In definitiva quello che vuoi da tutti e tre i tipi di motori è la quantificazione della spinta disponibile per spingere un aeroplano nel cielo. I motori turbofan / jet sono autonomi e producono direttamente la spinta, ma un motore turboelica richiede l'aggiunta di un'elica, che può avere caratteristiche differenti in base all'installazione.

Poiché la spinta non è nota per un turboelica fino a quando non è stata determinata la sua installazione, i produttori invece quantificano la potenza disponibile per azionare un'elica. Ciò consente di confrontare i motori in modo che un produttore di cellula possa effettuare la selezione corretta.

Il flusso di carburante è quindi correlato alla spinta o alla potenza come misura dell'efficienza, a seconda del tipo di motore. Generalmente non esiste una relazione matematica pubblicata tra potenza e spinta per un dato motore. Non è necessario per turbofan / jet e non è possibile determinarlo al momento della produzione per turboelica.

I motori a reazione producono direttamente la spinta scaricando i gas (e in un moderno ventilatore turbo muovono anche molta aria intorno a loro), quindi la portata del carburante è direttamente correlata alla spinta generata.

In un turboelica il motore produce potenza che, tramite un cambio, fa girare un'elica che genera la spinta. Poiché la maggior parte dei turboeliche ha la capacità di regolare il passo dell'elica, la potenza del motore non è sempre direttamente correlata alla spinta generata in un dato momento.

Per ampliare quanto affermato da Dave, il termine Power viene utilizzato per i turboelica perché la spinta prodotta dall'elica è una funzione della potenza applicata all'elica, ovvero coppia @ RPM.

Il generatore di gas di un turboelica - la parte del motore a reazione - ha la sua potenza indicata come percentuale della coppia massima che può applicare al cambio dell'elica, mentre un motore a reazione puro, la cui spinta risulta dal flusso d'aria di massa accelerando attraverso il motore, ha la sua uscita indicata dal rapporto di pressione del motore, la differenza tra la pressione dell'aria in entrata e quella in uscita.

I turbofan sono una specie di mezzo tra i due, essendo una specie di un turboelica con un passo fisso molte eliche a pale. Poiché la ventola è a passo fisso e non ha capacità di regolazione della velocità costante, non è necessario conoscere la coppia che viene applicata ad essa ed è sufficiente utilizzare solo il numero di giri della ventola (N1, indicato come percentuale del massimo). I turbofan mostrano anche i giri motore del motore principale (N2), ma la velocità della ventola N1 è la misura di impostazione della potenza primaria.

Per i turbofan vs i turboelica, è simile a come gli aeroplani a pistoni con eliche a passo fisso misurano semplicemente il numero di giri, come un turbofan, mentre gli aerei a pistoni con eliche a velocità costante devono mostrare RPM e pressione del collettore (MP è più o meno equivalente alla coppia in un turboelica).

Non sono sicuro di cosa intendi per parte matematica.

Hai scritto in un commento sulla risposta di Dave:

perché hai scritto che i motori turboelica generano potenza, mentre mentre scrivevi per i motori a reazione hai scritto che generano spinta . Questa era la mia vera domanda? Capisco i meccanismi di entrambi, ma perché è intenzionalmente scritto in modo diverso? Mi manca qualcosa?

Quindi sembra che la domanda principale che stai cercando di fare sia: qual è la differenza tra potenza e spinta?

Potenza e spinta sono due misure differenti della potenza di un motore (proprio come l'altezza e il peso sono due misure differenti della taglia di una persona). Tutti i motori generano potenza e tutti i motori generano spinta, ma sono due numeri diversi con due significati diversi.

La spinta è un po 'più facile da descrivere. La spinta è spesso misurata in libbre o newton. Se un motore produce 500 libbre di spinta, allora sta spingendo sull'aereo con la stessa quantità di forza che un peso di 500 libbre spingerebbe su di esso. La differenza è che il motore spinge in avanti mentre il peso spinge verso il basso.

La potenza in uscita è un po 'più difficile da descrivere. La potenza viene spesso misurata in cavalli o kilowatt.

Per i motori a razzo , la formula per la potenza di uscita è semplice:

$$ \ text {output power} = \ text {thrust} \ times \ text {exhaust speed}. $$

Sfortunatamente, la maggior parte degli aeroplani non è alimentata da motori a razzo, quindi questa semplice formula non si applica più, però. Ma i principi di base sono gli stessi:

• Quando un motore produce più spinta, produrrà anche più potenza.
• Anche se un motore produce una quantità costante di spinta , poiché l'aereo vola più veloce, il motore finirà per produrre più potenza.

La produzione di potenza è direttamente correlata al consumo di potenza. Se fai in modo che un motore produca più potenza, consumerà più carburante.

La vera ragione è che, per definizione, un motore a reazione non emette alcun tipo di potenza ma emette invece la forza di spinta. I motori turboelica non emettono una forza di spinta, ma piuttosto una potenza meccanica attraverso un albero e un cambio forniti da detta potenza da una turbina di potenza o dal nucleo del gas stesso.

Questa disposizione ha a che fare di più con il modo in cui il La FAA e altri organi di governo hanno definito questi motori, non tanto in base alla fisica. Sono consapevole del fatto che entrambi i motori generano energia e potenza, è solo che in genere non quantificiamo la produzione di energia dai motori a reazione in questo modo.

Ironia della sorte, molti motori a turboelica sono spesso classificati in cavalli di potenza all'albero equivalente (ESHP) è una somma sia della potenza meccanica fornita dall'albero motore sia della spinta di reazione creata dai gas di scarico dei motori.

Anche questo ha impatti normativi. I piloti di aerei a reazione non richiedono né un'approvazione complessa né ad alte prestazioni nei loro giornali di bordo per registrare il tempo di comando in un jet, ma è necessaria se il tuo aereo è alimentato da una centrale elettrica a moto alternata o turboelica.

Oau, molte risposte e quasi nessuno tocca il vero problema.

Le eliche produrranno una spinta che diminuisce con l'aumentare della velocità. Poiché potenza = spinta x velocità, ciò significa che i motori produrranno (più o meno) una potenza (quasi) costante per tutta la gamma di velocità del velivolo. Dato un flusso di carburante specifico, produrrà una potenza specifica (calcolabile), che si tradurrà in una spinta variabile a seconda della velocità corrente. Quindi il carburante ti dà potenza.

I motori a reazione produrranno una spinta costante (quasi) indipendentemente dalla velocità attuale del velivolo. Ciò significa che la "potenza" non è realmente una misura utile nel jet (tutti sono classificati in spinta, non in potenza), poiché puoi semplicemente raddoppiare la velocità corrente e il getto ora produce il doppio della potenza, anche se hai non è cambiato il flusso di carburante. Un flusso di carburante specifico al motore a reazione produrrà una spinta specifica (calcolabile), ma può produrre qualsiasi quantità di potenza a seconda della velocità corrente del velivolo. Quindi il carburante ti dà spinta

È perché in un turboelica, quasi tutta l'energia estratta dalle turbine del motore viene utilizzata per far funzionare un'elica. Quindi, si tratta solo di quanta potenza è necessaria per far girare l'elica. Per misurare la quantità di forza richiesta per ruotare l'elica, utilizziamo un sensore per misurare la quantità di forza di torsione che agisce sull'albero dell'elica. Questo sensore è chiamato sensore di coppia e in quasi tutti i turboelica, la coppia è l'indicazione utilizzata dai piloti per controllare la potenza del motore. Ma sappiamo tutti che secondo l'equazione della potenza:

Potenza = Coppia x RPM

Dall'equazione si capisce che la potenza può essere aumentata aumentando la coppia o il numero di giri. Quindi, come fanno i piloti a turboelica a utilizzare solo la coppia per controllare la potenza del motore? È semplice. In un tipico motore turboelica, le eliche sono a passo variabile oppure si potrebbe dire che funzionano a velocità o RPM costanti. Ciò è ottenuto da un'unità di controllo dell'elica (PCU). In termini semplici, quando il pilota spinge in avanti le manette e all'aumentare della coppia, il regime rimane costante al valore impostato dal pilota utilizzando le leve di condizione. Il modo in cui è fatto è molto semplice. Quando il pilota aumenta la potenza o la coppia, l'elica cerca di funzionare a un regime più elevato. Ma la PCU lo rileva e aumenta l'angolo della pala dell'elica e lo rallenta fino a raggiungere il numero di giri impostato. Allo stesso modo, se si tenta di controllare il regime dell'elica utilizzando le leve delle condizioni, si verificherà una variazione della coppia. Cioè, se si tirano indietro le leve di condizione (aumentare l'angolo della pala) per ridurre il regime dell'elica, ci sarà un corrispondente aumento della coppia del motore. Quindi, con impostazioni di coppia elevate, devi stare molto attento perché potresti sovraccaricare il motore. Quando impostiamo la potenza in turboelica e se richiede una riduzione del regime dell'elica, riduciamo la coppia utilizzando le leve di potenza prima di un po 'prima di ridurre il regime utilizzando le leve di condizione. Ciò è particolarmente importante quando si imposta la potenza di salita dopo un decollo che viene eseguito vicino alla coppia massima consentita del motore.

Quindi, in un motore turbprop, la combinazione di coppia e RPM dell'elica fornisce una certa quantità di potenza di cavallo dell'albero (SHP). A pieno regime e alla massima coppia impostata il motore produrrà il massimo SHP. In un tipico decollo, il motore produce un SHP molto vicino a questo SHP massimo.

D'altra parte, i motori turbofan misurano la pura potenza di spinta. Alcuni motori lo misurano come percentuale del regime del compressore a bassa pressione (N1 percento). Perché usiamo N1? Perché il compressore a bassa pressione o il ventilatore produce la maggior parte della spinta in un turbofan. La quantità di spinta prodotta dalla sezione calda è piuttosto ridotta rispetto alla spinta prodotta dal ventilatore o dal bypass. In alcuni altri turbofan, compresi i vecchi turbogetti, la misurazione della spinta viene fornita come un rapporto di pressione o più specificamente un rapporto di pressione del motore (EPR). Si tratta di una misura più diretta della spinta del motore, poiché è il rapporto tra la pressione di uscita del motore e la pressione di ingresso.

Ho pensato che anche il design del motore sarebbe stato leggermente diverso a seconda dell'applicazione. Per un turbogetto puro, si desidera la massima spinta in fuori, quindi l'obiettivo non è massimizzare la coppia durante la rotazione di un albero. Dall'altro lato dello spettro, passando dalla ventola turbo all'elica turbo o persino all'applicazione della coppia massima come un generatore a turbina, si desidera ridurre al minimo la spinta e convertire tutta l'energia del gas di espansione in coppia.

Ovvero perché la maggior parte dei turboelica utilizza compressori centrifughi almeno in uno stadio e i motori turbo jet puri utilizzano compressori assiali. Il primo converte la maggior parte dell'energia del gas in espansione in movimento circolare (lo chiameremo coppia) e il secondo accelera il gas in espansione per la massima velocità aria / gas sul retro per la spinta.

Un turbocompressore in un'auto motore o il turbocompressore in un motore di aeromobili a pistoni utilizzano compressori centrifughi in modo simile perché vogliono generare movimento circolare (coppia) su un compressore d'aria per aumentare la quantità di ossigeno nella camera di combustione.

Non lo sono. certo se è corretto, perché ci ho solo pensato, ma ho fatto alcune ricerche per confermare che i jet puri vogliono spinta, flusso assiale e alta velocità del gas allo scarico, e turboelica vogliono coppia, per trasformare un albero in un psru allora un'elica, quindi questi motori hanno compressori diversi che convertono l'energia in diversi tipi di movimento.