Veo algunas preguntas en el sitio que hablan sobre los aspectos positivos y negativos relativos de un turboventilador de derivación alta (HB) frente a un turboventilador de derivación baja (LB). Pero no veo nada que explique qué hace que un motor turboventilador sea HB o LB. Supongo que tiene que ver con la proporción de aire que pasa por alto las etapas del compresor y solo pasa por los ventiladores. Pero, ¿qué relación hace un motor HB v. LB? ¿Y por qué se eligió esa proporción?
Tenga en cuenta: no estoy buscando casos de uso, estoy buscando diferencias en las especificaciones de diseño.
El primer turboventilador, el RR Conway , tenía solo una relación de derivación de 0,25. Fue diseñado para instalarse en la base del ala de aviones como el bombardero HP Victor o el proyecto de transporte Vickers V-1000 , por lo que RR se esforzó por mantener el diámetro pequeño. Por supuesto, en aquel entonces nadie distinguía los motores de derivación alta y baja. El P&W JT-3D , que propulsó a la mayoría de los aviones de pasajeros de segunda generación (Boeing 707 y DC-8), tenía una relación de derivación de menos de 1,5.
Pero cuando se desarrolló la nueva generación de motores ( GE CF-6 , JT-9D ) con relaciones de derivación de alrededor de 5 para la primera generación de aviones de fuselaje ancho, el marketing necesitaba un término para dejar claro que se trataba de una nueva generación de motores, y nació la categoría de motor de alta relación de derivación. En general, el umbral es de alrededor de 5, pero tenga en cuenta que algunas versiones de CF-6 tienen relaciones de derivación tan bajas como 4,24 y aún caen en la categoría de relación de derivación alta. Por lo tanto, Wikipedia establece el límite en una relación de derivación de 4.
No hay diferencia técnica entre un motor de derivación baja y alta, y el límite es arbitrario. El salto en la relación de derivación de 1,5 a 5 trajo mejoras significativas en el consumo específico de combustible y la reducción del ruido, pero parte del progreso técnico también se debió a mejores materiales y aerodinámica, lo que permitió mayores relaciones de compresión y temperaturas de entrada a la turbina.
Ahora, casi 50 años después, vemos entrar en servicio los primeros motores con relaciones de derivación superiores a 10 . Los diseños se están preparando con proporciones de derivación de 12, por lo que marketing necesitará una nueva palabra para describir esas creaciones. Con el "bypass ultra alto" ya tomado por la multitud de fanáticos sin conductos , la búsqueda está en marcha.
No hay una relación particular en la que el motor se convierta en un bypass 'alto', aunque generalmente se toma alrededor de ~ 5: 1. Las razones son más históricas que técnicas.
El primer desarrollo a gran escala de los turboventiladores de derivación alta fue impulsado por la competencia CX-HLS de la USAF, que condujo al C-5 Galaxy. Los requisitos de la competencia (autonomía y eficiencia de combustible) llevan al desarrollo de una nueva generación de motores por parte de GE y PW, que desarrollaron el TF39 y el JTF14E respectivamente. GE ganó el contrato con el motor TF39, que tenía una relación de derivación de 8:1 sin precedentes.
PW descubrió que era mejor desarrollar un motor de derivación alto o perder el mercado y desarrolló el JT9D, que tenía una relación de derivación de 5:1. Este motor fue el primer motor ampliamente utilizado con una relación de derivación alta (el motor anterior tenía relaciones de derivación en el rango de ~ 1 más o menos) y requirió una mención especial, que se denominó motores de derivación alta, una vez que se hizo ampliamente utilizado. especialmente en el Boeing 747 (Irónicamente, fueron los dos perdedores de la competencia CX-HLS PW y Boeing, los que ganaron la carrera inmediata en aviones civiles).
Joe Sutter reconoció el efecto de la competencia CX en el desarrollo del 747 :
Debo agregar que el fomento de grandes motores de alto desvío fue todo lo que la competencia USAF C-5 aportó al Boeing 747, como se llamaría mi nuevo avión.
Para no quedarse atrás, GE desarrolló la serie CF6 con relaciones de derivación de 6:1 y RR desarrolló el RB211-22 que tenía una relación de derivación de ~5:1. Debido a esto, la relación de alrededor de 5: 1 (o> 4: 1) generalmente se toma como la línea divisoria entre los turboventiladores de relación de derivación 'alta' y 'baja'.
"Bypass" en este contexto es la cantidad de aire que transita por la etapa del ventilador real y se usa para generar empuje directamente, frente a la cantidad de aire que transita por la etapa del ventilador y se mueve hacia la etapa del compresor para quemarse en el motor.
Los turboventiladores de derivación baja no usan mucho aire para impulsarse; la mayor parte del aire que transita por la etapa del ventilador se dirige hacia el motor, se comprime, se quema y se expulsa como un turborreactor estándar. Los turboventiladores de derivación alta dirigen más aire fuera del núcleo de combustión, por lo que el ventilador giratorio genera la mayor parte del empuje (en lugar del motor real). En este caso, el núcleo del turborreactor del motor se utiliza (principalmente) para generar la rotación del motor y los ventiladores generan la mayor parte del empuje.
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