How is this managed when there are several shafts connecting several compressors/turbines?
O eixo diferente irá girar em velocidades diferentes um do outro, mas os pares relativos compressor / turbina girarão na mesma velocidade.
Expandindo um pouco, no caso mais complexo que eu ouvi falar, existem 3 eixos: Alta Pressão (HP), Pressão Intermediária (IP) e Baixa Pressão (LP)
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A turbina HP e o compressor HP girarão na mesma velocidade, mas isso não é necessariamente igual (na verdade, é altamente provável que seja diferente, caso contrário não haveria necessidade de eixos diferentes) para a velocidade do IP compressor / par de turbina. E isso também será diferente da velocidade do par de turbina / ventilador LP.
Are reduction boxes needed here or do they, in fact, move at the same speed?
Eles geralmente giram na mesma velocidade. E geralmente você não quer caixas de engrenagens na seção central do seu motor. Além do pesadelo de manutenção que se tornariam, dadas as velocidades de rotação e energias envolvidas, elas seriam extremamente pesadas, ineficientes e constituiriam um sistema crítico bastante propenso a falhas.
Uma exceção são os ventiladores, eles têm espaço suficiente e estão na frente de todo o resto do motor, permitindo o alojamento de uma caixa de câmbio dentro do seu gabinete. Você pode encontrar uma discussão melhor sobre este caso nesta pergunta ; Tenha em mente que aqui você tem 3 estágios de compressor com apenas 2 estágios de turbina, a caixa de câmbio foi necessária para ter um diferencial de velocidade entre o ventilador e o compressor IP sem exigir 3 estágios de turbina e um eixo adicional. (graças a @fooot por apontar o PW1000G para fora)
Is this a big deal, does it introduce any serious limitation/drawbacks regarding the exiting air power?
Como tudo na engenharia, há trade-offs. O desempenho ideal seria obtido através de um conjunto infinito de turbinas / compressores infinitesimamente finos, cada um girando a uma velocidade ligeiramente diferente, mas isso não é tecnologicamente viável. Os projetistas de motores se contentarão com um desempenho ligeiramente abaixo do ideal, mas será realmente possível com 1 ou 2 (3 em casos extremos) veios discretos.