Motor cu turbină pe gaz vs motor alternativ (motor cu piston)
La fel ca toate celel alte utilaje, aeronava are nevoie de o sursă de energie pentru a funcționa, în special pentru a genera forța necesară pentru a deplasa aeronava înainte. Din primele încercări, pentru zborurile cu motor au fost folosite motoare alternative care funcționează pe benzină.
Primul zbor mai greu decât aerul din lume a fost realizat de Wright Flyer I și a fost propulsat cu un singur motor cu piston cu 4 cilindri, răcit cu apă, care producea maximum 12 cai putere. Până în al Doilea Război Mondial, fiecare avion era alimentat cu motoare cu piston/piston.
În ultimele etape ale celui de-al Doilea Război Mondial, germanii au folosit motorul cu reacție pentru a propulsa avioanele, iar în curând au urmat alte țări. Chiar dacă conceptul și designul au fost dezvoltate încă din anii 1930, implementarea cu succes a motorului cu reacție a venit abia după sfârșitul celui de-al doilea război mondial.
De atunci, datorită multitudinii lor de avantaje față de motoarele cu piston, motorul cu reacție și variantele sale au devenit forma predominantă de centrală electrică pentru aeronave.
Mai multe despre motorul alternativ (motor cu piston)
Un motor cu piston, cunoscut și ca motor cu piston este o mașină cu pistoane alternative, care transformă energia termică dintr-un proces de ardere în lucru mecanic, cum ar fi lucrul cu arborele. Principalul tip de motor folosit în aeronave se bazează pe arderea combustibililor fosili și se numește motoare cu ardere internă.
Mecanica motorului este de a deplasa un arbore conectat la un mecanism de cilindru cu piston prin crearea unei presiuni mari în interiorul cilindrului. În funcție de modul în care cilindrii sunt aranjați în jurul arborelui, aceștia sunt clasificați în categorii drepte (verticale), rotative, radiale, de tip V și opuse orizontal.
Tipurile de motoare menționate mai sus funcționează pe ciclul Otto și au fost utilizate în majoritatea aeronavelor la începutul secolului 20-lea. De obicei, acestea sunt folosite pentru a antrena o elice, care generează tracțiunea. Orice aeronavă care funcționează pe motoare cu piston are viteze maxime relativ scăzute, iar puterea produsă de motoare este comparativ mai mică decât motoarele cu reacție. Motivul este că raportul putere/greutate al motoarelor cu piston este foarte scăzut și, dacă este necesară o putere mai mare, dimensiunea motorului trebuie mărită și asta crește greutatea totală a aeronavei, ceea ce nu este de dorit pentru aeronave. Proiectarea și producția motoarelor cu piston sunt mai puțin complexe și necesită mai puțină întreținere, iar costurile motoarelor cu piston sunt, de asemenea, mici.
Mai multe despre motorul cu turbină cu gaz
Motor cu turbină cu gaz sau pur și simplu o turbină cu gaz este un motor cu ardere internă, care utilizează gaze precum aerul ca fluid de lucru. Aspectul termodinamic al funcționării turbinei cu gaz este modelat în mod ideal de ciclul Brayton. Motoarele cu turbină cu gaz funcționează pe baza componentelor rotative și, prin urmare, au un fluid de lucru care curge continuu prin motor, fie în direcții radiale, fie axiale. Ele sunt componenta principală de bază a motorului cu reacție.
Principalele componente ale motorului cu turbină cu gaz sunt compresorul, camera de ardere și turbina și, uneori, o duză. Acestea funcționează prin aducerea fluidului de lucru în diferite stări termodinamice și extragerea lucrărilor arborelui sau a forței la evacuare. Dacă se folosește forța generată de evacuare, acesta este cunoscut sub numele de motor turbo cu reacție; dacă turbina extrage o parte din lucru și antrenează un ventilator, este cunoscut sub numele de motor turboventilator. Tipul de motor care extrage aproape toată munca ca lucrul arborelui turbinei este cunoscut sub numele de motor cu turboax; dacă o elice este antrenată de arbore, aceasta este cunoscută sub numele de motor turbo prop.
Există multe variante de turbine cu gaz, concepute pentru sarcini specifice. Sunt preferate față de alte motoare (în principal motoare cu piston) datorită raportului lor mare putere/greutate, vibrații mai puține, viteze mari de funcționare și fiabilitate.
Care este diferența dintre turbina cu gaz și motorul alternativ (motor cu piston)?
• Motoarele cu piston au mecanisme alternative (înspre și de la mișcare), în timp ce motoarele cu turbină cu gaz au mecanisme rotative.
• Ambele folosesc aerul ca fluid de lucru, dar fluxul în turbinele cu gaz este continuu, în timp ce motoarele cu piston au un debit intermitent.
• Raportul putere/greutate al motoarelor cu turbine cu gaz este mult mai mare decât al motoarelor cu piston.
• Turbinele cu gaz sunt sofisticate în proiectare și fabricație, în timp ce motoarele cu piston sunt mai simple ca design și mai ușor de fabricat.
• Întreținerea motoarelor cu piston este mai simplă și trebuie efectuată frecvent, în timp ce întreținerea motoarelor cu turbine cu gaz este complexă, dar inspecția și întreținerea au loc la intervale mai lungi.
• Motoarele cu turbine cu gaz sau variantele sale sunt scumpe, în timp ce motoarele cu piston sunt relativ ieftine.
• Motoarele cu turbină cu gaz alimentează aeronave mari și puternice, cum ar fi avioanele militare de luptă cu reacție sau avioanele comerciale, dar motorul cu piston este folosit în aeronavele mai mici și cu rază scurtă.
