Różnica między silnikiem turbiny gazowej a silnikiem tłokowym (silnik tłokowy)

Silnik z turbiną gazową a silnik tłokowy (silnik tłokowy)
 

Podobnie jak wszystkie inne maszyny, samolot potrzebuje źródła zasilania do działania, szczególnie do generowania ciągu, który jest wymagany do przemieszczania samolotu do przodu. Od najwcześniejszych prób silniki tłokowe pracujące na benzynie były wykorzystywane do lotów z napędem.

Pierwszy na świecie lot cięższy niż powietrzny został wykonany przez Wright Flyer I i był napędzany pojedynczym 4-cylindrowym chłodzonym wodą silnikiem tłokowym, który wytwarzał maksymalnie 12 koni mechanicznych. Do II wojny światowej każdy samolot był napędzany silnikami tłokowymi / tłokowymi.

Na późniejszych etapach II wojny światowej Niemcy używali silnika odrzutowego do napędzania samolotów, a wkrótce potem inne kraje. Mimo że koncepcja i konstrukcja zostały opracowane od lat 30. XX wieku, udane wdrożenie silnika odrzutowego nastąpiło dopiero po zakończeniu II wojny światowej.

Od tego czasu silnik odrzutowy i jego warianty stały się dominującą formą elektrowni dla samolotów ze względu na ich wiele zalet w stosunku do silników tłokowych.

Więcej informacji o silniku tłokowym (silnik tłokowy)

Silnik tłokowy, znany również jako silnik tłokowy, jest maszyną z tłokami tłokowymi, która przekształca energię cieplną z procesu spalania w pracę mechaniczną, taką jak praca wału. Główny typ silnika stosowany w samolotach opiera się na spalaniu paliw kopalnych i nazywany jest silnikiem spalinowym.

Mechanika silnika polega na przesuwaniu wału połączonego z mechanizmem cylindra tłoka poprzez wytworzenie dużego ciśnienia wewnątrz cylindra. W zależności od sposobu ułożenia cylindrów wokół wału są one podzielone na kategorie proste (pionowe), obrotowe, promieniowe, typu V i poziomo przeciwstawne.

Wymienione wyżej typy silników działają w cyklu Otto i były używane w większości samolotów na początku 20^th stulecie. Zwykle służą do napędzania śmigła, które generuje ciąg. Każdy samolot pracujący na silnikach tłokowych ma stosunkowo niskie prędkości maksymalne, a moc wytwarzana przez silniki jest stosunkowo mniejsza niż silniki odrzutowe. Powodem jest to, że stosunek mocy do masy silników tłokowych jest bardzo niski, a jeśli wymagana jest większa moc, należy zwiększyć rozmiar silnika, co zwiększa całkowitą masę samolotu, co nie jest pożądane w przypadku samolotów. Konstrukcja i produkcja silników tłokowych są mniej skomplikowane i wymagają mniejszej konserwacji, a koszty silników tłokowych są również niskie.

Więcej informacji na temat silnika turbiny gazowej

Silnik turbiny gazowej lub po prostu turbina gazowa jest silnikiem spalinowym, wykorzystującym gazy takie jak powietrze jako płyn roboczy. Termodynamiczny aspekt działania turbiny gazowej idealnie modeluje cykl Braytona. Silniki z turbiną gazową działają w oparciu o elementy obrotowe, a zatem płyn roboczy przepływa w sposób ciągły przez silnik w kierunku promieniowym lub osiowym. Są podstawowym składnikiem silnika odrzutowego.

Głównymi elementami silnika turbogazowego są sprężarka, komora spalania i turbina, a czasami dysza. Działają, wprowadzając płyn roboczy w różne stany termodynamiczne i wydobywając pracę wału lub ciąg na wylocie. Jeżeli wykorzystuje się ciąg wytwarzany przez wydech, jest to znane jako silnik turbo-odrzutowy; jeśli turbina wydobywa część pracy i napędza wentylator, jest to znane jako silnik turbowentylatorowy. Typ silnika, który wykonuje prawie całą pracę, gdy praca turbiny na wale jest znany jako silnik wału turbosprężarki; jeżeli śmigło napędzane jest przez wał, jest to znane jako silnik turbośmigłowy.

Istnieje wiele wariantów turbin gazowych zaprojektowanych do określonych zadań. Są one preferowane w stosunku do innych silników (głównie silników tłokowych) ze względu na ich wysoki stosunek mocy do masy, mniejsze wibracje, wysokie prędkości pracy i niezawodność.

Jaka jest różnica między turbiną gazową a silnikiem tłokowym (silnik tłokowy)?

• Silniki tłokowe mają mechanizmy tłokowe (do ruchu i od ruchu), podczas gdy silniki turbinowe mają mechanizmy obrotowe.

• Oba wykorzystują powietrze jako płyn roboczy, ale przepływ w turbinach gazowych jest ciągły, podczas gdy silniki tłokowe mają przepływ przerywany.

• Stosunek mocy do masy silników z turbiną gazową jest znacznie wyższy niż w przypadku silników tłokowych.

• Turbiny gazowe są wyrafinowane pod względem projektowania i produkcji, natomiast silniki tłokowe są prostsze w projektowaniu i łatwiejszej produkcji.

• Konserwacja silników tłokowych jest prostsza i musi być wykonywana często, podczas gdy konserwacja silników z turbiną gazową jest złożona, ale kontrola i konserwacja odbywają się w dłuższych odstępach czasu.

• Silniki z turbiną gazową lub jej warianty są drogie, natomiast silniki tłokowe są stosunkowo niedrogie.

• Silniki z turbiną gazową zasilają duże i potężne samoloty, takie jak wojskowe myśliwce odrzutowe lub komercyjny samolot, ale silnik tłokowy jest stosowany w mniejszych i krótkich samolotach dalekiego zasięgu.