Os turbojatos centrífugos são mais fáceis de fabricar do que os axiais?

Question

Os turbojatos centrífugos são mais fáceis de fabricar do que os axiais?

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Observando a história dos motores a jato, notei que os britânicos fabricaram tipos centrífugos pela primeira vez, mas os alemães foram direto para os tipos axiais.

Que tipo é mais fácil, se houver? Com isso quero dizer, que tipo é mais fácil de projetar e produzir? Até onde eu sei, elas parecem ser peças muito semelhantes de máquinas rotativas, apenas as pás do compressor têm uma forma diferente e o fluxo de ar segue um caminho diferente.

As equações do fluxo centrífugo são de algum modo muito mais complexas que o fluxo axial, ou vice-versa? Os rolamentos do eixo de um são muito diferentes do outro? Existem problemas geométricos mais difíceis de lubrificação com um, mas não com o outro?

Note que eu sou não perguntando qual é a mais eficiente ou a melhor escolha. Isso teria que levar em conta muito mais do que o custo para projetar e construir alguma coisa. Por enquanto, estou apenas perguntando sobre qual tipo de mecanismo é mais fácil de construir, se houver.

motor a jato design do motor turbojato

por DrZ214 01.02.2019 / 17:59

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Centrífugo é mais fácil de fazer. É apenas um grande aspirador de pó com um forno a querosene atrás dele, em vez de um motor elétrico. Você tem um impulsor de uma peça, em oposição a inúmeras pequenas lâminas e discos, e pode ser fundido ou usinado a partir de um bloco de metal. Não depende da elevação aerodinâmica das pás para forçar o ar de um espaço grande para um espaço pequeno. Apenas o puxa para dentro e lança o ar para um espaço pequeno, tornando-o mais resistente a picos. Para obter uma oscilação em um motor de compressor centrífugo, você realmente deve obstruir a entrada, enquanto que com um motor axial, você só precisa interromper o fluxo o suficiente para induzir a estolagem da lâmina.

Portanto, nos 30s, era MUITO mais fácil, mais barato e mais rápido, em termos de desenvolvimento, obter um bom motor em funcionamento usando o design da Whittle com o compressor centrífugo. A grande desvantagem é que é menos eficiente que axial. Você não pode obter a taxa de compressão que obteria com um axial porque é difícil incorporar vários estágios, e o motor é bastante grande devido à necessidade de expelir o ar para compactá-lo. Os alemães foram com legiões de despesas, luto e delicadeza operacional para a melhor eficiência e menor perfil de axial.

O exemplo mais óbvio hoje é o fato de que ninguém usa compressores axiais para turbocompressores e a maioria, de fato, usa impulsores semelhantes aos da turbina. Você não verá compressores axiais em nenhum dos pequenos micro turbojatos usados no RC. Muitos turboélices menores também usam compressores centrífugos, às vezes em combinação com estágios axiais. Isso deve lhe dizer algo sobre quanto mais fácil e mais barato é fazer.

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Os compressores centrífugos eram comuns nos motores de pistão WW2, para que os projetistas de motores a jato pudessem aproveitar essa experiência. E esses compressores centrífugos tinham tradição em todos os tipos de bombas de líquido e gás.

Os compressores axiais têm a vantagem de uma taxa de compressão potencialmente mais alta, ao custo de serem mais complexos (mais estágios do compressor).

especulação da minha parte:

Um compressor centrífugo pode ser usinado a partir de um único tarugo, e a placa traseira serve para reforçar as lâminas individuais, tornando mais fácil fazer um compressor forte o suficiente.

Isso também significa que há mais área de superfície para resfriar as pás, para que você tenha menos problemas com a fusão das pás (no lado da turbina).