Cea mai mare parte a energiei gazelor rezultate in urma arderii combustibilului, sunt folosite prin destinderea in turbina, pentru rotirea compresorului si elicei, o mica parte (cca, 10%) fiind folosita pentru realizarea de tractiune reactiva.
Sunt doua mari categorii :
- turbopropulsoare cu un singur arbore de la care se face transmisia catre elice printr-un reductor
- motoare cu turbina libera, la care aceasta antreneaza prin reductor elicea, turbina si compresorul fiind montate pe alt arbore.
Acest tip de turbopropulsor, are avantajul unei porniri mai facile, starterul rotind doar grupul turbocompresor, fara a antrena si elicea.
Functionarea turbopropulsorului
Prin puterea motorului, se intelege cea transmisa la elice, nefiind luata in considerare si cea realizata prin reactie.
Masa unui TP este jumatate din masa unui motor cu piston care dezvolta aceeasi putere.
Avantaje fata de turboreactor;
- curentul de aer produs de elice, creste eficacitatea profundorului si directiei la viteze mici
- functioneaza eficient la viteze si altitudini reduse
- prin folosirea comenzii manetei de gaze corelate cu modificarea pasului elicei, repriza motorului este mult mai mica
- distanta la decolare este mult mai scurta
- consum de combustibil redus
Motorul TP functioneaza optim pana la viteze de 600-700 km/h.
Randament TP functie de viteza
Elemente componente
Modificarea pasului elicei, asigura functionarea optima a motorului la diverse regimuri.
Pozitii pas elice
Drapel Tractiune Relanti zbor Blocare Relanti sol Marsarier.
Primul turbopropulsor functional Cs-1, a fost construit de inginerul ungur Jendrassik Gyorgy in 1940, dupa ce isi patentase ideea inca din 1929.
Motorul avea 15 trepte de compresor, camera de ardere inelara si sapte trepte de turbina, fiind asemanator cu motoarele moderne.
Era destinat echiparii avionului de vanatoare-bombardament Varga RMI-1X/H ,din care s-a realizat un singur prototip. Fortele aeriene ungare au achizitionat in final Messerschmitt Me 210.
Nemtii au dezvoltat in timpul razboiului mai multe modele de TP.
Motorul Kuznetsov NK-12
Este un motor produs de rusi in 1950, la biroul de proiectare Kuznetsov, sub conducerea inginerului austriac Ferdinand Brandner. Acesta a fost Standartenfuhrer SS in timpul razboiului, lucrand la Junkers, dupa care a fost dus in URSS in cadrul operatiunii Osoaviakim impreuna cu alti 2000 de specialisti in armament. In 1953 a fost eliberat de rusi, lucrand apoi pentru BMW si ulterior la proiectarea unui turboreactor in Egipt.
Motorul NK-12, este cel mai puternic turboprop construit pana in prezent.
NK-12M dezvolta 12 000 CP, NK-12MV 14 795 CP, iar NK-12 MV 15 000 CP.
Echipat cu doua elici contrarotative avand diametru de 5.6 m, respectiv 6.2 m, a fost montat pe TU-95, varianta maritima TU-142 , avionul de transport pasageri TU-114, care este cel mai rapid avion propulsat de un turboprop (v. max 850 km/h), iar ulterior pe AN 22 "Cock". Acesta este cel mai mare avion cargo cu motoare turboprop.
A mai echipat si cateva vase de asalt amfibii A-90 Orlyonok Ekranoplan si Zubr class LCAC.
Motorul are un compresor axial cu 14 trepte,avand un raport de compresie cu valori intre 9:1 si 13:1, functie de altitudine.
Kuznetsov NK-12 TU 95 BEAR
TU 95 BEAR
The "Old man" still in the sky
AN 22
AN 22 in perioada vremurilor "bune" ale URSS
Motorul Allison T 56
T 56 este un motor turboprop cu un singure arbore, avand compresorul format din 14 trepte si patru trepte de turbina.
A fost dezvoltat de Allison, intrand in productie in 1954, fiind destinat echiparii lui Hercules C 130.
Incepand cu 1995, Allison a fost achizitionata de Rolls Royce.
S-au produs peste 18 000 motoare, avand in total inregistrate 200 mil ore de zbor.
In diverse variante , puterea dezvoltata este intre 4591 CP si 5250 CP, forta de tractiune reactiva fiind de 300 kgf.
Avioane echipate cu T 56 :
Ultima varianta 3.5 livrata sub forma de kit de upgradare, are inclusiv palete turbina monocristal.
T 56 seria 3.5
C130
Rolls Royce AE 2100
Motorul dezvolta 4591 CP si antreneaza o elice cu sase pale. Are 14 trepte compresor si patru de turbina.
Este folosit pe :
SAAB 2000 (AE2100A)
Alenia C-27 Spartan (AE2100D2A)
ShinMaywa US-2 (AE2100J)
C-130 Super Hercules (AE2100D3)
RR AE 2100
C 27 SPARTAN
EUROPROP TP400
TP400 este un turbopropulsor dezvoltat si produs de Europrop International (MTU, SNECMA, RR), pentru echiparea avionului miltar A400.
Are o putere de 11000 CP, fiind cel mai puternic TP cu o singura elice, fiind al doilea dupa NK-12, care are elici contrarotative.
Are in componenta un grup turbo compresor cu doi arbori. Compresorul de inalta presiune are sase trepte, iar cel de joasa presiune are cinci trepte, fiecare fiind antrenat de cate o treapta de turbina.
Raportul de compresie este de 25:1.
Un al treilea arbore cupleaza turbina libera prin intermediul unui reductor, de elice.
Aceasta este fabricata din materiale compozite si are un diametru de 5.3 m, avand opt pale.
Testele au inceput in 2005, iar in 2009 a zburat primul A400.
Au existat intarzieri datorate softului sistemului electronic de comanda FADEC, iar ulterior au aparut uzuri premature la reductor.
TP400
A400
Pratt&Whitney Canada PT 6
PT 6 este unul din cele mai populare motoare TP din istoria aviatiei
Familia de motoare PT 6 este recunoscuta pentru fiabilitatea sa deosebita, avand perioada intre reparatii (TBO) intre 3600 si 9000 ore de zbor.
Pentru uzul miltar este desemnat T74 sau T101.
In diverse variante, puterea dezvoltata este intre 580 CP si 1940 CP,
A inceput sa fie testat in 1960 si au fost construite 51000 exemplare.
Constructia e formata dintr-un compresor axial de joasa presiune cu trei sau patru trepte, un compresor centrifugal de inalta presiune, ambele antrenate de o singura treapta de turbina la 45 000 rot/min. Elicea este cuplata prin reductor de o turbina libera.
Este folosit pe diverse modele de avioane , dar si pe elicoptere.
PT 6
SUPER TUCANO EMBRAER
PROPFAN
Este un tip de motor avand caracteristici atat de turboprop, cat si de turbofan, fiind format dintr-un grup turbocompresor ce antreneaza palete de ventilator contrarotative, care nu sunt montate intr-o nacela.
Seamana cu un TP, dar in locul elicei clasice sunt antrenate pale scurte, puternic curbate si rasucite, similare cu paletele ventilatorului de la turbofan si care se rotesc in contrasens.
Propfanul este destinat sa realizeze performantele de viteza ale turbofanului si consumul redus de combustibil al TP.
Conceptul initial a aprut in 1975 si a fost "la moda" in anii 1980.
Desi economia de combustibil realizata la teste a fost de 30% fata de un turbofan, problema dificila era cea a zgomotului ridicat.
In 1988 McDonell Douglas a reusit pe un MD-80 sa limiteze si zgomotul, dar datorita scaderii pretului la petrol, proiectul nu a mai fost aplicat la nici un avion de serie.
Teste similare a facut si Boeing.
Probabil, se poate ca in viitor, daca va creste pretul combustibilului, o sa asistam la o reluare a acestor proiecte.
Daca modelele americane foloseau elici impingatoare, sovieticii (acum ucrainieni - Ivcenko) au dezvoltat motorul Progress D27 , cu doua elice de tractiune, montat pe AN-70 din care s-au construit doua prototipuri .
Propfan NASA/GE
AN 70
TP-1 motorul pentru IAR 705
IAR 705
IAR-ul 705 ?
Era proiectul INCREST pentru avion scurt curier, ce trebuia sa inlocuiasca AN 24.
Proiectul era destul de avansat, in Avioane Craiova fiind deja pregatita realizare fuzelajului posterior la nivelul anului 1989. Avionul arata bine pe hartie dar avea cel putin o mare problema.
Nu avea motoare. Se hotarase transformarea motorului de elicopter cu turbina libera Turmo IV CA de pe Puma, produs sub licenta Turbomeca, in motorul turbopropulsor TP-1.
Chiar a aparut bancul " Nu-i masina ca Lastunu' nici motor ca TEPEUNU"".
Proiectul a fost abandont in 1990, considerandu-se pe buna dreptate ca piata e prea mica si posibilitatile de export sunt limitate.
