อ่าน 9 นาที
เทอร์โบพร็อป
เครื่องยนต์ เทอร์โบพร็อป เป็น เครื่องยนต์กังหันแก๊ส ที่ ขับเคลื่อน ใบพัด เครื่องบิน [ 1 ]
เทอร์โบพร็อป

เครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปเป็นเครื่องยนต์กังหันแก๊สที่ ขับเคลื่อน ใบพัดเครื่องบิน[ 1 ]
เครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปประกอบด้วยช่องรับอากาศ ชุดเกียร์ทดรอบ คอมเพรสเซอร์ ห้องเผาไหม้ กังหัน และหัวฉีดขับเคลื่อน [ 2 ] อากาศเข้าสู่ช่องรับอากาศและถูกอัดโดยคอมเพรสเซอร์ จากนั้น เชื้อเพลิงไอพ่นจะถูกเติมลงในอากาศที่ถูกอัดในห้องเผาไหม้ ซึ่งส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศจะเผาไหม้ก๊าซเผาไหม้ร้อนจะขยายตัวผ่านขั้นตอนของกังหัน ทำให้เกิดพลังงานที่จุดปล่อยไอเสีย พลังงานบางส่วนที่สร้างโดยกังหันจะถูกนำไปใช้ในการขับเคลื่อนคอมเพรสเซอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากนั้นก๊าซจะถูกปล่อยออกจากกังหัน ในทางตรงกันข้ามกับเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ตหรือเทอร์โบแฟน ก๊าซไอเสียของเครื่องยนต์ไม่ได้ให้พลังงานเพียงพอที่จะสร้างแรงขับส่วนใหญ่ เนื่องจากพลังงานเกือบทั้งหมดของเครื่องยนต์ถูกใช้ในการขับเคลื่อนใบพัด[ 3 ]
ด้านเทคโนโลยี


แรงขับไอเสียในเครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปจะถูกลดทอนลงเพื่อเพิ่มกำลังเพลา ซึ่งได้มาจากการดึงพลังงานเพิ่มเติม (นอกเหนือจากที่จำเป็นในการขับเคลื่อนคอมเพรสเซอร์) จากการขยายตัวของกังหัน เนื่องจากมีการขยายตัวเพิ่มเติมในระบบกังหัน พลังงานที่เหลืออยู่ในไอพ่นไอเสียจึงต่ำ[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]ดังนั้น ไอพ่นไอเสียจึงสร้างแรงขับได้ประมาณ 10% ของแรงขับทั้งหมด[ 7 ]สัดส่วนของแรงขับที่มาจากใบพัดจะสูงขึ้นที่ความเร็วต่ำและน้อยลงที่ความเร็วสูง[ 8 ]
เครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปมีอัตราส่วนบายพาส 50–100 [ 9 ] [ 10 ]แม้ว่าการไหลของอากาศขับเคลื่อนจะไม่ชัดเจนเท่ากับใบพัดก็ตาม[ 11 ] [ 12 ]
ใบพัดเชื่อมต่อกับกังหันผ่านชุดเกียร์ทดรอบที่แปลง เอาต์พุต ความเร็วรอบ สูง /แรงบิดต่ำเป็นความเร็วรอบต่ำ/แรงบิดสูง โดยสามารถออกแบบได้สองแบบหลัก คือ แบบกังหันอิสระและแบบเพลาคงที่ กังหันแบบเพลาอิสระพบได้ในเครื่องยนต์Pratt & Whitney Canada PT6ซึ่งมีเพียงกังหันเท่านั้นที่เชื่อมต่อกับใบพัด ในขณะที่ส่วนประกอบอื่นๆ ของเครื่องกำเนิดก๊าซ (คอมเพรสเซอร์และห้องเผาไหม้) หมุนอย่างอิสระ วิธีนี้ช่วยให้สามารถทนต่อการกระแทกของใบพัดหรือความเสียหายอื่นๆ ได้โดยไม่ทำให้เครื่องกำเนิดก๊าซเสียหาย และสามารถถอดและเปลี่ยนเฉพาะส่วนกำลัง (กังหันและเกียร์ทดรอบ) ในกรณีดังกล่าวได้ นอกจากนี้ยังช่วยลดความเครียดในการสตาร์ทเครื่องยนต์ขณะอยู่บนพื้นดินอีกด้วย ในทางตรงกันข้าม เครื่องยนต์ แบบเพลาคงที่นั้นเกียร์ทดรอบ กังหัน และเครื่องกำเนิดก๊าซจะเชื่อมต่อกันบนเพลาเดียวกัน เช่นเดียวกับในเครื่องยนต์Honeywell TPE331
ใบพัดเองโดยปกติจะเป็นใบพัดแบบความเร็วคงที่ (ปรับมุมใบพัดได้)คล้ายกับที่ใช้ในเครื่องยนต์ลูกสูบ ขนาดใหญ่ของเครื่องบิน ยกเว้นว่าข้อกำหนดในการควบคุมใบพัดนั้นแตกต่างกันมาก[ 13 ]เนื่องจากเครื่องยนต์กังหันตอบสนองต่อกำลังไฟฟ้าที่ช้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ความเร็วต่ำ ใบพัดจึงมีช่วงการเคลื่อนที่ที่เลือกได้มากขึ้น เพื่อให้สามารถเปลี่ยนแปลงแรงขับได้อย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการแท็กซี่ การถอยหลัง และการปฏิบัติงานบนพื้นดินอื่นๆ[ 14 ]ใบพัดมี 2 โหมด คือ อัลฟาและเบต้า อัลฟาเป็นโหมดสำหรับการปฏิบัติการบินทั้งหมด รวมถึงการขึ้นบิน เบต้า ซึ่งเป็นโหมดที่โดยทั่วไปประกอบด้วยแรงขับเป็นศูนย์ถึงติดลบ ใช้สำหรับการปฏิบัติงานบนพื้นดินทั้งหมด ยกเว้นการขึ้นบิน[ 14 ]โหมดเบต้ายังแบ่งย่อยออกเป็น 2 โหมดเพิ่มเติม คือ เบต้าสำหรับแท็กซี่และเบต้าบวกกำลัง เบต้าสำหรับแท็กซี่ ตามชื่อที่บ่งบอก ใช้สำหรับการแท็กซี่และประกอบด้วยช่วงมุมใบพัดทั้งหมดตั้งแต่ช่วงมุมใบพัดต่ำสุดของช่วงอัลฟา ไปจนถึงมุมใบพัดเป็นศูนย์ ทำให้เกิดแรงขับน้อยมากถึงศูนย์ และโดยทั่วไปจะเข้าถึงได้โดยการเลื่อนคันโยกกำลังไปที่ช่วงเบต้าสำหรับแท็กซี่ กำลังเบต้าพลัสเป็นช่วงการทำงานแบบย้อนกลับและสร้างแรงขับลบ มักใช้สำหรับการลงจอดบนรันเวย์สั้นๆ ที่เครื่องบินจำเป็นต้องลดความเร็วอย่างรวดเร็ว รวมถึงการถอยหลัง และสามารถเข้าถึงได้โดยการเลื่อนคันโยกกำลังลงต่ำกว่าระดับเบต้าสำหรับช่วงแท็กซี่[ 14 ]เนื่องจากนักบินไม่สามารถมองเห็นด้านหลังของเครื่องบินขณะถอยหลัง และปริมาณเศษวัสดุที่เกิดจากการถอยหลังทำให้ฟุ้งกระจาย ผู้ผลิตจึงมักจำกัดความเร็วที่สามารถใช้กำลังเบต้าพลัสได้ และจำกัดการใช้งานบนรันเวย์ที่ไม่ได้รับการปรับปรุง[ 14 ]การปรับมุมใบพัดเหล่านี้ทำได้โดยใช้คันโยกควบคุมใบพัด[ 14 ]
ใบพัดความเร็วคงที่แตกต่างจากใบพัดความเร็วคงที่ของเครื่องยนต์ลูกสูบโดยระบบควบคุม ระบบเทอร์โบพร็อปประกอบด้วยตัวควบคุมใบพัด 3 ตัว ได้แก่ ตัวควบคุม ตัวควบคุมความเร็วเกิน และตัวควบคุมการเติมเชื้อเพลิง[ 14 ]ตัวควบคุมทำงานในลักษณะเดียวกับตัวควบคุมใบพัดของเครื่องยนต์ลูกสูบ แม้ว่าตัวควบคุมเทอร์โบพร็อปอาจรวมวาล์วควบคุมเบต้าหรือก้านยกเบต้าสำหรับการทำงานเบต้า และโดยทั่วไปจะอยู่ที่ตำแหน่ง 12 นาฬิกา[ 14 ]นอกจากนี้ยังมีตัวควบคุมอื่นๆ ที่รวมอยู่ด้วยขึ้นอยู่กับรุ่น เช่น ตัวควบคุมความเร็วเกินและการเติมเชื้อเพลิงในPratt & Whitney Canada PT6และตัวควบคุมความเร็วต่ำในHoneywell TPE331 [ 14 ] เทอร์โบพร็อปยังแตกต่างจากเครื่องยนต์กังหัน ชนิดอื่นๆ ตรงที่หน่วยควบคุมเชื้อเพลิงเชื่อมต่อกับตัวควบคุมเพื่อช่วยกำหนดกำลัง
เพื่อให้เครื่องยนต์มีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น สามารถใช้การไหลของอากาศแบบย้อนกลับได้ ในเครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปแบบไหลย้อนกลับ ช่องรับอากาศของคอมเพรสเซอร์จะอยู่ด้านท้ายของเครื่องยนต์ และช่องระบายไอเสียจะอยู่ด้านหน้า ซึ่งช่วยลดระยะห่างระหว่างกังหันกับใบพัด[ 15 ]
ต่างจากพัดลมขนาดเล็กที่ใช้ใน เครื่องยนต์ เทอร์โบแฟนใบพัดมีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ที่ช่วยให้สามารถเร่งปริมาณอากาศได้มาก ซึ่งทำให้สามารถใช้ความเร็วของกระแสอากาศที่ต่ำกว่าสำหรับแรงขับที่กำหนด เนื่องจากที่ความเร็วต่ำ การเร่งอากาศปริมาณมากด้วยอัตราเร็วเล็กน้อยมีประสิทธิภาพมากกว่าการเร่งอากาศปริมาณน้อยด้วยอัตราเร็วมาก[ 16 ] [ 17 ]การโหลดแผ่นดิสก์ต่ำ (แรงขับต่อหน่วยพื้นที่แผ่นดิสก์) จะช่วยเพิ่ม ประสิทธิภาพการใช้พลังงานของเครื่องบินและลดการใช้เชื้อเพลิง[ 18 ] [ 19 ]
ใบพัดทำงานได้ดีจนกระทั่งความเร็วในการบินของเครื่องบินสูงพอที่การไหลของอากาศผ่านปลายใบพัดจะถึงความเร็วเสียง เมื่อเกินความเร็วนั้น สัดส่วนของพลังงานที่ขับเคลื่อนใบพัดซึ่งถูกแปลงเป็นแรงขับของใบพัดจะลดลงอย่างมาก ด้วยเหตุนี้ เครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปจึงไม่ค่อยได้ใช้กับเครื่องบิน[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]ที่บินเร็วกว่า 0.6–0.7 มัค [ 7 ] โดยมีข้อยกเว้นบาง ประการเช่น เครื่องบินTupolev Tu-95อย่างไรก็ตาม เครื่องยนต์ พร็อปแฟนซึ่งคล้ายกับเครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปมาก สามารถบินด้วยความเร็วใกล้เคียง 0.75 มัคได้ เพื่อรักษาประสิทธิภาพของใบพัดในช่วงความเร็วลมที่กว้าง เครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปจึงใช้ใบพัดแบบความเร็วคงที่ (ปรับมุมใบพัดได้) ใบพัดของใบพัดแบบความเร็วคงที่จะเพิ่มมุมใบพัดเมื่อความเร็วของเครื่องบินเพิ่มขึ้น ประโยชน์อีกอย่างหนึ่งของใบพัดประเภทนี้คือสามารถใช้สร้างแรงขับย้อนกลับเพื่อลดระยะหยุดบนรันเวย์ได้ นอกจากนี้ ในกรณีที่เครื่องยนต์ขัดข้อง ใบพัดสามารถปรับมุมได้จึงช่วยลดแรงต้านของใบพัดที่ไม่ทำงาน[ 20 ]
แม้ว่ากังหันพลังงานอาจเป็นส่วนหนึ่งของส่วนเครื่องกำเนิดก๊าซ แต่เทอร์โบพร็อปหลายรุ่นในปัจจุบันมีกังหันพลังงานอิสระบนเพลาแกนร่วมที่แยกต่างหาก ซึ่งทำให้ใบพัดสามารถหมุนได้อย่างอิสระโดยไม่ขึ้นกับความเร็วของคอมเพรสเซอร์[ 21 ]
ประวัติศาสตร์

Alan Arnold Griffithได้ตีพิมพ์บทความเกี่ยวกับการออกแบบคอมเพรสเซอร์ในปี พ.ศ. 2469 งานวิจัยต่อมาที่ Royal Aircraft Establishmentได้ตรวจสอบการออกแบบคอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุนที่ใช้ขับเคลื่อนใบพัด ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2462 Frank Whittleเริ่มทำงานเกี่ยวกับการออกแบบคอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางที่ใช้พลังงานก๊าซทั้งหมดที่ผลิตโดยเครื่องยนต์เพื่อสร้างแรงขับไอพ่น[ 22 ]
เครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปเครื่องแรกของโลกได้รับการออกแบบโดยวิศวกรเครื่องกลชาวฮังการีGyörgy Jendrassik [ 23 ] Jendrassikได้เผยแพร่แนวคิดเกี่ยวกับเครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปในปี 1928 และในวันที่ 12 มีนาคม 1929 เขาได้จดสิทธิบัตรสิ่งประดิษฐ์ของเขา ในปี 1938 เขาได้สร้างกังหันก๊าซทดลองขนาดเล็ก (100 แรงม้า; 74.6 กิโลวัตต์) [ 24 ] เครื่องยนต์ Jendrassik Cs-1ที่มีขนาดใหญ่กว่าซึ่งคาดการณ์ว่าจะมีกำลังขับ 1,000 แรงม้า ได้ถูกผลิตและทดสอบที่โรงงาน Ganzในบูดาเปสต์ระหว่างปี 1937 ถึง 1941 มันมีดีไซน์แบบไหลตามแนวแกน โดยมีคอมเพรสเซอร์ 15 ขั้น และกังหัน 7 ขั้น ห้องเผาไหม้แบบวงแหวน ใช้งานครั้งแรกในปี 1940 แต่ปัญหาการเผาไหม้ทำให้กำลังขับถูกจำกัดไว้ที่ 400 แรงม้า เครื่องยนต์ Jendrassik Cs-1 สองเครื่องถูกใช้ในเครื่องบินเทอร์โบพร็อปเครื่องแรกของโลก คือVarga RMI-1 X/Hซึ่งเป็นเครื่องบินขับไล่ทิ้งระเบิดของฮังการี ใน ช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 โดยมีรุ่นหนึ่งที่สร้างเสร็จ แต่ถูกทำลายในการโจมตีทางอากาศก่อนที่จะบินครั้งแรก[ 25 ] [ 26 ]ในปี พ.ศ. 2484 เครื่องยนต์นี้ถูกยกเลิกการผลิตเนื่องจากสงคราม และโรงงานได้เปลี่ยนไปผลิตเครื่องยนต์แบบดั้งเดิม

การกล่าวถึงเครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปในสื่อสาธารณะครั้งแรกปรากฏในนิตยสารการบินของอังกฤษFlight ฉบับเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2487 ซึ่งมีภาพวาดตัดขวางโดยละเอียดของเครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปในอนาคต ภาพวาดนั้นใกล้เคียงกับรูปลักษณ์ของเครื่องยนต์ Rolls-Royce Trent ในอนาคตมาก[ 27 ]เครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปเครื่องแรกของอังกฤษคือRolls-Royce RB.50 Trent ซึ่งเป็นเครื่องยนต์ Derwent IIที่ดัดแปลงโดยติดตั้งเกียร์ทดรอบและ ใบพัด Rotol 5 ใบ ขนาด 7 ฟุต 11 นิ้ว (2.41 เมตร) เครื่องยนต์ Trent สองเครื่องถูกติดตั้งในGloster Meteor EE227ซึ่งเป็น "Trent-Meteor" เพียงลำเดียว จึงกลายเป็นเครื่องบินที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปเครื่องแรกของโลกที่บินได้ แม้ว่าจะเป็นเพียงเครื่องทดสอบไม่ได้มีจุดประสงค์เพื่อการผลิตก็ตาม[ 28 ] [ 29 ]เครื่องบินลำนี้บินครั้งแรกเมื่อวันที่ 20 กันยายน พ.ศ. 2488 จากประสบการณ์กับเครื่องยนต์ Trent บริษัท Rolls-Royce ได้พัฒนาเครื่องยนต์Rolls-Royce Clydeซึ่งเป็นเครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปเครื่องแรกที่ได้รับใบรับรองประเภทสำหรับการใช้งานทางทหารและพลเรือน[ 30 ]และ เครื่องยนต์ Dartซึ่งกลายเป็นหนึ่งในเครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปที่เชื่อถือได้มากที่สุดเท่าที่เคยสร้างมา การผลิตเครื่องยนต์ Dart ดำเนินต่อไปนานกว่าห้าสิบปี เครื่องบินVickers Viscount ที่ใช้เครื่องยนต์ Dart เป็นเครื่องบินเทอร์โบพร็อปประเภทแรกที่เข้าสู่สายการผลิตและขายได้ในจำนวนมาก[ 31 ]นอกจากนี้ยังเป็นเครื่องบินเทอร์โบพร็อปสี่เครื่องยนต์ลำแรกอีกด้วย การบินครั้งแรกเกิดขึ้นเมื่อวันที่ 16 กรกฎาคม พ.ศ. 2491 เครื่องบินเทอร์โบพร็อปเครื่องยนต์เดี่ยวลำแรกของโลกคือBoulton Paul Balliolที่ใช้เครื่องยนต์Armstrong Siddeley Mambaซึ่งบินครั้งแรกเมื่อวันที่ 24 มีนาคม พ.ศ. 2491 [ 32 ]

สหภาพโซเวียตได้พัฒนาต่อยอดจากงานออกแบบเบื้องต้นของเครื่องบินเทอร์โบพร็อปสมัยสงครามโลกครั้งที่ 2 ของเยอรมนีโดย Junkers Motorenwerke ในขณะที่ BMW, Heinkel-HirthและDaimler-Benzก็ได้ทำงานเกี่ยวกับการออกแบบที่คาดการณ์ไว้ เช่นกัน [ 33 ]แม้ว่าสหภาพโซเวียตจะมีเทคโนโลยีในการสร้างโครงสร้างลำตัวเครื่องบินทิ้งระเบิดเชิงกลยุทธ์ที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์เจ็ทที่เทียบได้กับB-52 Stratofortress ของโบอิ้ง แต่พวกเขากลับผลิตเครื่องบินTupolev Tu-95 Bear แทน ซึ่งใช้ เครื่องยนต์เทอร์โบพร็อป Kuznetsov NK-12 จำนวน 4 เครื่อง ประกอบกับใบพัดหมุนสวนทางกัน 8 ใบ (ใบละ 2 ใบ) ด้วยความเร็วปลายใบพัดเหนือเสียง ทำให้ได้ความเร็วในการบินสูงสุดเกิน 575 ไมล์ต่อชั่วโมง ซึ่งเร็วกว่าเครื่องบินเจ็ท รุ่นแรกๆ หลาย ลำ และเทียบได้กับความเร็วในการบินของเครื่องบินเจ็ทสำหรับภารกิจส่วนใหญ่ เครื่องบิน Bear จะกลายเป็นเครื่องบินรบและลาดตระเวนระยะไกลที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดของพวกเขา และเป็นสัญลักษณ์ของการฉายอำนาจของโซเวียตไปจนถึงสิ้นศตวรรษที่ 20 ในช่วงทศวรรษ 1950 สหรัฐอเมริกาใช้เครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปที่มีใบพัดหมุนสวนทางกัน เช่นอัลลิสัน ที40 ในเครื่องบินทดลองบางรุ่น และกองทัพเรือสหรัฐฯ ก็เคยใช้งานเครื่องบินทะเล คอนแวร์ อาร์3วาย เทรดวินด์ ที่ใช้เครื่องยนต์ที40 นี้ เป็นระยะเวลาสั้นๆ
เครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปเครื่องแรกของอเมริกาคือGeneral Electric XT31ซึ่งใช้ครั้งแรกในเครื่องบินทดลองConsolidated Vultee XP-81 [ 34 ] XP -81 บินครั้งแรกในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2488 เป็นเครื่องบินลำแรกที่ใช้พลังงานเทอร์โบพร็อปและเทอร์โบเจ็ต ผสมกัน เทคโนโลยีของการออกแบบ T38 รุ่นก่อนหน้าของ Allison ได้พัฒนาเป็นAllison T56ซึ่งใช้ในการขับเคลื่อน เครื่องบินโดยสาร Lockheed Electraเครื่องบินลาดตระเวนทางทะเลทางทหารP-3 Orionและเครื่องบินขนส่งทางทหาร C-130 Hercules
เฮลิคอปเตอร์ขับเคลื่อนด้วยเพลาเครื่องแรกที่ขับเคลื่อนด้วยกังหันคือKaman K-225ซึ่งเป็นการพัฒนามาจาก K-125 synchropterของCharles Kamanโดยใช้ เครื่องยนต์ เทอร์โบชาฟต์Boeing T50ในการขับเคลื่อนเมื่อวันที่ 11 ธันวาคม พ.ศ. 2494 [ 35 ]
ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2506 มีการส่งมอบ เครื่องยนต์เทอร์โบพร็อป PT6 ของ Pratt & Whitney Canada เป็นครั้งแรก ให้กับเครื่องบิน Beechcraft 87 ซึ่งต่อมาได้กลายเป็นBeechcraft King Air [ 36 ]
ในปี พ.ศ. 2507 มีการส่งมอบเครื่องยนต์ เทอร์โบพ ร็อป Garrett AiResearch TPE331 เป็นครั้งแรก (ปัจจุบันเป็นของHoneywell Aerospace ) สำหรับเครื่องบินMitsubishi MU-2ทำให้เป็นเครื่องบินเทอร์โบพร็อปที่เร็วที่สุดในปีนั้น[ 37 ]
การใช้งาน

เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องยนต์เทอร์โบแฟนเครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปจะมีประสิทธิภาพสูงสุดที่ความเร็วในการบินต่ำกว่า 725 กม./ชม. (450 ไมล์/ชม.; 390 นอต) เนื่องจากความเร็วไอพ่นของใบพัด (และไอเสีย) ค่อนข้างต่ำ เครื่องบินโดยสารเทอร์โบพร็อปสมัยใหม่บินด้วยความเร็วเกือบเท่ากับ เครื่องบิน โดยสารเจ็ทขนาดเล็กในภูมิภาคแต่ใช้เชื้อเพลิงเพียงสองในสามต่อผู้โดยสาร[ 38 ]

เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ลูกสูบอัตราส่วนกำลังต่อน้ำหนัก ที่สูงกว่า (ซึ่งช่วยให้บินขึ้นได้ในระยะทางที่สั้นกว่า) และความน่าเชื่อถือที่มากกว่า สามารถชดเชยต้นทุนเริ่มต้น การบำรุงรักษา และการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงที่สูงกว่าได้ เนื่องจากเชื้อเพลิงเครื่องบินหาได้ง่ายกว่าน้ำมันเครื่องบินในพื้นที่ห่างไกล เครื่องบินที่ใช้เครื่องยนต์เทอร์โบพร็อป เช่นCessna CaravanและQuest Kodiakจึง ถูกนำมาใช้เป็นเครื่องบินสำหรับบินในพื้นที่ทุรกันดาร
โดยทั่วไปแล้วเครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปจะใช้กับเครื่องบินขนาดเล็กที่บินด้วยความเร็วต่ำกว่าเสียง แต่เครื่องบินTupolev Tu-114สามารถทำความเร็วได้ถึง 470 นอต (870 กม./ชม.; 540 ไมล์/ชม.) เครื่องบินทหาร ขนาดใหญ่ เช่นTupolev Tu-95และเครื่องบินพลเรือนเช่นLockheed L-188 Electraก็ใช้เครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปเช่นกัน เครื่องบินAirbus A400Mใช้ เครื่องยนต์ Europrop TP400 จำนวน 4 เครื่อง ซึ่งเป็นเครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปที่ทรงพลังที่สุดเป็นอันดับสองเท่าที่เคยผลิตมา รองจากเครื่องยนต์ Kuznetsov NK-12ขนาด 11 เมกะวัตต์ (15,000 แรงม้า)
ในปี 2017 เครื่องบินโดยสาร แบบเทอร์โบพร็อปที่แพร่หลายที่สุด ที่ให้บริการ ได้แก่ATR 42/72 ( 950 ลำ ), Bombardier Q400 (506 ลำ), De Havilland Canada Dash 8-100 /200/300 (374 ลำ), Beechcraft 1900 (328 ลำ), de Havilland Canada DHC-6 Twin Otter (270 ลำ), Saab 340 (225 ลำ) [ 40 ]เครื่องบินโดยสารรุ่นเก่าและแพร่หลายน้อยกว่า ได้แก่BAe Jetstream 31 , Embraer EMB 120 Brasilia , Fairchild Swearingen Metroliner , Dornier 328 , Saab 2000 , Xian MA60 , MA600และMA700 , Fokker 27และ50
เครื่องบินธุรกิจแบบเทอร์โบพร็อปได้แก่Piper Meridian , Socata TBM , Pilatus PC-12 , Piaggio P.180 Avanti , Beechcraft King AirและSuper King Airในเดือนเมษายน 2560 มีเครื่องบินธุรกิจแบบเทอร์โบพร็อปจำนวน 14,311 ลำในฝูงบินทั่วโลก[ 41 ]
ความน่าเชื่อถือ
ระหว่างปี 2012 ถึง 2016 ATSBตรวจพบเหตุการณ์ 417 ครั้งกับเครื่องบินเทอร์โบพร็อป เฉลี่ยปีละ 83 ครั้ง คิดเป็น 2.2 ครั้งต่อ 10,000 ชั่วโมงบิน โดย 3 ครั้งเป็น "ความเสี่ยงสูง" เกี่ยวข้องกับเครื่องยนต์ขัดข้องและการลงจอดฉุกเฉินในเครื่องบินCessna 208 Caravan เครื่องยนต์เดี่ยว 4 ครั้งเป็น "ความเสี่ยงปานกลาง" และ 96% เป็น "ความเสี่ยงต่ำ" 2 ครั้งเป็นอุบัติเหตุที่ทำให้เกิดการบาดเจ็บเล็กน้อยเนื่องจากเครื่องยนต์ขัดข้องและการชนกับพื้นดินในเครื่องบินเกษตรกรรมและ 5 ครั้งเป็นอุบัติเหตุที่เกี่ยวข้องกับงานทางอากาศ ได้แก่ งานเกษตรกรรม 4 ครั้ง และงานรถพยาบาลทางอากาศ 1 ครั้ง [ 42 ]
เครื่องยนต์ปัจจุบัน
เครื่องบินทั่วโลกของเจนปี 2005–2006
ดูเพิ่มเติม
- แรงต้านโมเมนตัมการดูด
- เครื่องยนต์เจ็ท
- เรือเจ็ท
- ใบพัดดาบโค้ง
- ซูเปอร์ชาร์จเจอร์
- ทิลท์โทรเตอร์
- เทอร์โบชาร์จเจอร์
- สมิธ XP-99 โปรปเจ็ท
- มอเตอร์เจ็ท
อ่านเพิ่มเติม
- แวน ซิกเคิล, นีล ดี.และคณะ (1999). "เครื่องยนต์เทอร์โบพร็อป" . การบินสมัยใหม่ของแวน ซิกเคิล . แมคกรอว์-ฮิลล์ โปรเฟสชันแนล. หน้า 205. ISBN 978-0-07-069633-4.
ลิงก์ภายนอก
- เครื่องบินเจ็ทเทอร์ไบน์ถูกเก็บถาวรเมื่อวันที่ 6 ตุลาคม 2012 ที่Wayback Machineโดย LtCol Silsbee USAAF, Popular Science, ธันวาคม 1945, บทความแรกเกี่ยวกับเครื่องบินเทอร์โบพร็อปที่ตีพิมพ์
- วิกิบุ๊ก: ระบบขับเคลื่อนไอพ่น
- "การพัฒนาเครื่องยนต์เทอร์โบพร็อป" – บทความจากนิตยสาร Flight ปี 1950 เกี่ยวกับเครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปของสหราชอาณาจักรและสหรัฐอเมริกา
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ เทอร์โบพร็อป
เครื่องยนต์ เทอร์โบพร็อป เป็น เครื่องยนต์กังหันแก๊ส ที่ ขับเคลื่อน ใบพัด เครื่องบิน [ 1 ]
ด้านเทคโนโลยี
แรงขับไอเสียในเครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปจะถูกลดทอนลงเพื่อเพิ่มกำลังเพลา ซึ่งได้มาจากการดึงพลังงานเพิ่มเติม (นอกเหนือจากที่จำเป็นในการขับเคลื่อนคอมเพรสเซอร์) จากการขยายตัวของกังหัน เนื่องจากมีการขยายตัวเพิ่มเติมในระบบกังหัน พลังงานที่เหลืออยู่ในไอพ่นไอเสียจึงต่ำ...
ประวัติศาสตร์
Alan Arnold Griffith ได้ตีพิมพ์บทความเกี่ยวกับการออกแบบคอมเพรสเซอร์ในปี พ.ศ. 2469 งานวิจัยต่อมาที่ Royal Aircraft Establishment ได้ตรวจสอบการออกแบบคอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุนที่ใช้ขับเคลื่อนใบพัด ตั้งแต่ปี พ.ศ.
การใช้งาน
เมื่อเปรียบเทียบกับ เครื่องยนต์เทอร์โบแฟน เครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปจะมีประสิทธิภาพสูงสุดที่ความเร็วในการบินต่ำกว่า 725 กม./ชม. (450 ไมล์/ชม.