Warum sind Turbofan-Einlässe kreisförmig oder oval statt quadratisch?

Die Düseneinlässe von Verkehrsflugzeugen sind rund, weil die Triebwerke rund sind, und für Unterschallflüge ist das alles, was Sie brauchen - es ist einfach und billig zu konstruieren, sorgt für einen sauberen Luftstrom für das Triebwerk und bietet im Gegensatz zu einigen anderen Formen keinen unnötigen Frontbereich, der nur verursacht wird ziehen. Sie haben bereits die Bodenfreiheit als Grund für eine abgeflachte Form bei einigen Installationen identifiziert.

Ah, sagst du, was ist mit Concorde oder der Tu144?

Quelle: http://www.hitechweb.genezis.eu

Beachten Sie, dass ich „Subsonic“ angegeben habe. Sobald man Überschallgeschwindigkeit erreicht, ändern sich die Anforderungen. Der Einlass ist entscheidend für die Steuerung des Luftstroms in den Motor und reduziert seine Geschwindigkeit auf ein Unterschallniveau, damit der Motor effizient arbeiten kann. Es ist viel einfacher, die erforderlichen Klappen und Leitbleche um einen rechteckigen Einlass herum zu konstruieren als dasselbe mit einem runden.

Dies sind die verschiedenen Einlasskonfigurationen für Concorde bei (A) Start, (B) Überschallflug und (C) Rückwärtsschub

(Von Nubifer (Eigene Arbeit) [CC0], über Wikimedia Commons)

Dies gilt ebenso für Lufteinlässe von Überschall-Militärflugzeugen. Sie werden feststellen, dass fast alle Überschall-Militärflugzeuge aus diesem Grund eine Variation von rechteckigen Einlässen verwenden.

Wie bei allen Dingen der Luftfahrt gibt es Ausnahmen. Der English Electric Lightning, Mig-21 und der SR-71 (und zahlreiche andere) verwenden kreisförmige Einlässe, deren Geometrie durch einen beweglichen Einlasskegel angepasst wird.

In dieser Antwort finden Sie eine ausführlichere Diskussion der Überschalleinlässe

"MiG-21 RB23". Lizenziert unter CC BY-SA 3.0 über Commons – https://commons.wikimedia.org/wiki/File:MiG-21_RB23.JPG#/media/File:MiG-21_RB23.JPG

„Lockheed SR-71 Blackbird“ von Judson Brohmer/USAF – NASA-Website lizenziert unter Public Domain via Commons – https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lockheed_SR-71_Blackbird.jpg#/media/File:Lockheed_SR-71_Blackbird .jpg

Der Hauptzweck eines quadratischen Einlasses besteht darin, am Eingang einen schrägen Stoß zu haben, um die Luft auf Unterschallgeschwindigkeit zu verlangsamen, bevor sie den Kompressor erreicht. Außerdem sind die quadratischen Einlassrampen einstellbar, um optimale Stoßsysteme über einen weiten Geschwindigkeitsbereich zu erzeugen. Allerdings sind sie ziemlich kompliziert.

Die in Verkehrsflugzeugen verwendeten Turbofans arbeiten mit Unterschallgeschwindigkeit und benötigen keine Stöße zur Strömungsverzögerung. Die kreisförmige Form ist am besten geeignet, um eine maximale Menge ungestörten Luftstroms in den Motor zu bekommen, insbesondere in den Bypass-Bereich. Die Einlässe von Turbofan-Triebwerken mit hohem Bypass sind einfach, gerade und kurz mit einer dicken Lippe.