Turbojet vs Turbofan
Een turbojet is een luchtademende gasturbinemotor die tijdens de operatie een interne verbrandingscyclus uitvoert. Het behoort ook tot het type reactiemotor van de voortstuwingsmotoren van vliegtuigen. Sir Frank Whittle uit het Verenigd Koninkrijk en Hans von Ohain uit Duitsland ontwikkelden onafhankelijk van elkaar het praktische motorenconcept tijdens de late jaren 1930, maar pas na de Tweede Wereldoorlog werd de straalmotor een veelgebruikte voortstuwingsmethode.
Een turbojet heeft verschillende nadelen in prestaties bij subsonische snelheden, zoals efficiëntie en geluid; daarom werden geavanceerde varianten gebouwd op basis van de turbojetmotoren om die problemen te minimaliseren. Turbofans werden al in de jaren 40 ontwikkeld, maar werden vanwege de verminderde efficiëntie pas in de jaren 60 gebruikt, toen Rolls-Royce RB.80 Conway de eerste productieturbofanmotor werd.
Meer over Turbojet Engine
Koude lucht die via de inlaat binnenkomt, wordt in de opeenvolgende fasen van een axiale compressor tot hoge druk gecomprimeerd. In een gewone straalmotor ondergaat de luchtstroom verschillende compressiefasen en in elke fase wordt de druk naar een hoger niveau gebracht. Moderne turbojetmotoren kunnen drukverhoudingen tot 20:1 produceren dankzij geavanceerde compressortrappen die zijn ontworpen met aerodynamische verbeteringen en variabele compressorgeometrie om optimale compressie in elke trap te produceren.
Het onder druk zetten van de lucht verhoogt ook de temperatuur, en wanneer het wordt gemengd met de brandstof, ontstaat er een brandbaar gasmengsel. Verbranding van dit gas verhoogt de druk en temperatuur tot een zeer hoog niveau (1200 oC en 1000 kPa) en het gas stuwt door de bladen van de turbine. In het turbinegedeelte oefent gas kracht uit op de turbinebladen en roteert de turbine-as; in een gewone straalmotor drijft dit aswerk de compressor van de motor aan.
Vervolgens wordt het gas door een mondstuk geleid en dit produceert een grote hoeveelheid stuwkracht, die kan worden gebruikt om een vliegtuig aan te drijven. Bij de uitlaat kan de snelheid van het gas ver boven de geluidssnelheid liggen. De werking van de straalmotor wordt ideaal gemodelleerd door de Brayton-cyclus.
De turbojets zijn inefficiënt bij lage snelheidsvluchten en optimale prestaties liggen buiten Mach 2. Een ander nadeel van de turbojets is dat de turbojets extreem veel lawaai maken. Ze worden echter nog steeds gebruikt in kruisraketten voor de middellange afstand vanwege de eenvoud van productie en lage snelheid.
Meer over Turbofan Engine
Turbofan-motor is een geavanceerde versie van de turbojet-motor, waarbij het aswerk wordt gebruikt om een ventilator aan te drijven om grote hoeveelheden lucht aan te zuigen, samen te drukken en door de uitlaat te leiden om stuwkracht te genereren. Een deel van de luchtinlaat wordt gebruikt om de straalmotor in de kern aan te drijven, terwijl het andere deel afzonderlijk door een reeks compressoren wordt geleid en door het mondstuk wordt geleid zonder verbranding te ondergaan. Door dit ingenieuze mechanisme maken de turbofanmotoren minder lawaai en leveren ze meer stuwkracht.
Hoge bypass-motor
De bypass-verhouding van lucht wordt gedefinieerd als de verhouding tussen de massastroomsnelheden van lucht die door een ventilatorschijf wordt getrokken die de motorkern omzeilt zonder verbranding te ondergaan, tot de massastroom die door de motorkern gaat die betrokken is bij verbranding, om mechanische energie te produceren om de ventilator aan te drijven en stuwkracht te produceren. In een ontwerp met hoge bypass wordt de meeste stuwkracht ontwikkeld vanuit de bypass-stroom en in de lage bypass komt deze van de stroom door de motorkern. Motoren met een hoge bypass worden meestal gebruikt voor commerciële toepassingen vanwege hun minder lawaai en brandstofefficiëntie, en motoren met een lage bypass worden gebruikt waar hogere vermogen-gewichtsverhoudingen vereist zijn, zoals militaire jachtvliegtuigen.
Wat is het verschil tussen Turbojet- en Turbofan-motoren?
• Turbojets waren de eerste luchtademende gasturbinemotor voor de vliegtuigen, terwijl turbofan een geavanceerde variant van turbojet is die een straalmotor gebruikt om een ventilator aan te drijven om stuwkracht te genereren (turbofan heeft een gasturbine in de kern).
• Turbojets zijn efficiënt bij hogere snelheden (supersonisch) en produceren veel geluid, terwijl turbofans efficiënt zijn bij zowel subsonische als transsonische snelheden en minder geluid produceren.
• Turbojets worden momenteel gebruikt in specifieke militaire toepassingen, maar turbofan blijft de meest geprefereerde keuze voor voortstuwing voor zowel militaire als commerciële vliegtuigen.
• In turbojet wordt stuwkracht puur gegenereerd door de uitlaat van de gasturbine, terwijl in turbofanmotoren een deel van de stuwkracht wordt gegenereerd door de bypass-stroom.
Diagrambron:
en.wikipedia.org/wiki/File:Jet_engine.svg
en.wikipedia.org/wiki/File:Turbofan_operation_lbp.svg
