Motorul Turboventilator sau Motorul Turboreactor dublu flux (MTR-DF)

Pentru a mişca o aeronavă prin aer, avem nevoie de un sistem de propulsie. Cele mai multe aeronave moderne folosesc motorul turboventilator, care mai este denumit şi motorul turboreactor cu dublu flux (MTR-DF), pentru că produce o forţă de tracţiune mare şi are un consum eficient de combustibil. În acest articol voi prezenta câteva dintre caracteristicile fundamentale ale motorului turboventilator.

Motorul Turboventilator este construit pe principiul unui ventilator urmat de un motor principal (care cuprinde şi o turbină cu gaze), fiind înconjurat de o zonă de circulaţie a aerului, aer introdus de ventilatorul principal. O parte din curentul de aer aspirat de ventilator trece prin motorul principal, unde este ars pentru a alimenta cu putere ventilatorul, dar majoritatea curentului de aer trece pe lângă motorul principal, şi produce cel mai mult din tracţiune. Ventilatorul şi turbina ventilatorului sunt compuse din multe pale şi sunt conectate printr-un ax adiţional. Axul care mişcă ventilatorul cu ajutorul turbinei de joasă presiune, din motive tehnice, trece prin axul care leagă compresorul de înaltă presiune cu turbina de înaltă presiune.


Schemă care ilustrează un motor turboventilator cu un nivel ridicat de bypass (aerul care trece pe lângă turbina cu gaze)

Poză 1 – Schemă care ilustrează un motor turboventilator cu un nivel ridicat de bypass (aerul care trece pe lângă turbina cu gaze).


Motoarele turboventilatoare moderne au evoluat din motoarele turboreactoare, în esenţă prin mărirea dimensiunii compresorului de joasă presiune, până în punctul în care majoritatea aerului care iese din motor, trece pe lângă turbina cu gaze. Acest aer care trece pe lângă turbina cu gaze este evacuat fie printr-un ajutaj de reacţie separat (Poză 1) fie este amestecat cu gazele arse care părăsesc turbina de joasă presiune înainte de a fi evacuate prin ajutajul de reacţie (Poză 2).


Schemă care ilustrează un motor turboventilator cu un nivel scăzut de bypass (aerul care trece pe lângă turbina cu gaze)

Poză 2 - Schemă care ilustrează un motor turboventilator cu un nivel scăzut de bypass (aerul care trece pe lângă turbina cu gaze)


Cum funcţionează un motor turboventilator ?

Ventilatorul este prima componentă a unui motor turboventilator. Acesta aspiră mari cantităţi de aer. Majoritatea palelor unui ventilator sunt create din titan. După absorbţie măreşte viteza aerului şi-l împarte în două. O parte continuă prin motorul principal sau centrul motorului, unde este în continuare transformat de celelalte componente ale motorului şi o parte trece pe lângă centrul motorului printr-un spaţiu ce înconjoară motorul principal până la ieşire unde produce o mare parte din tracţiune.

Compresorul este prima componentă din motorul principal. Compresorul este realizat din ventilatoare cu multe pale ataşate de un ax. Compresorul comprimă aerul care înaintează progresiv spre zone din ce în ce mai mici, rezultând într-o creştere a presiunii aerului. Aerul comprimat este apoi aruncat în camera de ardere.

În camera de ardere aerul comprimat este amestecat cu combustibil şi aprins. Sunt aproximativ 20 de duze care pulverizează combustibil în aerul comprimat. Amestecul de aer cu combustibil ia foc şi arde, rezultând gaze foarte fierbinţi. Interiorul unei camere de ardere este adesea făcut din materiale ceramice pentru a furniza rezistenţă la temperaturile foarte mari.

Fluxul de gaze arse din camera de ardere intră în turbină, având ca efect rotirea palelor turbinei. Turbina este conectată la un ax care învârte compresorul şi ventilatorul principal care absoarbe aerul. Această rotaţie ia din puterea gazelor arse.

Ajutajul de reacţie este partea motorului care creează propriu-zis tracţiunea. Gazele care ies din turbină în combinaţie cu aerul mai rece care trece pe lângă centrul motorului, produc o forţă la ieşirea prin ajutajul de reacţie care propulsează aeronava.

Piesele esenţiale ale turbinei şi palele, sunt supuse unor solicitări termice şi mecanice extreme. De aceea ele trebuiesc construite din materiale speciale, rezistente la temperaturi cât mai mari şi se prevăd cu sisteme de răcire. Actual, temperaturile la intrarea în turbină au depăşit în unele cazuri temperatura de 1800 °C, palele fiind făcute în acest caz din materiale ceramice poroase, prin porii lor circulând aer provenit de la compresor, relativ rece.

Primul motor turboventilator funcţional a fost Daimler-Benz DB 670, care a fost testat pe 1 Aprilie 1943. A fost însă abandonat datorită războiului.

Piaţa motoarelor turboventilatoare este dominată de companiile General Electric, Rolls-Royce şi Pratt & Whitney.



Data publicării: 15 august 2011Categorie: Motoare