I turbofan del futuro??

[Typhoon]

sempre più verso delle turboeliche multipala intubate???

A veder le dimensioni dei fan dei nuovi modelli...

Pura considerazione empirica, però, spulciando sui siti dei principali costruttori...anche i turboprop più "spinti"
( http://www.rolls-royce.com/civil/produc ... /index.jsp ), in ambito di "core", stanno diventando sempre più simili ai turbofan, con compressori assiali e turbine multi-stadio... e, viceversa, i fan dei turbofan stanno diventando di dimensioni simili alle pale dei turboprop, adottando forme "sciabolari"...

[JT8D]

E' logico che i Turboprop più potenti utilizzino compressori assiali e altre soluzioni abitualmente utilizzati sui turbofan. Soluzioni come compressori centrifughi vanno bene finchè le potenze non sono elevatissime. Dopo è praticamente obbligatorio utulizzare compressori assiali con diversi stadi di compressione (il rapporto di compressione di un singolo stadio asiale non è elevatissimo, quindi è necessario usare numerosi stadi).
Idem per le tubine multistadio; tieni presente poi che la stragrande maggioranza dei turboprop è configurato a turbina libera, cioè con una turbina che aziona il compressore (che fa parte del gruppo chiamato generatore di gas) e una turbina di potenza dedicata esclusivamente ad azionare l'utilizzatore (poi queste turbine potranno essere monostadio o a più stadi, a seconda del motore). Sui turboprop moderni è praticamente poi generalizzato l'uso di eliche con profilo a "scimitarra", di solito esapala, molto più efficienti e meno rumorose delle eliche classiche.

Sui turbofan ad alto BPR si tende ad aumentare il diametro del fan, che nei motori moderni più più potenti ha raggiunto diametri consistenti. La forma delle pale è chiaramente studiata per ottenere la massima efficienza e le minime perdite. I fan dei motori più recenti utilizzano pale shroudless a corda larga, al contrario dei motori un pò più vecchi che utilizzano pale più lunghe e strette in titanio. Per problemi di bilanciatura e per permettere al motore di sopportare l'eventuale rottura di una pala è necessario avere pale di peso ridotto, e con il titanio si costruivano fan con pale aventi corda stretta per contenere il peso. Per evitare instabilità aerodinamica e irrobustire il complesso, le pale venivano legate tra loro con dei supporti intermedi (shroud), che comportavano però una perdita di efficienza del fan. Utilizzare pale a corda larga permette stabilità e robustezza senza bisogno dello shroud, grazie ai nuovi procedimenti di fabbricazione che permettono comunque una buona leggerezza, come ad esempio costruire le pale con un sandwich formato da un rivestimento in titanio e da un nucleo honeycomb.

Per completezza, anche se l'argomento richiederebbe molte righe, si deve anche precisare che l'aumento di diametro dei fan pone un problema: non si può utilizzare regimi di rotazione elevatissimi, come è intuitivo, per non superare determinati valori di velocità periferica, e il fan tra l'altro è più efficiente e silenzioso a regimi non elevati. Però la turbina che aziona il fan non lavora bene a regimi ridotti, e richiederebbe regimi abbastanza elevati per essere efficiente ed estrarre tutto il lavoro dai gas.
Da qui la strada che ha portato ai fan geared, dove il fan è azionato dalla tubina tramite un riduttore, in modo che i regimi di entrambi siano ottimizzati e la turbina può ruotare più velocemente riuscendo a compiere il lavoro con meno stadi.

Paolo

[Typhoon]

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Per completezza, anche se l'argomento richiederebbe molte righe, si deve anche precisare che l'aumento di diametro dei fan pone un problema: non si può utilizzare regimi di rotazione elevatissimi, come è intuitivo, per non superare determinati valori di velocità periferica, e il fan tra l'altro è più efficiente e silenzioso a regimi non elevati. Però la turbina che aziona il fan non lavora bene a regimi ridotti, e richiederebbe regimi abbastanza elevati per essere efficiente ed estrarre tutto il lavoro dai gas.
Da qui la strada che ha portato ai fan geared, dove il fan è azionato dalla tubina tramite un riduttore, in modo che i regimi di entrambi siano ottimizzati e la turbina può ruotare più velocemente riuscendo a compiere il lavoro con meno stadi.
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Paolo

Quindi vieni a me...le due tipologie, concettualmente convergeranno...