Silnik turbośmigłowy - Polski Serwis Naukowy

Schemat silnika turbośmigłowego

Silnik turbośmigłowy – rodzaj napędu statku powietrznego, najczęściej samolotu lub śmigłowca, wykorzystujący turbinę gazową do poruszania zewnętrznego śmigła napędowego. Wydostające się z silnika spaliny mają relatywnie małą energię w porównaniu z wydalanymi przez silnik turboodrzutowy, z tego też względu w małym stopniu odpowiadają za napędzanie statku powietrznego.

Samolot – statek powietrzny cięższy od powietrza (aerodyna), utrzymujący się w powietrzu dzięki wytwarzanej sile nośnej za pomocą nieruchomych, w danych warunkach względem statku, skrzydeł. Ciąg potrzebny do utrzymania prędkości wytwarzany jest przez jeden lub więcej silników.

An-22 (ros. Aн-22) "Anteusz" - radziecki samolot transportowy zaprojektowany w biurze konstrukcyjnym Olega Antonowa. Samolot przewidziany do transportu wojska i ładunków oraz poszukiwania złóż minerałów. Wyposażony w silniki turbośmigłowe Kuzniecow NK-12, które napędzały również samoloty Tu-95 i Tu-142 z rodziny samolotów bombardujących i patrolujących. NK-12 był najpotężniejszym wówczas używanym turbinowym silnikiem śmigłowym. Pierwszy lot samolotu miał miejsce 27 lutego 1965 roku. A pierwszy publiczny pokaz odbył się podczas Międzynarodowych Pokazów Lotniczych w Paryżu rok później. W swoim czasie An-22 był największym samolotem transportowym na świecie. W 1974 roku produkcja została zakończona. Wyprodukowano 75 maszyn.

Śmigło jest sprzężone z turbiną przy pomocy przekładni (reduktora) która przenosi niski moment przy wysokich obrotach na wejściu na wysoki moment przy niskich obrotach na wyjściu. Samo śmigło jest zwykle stałoobrotowe, podobne do tych używanych przy większych lotniczych silnikach tłokowych.

Komora spalania – element silnika cieplnego wykorzystującego wewnętrzne spalanie paliwa jako sposób dostarczania górnego (dodatniego) ciepła obiegu termodynamicznego (silnik o spalaniu wewnętrznym). Spalanie paliwa następuje w sprężonym powietrzu lub w kontakcie z utleniaczem i może być realizowane w sposób ciągły (silniki turbinowe, rakietowe) lub cyklicznie (silniki tłokowe).

Ciśnienie atmosferyczne to stosunek wartości wektora siły, z jaką słup powietrza naciska na powierzchnię ziemi do powierzchni na jaką dany słup naciska (por. ciśnienie). Co za tym idzie, w górach ciśnienie jest niższe, gdyż słup ten jest mniejszy, a na nizinach ciśnienie jest wyższe.

Obecnie silniki turbośmigłowe są głównie używane w małych samolotach poddźwiękowych, niektóre z nich osiągają prędkości przelotowe przekraczające 500 węzłów (926 km/h). Chętnie są stosowane do napędu samolotów szkolno-treningowych dla pilotów zawodowych lub w wojsku (np. PZL-130 Orlik, Embraer Tucano, Pilatus PC-9). Służą do napędu samolotów posiadających cechy STOL np. An-28, czy pochodny PZL M28. Istnieją również duże statki wojskowe i cywilne korzystające z silników turbośmigłowych jako źródła napędu (np. Lockheed L-188 Electra). Największymi statkami powietrznymi wyposażonymi w silnik turbośmigłowy były konstrukcje radzieckie: samoloty wojskowe: Tu-95, An-22, oraz cywilne: Tu-114, moc silników NK-12 MA wynosiła 15.000 KM.

Embraer Tucano – samolot treningowy brazylijskiej firmy Embraer. Samolot zdobył dużą popularność na całym świecie. W 1996 roku oblatano nowy model Embraer 314 Super Tucano.

An-28 (ros.Ан-28) (oznaczenie NATO – Cash) – radziecki samolot transportowo-pasażerski opracowany w biurze konstrukcyjnym Olega Antonowa, a produkowany w Polsce w zakładach WSK Mielec

W najprostszej wersji silnik składa się z wlotu powietrza, sprężarki, komory spalania, turbiny oraz dyszy. Powietrze jest pobierane do wlotu a następnie sprężane przez sprężarkę. Następnie w komorze spalania dodawane jest do niego paliwo i tak utworzona mieszanka jest spalana. Gorące spaliny są żródłem napędu turbiny. Część mocy wytworzonej przez turbinę jest przekazywana do napędzania sprężarki. Pozostała jest przekazywana przez przekładnię do śmigła. Dalsze rozszerzanie się gazów zachodzi w dyszy, gdzie ostatecznie ich ciśnienie wyrównuje się z atmosferycznym.

Statek powietrzny to urządzenie zdolne do unoszenia się w atmosferze na skutek oddziaływania powietrza innego niż oddziaływanie powietrza odbitego od podłoża (zgodnie z definicją legalną z ustawy — Prawo lotnicze). Ze względu na sposób unoszenia się w powietrzu statki powietrzne dzieli się na aerostaty (lżejsze od powietrza) i aerodyny (cięższe od powietrza).

Tu-114 (ros. Ту-114 w kryptonimie NATO "Cleat") został stworzony w odpowiedzi na zapotrzebowanie dużego samolotu dalekodystansowego do obsługi istotnych linii ZSRR.

Silniki turbośmigłowe są bardzo wydajne przy niskich prędkościach przelotowych (poniżej 450 mil/h), co jest związane ze sprawnością śmigła. Posiadają małą masę, wymagają mniej czasu na obsługę bieżącą niż silniki tłokowe, spalają tańsze paliwo (kerozyna). Stąd wiele samolotów z napędem tłokowym było dostosowanych później do napędu turbośmigłowego (np. PZL-106 Kruk, PZL-130 Orlik).

Śmigło - rodzaj pędnika, urządzenie służące do przetwarzania momentu obrotowego (a ściślej mocy) napędzającego silnika na siłę ciągu. Siła ta powstaje podczas ruchu obrotowego śmigła w wyniku różnicy ciśnienia przed i za powierzchnią składających się na śmigło łopat. Oprócz łopat śmigło posiada również piastę. Niektóre śmigła mają urządzenia do zmiany kąta natarcia (może być zmieniany ręcznie lub automatycznie tzw. skok śmigła}, do ustawienia w tzw. chorągiewkę (po awarii silnika), do odladzania krawędzi natarcia.

STOL - akronim od angielskiego Short Take-Off and Landing, używany w lotnictwie do określania zdolności samolotu do krótkiego startu i lądowania. Większość samolotów STOL to maszyny zdolne lądować na każdym typie nawierzchni pasa startowego lotniska, a także w terenach przygodnych. Nie jest to jednak regułą, np. samolot de Havilland Dash-7, choć jest samolotem typu STOL, może startować tylko z pasów utwardzonych. Zazwyczaj maszyny typu STOL mają podwozie trójkołowe z kółkiem ogonowym, ale to również nie jest regułą, co widać na przykładzie takich konstrukcji jak de Havilland Twin Otter i Peterson 260SE.