Kas yra aplinkkelio koeficientas?

Aplenkimo koeficientas (BPR) yra terminas, naudojamas išreikšti oro kiekio, tekančio per aplinkkelio ventiliatorių ir aplink šiuolaikinio reaktyvinio variklio šerdį, ir to, kuris praeina per šerdį, santykį. Ankstyvuosiuose reaktyviniuose varikliuose didžioji dalis oro, patenkančio į variklio įleidimo angą, buvo naudojama degimo procese ir praeidavo per variklio šerdį, kad išeitų per variklio išmetamąsias dujas. Nors šie ankstyvieji orlaivių varikliai davė pakankamai traukos, jie sudegino daug degalų, išmetė per daug teršalų ir buvo labai triukšmingi. Pažanga turbinos varomojoje technologijoje ir nuolatinis slėgis, siekiant gaminti tylesnes, švaresnes ir ekonomiškesnes aviacijos jėgaines, paskatino sukurti variklius su daug didesniu apėjimo koeficientu. Naujausios kartos reaktyvinių variklių 2011 m. grąžos santykis yra net aštuoni prieš vieną, todėl jie yra tylūs, švarūs ir daug efektyvesni.

Kalbant labai paprastai, vidutinė turbininė jėgainė arba reaktyvinis variklis, kaip jie dažniau vadinami, susideda iš dviejų pagrindinių dalių arba etapų, sujungtų centriniu velenu. Šios dvi sekcijos yra uždarame vamzdyje ir yra sudarytos iš kompresoriaus mentelių rinkinio variklio priekyje ir turbinos menčių rinkinio gale. Tarpas tarp dviejų sekcijų naudojamas kaip degimo kamera. Abu vamzdžio galai yra atviri išorinei atmosferai, o priekinis arba priekinis galas yra įleidimo anga, o galinė – kaip išmetimo anga.

Kai variklis veikia, oras, patenkantis į įleidimo angą, kompresoriaus pakopa suspaudžiamas ir patenka į degimo kamerą. Ten suspaustas oras sumaišomas su purškiamu kuru ir uždegamas. Tada greitai besiplečiančios dujos pereina ir sukasi turbinos pakopą prieš išleisdamos į išmetamąsias dujas. Šios karštos dujos suteikia tam tikrą variklio traukos dalį ir, kadangi turbina ir kompresorius yra tarpusavyje sujungti, palaiko visą ciklą. Senesniuose reaktyviniuose varikliuose šiame procese buvo panaudota didelė dalis į variklį patenkančio oro, o didžiąją variklio traukos dalį sukuria išmetamosios dujos.

Nors ši sistema veikė gerai, ji turėjo keletą trūkumų, tokių kaip didelės degalų sąnaudos, dideli variklių išmetamų teršalų kiekiai ir perteklinis triukšmas. Sparčiai didėjančios degalų sąnaudos ir vis didėjantis aplinkosauginis sąmoningumas, taip pat spaudimas mažinti triukšmo lygį aplink oro uostus galiausiai paskatino sukurti tai, kas dabar žinoma kaip didelio aplinkkelio variklis. Šie varikliai vis dar turi tą pačią pagrindinę struktūrą kaip ir senesnės versijos, tačiau turi labai didelį pirmos pakopos ventiliatorių, uždarytą galvoje, kuri supa branduolį. Kai šie varikliai veikia, didžioji dalis oro, patenkančio į įleidimo angą, visiškai apeina šerdį.

Tai turi nemažai reikšmingų privalumų. Pirmasis yra degalų sąnaudos, labai padidėjus aplinkkelio traukai, sumažinant centrinio šerdies degimo proceso reikalingą traukos kiekį. Antrasis yra triukšmo mažinimas, kurį sukelia mažesnis išmetamųjų dujų slėgis, ir duslinantis aplinkkelio oro, praeinančio išmetimą, poveikis. Be to, aplinkkelio oras aušina variklį, todėl degalų deginimas yra proporcingai sumažintas.

Nuo 2011 m. šiuolaikinių didelio apėjimo koeficiento variklių santykis yra iki 10 kartų didesnis nei ankstesnių tipų variklių. Pratt & Whitney JT 8D su senu Boeing 737–200 apėjimo koeficientas buvo 0.96: vienas. Naujojo „Airbus A900“ arba „Boeing 380“ „Rolls Royce Trent 777“ santykis yra 8.7 su vienu. Tai reiškia, kad aplink variklį teka beveik devynis kartus daugiau oro nei per šerdį. Vienintelis atvejis, kai žemo apėjimo koeficiento varikliai yra pranašesni, yra viršgarsinio skrydžio programose. Puikus pavyzdys yra „Concorde“ varikliai, kurių apvažiavimo santykis buvo nulis su vienu, o visas įsiurbiamasis oras teka tiesiai raudona juosta.