Как это работает
Турбореактивный или турбовентиляторный: в чём разница
Оба двигателя сжигают топливо в газогенераторе, но создают тягу по-разному — отсюда различия в скорости, расходе топлива и шуме.
Слова «турбореактивный» и «турбовентиляторный» часто используют как взаимозаменяемые, но это разные варианты газотурбинного двигателя. У них общий принцип работы и почти одинаковое ядро, однако поток воздуха распределяется по-разному.
Эта разница объясняет, почему ранние реактивные лайнеры были очень шумными, а двигатели современных Boeing и Airbus получили огромные вентиляторы и широкие гондолы.
Общий принцип
Что происходит внутри реактивного двигателя
Воздух поступает во входное устройство, сжимается компрессором и направляется в камеру сгорания. После впрыска топлива горячий газ вращает турбину, которая через вал приводит компрессор, а оставшаяся энергия формирует тягу.
В простом турбореактивном двигателе основной вклад даёт очень быстрая струя из сопла. Турбовентиляторный двигатель дополняет эту схему большим передним вентилятором.
Первый вариант
Турбореактивный двигатель: компактность и скорость
Почти весь поступающий воздух проходит через компрессор, камеру сгорания и турбину. На выходе получается узкая струя с высокой скоростью — решение хорошо работает там, где важны небольшое лобовое сопротивление и сверхзвуковой полёт.
Обратная сторона — высокий расход топлива на обычных крейсерских режимах и резкий шум. Поэтому классические турбореактивные двигатели почти исчезли с пассажирских самолётов.
- Небольшой диаметр относительно создаваемой тяги.
- Высокая скорость истечения газа.
- Большой расход топлива и шум на дозвуковых режимах.
Современный вариант
Турбовентиляторный двигатель: больше воздуха, меньше потерь
Вентилятор направляет часть воздуха в ядро, а остальной поток проводит вокруг него. Этот холодный внешний контур создаёт значительную долю тяги, ускоряя большую массу воздуха на меньшую величину.
Такой способ эффективнее на дозвуковой скорости и помогает приглушить шум горячей струи. Чем выше отношение внешнего потока к потоку через ядро, тем выше степень двухконтурности.
- Большой вентилятор хорошо заметен спереди.
- Основную тягу пассажирского лайнера часто создаёт именно внешний поток.
- Гондола получается шире, зато двигатель экономичнее и тише.
Применение
Почему один двигатель не заменяет другой во всех задачах
Большинство пассажирских и транспортных самолётов летает на дозвуковых скоростях, где экономичность важнее минимального диаметра. Поэтому здесь доминируют двигатели с высокой степенью двухконтурности.
Военным самолётам нужен другой баланс. Низкая степень двухконтурности позволяет сохранить компактность и высокую удельную тягу, а для отдельных ракет и беспилотных аппаратов всё ещё подходят классические турбореактивные схемы.