Anonimo
Anonimo ha chiesto in Auto e trasportiAerei · 1 decennio fa

Turbofan ad alto e basso rapporto di diluizione?

Leggendo informazioni sul tipo di propulsione che usano gli aerei a getto moderni volevo chiedere, che differenza c'è tra high-bypass e low-bypass ratio?Come incide sulla propulsione il rapporto tra aria fredda che passa all'esterno del "core" e quella calda che passa all'interno?

1 risposta

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  • 1 decennio fa
    Risposta preferita

    Il rapporto tra la portata in massa di flusso freddo e flusso caldo si dice rapporto di diluizione o, in inglese, bypass ratio o BPR.

    Tutti gli aeroplani moderni a getto adottano il turboventola, in quanto è il motore che permette il minimo consumo e migliori prestazioni rispetto al sorpassato turbogetto. Questo per motivi legati alla presenza della ventola e del flusso freddo. Infatti, a causa del fatto che il combustibile sia miscelato solo nel flusso caldo, il turboventola genera più spinta a parità di combustibile consumato da un turbogetto, o, che è lo stesso, consuma meno combustibile a parità di spinta con un turbogetto.

    Molti aeroplani passeggeri adottano turboventole ad alto rapporto di diluizione; possiamo riconoscerli grazie al loro più grande ingombro frontale, determinato dalla ventola appunto, mentre gli aeroplani ad alte prestazioni, come possono esserlo i caccia, adottano turboventole a basso rapporto di diluizione, per un fatto legato alla loro velocità operativa molto elevata, dove quindi l'ingombro è paragonabile a quello di un turbogetto semplice.

    La ventola è mossa da un albero della turbina più a valle, detta turbina di bassa pressione, mentre il compressore è mosso da un altro albero, concentrico e più esterno rispetto al primo, collegato alla turbina più a monte e immediatamente posta a valle del combustore, detta turbina di alta pressione. Questa configurazione è detta bialbero, ma il compressore potrebbe essere mosso anche da più di un albero, generando configurazioni trialbero.

    Il rumore prodotto da questo tipo di motori è strettamente in relazione alla velocità dei gas di scarico. I motori a rapporto di diluizione più alto, cioè a più bassa spinta specifica (spinta per unità di flusso di massa), sono relativamente silenziosi, se comparati con i turbogetti e i turboventola a basso rapporto di diluizione (e quindi ad alta spinta specifica). Un motore a bassa spinta specifica ha una velocità allo scarico molto più bassa: per convincercene basta far riferimento all'equazione approssimata della spinta, valida anche per i turbogetti:

    T = m (V_s - V_a)

    In un turboventola a flussi separati i due getti sono caratterizzati da temperature diverse. Poiché a parità di salto di pressione la velocità di efflusso è proporzionale alla radice quadrata della temperatura totale del flusso, si può cercare di aumentare la temperatura del flusso secondario grazie all'elevata temperatura di quello primario. Questo principio è alla base della realizzazione del turboventola a flussi associati che, ridistribuendo tra i due flussi non solo il lavoro utile ma anche l'energia termica, permette di ottenere prestazioni superiori rispetto al caso del turboventola a flussi separati, anche se per ottenere tale vantaggio bisogna tener conto del peso aggiuntivo necessario.

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