на турбовентиляторе CF6) имеет коэффициент давления вокруг 32:1 и SFC .32. Из-за этого поршневые двигатели имеют преимущество в топливной экономичности при низкой выходной мощности, но недостаток в топливной экономичности при высокой выходной мощности. Поэтому поршневые двигатели предпочтительны в небольших самолетах по этой причине и первоначальной стоимости. Но турбины имеют гораздо больше смысла в больших самолетах из-за их более высокой эффективности, чем большие поршневые двигатели, и снижения затрат на техническое обслуживание.

Кто-то упомянул здесь вертолеты. А вертолеты-совсем другое животное. Основной характеристикой вертолетов является то, что они требуют большой мощности на постоянной основе. Это будет иметь огромное влияние на поршневые двигатели с точки зрения надежности (подумайте о том, как долго двигатель автомобиля будет длиться, если вы постоянно ездили на полном газу), но это не проблема для турбины. Турбины также меньше и легче (когда-либо видели Sikorsky Mojave с его смехотворно огромными поршневыми двигателями)? Все эти факторы делают турбины более практичными, чем поршневые двигатели вертолетов.

0 +1 -1
flyman Админ. ответил 1 месяц назад

Мэтт многое понял правильно.

Динамические компрессоры и турбины имеют тенденцию становиться менее эффективными, поскольку их размеры уменьшаются из-за эффектов числа Рейнольдса и из-за ограничений на материалы и производство. Для того чтобы получить хороший коэффициент давления этапа в компрессоре, необходима скорость подсказки хотя бы 300 m/s; превышение 500 m/s неслыханно. Поскольку центростремительное ускорение обратно пропорционально радиусу при постоянной скорости наконечника, центростремительные нагрузки могут быть слишком высокими для большинства материалов. Зазоры наконечника должны быть небольшими-около 1% хорды наконечника-для лучшей эффективности высокие температуры требуют охлаждаемых лопастей и лопастей в горячем конце, а это означает, что лопасти и лопасти должны иметь охлаждающие каналы внутри лопасти. Это проще в PW4084, чем Allison 250, так как лезвия PW намного больше.

0 +1 -1
flyman Админ. ответил 1 месяц назад

На самом деле в наши дни у них есть несколько небольших самолетов с турбиной. И наборы преобразования STC турбины для существующих воздушных судн GA популярны-ракета Riley P210 быстро приходит на ум как делает PA-46 JetProp плюс высокий конец экспириментально воздушные судн как развитие Lancair и турбина IV-P. Эти преобразования турбины дают все преимущества, перечисленные выше, но при более высоком сжигании топлива.

Главным образом сдерживание против всего рынка GA турбины более высокие производственные затраты и чрезмерно представление для неофита или вскользь летчика.