Warum ist ein größeres Luftvolumen, das sich langsamer bewegt, ein effizienteres Antriebsmittel als ein kleineres Luftvolumen, das sich schneller bewegt? (Dies gilt natürlich bis zu einer bestimmten Geschwindigkeit, da Überschallflugzeuge Motoren mit niedrigerem BPR verwenden).
Denn größere Reaktionsmasse mit geringerer Geschwindigkeit trägt bei gleichem Impuls weniger Energie ab.
Um Schub zu erzeugen , wendet der Motor Kraft auf die Abgase und die Luft an. Diese Kraft beschleunigt die Luft. Schub zu erzeugen , muss der Motor Schwung geben pro Zeiteinheit auf Sendung. Der Impuls ist proportional zur Masse und erster Ordnung der Geschwindigkeit. wo ist die Masse der vom Motor pro Zeiteinheit beeinflussten Gase (Reaktionsmasse) und ist die Geschwindigkeit dieser Gase.
Die Gase nehmen jedoch auch etwas kinetische Energie weg. Die kinetische Energie ist ebenfalls proportional zur Masse, aber auch zur Geschwindigkeit zweiter Ordnung. .
Diese Energie muss vom Motor bereitgestellt werden. Da der Kraftstoff nur so viel Energie (seinen Heizwert) pro Masseneinheit liefern kann, benötigt ein Motor, der weniger Energie benötigt, weniger Kraftstoff. Und das wird erreicht, indem mehr Luft bewegt wird. Das bedeutet ein höheres Bypass-Verhältnis für Jets und einen größeren Propeller für Motoren mit Propellern.
Beachten Sie, dass dies nicht bedeutet, dass ein Motor mit hohem Bypass bei niedriger Geschwindigkeit effizienter wäre als bei hoher Geschwindigkeit. Weil es nicht ist. Alle Strahltriebwerke sind bei hoher Geschwindigkeit effizienter. Dies liegt daran, dass die Leistung , die der Motor erzeugt, ist . Bei hoher Geschwindigkeit ist also ein größerer Teil der Ausgangsleistung die Nutzarbeit, die das Flugzeug bewegt.
Bei High-Bypass-Triebwerken ist die maximale Leistung des Lüfters jedoch begrenzt (ähnlich wie beim Propeller), sodass der Unterschied im Wirkungsgrad im Vergleich zu einem Turbojet bei niedriger Drehzahl größer ist.
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