Ich sehe einige Fragen auf der Website , die sich mit den relativen Vor- und Nachteilen eines Turbofans mit hohem Bypass (HB) gegenüber einem Turbofan mit niedrigem Bypass (LB) befassen. Aber ich sehe nichts, was erklärt, was eigentlich ein Turbofan-Triebwerk HB oder LB macht? Ich nehme an, es hat mit dem Luftverhältnis zu tun, das die Kompressorstufen umgeht und nur durch die Lüfter geht. Aber welches Verhältnis macht ein Motor HB v. LB? Und warum wurde dieses Verhältnis gewählt?
Bitte beachten Sie: Ich suche keine Anwendungsfälle, ich suche nach Unterschieden in Designspezifikationen.
Der erste Turbofan, der RR Conway , hatte gerade ein Bypass-Verhältnis von 0,25. Es wurde für den Einbau in die Flügelwurzel von Flugzeugen wie dem HP Victor Bomber oder dem Transportprojekt Vickers V-1000 entwickelt, daher strebte RR danach, den Durchmesser klein zu halten. Natürlich hat damals niemand Low- und High-Bypass-Motoren unterschieden. Der P&W JT-3D , der die meisten Düsenflugzeuge der zweiten Generation (Boeing 707 und DC-8) antreibt, hatte ein Bypass-Verhältnis von weniger als 1,5.
Aber als die neue Triebwerksgeneration ( GE CF-6 , JT-9D ) mit Nebenstromverhältnissen um 5 für die erste Generation von Großraumjets entwickelt wurde, brauchte das Marketing einen Begriff, um deutlich zu machen, dass es sich um eine neue Triebwerksgeneration handelte, und die Motorenkategorie mit hohem Bypass-Verhältnis war geboren. Im Allgemeinen liegt der Schwellenwert bei etwa 5, aber beachten Sie, dass einige CF-6-Versionen Bypass-Verhältnisse von nur 4,24 haben und dennoch in die Kategorie mit hohem Bypass-Verhältnis fallen. Daher setzt Wikipedia die Grenze auf ein Bypass-Verhältnis von 4.
Es gibt keinen technischen Unterschied zwischen einem Low- und einem High-Bypass-Motor, und die Grenze ist willkürlich. Der Sprung des Bypass-Verhältnisses von 1,5 auf 5 brachte deutliche Verbesserungen beim spezifischen Kraftstoffverbrauch und der Geräuschreduzierung, aber ein Teil des technischen Fortschritts bestand auch in besseren Materialien und Aerodynamik, die höhere Verdichtungsverhältnisse und Turbineneintrittstemperaturen ermöglichten.
Jetzt, fast 50 Jahre später, sehen wir die ersten Motoren mit Bypass-Verhältnissen über 10 in Dienst gestellt. Designs werden mit Bypass-Verhältnissen von 12 vorbereitet, sodass das Marketing ein neues Wort braucht, um diese Kreationen zu beschreiben. Nachdem "Ultra High Bypass" bereits von der ungefassten Fangemeinde erobert wurde, geht die Suche weiter.
Es gibt kein bestimmtes Verhältnis, bei dem der Motor zu einem „hohen“ Bypass wird, obwohl es im Allgemeinen mit etwa 5: 1 angenommen wird. Die Gründe sind eher historisch als technisch.
Die erste groß angelegte Entwicklung der High-Bypass-Turbofans wurde durch die CX-HLS-Konkurrenz der USAF vorangetrieben, die zur C-5 Galaxy führte. Die Anforderungen der Konkurrenz (Reichweite und Kraftstoffeffizienz) führten zur Entwicklung einer neuen Motorengeneration durch GE und PW, die den TF39 bzw. JTF14E entwickelten. GE gewann den Vertrag mit dem TF39-Motor, der ein bisher unerhörtes Bypass-Verhältnis von 8:1 hatte.
PW fand heraus, dass es besser ist, selbst einen Motor mit hohem Bypass zu entwickeln oder den Markt zu verlieren, und entwickelte den JT9D, der ein Bypass-Verhältnis von 5: 1 hatte. Dieser Motor war der erste weit verbreitete Motor mit hohem Bypass-Verhältnis (der vorherige Motor hatte Bypass-Verhältnisse im Bereich von etwa 1) und erforderte eine besondere Erwähnung, die als High-Bypass-Motoren bezeichnet wurde, sobald sie weit verbreitet war. insbesondere bei der Boeing 747 (ironischerweise waren es die beiden Verlierer der CX-HLS-Konkurrenz PW und Boeing, die das Rennen bei Zivilflugzeugen sofort gewannen).
Joe Sutter erkannte den Einfluss der CX-Konkurrenz auf die Entwicklung von 747 an :
Ich sollte hinzufügen, dass die Förderung großer High-Bypass-Triebwerke alles war, was die USAF C-5-Konkurrenz zur Boeing 747 beitrug, wie mein neues Flugzeug heißen würde.
Um nicht zurückgelassen zu werden, entwickelte GE die CF6-Serie mit Bypass-Verhältnissen von 6:1 und RR entwickelte den RB211-22 mit einem Bypass-Verhältnis von ~5:1. Aus diesem Grund wird das Verhältnis von etwa 5: 1 (oder > 4: 1) normalerweise als Trennlinie zwischen Turbofans mit „hohem“ und „niedrigem“ Bypass-Verhältnis angesehen.
"Bypass" ist in diesem Zusammenhang, wie viel Luft die eigentliche Bläserstufe passiert und verwendet wird, um direkt Schub zu erzeugen, im Vergleich dazu, wie viel Luft die Bläserstufe durchquert und sich in die Kompressorstufe bewegt, um im Triebwerk verbrannt zu werden.
Low-Bypass-Turbofans verbrauchen nicht viel Luft für den Schub; Der größte Teil der Luft, die die Lüfterstufe durchströmt, wird in das Triebwerk geleitet, komprimiert, verbrannt und wie bei einem Standard-Turbojet ausgestoßen. High-Bypass-Turbofans leiten mehr Luft aus dem Verbrennungskern, sodass der drehende Lüfter den größten Teil des Schubs erzeugt (und nicht der eigentliche Motor). In diesem Fall wird der Turbojet-Kern des Triebwerks (hauptsächlich) verwendet, um die Triebwerksdrehung zu erzeugen, und die Lüfter erzeugen den größten Teil des Schubs.
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