Động cơ tuốc bin phản lực cánh quạt

Cuối những năm 30 thế kỷ trước động cơ phản lực ra đời, tốc độ máy bay tăng rất cao. Tuy nhiên nó mới chỉ ứng dụng cho máy bay chiến đấu. Sau đó loại động cơ “phản lưc-cánh quạt” ra đời, được áp dụng cho máy bay dân dụng chở khách, còn gọi là động cơ phản lực hai luồng. Nó làm việc ra sao?


*

Mặt trước của động cơ phản lực hai luồng (turbofan)

Trong cấu tạođộng cơtuốc bin phản lực, người ta chia ra hailoại, gọi làđộng cơ phản lực một luồng (turbojet): Toàn bộ khí nén từ cửa hút gió đều được đưa vào đốt trong buồng đốt, tạo lực phụt phản lực đẩy máy bay đi. Động cơ một luồng chủ yếu dùng cho máy bay chiến đấu, (cần tăng tốc nhanh, tính cơ động và đột kích cao, chấp nhận thời gian hoạt động trên không hạn chế). Động cơ loại này thọ mệnh ngắn, nhất là khi làm nhiều động thái tăng lực toàn phần.

Động cơ phản lực hai luồng (turbofan) chỉ cho một phần khí nén qua buồng đốt, nó chính là động cơ phản lực lai cánh quạt.

Bạn đang xem: Động cơ tuốc bin phản lực cánh quạt

Turbofancho ra lực đẩy tổng hợp củaquạt kéo(ducted fan) và lực đẩy từ luồng phản lực khi đốt nhiên liệu ở lõi động cơ phụt ra sau. Còn gọi làđộng cơ phản lực tuốc-bin phân luồng khí.

Guồng quạt lớn ta thường thấy bên ngoài máy bay Boeing 777 hoặc Airbus A-320…chính là guồng quạt thổi ngoài (không khí không bị đốt chỉ bị nén), tạo lực kéo máy bay về phía trước.

Cái gìlàm quay guồng quạt này? Chính là tuốc bin phản lựclõi của động cơ. Nó đồng trục với quạt guồng này. Nó là tác nhân tạo lực.

Lõi động cơ phản lực làm việc theo nguyên lý: Hút không khí, ép qua các tầng lá nén ban đầu của tuốc bin (nguội), nén vào buồng đốt, bị phun nhiên liệu đốt cháy, sinh năng lượng (nóng), thổi vào tuốc bin các tầng sau, rồi phụt luồng phản lực đẩy máy bay đi.

*

1-Luồng khí (xanh) tạo lực kéo, không qua buồng đốt. 2- Luồng khí (vàng và đỏ) qua buồng đốt tạo phản lực đẩy máy bay về phía trước

Nhưvậyđộng cơ phản lực hai luồng(turbofan) cho ra hai lực. Một do cánh quạt guồng kéo, một do phản lực phụt.

Ởđộng cơ phản lực hai luồng,tỉ số giữa hai lực liên quan tớihiệu suất nhiên liệu(fuel efficiency), gọi là tỷ số bỏ qua (bypass ratio), tỷ số này càng cao thì động cơ càng khỏe, đốt ít nhiên liệu, sử dụng tiện lợi khi máy bay bay chậm.

Động cơ phản lực hai luồng tạo lực đẩy lớn hơn động cơ phản lực turbojet (một luồng) thuần tuý. Nó có hiệu suất cao, tạo tốc độ vừa phải, giảm tiếng ồn, thường được sử dụng trong máy bay chở khách.

Cũng nhưthế, máy bay chởhàng nặng nhưAN-225, C-130, A400…cũng dùng động cơ “phản lực-cánh quạt” turbofan, nhưng cánh quạt để trần, không có guồng bao ngoài. Như thế lực nâng và lực kéo mạnh còn mạnh hơn nữa. Máy bay vận tải không coi trọngtăng tốc nhanh, chấp nhận tiếng ồn, chỉ cần công suất lớn, bay xa, bay lâu, động cơ tương đối bền.

Máy bay chởkhách hạng nhỏnhư dòng IL-18, King Air 350, ATR-72, cũng dùng cánh quạt để trần, tạo lợi thế về công suất.

Máy bay trực thăng cóđộng cơ phản lực, nhưng không tạo lực luồng phụt đẩy đi, chuyển thành mô-men quay, truyền qua hộp giảm tốc, đổi góc quay, tạo lực nâng chủ yếu nhờ cánh quạt rộng.

Xem thêm: Máy Xúc Điều Khiển Từ Xa Bằng Sắt, Máy Xúc Điều Khiển Giá Tốt Tháng 5, 2022

*

Cả hai luồng đều thổi qua đây tạo lực cho máy bay

Trên thếgiới hiện nay, sốlượng các hãng sản xuấtđộng cơmáy bay dân dụng có“tên tuổi”sản xuất động cơ phản lực hai luồng chỉđếm trênđầu ngón tay. Cóthểkểđến như:Rolls-Royce-Anh;GE-Aviation, Pratt& Whitney-Hoa Kỳ, Klimov - Nga.

Một vòng đời của máy bay sử dụng nhiều đời động cơ. Giá một cặp động cơ không rẻ, hàng triệu USD. Có động cơ tầm xa, tầm trung và tầm ngắn, giá mỗi loại cũng khác.

Tính toánđể mua một máy bay sao cho kinh tế, phải căn cứ vào công năng của máy bay đó mà chọn động cơ cho phù hợp. Còn phải tính kỹ đến việc bảo trì động cơ có tốn kém hay không, xưởng ở xa hay gần, thời gian thay thế động cơ lâu, mau.

Mộtđiều quan trọng nữa là sửdụng động cơmáy bay phải tính đến hai chỉsố: Chỉsốgiờhoạt động của động cơ và chỉ số năm sử dụng (hạn dùng).

Nếu “chạy” ít, nhưng đã hết hạn dùng date (số tháng), cũng vẫn phải thay động cơ mới.

Thông thường các nhàkhai thác kinh doanh hàng không coi trọng tận dụng sốgiờhoạtđộng củađộng cơ. Nhiều khi còn lâu mới hết “đát”, nhưng số giờ chạy đã nhiều, chỉ cần bảo dưỡng đúng quy trình ( bảo dưỡng theo chục, trăm giờ, theo mùa) là được.

Nhưng với các máy bay chuyên cơ, hay máy bay sẵn sàng ứng trực cứu nạn…thì phải chấp nhận “đến hẹn phải thay” động cơ, cho dù tốn kém.

Các nước giàu nguyên thủ mới có máy bay riêng, không “kết hợp” khai thác thương mại, hoặc dùng việc khác. Các nước nghèo, nguyên thủ sử dụng máy bay theo “kế hoạch công tác”. Nhiều khi bay cùng chuyến bay thương mại, nhưng ở hạng VIP.

Hàng không là ngành dịch vụ chất lượng cao. Mua máy bay đã khó nhọc, nuôi máy bay còn tốn kém, khó nhọc hơn.