Cywilne silniki odrzutowe
Krzysztof Zieliński
Cywilne silniki odrzutowe
Silniki odrzutowe są od wielu lat podstawowym napędem większości używanych samolotów komunikacyjnych i wojskowych. Praktycznie sto procent obecnie użytkowanych konstrukcji cywilnych to silniki turbowentylatorowe (dwuprzepływowe) o wysokim stopniu dwuprzepływowości, które w cywilnych zastosowaniach wyparły silniki turboodrzutowe (jednoprzepływowe).
Silniki turbowentylatorowe zaczęto stosować w latach sześćdziesiątych ubiegłego wieku i przez kolejne lata całkowicie opanowały rynek, posiadając niewątpliwe zalety w porównaniu do jednoprzepływowych silników turboodrzutowych – przede wszystkim większy ciąg i mniejsze jednostkowe zużycie paliwa – SFC (Specific Fuel Consumption), przekładające się na lepszą ekonomikę, która w przypadku operacji komercyjnych jest wyjątkowo istotna. Wysoki stopień dwuprzepływowości, wiążący się z wentylatorem o stosunkowo dużej średnicy, okazał się z wielu względów najlepszym rozwiązaniem przy prędkościach, z którymi poruszają się pasażerskie odrzutowce (poniżej Ma = 1). Dwuprzepływowe silniki turbowentylatorowe są również powszechnie stosowane w naddźwiękowych samolotach wojskowych, tam jednak mają one znacznie niższy stopień dwuprzepływowości i wentylator (z reguły kilkustopniowych) o znacznie mniejszej średnicy niż w silnikach cywilnych.
Silnik dwuprzepływowy posiada dwa przepływy powietrza – pierwszy zimny, przepływający przez umieszczony z przodu wentylator i następnie opływający od zewnętrznej strony resztę silnika – z reguły jego kanał jest tworzony od zewnątrz przez gondolę silnika, a od wewnątrz poprzez obudowy modułów silnika umieszczonych za wentylatorem. W silniku turbowentylatorowym o wysokim stopniu dwuprzepływowości, przepływ ten wytwarza – zależnie od wielkości silnika – aż do 75% ciągu całego silnika (powstającego z różnicy wydatków powietrza przepływającego przez silnik i opływającego go). Drugi – wewnętrzny – przepływ jest poprowadzony przez wentylator i wszystkie kolejne moduły – sprężarkę niskiego ciśnienia (jeżeli silnik ją posiada), sprężarkę wysokiego ciśnienia, komorę spalania, turbinę wysokiego ciśnienia i turbinę niskiego ciśnienia. Konstrukcje dwuprzepływowe są co najmniej dwuwałowe (czyli posiadają minimum dwa obracające się niezależnie od siebie i z różnymi prędkościami obrotowymi) wirniki – wentylator i sprężarka niskiego ciśnienia (jeżeli występuje) znajdują się na wspólnym wale i są napędzane turbiną niskiego ciśnienia, sprężarka wysokiego ciśnienia jest napędzana turbiną wysokiego ciśnienia.
Silnik dwuprzepływowy posiada dwa przepływy powietrza – pierwszy zimny, przepływający przez umieszczony z przodu wentylator i następnie opływający od zewnętrznej strony resztę silnika – z reguły jego kanał jest tworzony od zewnątrz przez gondolę silnika, a od wewnątrz poprzez obudowy modułów silnika umieszczonych za wentylatorem. W silniku turbowentylatorowym o wysokim stopniu dwuprzepływowości, przepływ ten wytwarza – zależnie od wielkości silnika – aż do 75% ciągu całego silnika (powstającego z różnicy wydatków powietrza przepływającego przez silnik i opływającego go). Drugi – wewnętrzny – przepływ jest poprowadzony przez wentylator i wszystkie kolejne moduły – sprężarkę niskiego ciśnienia (jeżeli silnik ją posiada), sprężarkę wysokiego ciśnienia, komorę spalania, turbinę wysokiego ciśnienia i turbinę niskiego ciśnienia. Konstrukcje dwuprzepływowe są co najmniej dwuwałowe (czyli posiadają minimum dwa obracające się niezależnie od siebie i z różnymi prędkościami obrotowymi) wirniki – wentylator i sprężarka niskiego ciśnienia (jeżeli występuje) znajdują się na wspólnym wale i są napędzane turbiną niskiego ciśnienia, sprężarka wysokiego ciśnienia jest napędzana turbiną wysokiego ciśnienia.
Pełna wersja artykułu w magazynie Lotnictwo 9/2009