Turboskroef: Verskil tussen weergawes

Content deleted Content added
k Die meervoud van "motor" wat "enjin" beteken is "motore" en nie "motors" nie.
Lyn 10:
Die uitlaatgasstukrag in 'n turboskroef word in die aandrywing van 'n as omgeskakel: dus kinetiese energie, wat verkry word uit die uitsetting van gasse in die turbine. Die gasse wat in die ontbrandingskamer uitsit en na die turbine vloei se energie moet twee dinge doen: die gaskompressor en die skroef aandryf. As gevolg hiervan is die oorblywende energie wat die gasse nog oorhet wanneer dit by die uitlaatspruitstukke uitbeweeg, laag.<ref name=glennTur>{{webaanhaling|url=http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/aturbp.html |titel=Turboprop Engine| uitgewer=Glenn Research Center ([[Nasa]])}}</ref><ref name=glennThr>"[http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/aturbp.html Turboprop Thrust]" ''Glenn Research Center ([[Nasa]])''</ref><ref name=lyle>{{cite web|url=http://lyle.smu.edu/propulsion/Pages/variations.htm|title=Variations of Jet Engines|work=smu.edu|accessdate=31 Augustus 2016}}</ref> Gevolglik dra die uitlaatgasse ongeveer 10% by tot die totale stukrag.<ref name="srm">{{cite web|url=http://www.srmuniv.ac.in/downloads/turbofan-2012.pdf |title=The turbofan engine|date=18 April 2015| publisher= SRM Institute of Science and Technology, Department of aerospace engineering.}}</ref> Die skroef se bydrae tot die totale stukrag is groter teen laer snelhede as teen hoër snelhede.<ref>{{cite book |url= https://books.google.com/books?id=IuGILwrEMBYC&lpg=PA1&dq=0080538649&hl=fr&pg=PA16#v=onepage&q&f=false|title= Performance and Stability of Aircraft |author= J. Russell |publisher= Butterworth-Heinemann |date= 2 Augustus 1996 |isbn= 0-08-053864-9 |page= 16}}</ref>
 
Turboskroewe se omloopverhoudings kan van 50 tot 100 wees<ref name=kroo>{{cite web|url=http://adg.stanford.edu/aa241/propulsion/propulsionintro.html |title=Aircraft Design: Synthesis and Analysis, Propulsion Systems: Basic Concepts |author=Kroo, Ilan en Alonso, Juan|date=18 April 2015 }}</ref><ref name=Spak>{{cite web|url=http://web.mit.edu/aeroastro/people/spakovszky.html ||title=Kontak vir Zoltán S. Spakovszky|author=Spakovszky, Zoltán S.}}</ref><ref>{{cite web|url=https://web.archive.org/web/20150419013530/https://books.google.dk/books?id=Rq7uBQAAQBAJ |date=19 April 2015| page=550| publisher=Tata McGraw-Hill Education.| title="If the cowl is removed from the fan the result is a turboprop engine. Turbofan and turboprop engines differ mainly in their bypass ratio: 5 or 6 for turbofans and as high as 100 for turboprop."}}</ref> maar die aandrywinglugvloei is minder gedefinieerd vir skroewe as vir waaiermotorswaaiermotore.<ref name=glennProp>{{webaanhaling|url=[http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/propth.html Propeller thrust] |uitgewer=Glenn Research Center ([[Nasa]])}}</ref><ref name=walsh>{{webaanhaling|outeur=Philip Walsh, Paul Fletcher|url=https://books.google.com/books?isbn=140515103X Gas Turbine Performance |bladsy= 36|uitgewer=John Wiley & Sons |datum=15 April 2008| titel= It has better fuel consumption than a turbojet or turbofan, due to a high propulsive efficiency.., achieving thrust by a high mass flow of air from the propeller at low jet velocity. Above 0.6 Mach number the turboprop in turn becomes uncompetitive, due mainly to higher weight and frontal area.}}</ref>
 
Die skroef word aan die turbine gekoppel met 'n reduksierat wat die hoë omwenteling / lae wringkrag na lae omwenteling / hoë wringkrag omskakel. Die skroef handhaaf normaalweg 'n konstante spoed met 'n veranderlike steekhoek, soos by tipes wat gebruik word deur vliegtuie aangedryf deur suierenjins.
 
In teenstelling met die klein waaiers soos gebruik in turbowaaiermotorsturbowaaiermotore, het die skroef van die turboskroef 'n baie groter deursnee, wat dit toelaat om 'n aansienlike klomp lug te versnel. Dit het tot gevolg dat die lugstroom se snelheid benodig om 'n gegewe stukrag te produseer minder is. Dit is doeltreffender om teen lae snelhede 'n groot volume lug effens te versnel as om 'n klein volume lug teen 'n groter graad te versnel;<ref name=bevil>Paul Bevilaqua. [http://www.dtic.mil/dticasd/sbir/sbir032/n184.doc The shaft driven Lift Fan propulsion system for the Joint Strike Fighter] page 3. Presented 1 May 1997. DTIC.MIL Word document, 5.5 MB. Besoek op: 25 Februarie 2012.</ref><ref name=bensen>Bensen, Igor. "[http://www.gyrocopters.co.uk/html/dr_bensen_explains_all.html How they fly – Bensen explains all]" ''Gyrocopters UK''. Besoek op 10 April 2014.</ref> 'n lae skyflas (stukrag per skyfarea<ref group=nota>Skyfarea: die sirkelarea van die skroef in een omwenteling</ref> area) verhoog die vliegtuig se energiedoeltreffendheid en verminder dus die brandstofgebruik.<ref name=wayne>Johnson, Wayne. [https://books.google.dk/books?id=SgZheyNeXJIC&hl=da&source=gbs_navlinks_s Helicopter theory] pp3+32, ''Courier Dover Publications'', 1980. Besoek op 25 Februarie 2012. {{ISBN|0-486-68230-7}}</ref><ref name=step>Wieslaw Zenon Stepniewski, C. N. Keys. [https://books.google.com/books?id=PawbFeAAllIC&printsec=frontcover&hl=en Rotary-wing aerodynamics] bl. 3, Courier Dover Publications, 1979. Besoek op 25 Februarie 2012. {{ISBN|0-486-64647-5}}</ref>
 
Vliegtuigskroewe se doeltreffendheid neem af namate die vliegtuig se spoed vermeerder, derhalwe word turboskroefmotorsturboskroefmotore gewoonlik nie gebruik vir vliegtuie<ref name="glennTur" /><ref name="glennThr" /><ref name="lyle" /> wat vinniger as 0,6-0,7 [[Mach-getal|Mach]] moet vlieg nie.<ref name="srm" /> ''Propfan''-motorsmotore, soortgelyk aan turboskroefmotorsturboskroefmotore, word gebruik vir snelhede tot 0,75 Mach. Om die skroef se doeltreffendheid te verbeter kan dit voorsien word van 'n meganisme wat die steekhoek relatief tot die lugspoed verander. 'n Veranderbare steekhoekskroef het die voordeel dat dit gebruik kan word om negatiewe stukrag te produseer, gewoonlik wanneer die vliegtuig land, en word gebruik om die vliegtuig te stop. Nog 'n voordeel van 'n veranderbare steekhoekskroef is dat in die geval van motorfaling, die skroef in die faanposisie<ref group=nota>Wanneer die skroef so gestel word dat dit die minste lugweerstand bied</ref> gestel kan word, wat die lugweerstand van die stilstaande skroef minimaliseer.<ref>{{Cite web|url=https://www.experimentalaircraft.info/articles/aircraft-propeller-12.php|title=Operating Propellers during Landing & Emergencies|website=www.experimentalaircraft.info|accessdate=8 Julie 2019}}</ref>
 
Die meeste turbostraal- en turbowaaiermotorsturbowaaiermotore gebruik aksiale kompressors terwyl die meeste turboskroefmotorsturboskroefmotore vir minstens een stadium 'n sentrifugale kompressor gebruik wat die voordeel het dat dit eenvoudig en lig is, maar ten koste van vaartbelyning.
 
=== Turbo-as ===
[[Lêer:Turboshaft operation-af.svg|lang=af|duimnael|Skematiese diagram van die werking van 'n eenvoudige turbo-as-motor. Die kompressor is groen en die onafhanklike asturbine is pers.]]
Normaalweg is die kragturbine 'n integrale deel van die gasverbrandingseksie, maar daar is ook 'n ontwerp vir 'n kragturbine wat onafhanklik van die gaskompressor draai en die turbo-as genoem word. Dit laat die skroef toe om vry en onafhanklik van die kompressor se spoed te draai.<ref name=pt6nation_2>{{cite web|url=http://www.pt6nation.com/en/articles/article/history-an-engine-ahead-of-its-time/|title=An Engine Ahead of Its Time|author= Staff writer(s); no by-line.|website=PT6 Nation|publisher=Pratt & Whitney Canada}}</ref> Die oorblywende potensiële stukrag van die turbo-as-motor word geneutraliseer deur die uitlaat van die turbine te verleng en 180 grade te swaai, wat opponerende kragte tot gevolg het. Behalwe die onafhanklike as is daar geen ander verskille tussen die turboskroef en turbo-as-motorsmotore nie.<ref name=nag>Nag, P.K. "[https://books.google.dk/books?id=Rq7uBQAAQBAJ Basic And Applied Thermodynamics] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20150419013530/https://books.google.dk/books?id=Rq7uBQAAQBAJ |date=19 April 2015 }}" bl. 550. Published by Tata McGraw-Hill Education. Quote: "If the cowl is removed from the fan the result is a turboprop engine. Turbofan and turboprop engines differ mainly in their bypass ratio: 5 or 6 for turbofans and as high as 100 for turboprop."</ref> Turbo-as motorsasmotore word onder andere in [[helikopter]]s gebruik.
 
== Geskiedenis ==
Lyn 29:
Die wêreld se eerste turboskroef is deur die Hongaarse meganiese ingenieur [[György Jendrassik]] ontwerp.<ref>Gunston World, bl. 111</ref> Hy het in 1928 'n ontwerp oor 'n turboskroefmotor gepubliseer en op 12 Maart 1929 is sy ontwerp gepatenteer. In 1938 het hy 'n kleiner (100 perdekrag; 74,6&nbsp;kW) eksperimentele weergawe van die gasturbine gebou.<ref>{{cite web|url=http://www.sztnh.gov.hu/feltalalok/jendrass.html |title=Magyar feltalálók és találmányok – JENDRASSIK GYÖRGY (1898–1954) |publisher=SZTNH |date= |accessdate=31 Mei 2012}}</ref> Die groter Jendrassik Cs-1, met 'n verwagte uitset van 1&nbsp;000 bruto perdekrag, is tussen 1937 en 1941 by die Ganzwerke in [[Boedapest]] vervaardig en getoets. Dit was 'n asvloei-ontwerp met vyftien kompressor- en sewe turbinefases, 'n ringvormige verbrandingskamer met vele moderne kenmerke. Die motor het in 1940 die eerste keer geloop, maar ontbrandingsprobleme het die uitset tot 400&nbsp;bruto perdekrag beperk. In 1941 is die ontwikkelingswerk gestaak weens die [[Tweede Wêreldoorlog]] en die fabriek is gebruik vir konvensionele motorvervaardiging. Die wêreld se eerste turboskroef wat in massa geproduseer is, is in 1942 deur [[Max Adolf Mueller]] ontwerp.<ref name="airent1">Green, W. and Swanborough, G.; "Plane Facts", ''Air Enthusiast'' '''Vol. 1''' No. 1 (1971), bl. 53.</ref>
 
Die publiek het in Februarie 1994 die eerste keer van die turboskroefmotor kennis geneem nadat 'n artikel in die Britse lugvaarttydskrif ''Flight'' verskyn het. Die artikel het 'n gedetailleerde wegsnyskets bevat van hoe die turboskroef moontlik kan lyk. Die skets het baie ooreengekom met die nog toekomstige ''[[Rolls-Royce]] Trent''-motor.<ref>[https://www.flightglobal.com/pdfarchive/view/1951/1951%20-%200908.html "Our Contribution – How Flight Introduced and Made Familiar With Gas Turbines and Jet Propulsion"] ''Flight'', 11 Mei 1951, bl. 569.</ref> Die eerste Britse turboskroefmotor was die ''Rolls-Royce RB.50 Trent'', 'n motor wat ontwikkel is van die ''Rolls-Royce Derwent II'' en toegerus is met 'n reduksierat en vyfbladskroef. Die [[Gloster Meteor]] ''EE227'' was toegerus met twee van die Trent-motorsmotore en daar is na verwys as die ''Trent-Meteor'', wat dit die wêreld se eerste turboskroefvliegtuig gemaak het, al is dit slegs gebruik vir toetse en ontwikkeling en nie vir produksie nie.<ref>James bl. 251-2</ref><ref>Green bl. 18-9</ref> Hierdie vliegtuig het op 20 September 1945 sy eerste vlug voltooi.
 
Met die ondervinding wat Rolls-Royce hier opgedoen het, het hulle die ''Rolls-Royce Clyde''-motor ontwikkel. Dit is die eerste turboskroefmotor wat ten volle gesertifiseer is vir militêre en burgerlike gebruik<ref>{{cite web|url=http://www.flightglobal.com/pdfarchive/view/1950/1950%20-%202035.html|title=rolls-royce trent – armstrong siddeley – 1950–2035 – Flight Archive|work=flightglobal.com|accessdate=31 Augustus 2016}}</ref> asook die ''Rolls-Royce Dart''-motor. Laasgenoemde is een van die betroubaarste turboskroefmotorsturboskroefmotore ooit gebou en die motor was vir 50 jaar in produksie. Die [[Vickers Viscount]] is die eerste vliegtuig wat aangedryf is met turboskroefmotorsturboskroefmotore wat in massa geproduseer is; daar is 'n groot aantal van die vliegtuie verkoop.<ref>Green bl. 82</ref> Dit was ook die eerste viermotorige turboskroefvliegtuig en het sy nooiensvlug op 16 Julie 1948 onderneem. Die eerste enkelmotorige turboskroefvliegtuig was die [[Boulton Paul Balliol]], aangedryf deur 'n ''Armstrong Siddeley Mamba''-motor, sy nooiensvlug was op 24 Maart 1948.<ref>Green bl. 81</ref>
 
[[Lêer:Kuznetsov NK-12M turboprop on Tu-95.jpg|duimnael|Die Kuznetsov NK-12 is steeds die kragtigste turboskroefmotor]]
 
Die [[Sowjetunie]] het na die Tweede Wêreldoorlog voortgebou op die ontwikkeling van die Duitse maatskappy ''Junkers Motorenwerke'' terwyl BMW, Heinkel en Daimler-Benz ook motorsmotore ontwikkel en getoets het. Alhoewel die Sowjetunie in daardie stadium die vermoë gehad het om die raamwerk en romp te bou vir 'n straalaangedrewe strategiese [[bomwerper]], wat vergelykbaar is met die [[Boeing B-52 Stratofortress]], het hulle eerder die [[Toepolef Tu-95|Toepolef Tu-95 Bear]] gebou wat aangedryf is deur vier ''Kuznetsov NK-12''-turboskroefmotorsturboskroefmotore – elk toegerus met twee kontraroterende skroewe. Die skroewe se punte was aangepas om teen supersoniese snelhede te kan werk om sodoende 'n maksimumkruissnelhied van 575 mpu te verseker. Dit was in daardie stadium vinniger as die eerste straalaangedrewe vliegtuie en vergelykbaar met die kruissnelhede van die meeste vliegtuie. Die ''Bear'' het die Sowjetunie lank gedien; dit is tewens hulle suksesvolste gevegs- en verkenningsvliegtuig en 'n simbool van Sowjetse magsvertoon gedurende die 20ste eeu. Die [[Verenigde State]] het ook vliegtuie vervaardig met kontraroterende turboskroefmotorsturboskroefmotore soos die rampspoedige Allison T40-motor. Dit was in wese twee Allison T38-motorsmotore langs mekaar met 'n gemeenskaplike ratkas om die kontraroterende skroewe aan te dryf. Dit het gelei tot 'n reeks eksperimentele vliegtuie gedurende die 1950's wat aangedryf is met die T40. Een model is die [[Convair R3Y Tradewind]]-[[vliegboot]] wat egter nooit deur die Amerikaanse Vloot gebruik is nie.
 
Die eerste Amerikaanse turboskroefmotor is die [[General Electric]] ''XT31''-motor, wat in die eksperimentele [[Consolidated Vultee XP-81]] gebruik is.<ref>Green bl. 57</ref> Die XP-81 het in Desember 1945 sy eerste vlug onderneem en is die eerste vliegtuig wat aangedryf is met beide turboskroef- en turbostraalmotorsturbostraalmotore. Die kennis en ondervinding opgedoen met die Allison T38 is gebruik en het gehelp met die ontwikkeling van die Allison T56-turboskroefmotor. Vier van die T56's is gebruik om die [[Lockheed L-188 Electra]] aan te dryf, asook sy militêre weergawe die [[Lockheed P-3 Orion]] en die [[C-130 Hercules]]-transportvliegtuig. Een van die turboskroefmotorsturboskroefmotore waarvan die meeste in burgerlugvaart vervaardig en gebruik is, is die ''Pratt & Whitney Canada PT6''-motor.
 
Die eerste turbo-as-aangedrewe [[helikopter]] is die Kaman K-225, 'n ontwikkeling van Charles Kaman se K-125 helikopter met twee gesinchroniseerde skroewe. Die K-225 het 'n Boeing T50 turbo-as-motor gebruik en sy eerste vlug op 11 Desember 1951 onderneem.<ref>{{cite web |url=http://airandspace.si.edu/collections/artifact.cfm?id=A19571016000 |title=Smithsonian National Air and Space Museum – Collections – Kaman K-225 ''(Long Description)'' |author=<!--Staff writer(s); no by-line.--> |date= |work= |publisher=National Air and Space Museum |accessdate=4 April 2013}}</ref>
Lyn 43:
== Operasionele gebruik ==
[[Lêer:Lockheed C-130 Hercules.jpg|duimnael|Die [[Lockheed C-130 Hercules]] militêre transportvliegtuig. Meer as 2&nbsp;500 eenhede van hierdie ou staatmaker is gebou.]]
In teenstelling met turbowaaiermotorsturbowaaiermotore is turboskroefmotorsturboskroefmotore die doeltreffendste teen snelhede onder 725&nbsp;km/h (450&nbsp;mpu; 390 [[Knoop (snelheid)|knope]]), want die snelheid van die lug oor die skroef is redelik stadig. Moderne turboskroefvliegtuie se kruissnelheid is bykans dieselfde as dié van kleiner streekstralervliegtuie, maar gebruik slegs tweederdes van die brandstof per passasier teenoor die stralermotorsstralermotore.<ref>{{cite web|url=http://www.centreforaviation.com/news/2010/07/09/more-turboprops-coming-to-the-market---maybe/page1|title=More turboprops coming to the market – maybe – CAPA – Centre for Aviation|work=centreforaviation.com|accessdate=31 Augustus 2016}}</ref> Skroefaangedrewe vliegtuie vlieg egter teen laer hoogtes as straalaangedrewe vliegtuie omrede laasgenoemde vinniger kan vlieg op hoër hoogtes en ook meer brandstofdoeltreffend is op hoër hoogtes.
 
In vergelyking met suierenjins is die voordele van die turboskroefmotorsturboskroefmotore 'n beter krag-tot-gewig-verhouding (wat korter opstygafstande tot gevolg het) met goeie betroubaarheid; wat die aanvanklike hoër koste, instandhouding en hoër brandstofverbruik (teenoor suierenjins) aanvaarbaar maak. Omrede stralerbrandstof meer beskikbaar is as aangepaste motorvoertuigbrandstof vir vliegtuigenjins, word turboskroefaandrywing verkies vir die [[Cessna 208 Caravan]] en [[Quest Kodiak]] wat as bosvliegtuie (op afgeleë plekke) gebruik word.
 
[[Lêer:Svensk flygambulans97.jpg|duimnael|Die [[Beechcraft King Air]] en [[Beechcraft Super King Air|Super King Air]] is die turboskroefbesigheidsvliegtuie waarvan die meeste vervaardig is, met gesamentlik 7&nbsp;300 eenhede soos op 30 Mei 2018<ref>{{cite press release |url= https://txtav.com/en/newsroom/2018/05/beechcraft-king-air-350i-rolls-out-improved-situational-awareness-navigation |date= 30 Mei 2018 |title= Beechcraft King Air 350i rolls out improved situational awareness, navigation |publisher= Textron Aviation}}</ref>]]
 
TurboskroefmotorsTurboskroefmotore word gewoonlik vir kleiner subsoniese vliegtuie gebruik, maar die [[Toepolef Tu-114]] kan snelhede van tot 470 knope bereik. Groot militêre vliegtuie soos die [[Toepolef Tu-95]] en burgerlike vliegtuie soos die ''Lockheed L-188 Electra'' word ook aangedryf deur turboskroefmotorsturboskroefmotore. Die [[Airbus A400M Atlas]] word aangedryf deur vier [[Europrop TP400]]-motorsmotore wat naas die [[Kuznetsov NK-12]]-motore die tweede kragtigste turboskroefmotorsturboskroefmotore is wat vervaardig word na die [[Kuznetsov NK-12]]-motors.
 
In 2017 was hierdie meesvervaardigde turboskroefvliegtuie nog in gebruik: [[ATR 42]]/[[ATR 72|72]] (950 vliegtuie), [[Bombardier Q400]] (506) en [[De Havilland Canada Dash 8|Dash 8-100/200/300]] (374), [[Beechcraft 1900]] (328), [[de Havilland Canada DHC-6 Twin Otter]] (270) en die [[Saab 340]] (225).<ref name=2017census>{{cite web |url=https://www.flightglobal.com/news/articles/analysis-787-stars-in-annual-airliner-census-439552/ |title= 787 stars in annual airliner census |work= FlightGlobal |date= 14 Augustus 2017}}</ref> Ander minder bekende en ouer vliegtuie is: [[BAe Jetstream 31]], [[Embraer EMB 120 Brasilia]], [[Fairchild Swearingen Metroliner]], [[Dornier 328]], [[Saab 2000]], [[Xian MA60]], [[Xian MA600|MA600]] en [[Xian MA700|MA700]], [[Fokker F27 Friendship]] en [[Fokker 50]].
Lyn 58:
Twee insidente het gelei tot ligte beserings as gevolg van die motorfalings asook botsings op die grond (landbouvliegtuie) en vyf ongelukke waar die vliegtuie in die lug was: vier in landbou- en een deur 'n ambulansvliegtuig.<ref name=AIN25jun2018>{{cite news |url= https://www.ainonline.com/aviation-news/business-aviation/2018-06-25/atsb-study-finds-turboprop-engines-safe-reliable |title= ATSB Study Finds Turboprop Engines Safe, Reliable |author= Gordon Gilbert |date= 25 Junie 2018}}</ref>
 
== TurboskroefmotorsTurboskroefmotore tans in gebruik ==
{{cite book |title= Jane's All the World's Aircraft. |date= 2005–2006}}
{| class="wikitable sortable"