Turbojet vs Turbofan
Un turbogetto è un motore a turbina a gas a respirazione d'aria che esegue un ciclo di combustione interna durante il funzionamento. Appartiene anche al tipo di motore a reazione dei motori di propulsione degli aerei. Sir Frank Whittle del Regno Unito e Hans von Ohain della Germania, svilupparono indipendentemente il pratico concetto di motori durante la fine degli anni '30, ma solo dopo la seconda guerra mondiale, il motore a reazione divenne un metodo di propulsione ampiamente utilizzato.
Un turboreattore presenta diversi svantaggi nelle prestazioni a velocità subsoniche, come l'efficienza e il rumore; pertanto, sono state costruite varianti avanzate basate sui motori a turbogetto per ridurre al minimo questi problemi. I turbofan furono sviluppati già negli anni '40, ma non furono utilizzati a causa della minore efficienza fino agli anni '60, quando Rolls-Royce RB.80 Conway divenne il primo motore turbofan di produzione.
Ulteriori informazioni sul motore Turbojet
L'aria fredda che entra attraverso l'aspirazione viene compressa ad alta pressione negli stadi successivi di un compressore a flusso assiale. In un comune motore a reazione, il flusso d'aria subisce diverse fasi di compressione e, in ciascuna fase, aumenta la pressione a un livello più alto. I moderni motori a turbogetto possono produrre rapporti di pressione fino a 20:1 grazie agli stadi del compressore avanzati progettati con miglioramenti aerodinamici e geometria del compressore variabile per produrre una compressione ottimale in ogni stadio.
La pressurizzazione dell'aria aumenta anche la temperatura e, quando viene miscelata con il carburante, produce una miscela di gas combustibile. La combustione di questo gas aumenta la pressione e la temperatura a un livello molto alto (1200 oC e 1000 kPa) e il gas spinge attraverso le pale della turbina. Nella sezione della turbina, il gas esercita una forza sulle pale della turbina e fa ruotare l'albero della turbina; in un comune motore a reazione, questo lavoro dell'albero aziona il compressore del motore.
Poi il gas viene diretto attraverso un ugello e questo produce una grande quantità di spinta, che può essere utilizzata per alimentare un aereo. Allo scarico, la velocità del gas può essere ben al di sopra della velocità del suono. Il funzionamento del motore Jet è idealmente modellato dal ciclo Brayton.
I turbojet sono inefficienti a bassa velocità e le prestazioni ottimali sono superiori a Mach 2. Un altro svantaggio dei turbojet è che i turbojet sono estremamente rumorosi. Tuttavia, sono ancora utilizzati nei missili da crociera di medio raggio a causa della semplicità di produzione e della bassa velocità.
Ulteriori informazioni sul motore Turbofan
Il motore turbofan è una versione avanzata del motore turbojet, in cui il lavoro dell'albero viene utilizzato per azionare una ventola per aspirare grandi quantità di aria, comprimere e dirigere attraverso lo scarico, per generare spinta. Parte della presa d'aria viene utilizzata per azionare il motore a reazione nel nocciolo, mentre l' altra porzione è diretta separatamente attraverso una serie di compressori e diretta attraverso l'ugello senza subire combustione. Grazie a questo ingegnoso meccanismo, i motori turbofan sono meno rumorosi e forniscono più spinta.
Motore di bypass alto
Il rapporto di bypass dell'aria è definito come il rapporto tra la portata massica dell'aria aspirata attraverso un disco della ventola che bypassa il nocciolo del motore senza subire combustione, e la portata massica che passa attraverso il nocciolo del motore che è coinvolta in combustione, per produrre energia meccanica per azionare il ventilatore e produrre spinta. In un progetto di bypass alto, la maggior parte della spinta viene sviluppata dal flusso di bypass e in un bypass basso proviene dal flusso attraverso il nucleo del motore. I motori ad alto bypass vengono solitamente utilizzati per applicazioni commerciali per la loro minore rumorosità ed efficienza del carburante, e i motori a basso bypass vengono utilizzati dove sono richiesti rapporti potenza/peso più elevati, come gli aerei da combattimento militari.
Qual è la differenza tra i motori Turbojet e Turbofan?
• I turbogetti sono stati il primo motore a turbina a gas a respirazione d'aria per gli aerei, mentre il turbofan è una variante avanzata del turbogetto che utilizza un motore a reazione per azionare una ventola per generare spinta (il turbofan ha una turbina a gas al centro).
• I turboreattori sono efficienti a velocità più elevate (supersoniche) e producono un grande rumore, mentre i turbofan sono efficienti sia a velocità subsoniche che transoniche e producono meno rumore.
• I turboreattori sono attualmente utilizzati in specifiche applicazioni militari, ma il turbofan rimane la scelta di propulsione più preferibile per gli aerei sia militari che commerciali.
• Nel turbogetto, la spinta è generata esclusivamente dallo scarico della turbina a gas mentre, nei motori turbofan, una parte della spinta è generata dal flusso di bypass.
Fonte diagramma:
en.wikipedia.org/wiki/File:Jet_engine.svg
en.wikipedia.org/wiki/File:Turbofan_operation_lbp.svg
