오늘날의 여객기 항공기는 엔진 기술에서 가장 최첨단 혁신 중 일부이며,이 목록에는 가장 확실히 터보프롭 엔진이 포함됩니다. Layman의 관점에서, 터보프롭은 프로펠러를 구동하는 제트 엔진으로, 중간 크기의 상업 및 고급 단일 엔진 항공기와 C-130과 같은 일부화물 비행기에 인기있는 레이아웃입니다. 이러한 엔진에는 지상 차량과 같은 변속기가 있습니까? 그 질문에 대한 대답은 실제로 예와 no입니다.
터보프롭은 “Prop”접미사로 정의되며, 이는 적분 구성 요소를 통해 프로펠러를 직접 구동하는 반면 터보 시프트 유사한 엔진 레이아웃을 사용하여 별도의 변속기로 연결됩니다. 이 구성은 종종 로터리 윙 애플리케이션에 사용되며 엔진의 주요 출력 샤프트 90도를 돌릴 필요가 있으며 프로펠러 구동 고정 윙 항공기보다 분당 훨씬 낮은 로터 혁명에서 회전합니다. 제트 엔진을 그 중 하나에 맞추려면 프로펠러를 구동하려면 다른 메커니즘이 필요합니다 : 축소 기어 박스.
환원 기어 박스는 둘 이상의 기어를 사용하여 샤프트의 출력 RPM을 기계적으로 줄입니다. 터보프롭의 경우 엔진의 출력 샤프트가 기어 박스에 직접 연결되는 것을 의미합니다. 즉, 엔진이 추진하는 프로펠러보다 훨씬 높은 rpm에서 스풀이 될 수 있음을 의미합니다. 이것의 가장 기본적인 구성은 정해진 속도로 회전하는 두 개의 고정 기어 세트이지만, 많은 사람들이 Pratt & Whitney PT-6 제품군에 등장하는 에피 클릭 행성 기어 박스와 같은 더 복잡한 메커니즘을 채택합니다. 이 기어 박스는 자동차의 변속기와 너무 다르지 않으며 “진정한”전송이 아니더라도 비슷한 작업을 수행합니다.
축소 기어 박스가 프로펠러 RPM을 결정하는 방법
프로펠러는 특정 속도에서 가장 효율적이기 때문에 엔진의 감소 기어-비율은 분당 엔진의 최대 회전과 프로펠러 직경의 관계에 의해 관리됩니다. 소품의 직경이 클수록 주어진 RPM에 대해 팁이 더 빠릅니다. 세계에서 가장 빠른 상업 터보프롭을 예를 들어 Daher TBM 900 가족을 사용합시다.
최신 항공기는 PT-6E 발전소를 사용하여 프로펠러를 최대 추력으로 1,925 rpm으로 운전합니다. 이 엔진은 PT-6이 약 35,000 rpm을 기록하면서 매우 빠르게 회전합니다. 이는이 응용 프로그램에서 감소 기어 박스가 18.18 : 1 비율이 필요하다는 것을 의미합니다. 그런 다음 프로펠러 주지사가있는 프로펠러 인터페이스 유닛 (PIU)에 연결하여 소품의 RPM을 미세 조정합니다. 오일 압력을 사용하여 프로펠러 블레이드의 피치를 변경하여 본질적으로 더 많은 공기를 이길 수있게 함으로써이 기능을 수행합니다. 이것은 차례로 추가 드래그를 생성하여 소품이 느려집니다. 이를 가변 피치 프로펠러라고하며 현대 터보프롭 전력 공급 장치에서 보편적입니다.
요컨대, 당신은 매우 높은 엔진 샤프트 속도로 시작합니다. 이로 인해 약 15 ~ 23 : 1 비율로 작동하는 환원 기어 박스가 발생하여 출력 샤프트의 속도를 결정합니다. 그런 다음 출력 샤프트는 Prop 속도 주지사에 연결하여 프로펠러 블레이드의 공격 각도를 변경하여 효율을 극대화하고 일정한 프로펠러 RPM을 유지합니다. 표준 터보프롭은 일반적으로 가장 극적인 속도 변화를 담당하는 감소 기어 박스와 함께 일반적으로 3 점 이상의 뚜렷한 속도 변화를 볼 수 있습니다.
터보프롭 항공기의 감소 기어 박스의 목적
터보프롭이 수천 개의 RPM에서 정확히 어떻게 실행될 수 있는지 궁금하다면,이 비디오는 기본 사항에 대해 더 자세히 설명합니다. 즉, 항공기의 프로펠러는 단순히 자체적으로 찢어지지 않고이 속도로 직접 구동 될 수 없습니다. 일부 빠른 수학에 따르면이 방식으로 구동되는 PT-6 구동 평면에서 볼 수있는 96 인치 소품은 팁에서 시간당 약 20,000 마일에 도달 할 것이라고합니다.
축소 기어 박스의 작업은이 숫자를 가져 와서 주지사가 미세 조명하기 전에 하위 소닉 속도로 줄이는 것입니다. 대부분의 프로펠러는 효율성을 잃고 사운드 장벽에서 엄청나게 큰 소리를 내기 때문에 미묘하게 작동합니다. 가장 큰 항공기 인 XF-84H “Thunderscreech”는 그러한 소품을 사용했습니다. 이것은 터보프롭이 인기있는 이유에 대한 일반적인 원칙과 비생산적입니다 : 단거리 및 중간 거리 및 중간 거리 항공편에서 효율성, 신뢰성 및 원활한 작동.
이로 인해 터보프롭 엔진의 가장 중요한 구성 요소 중 Reduction Gearbox One이됩니다. 실제로, 많은 비 궤도 엔진조차도 가장 효율적인 RPM이 피스톤 엔진을 포함한 출력의 최대 속도를 초과하기 때문에 감소 기어 박스를 사용합니다. 프로펠러 속도 감소 장치 (PRSU)로 알려진이 기어 박스는 특히 초경량과 같은 고 RPM 응용 프로그램 또는 클래식 전투기와 같은 고 마력 피스톤 항공기에서 사용되는 경우가 많습니다. 터보프롭의 코어는이 엔진보다 약 10 배 빠르기 때문에 감소 기어 박스는 정상적인 기능에 절대적으로 필수적이라는 것을 의미합니다.
