Turbofan e turbogetto

[borntofly]

Si ora è chiare, e devo dire anche abbastanza semplice come concetto!

 

Grazie Flaggy per la risposta chiara ed esaustiva

[mach789i]

Perchè, conti alla mano, richiede meno energia prendere tanta aria ed accelerarla poco (turbofan) piuttosto che prenderne poca e accelerarla tanto (turbogetto semplice).

 

però tanta aria accelerata poco vuol dire:

- potere sollevare un mezzo pesante

- non potere andare molto veloci (per cui serve poca aria accelerata molto)

 

ho detto castronerie?

[Flaggy]

ho detto castronerie?

Se ho capito cosa intendi, no...

Se per sollevare intendi sfruttare il propulsore per equilibrare il peso è ovvio che sia meglio avere la massima efficienza (e infatti gli elicotteri hanno un rotore enorme) mentre qualsiasi altra soluzione sfrutta motori molto potenti, ma ha sempre una spinta risicata rispetto al peso(STOVL).

Se invece ti riferisci a un decollo "standard"un motore ad altissimo BPR a velocità bassissime ha comunque una spinta enorme a parità di potenza installata e quindi facilita molto le cose.

Per estensione, per cargo tattici che si vuole con prestazioni STOL, è più vantaggioso l'uso delle turboeliche proprio perchè la turboelica può essere visto come un turbofan non intubato a grandissimo rapporto di diluizione.

 

Sul discorso andare molto veloci...ovvio che il turboreattore ha un campo di utilizzo più esteso. Il minor diametro consente di evitare problemi di comprimibilità anche ad alte velocità e risuce la resistenza di forma grazie alla minor sezione.

Comunque si tratta di adattare il rapporto di diluizione alle prestazioni richieste, cercando di tenerlo più alto possibile per ridurre i consumi.

Modificato 26 Settembre 2011 da Flaggy

[BlackGripen]

Ragazzi scusate se mi intrometto ma non ho ben a capito perchè se il flusso in uscita è supersonico la geometria dell'ugello rende meglio se divergente...

 

E poi volevo chiedere se la "seghettatura" del bordo di uscita del flusso freddo nei nuovi turbofan Trent1000 utilizzati sui 787 serve a diminuire la resistenza aerodinamica tra l'aria compressa dal motore e quella che scorre all'esterno...

 

Spero di essere stato chiaro...

[Flaggy]

L'ugello non è divergente in caso di flusso supersonico in uscita...

E' convergente/divergente che è ben diverso e non è che rende meglio: è l'unico modo per farlo funzionare se vuoi che dall'ugello esca un flusso supersonico.

Per ottenere un flusso supersonico devi infatti accelerare i gas di scarico che dietro la turbina sono ancora sicuramente subsonici e ad alta pressione.

Segue quindi un convergente per farli espandere e accelerarli fino alla velocità sonica (stringendo la sezione un flusso subsonico accelera) e da qui in poi, se voglio ulteriomente accelerare i gas, devo far seguire un divergente (allargando la sezione un flusso supersonico accelera e si espande ulteriormente).

 

La seghettatura sulla carenatura del flusso freddo del 787, ma anche del 747 di nuova generazione e in futuro sul 737 MAX, serve a favorire il rimescolamento tra aria espulsa dal motore e aria esterna. Secondo questo concetto Boeing, l'evitare un eccessivamente violento contatto fra i due flussi a diversa velocità, riduce la turbolenza e ciò si traduce in una minor perdita di energia e quindi in una maggiore efficienza del propulsore.

[BlackGripen]

Grazie Flaggy sei stato chiarissimo come al solito anche per quelli tardi come me :adorazione:

[Flaggy]

Nuove frontiere per i motori a turbina, che si caratterizzeranno per valori dei rapporti di compressione mostruosi.

Come detto in altre discussioni in cui si accennava ai progressi in campo propulsivo, i margini consentiti dagli attuali studi mutidisciplinari e in particolare in ambito fluidodinamico, termodinamico e metallurgico, sono tali da poter puntare a una riduzione nei consumi nell'ordine del 25%.

 

http://www.flightglobal.com/news/articles/rolls-royce-completes-heete-compressor-testing-388087/

[-{-Legolas-}-]

Nuove frontiere per i motori a turbina, che si caratterizzeranno per valori dei rapporti di compressione mostruosi.

Come detto in altre discussioni in cui si accennava ai progressi in campo propulsivo, i margini consentiti dagli attuali studi mutidisciplinari e in particolare in ambito fluidodinamico, termodinamico e metallurgico, sono tali da poter puntare a una riduzione nei consumi nell'ordine del 25%.

 

http://www.flightglobal.com/news/articles/rolls-royce-completes-heete-compressor-testing-388087/

Farà gola ai cinesi.

[Flaggy]

Sicuramente, ma è ancor più essenziale per noi. Bisogna mantenere un certo gap tecnologico rispetto a chi ha tutta l'intenzone di sottrarre fette di mercato sfruttando i bassi costi produttivi.

Al momento la Cina è ancora molto indietro nei motori a turbina e stenta a raggiungere gli standard occidentali di almeno una ventina d'anni fa, ma non ha esitato ad appropriarsi delle tecnologie associate ai motori militari russi, sfruttando anche il contributo di ditte occidentali ufficialmente per scopi civili (polemiche ci sono state anche per le turbine finite nel loro elicottero d'attacco Z-10).

Di fatto per componenti che lavorano a temperarure e sollecitazioni meccaniche mostruose, associate a processi tecnologici molto complessi, il reverse engineering è molto più difficile di quanto si pensi e la linea di demarcazione tra successo e disastro completo è alquanto labile...

[-{-Legolas-}-]

Questo è confortante, il progresso che mette distanza fra la nostra tecnologia e la loro, anche se non è rassicurante, come giustamente fai notare, hanno i loro metodi per arrivare allo scopo.

[solid_ita]

Salve!

Voglio evitare di aprire un'ennesima discussione sul motore Turbofan,quindi "riciclo" questa discussione per spiegare il mio banalissimo dubbio.

Che differenza c'é tra un motore Turbofan e motore Turbogas?ma soprattutto...il motore Turbogas,c'entra qualcosa con il motore Turbofan?

Perché oggi navigando su internet in cerca di approfondimenti sul motore Turbofan,mi sono imbattuto in questa discussione:

 

http://www.google.it/url?sa=t&rct=j&q=turbofan&source=web&cd=8&ved=0CCUQFjAH&url=http%3A%2F%2Fwww.ing.unitn.it%2F~colombo%2FTURBOFAN%2Ffiles%2Fprincipi.htm&ei=Rot2U--EE8ai4gSOqYDQAQ&usg=AFQjCNGUIhIPBvGWPGVcyCnGaQyDW55ugw&sig2=TZBsneY0ricqL3NLlY3Brg

 

E non ho capito cosa c'entra il motore Turbogas se si sta parlando del principio di funzionamento del motore Turbofan.

[Flaggy]

Forse il tuo dubbio nasce dal fatto che tendi ad associare la parola turbogas al combustibile, che nel caso dei turbofan non è certo gas, ma al limite cherosene.

In realtà, una macchina turbogas, o turbina a gas, è semplicemente una macchina che sfrutta un ciclo a gas in cui un compressore (centrifugo o assiale) comprime un gas (aria), lo brucia sfruttando un combustibile (non necessariamente un gas) in una camera di combustione per poi farne espandere i gas combusti in una turbina che poi ne preleva parte dell’energia contenuta per muovere il compressore.

In questo senso il turbofan è solo un appartenente alla famiglia dei motori turbogas.

[solid_ita]

Ti ringrazio Flaggy,sei stato molto gentile.

Si in effetti il dubbio mi è sorto quando ho letto la prima frase del Link che ho postato ieri:

 

"Il motore turbogas turbofan è costituito da..."

 

Leggendo "turbogas" avevo pensato ad un errore(inteso come informazione sbagliata) anche perchè in questo campo sono ignorante,ma siccome ho deciso di fare la tesina di maturità sull'aereo in generale(visto che l'aviazione mi appassiona),sono andato in cerca di spiegazioni.

 

Grazie ancora!

[aerospace-world]

ciao! ho scritto una serie di articoli riguardanti il turbogetto e i suoi molti utilizzi! tra questi ho inserito un approfondimento che parla proprio del motivo che rende un turbofan più efficiente di un turbogetto semplice! http://aimaralberto.wix.com/aerospace-world#!turbofan/c1msy si può trovare altro nella sezione propulsione alla pagina: http://aimaralberto.wix.com/aerospace-world#!tecnica-dellingegneria-aero-spaziale/c1a5g

[Ale maverick]

Sarò anche un ragazzo di 13 anni con una passione per gli aerei. Conosco 2 aerei con i turbogetti. il primo è il g-91R con un turbogetto bristol. l' altro è il gloster meteor. li conosci?. per caso sai se il g-91 y aveva due turbogetti o due turbofan? Perchè in un video l ho visto mentre decollava e ho visto che i motori avevano i postcombustori.

[Flaggy]

Con una rapida ricerca è abbastanza facile risalire ai motori del G-91Y...

Erano due turboreattori J-85 assiali, monoflusso e con postbruciatore. Sia chiaro che il postbruciatore è un dispositivo posto nella parte posteriore di un motore a reazione e può essere presente indipendentemente dal fatto che esso sia monoflusso (turboreattore semplice) o a doppio flusso (turbofan)

 

http://it.wikipedia.org/wiki/General_Electric_J85

 

Il G-91R aveva un singolo Bristol Orpheus sempre assiale monoflusso, ma senza postbruciatore.

 

http://it.wikipedia.org/wiki/Bristol_Siddeley_Orpheus

 

Comunque i turboreattori semplici erano installati un po' su tutti i velivoli di quell'epoca e fino agli anni sessanta il loro impiego era piuttosto generalizzato.

[Ale maverick]

grazie

non per cambiare discorso ma quali sono i gradi di questo forum?

[Folgore]

Buona sera a tutti.

E' stato postato in questa discussione un filmato di un motore a piena potenza con ugello convergente divergente completamente aperto.

Mi ha incuriosito quelle forme simmetrica che si formano all'uscita del motore stesso che ricordato dei prismi.

Prima di rompere le scatole ho iniziato guardare in giro per la rete e alla fine ho trovato questo:

https://www.youtube.com/watch?v=dpwpzUkR3QY

Credo che sia la spigazione migliore:mi sono fatto un idea abbastanza accurata di quello che succede.

Purtroppo verso la fine l'autore viaggia spedito sull'argomento che più mi interessava,l'accento orientale non aiuta, di conseguenza mi tocca scomodarvi e chiedere cosa diavolo sono quelle figure che chiamano "diamanti".

Sono arrivato a capire la formazione delle delle "oblique schock wave" e credo anche di sapere perche si dividono in due ma proprio non riesco a capire:

1) Perchè se ne formano più di una? una in sucessione all'altra ?!

2) Perchè dietro ad un onda supersonica si forma un "qualcosa" che ha una forma speculare rispetto all'onda supersonica?Sembra un cono contro cono di espansione di un motore a due tempi.

3) L'autore parla di una riflessione delle "schock wave" ma non reisco a capire il piano di simmetria in altre parole cosa riflette e dove?

4) Perchè le figure geometriche sono confinate nel flusso d'uscita quasi come se fosse un tubo?

Spero di essermi capito

Grazie per chi avrà la pazienza di spiegarmi.

[Flaggy]

Il gas di scarico deve raggiungere la pressione esterna e questo governa i fenomeni che si verificano.
In condizioni ideali l’ugello dovrebbe aumentare la velocità dei gas di scarico e ridurre la pressione esattamente al valore di quella esterna. La realtà è però diversa e specie a bassa quota (dove la pressione esterna maggiore), si può avere che l’ugello porti a una leggera sovraespansione dei gas di scarico.

In altre parole, nel divergente il flusso è supersonico e incrementa la velocità, ma all’uscita in questo caso tenderebbe a generare una pressione dei gas di scarico inferiore a quella ambientale.

 

Ecco allora che si deve per forza avere una ricompressione e in campo supersonico questa avviene tramite onde d’urto oblique che si incrociano sull’asse e si riflettono dal centro verso l’esterno.
La ricompressione porta la pressione a valori superiori a quelli dell'aria esterna e quindi ci sarà una nuova espansione attraverso un ventaglio di onde di espansione che si riflettono al cento dove si incrociano e sul bordo esterno del flusso di scarico dove incontrano aria a diversa pressione e velocità. Il fenomeno si può ripetere teoricamente all’infinito (in realtà fenomeni dissipativi portano la pressione alla fine ad eguagliare quella esterna.

 

Il flusso che attraversa un’onda d’urto obliqua quando si comprime o le onde di espansione quando si espande cambia direzione ogni volta e il getto di scarico si restringe e si allarga realizzando in successione dei convergenti e divergenti con corrispondenti compressioni ed espansioni dei gas di scarico.
Ad ogni compressione il gas rallenta e aumenta la sua temperatura, con conseguente incendio del carburante incombusto che così rende visibili le zone di compressione. I diamanti appunto…
Il fenomeno si presenta anche ad alta quota con ugelli sottoespansi, ma in questo caso l’oscillazione intorno alla pressione esterna comincia con un’espansione.

Qui è spiegato più dettagliatamente.

 

http://www.aerospaceweb.org/question/propulsion/q0224.shtml

[Folgore]

Come sempre Grazie Falggy.

​Argomento davvero non intuitivo; l'aereodianica tutta non è intuitiva, forse per questo è affascinate.

Ci mettero un po' di tempo ad assimilarlo ma è un ottimo punto di partenza. Credo che la mia difficoltà principale sia la confusione tra i mezzi e i fini,mi spiego meglio: credevo che le onde d'urto facessero piegare il flusso accellerato ma in realtà (credo) che l'onda d'urto obliqua è una conseguenza del gas super sonico deviato a sua volta dalla pressione più o meno grande dell'ambiente esterno.

Per ora non ho da aggiungere nulla.

Di nuovo.

[Flaggy]

Credo che il dubbio di cosa faccia deviare il flusso tra onde d’urto e differenza di pressione in realtà decada nel momento in cui si ammette che in nel flusso supersonico allo scarico gli aumenti di pressione avvengono tramite le onde d’urto e le riduzioni attraverso le onde di espansione.
Cioè le differenze di pressione causano onde d'urto e onde di espansione e attraversandole il flusso viene deviato.
Attraversando un’onda d’urto obliqua la componente di velocità parallela all’onda non subisce variazioni, mentre quella perpendicolare subisce un brusco calo. Il risultato è che il flusso in uscita viene deviato.

 

https://it.wikipedia.org/wiki/Onda_d%27urto_(fluidodinamica).

 

Attraversando le onde d’urto oblique il flusso converge e si comprime, mentre attraversando le onde di espansione diverge e si espande.

[Folgore]

OK Flaggy.

Ho capito cosa intendi; quindi l'onda di urto e successiva onda di espansione modificano il percorso dei gas caldi in uscita secondo lo schema da te postato.

Grazie.

Molto materile su cui riflettere.

P.S. credo che l'ultimo link postato porti alla pagina sbagliate, poco male, basta fare la ricerca con le stesse parole chiavi con il motrore di ricerca e si arriva alla pagina giusta.

[Flaggy]

https://it.wikipedia.org/wiki/Onda_d%27urto_(fluidodinamica)