LUchtvaart Nationaal Antwerpen Kempen
LUNAK
VLIEGTUIGMOTOREN - DEEL 4
In deel 3 beschreven we de periode van 1930 tot 1950. Hierna belichten we het concept van de straalmotoren.
Straalaandrijving vanaf 1937
Tijdens de 2e Wereldoorlog werden de eerste met straalmotoren aangedreven gevechtsvliegtuigen operationeel (Gloster Meteor, Messerschmitt Me262 Heinkel He162 en Arado Ar234). Zowel in Groot Brittannië als in Duitsland hadden de eerste experimenten met straalmotoren reeds in de vroege jaren 1930 plaatsgevonden, respectievelijk onder leiding van Frank Whittle en Hans “Pabst” von Ohain. Niettemin kunnen we stellen dat zij niet de eersten waren om “propellerloze aandrijving” te verwezenlijken.
De Roemeen Henri Marie Coanda bouwde reeds in 1910 een propellerloze tweedekker. De 50pk/37kW 4-cilinder-in-lijnmotor dreef een in een venturibuis gemonteerde compressor aan, die het vliegtuig zou moeten voortstuwen. “Zou”, want in werkelijkheid vloog de Coanda 1910 nooit, al zijn er bronnen die beweren van wel. Mogelijk zou Coanda wel succesvol geweest zijn mocht hij de beschikking hebben gehad over een (veel) krachtigere motor, want het concept op zich was beslist levensvatbaar. De verdienste van Coanda was het supprimeren van de propeller, waarbij de voortbeweging van het vliegtuig door een “straal” uitstromende lucht zou verwezenlijkt worden.
Daarna was het wachten tot 7 oktober 1932 op een nieuw “propellerloos” vliegtuig : de Italiaanse Stipa-Caproni. Luigi Stipa’s ontwerp was in feite een vrij klassieke vliegtuigconstructie met uitzondering van de flink uit de kluiten gewassen holle romp waarin een 4-cilinder De Havilland Gipsy III motor van 120pk/90kW een gewone (maar van buitenaf onzichtbare) propeller aandreef. Het aandrijvingsprincipe kunnen we daarom in de eerste plaats catalogeren als een “ducted fan” (populair in de RC-vliegerij) in plaats van echte straalaandrijving.
Een volgende stap richting straalaandrijving werd eveneens in Italië verricht, en ook hierbij was vliegtuigbouwer Caproni betrokken. De Caproni-Campini C.C.2 (soms ook N.1 genoemd, eerste vlucht op 27 augustus 1940) gebruikte een principe dat thermojet (later motorjet) genoemd werd : een klassieke zuigermotor, in dit geval een V-12 Isotta-Fraschini van 900pk/670kW, dreef een in het holle rompgedeelte ingebouwde compressor aan, waarna er verderop in de gecomprimeerde lucht brandstof werd ingespoten en tot ontbranding gebracht (naverbranding).
Inmiddels had in Duitsland het eerste “echte” straalvliegtuig gevlogen : de Heinkel He178 (eerste vlucht 27 augustus 1939), gebruikmakend van de resultaten van Pabst von Ohain’s werk in de ontwikkeling van straalmotoren. In Groot Brittannië was het wachten tot 15 mei 1941 voor de eerste vlucht van de Gloster/Whittle E.28/39, ‘s werelds tweede straalvliegtuig dus. Beide landen schakelden daarna een versnelling hoger in de ontwikkeling van hun straalmotoren waardoor ze allebei over operationele straalvliegtuigen beschikten vanaf circa 1944.
Het principe van de straalmotor is in feite bijzonder eenvoudig : een compressor comprimeert lucht die in de verbrandingskamers met brandstof gemengd en tot ontbranding gebracht wordt, waarna de hierdoor ontstane hete uitlaatgassen naar buiten geleid worden. Het is op haar beurt een turbine in de uitlaatstroom die de compressor aandrijft. Correcter is het in dit verband om te spreken van een turbojet, waarbij “turbo” verwijst naar de door uitlaatgassen aangedreven turbine die de compressor aandrijft.
Als het principe van de turbojet zo eenvoudig is, waarom duurde het dan relatief lang vooraleer een dergelijk type motor op punt stond ? Grotendeels valt dit toe te schrijven aan de stand der techniek op het moment dat de eerste experimenten begonnen : metaallegeringen die bestand waren tegen hoge toerentallen, temperaturen en drukken, smeermiddelen die eveneens hiervoor geschikt waren, voldoende nauwkeurige meet- en regelapparatuur… niets hiervan was beschikbaar om de eenvoudige reden dat hieraan voorheen geen behoefte was. Met de ontwikkeling van de eerste straalmotoren werd meteen een hele industrie van hoogtechnologische materialen en apparatuur allerhande aangezwengeld.
De straalmotoren zoals we die ook heden ten dage nog kennen zijn vrijwel altijd van het “axial flow” type, waarbij de binnenstromende lucht een vrijwel rechtlijnig pad volgt doorheen compressor, verbrandingskamers en turbine. Bij de eerste types straalmotoren werd echter dikwijls het “centrifugal flow” principe toegepast, waarbij de binnenstromende lucht door de compressor (een eenvoudig schoepenwiel dat nog het meest doet denken aan een centrifugaalwaterpomp) over 90° gedraaid werd en gekanaliseerd naar de verbrandingskamers die rond de buitenkant van de motor waren gemonteerd. Deze centrifugaalmotoren hadden dan ook een gedrongen, zelfs corpulente, vorm met een grote diameter bij een vrij beperkte lengte. Onder andere omwille van drukverliezen in de compressor (ten gevolge van het drastisch ombuigen van de luchtstroom) waren deze motoren niet echt efficiënt te noemen, maar in hun voordeel sprak dan weer de relatieve eenvoud en bereikbaarheid van de onderdelen. Typische voorbeelden van vroege straalmotoren volgens het centrifugal flow principe waren de Power Jets W.1 en W.2 (experimentele motoren gevlogen in de 2 Gloster/Whittle E.28/39 testvliegtuigen), Rolls-Royce Welland (productieversie van de Power Jets W.2B/23, gemonteerd in de Gloster Meteor F Mk.I) en Derwent (een verbeterde Welland, gemonteerd in de meeste productieversies van de Gloster Meteor vanaf de F Mk.III versie), Heinkel HeS.1 en HeS.3 (door Hans von Ohain ontwikkeld voor Heinkel Strahltriebwerke - onenigheid tussen Ernst Heinkel en het Naziregime maakte dat deze motoren het niet veel verder brachten dan enkele test- en demonstratievluchten in ‘s werelds eerste “echte” straalvliegtuig, de Heinkel He178).
De eerste turbojet die het tot serieproductie en operationeel gebruik in een gevechtsvliegtuig bracht was echter de Junkers Jumo 004, tevens de eerste in serie gebouwde “axial flow” straalmotor. Onder andere de Messerschmitt Me262 en de Arado Ar234 (respectievelijk in gebruik genomen bij de Luftwaffe in april en september 1944) maakten succesvol gebruik van dit type motor. Als kanttekening vermelden we hierbij de gemiddelde levensduur van de Jumo 004 : 10 tot 25 uur ! De grote concurrent voor de Jumo 004 was de gelijkaardige BMW 003, die hoofdzakelijk toepassing vond in de Heinkel He162. Doordat de bouwtekeningen van de BMW 003 in Russische handen vielen bij het einde van de 2e Wereldoorlog begon deze turbojet aan een 2e leven in de Sovjet Unie onder de benaming RD-20 (hoofdzakelijk gebruikt in de 2-motorige MiG-9 jager). Tevens werd het basisontwerp van de BMW 003 later in Frankrijk gebruikt in de ontwikkeling van de succesvolle Snecma Atar straalmotorfamilie (o.a. gebruikt in de Dassault Ouragan, Mystère en Mirage III).
Opvallend genoeg hinkte de Verenigde Staten hopeloos achterop op het vlak van straalmotoren. Het was pas toen de Britten een Power Jets W.1 en constructietekeningen van de krachtigere W.2B/23 straalmotor leverden dat er van echte straalmotoractiviteit aan de andere kant van de grote plas kon gesproken worden. General Electric, die ruime ervaring had opgedaan met superchargers en turbochargers, komt de eer toe een Amerikaanse variant van de W.2B/23 te hebben gebouwd. Het Britse ontwerp werd o.a. verbeterd op het vlak van gebruikte materialen zoals de metaallegering Hastelloy B (tegelijkertijd hitte- en corrosiebestendig) voor de turbine. Productieversies van deze General Electric J31 turbojet werden o.a. ingebouwd in de Bell P-59 Airacomet, een grote tweemotorige jager waarvan het gebruik hoofdzakelijk beperkt bleef tot het opbouwen van kennis over het gedrag van straalmotoren.
De eerste straalmotoren waren dan wel specifiek voor militair gebruik ontworpen, maar al snel deden ze ook hun intrede op de civiele markt : de De Havilland DH106 Comet (1e vlucht 27 juli 1947) werd het eerste passagiersvliegtuig met straalmotoren (4x De Havilland Ghost turbojets). Hiermee was de aanzet gegeven naar een exponentiële ontwikkeling van steeds krachtigere straalmotoren. Ook de jacht naar nieuwe snelheidsrecords werd geopend. De magische grens van 1000 km/h werd reeds op 19 juni 1947 doorbroken (USAF Colonel Albert Boyd in een Lockheed P-80R met 1 Allison J33 turbojet, 1003,60 km/h).
Straalmotoren hebben grote voordelen voor vliegtuigen die hoge snelheden moeten ontwikkelen maar hebben tegelijkertijd enkele niet te onderschatten nadelen : lawaai en brandstofverbruik.
Het grootste aandeel van het lawaai van een straalmotor dient toegeschreven te worden aan de uitlaatgassen als gevolg van de turbulenties die veroorzaakt worden bij de botsing van hete uitlaatgassen met koele omgevingslucht. Het was dus zaak om dit fenomeen onder controle te krijgen. Hoewel er in de loop der jaren diverse types van geluidsdempers ontwikkeld werden was het succes daarvan eerder beperkt. Het grote brandstofverbruik van de turbojet was bovendien een probleem dat het vliegbereik ernstig beperkte. Er werd evenwel een oplossing gevonden die beide nadelen gunstig beïnvloedde : de turbofan.
Bij een turbojet wordt de door de motor aangezogen lucht integraal gebruikt voor de verbranding. Een turbofan beschikt evenwel over een eerste compressortrap (“fan”) van veel grotere diameter, waarbij slechts de luchtstroom in het midden naar de volgende compressortrappen wordt geleid en gebruikt voor de verbranding. De lucht aan de buitenkant wordt rond de motor geleid (bypass) en vormt als het ware een koelere buitenmantel rond motor en uitlaatgassen. Resultaat : efficiëntere koeling van deze uitlaatgassen, waardoor ze sneller aan volume inkrimpen en minder turbulenties, dus lawaai, veroorzaken. Terzelfdertijd kan een lager brandstofverbruik opgetekend worden doordat de bypasslucht aan de stuwkracht bijdraagt.
We merken op dat de Concorde het laatste passagiersvliegtuig was dat met zuivere turbojets (4x Rolls-Royce/Snecma Olympus 593) werd uitgerust. Heden ten dage zijn turbojets nog slechts in beperkt gebruik (o.a. op cruise missiles), in tegenstelling tot turbofans.
Militaire jachtvliegtuigen, waarbij de motor gewoonlijk in de vliegtuigromp is ingebouwd, beschikken tegenwoordig vrijwel altijd over “low bypass” turbofans (door de beperkte beschikbare ruimte kan de diameter van de fan niet veel groter zijn dan de diameter van de rest van de motor). Commerciële vliegtuigen en/of militaire transportvliegtuigen hebben meestal motoren opgehangen aan de vleugels, zodat meer ruimte beschikbaar is voor een grotere fandiameter. Dergelijke motoren zijn dan ook meestal van het “high bypass” turbofan type (fan van grote diameter).
In recente jaren is de ontwikkeling van hoogtechnologische turbofans (bv. met gebruik van compressorbladen in composietmateriaal) dermate duur geworden dat het steeds minder voorkomt dat 1 fabrikant het ontwerp van een nieuwe familie motoren aanvat - internationale samenwerking is reeds meerdere jaren de sleutel tot succes. Het resultaat hiervan vinden we bijvoorbeeld terug bij firma’s als CFM (samenwerkingsverband tussen General Electric en Snecma - bekendste verwezenlijking was de CFM56 turbofan familie die o.a. gebruikt werd op de Airbus A320 en A340, Boeing 737 van de 2e en 3e generatie), IAE (International Aero Engines, een samenwerkingsverband tussen Pratt & Whitney, MTU Engines en Japanese Aero Engine Corporation - bekendste verwezenlijking was de IAE V2500 turbofan familie die toepassing vond op o.a. bepaalde varianten van de Airbus A320, McDonnell-Douglas MD-90 en Embraer KC-390) of Turbo-Union (samenwerkingsverband tussen Rolls-Royce, MTU en Aeritalia, specifiek opgericht voor de ontwikkeling van de RB199 turbofan voor de Panavia Tornado).
Merk op dat hier regelmatig gesproken wordt over een “familie” van turbofans. Motoren worden inderdaad steeds meer ontworpen met modulariteit in gedachte, zodat van een basisconfiguratie meerdere varianten kunnen gebouwd worden in functie van de vereiste stuwkracht voor een bepaalde applicatie.
In deel 5 belichten we de combinatie van een straalmotor met een propellor : de turboprop.
(Gebruikte bronnen : diverse websites, boek “Van Zeilvlucht tot Reactiemotor” (W.Kühner, uitgeverij Het Gouden Spoor), “Jane’s All The World’s Aircraft” (diverse jaargangen), eigen documentatie)
(Tekst : Guido Van Roy - Foto’s : Raymond De Clercq, Marc Van Ryssel, Sam Pets, Jef Pets, Guido Van Roy)
Klik op onderstaande foto voor een overzichtje van de verscheidenheid aan motoren en de vliegtuigen waarop ze gemonteerd werden.
In deel 3 beschreven we de periode van 1930 tot 1950. Hierna belichten we het concept van de straalmotoren.
Straalaandrijving vanaf 1937
Tijdens de 2e Wereldoorlog werden de eerste met straalmotoren aangedreven gevechtsvliegtuigen operationeel (Gloster Meteor, Messerschmitt Me262 Heinkel He162 en Arado Ar234). Zowel in Groot Brittannië als in Duitsland hadden de eerste experimenten met straalmotoren reeds in de vroege jaren 1930 plaatsgevonden, respectievelijk onder leiding van Frank Whittle en Hans “Pabst” von Ohain. Niettemin kunnen we stellen dat zij niet de eersten waren om “propellerloze aandrijving” te verwezenlijken.
De Roemeen Henri Marie Coanda bouwde reeds in 1910 een propellerloze tweedekker. De 50pk/37kW 4-cilinder-in-lijnmotor dreef een in een venturibuis gemonteerde compressor aan, die het vliegtuig zou moeten voortstuwen. “Zou”, want in werkelijkheid vloog de Coanda 1910 nooit, al zijn er bronnen die beweren van wel. Mogelijk zou Coanda wel succesvol geweest zijn mocht hij de beschikking hebben gehad over een (veel) krachtigere motor, want het concept op zich was beslist levensvatbaar. De verdienste van Coanda was het supprimeren van de propeller, waarbij de voortbeweging van het vliegtuig door een “straal” uitstromende lucht zou verwezenlijkt worden.
Daarna was het wachten tot 7 oktober 1932 op een nieuw “propellerloos” vliegtuig : de Italiaanse Stipa-Caproni. Luigi Stipa’s ontwerp was in feite een vrij klassieke vliegtuigconstructie met uitzondering van de flink uit de kluiten gewassen holle romp waarin een 4-cilinder De Havilland Gipsy III motor van 120pk/90kW een gewone (maar van buitenaf onzichtbare) propeller aandreef. Het aandrijvingsprincipe kunnen we daarom in de eerste plaats catalogeren als een “ducted fan” (populair in de RC-vliegerij) in plaats van echte straalaandrijving.
Een volgende stap richting straalaandrijving werd eveneens in Italië verricht, en ook hierbij was vliegtuigbouwer Caproni betrokken. De Caproni-Campini C.C.2 (soms ook N.1 genoemd, eerste vlucht op 27 augustus 1940) gebruikte een principe dat thermojet (later motorjet) genoemd werd : een klassieke zuigermotor, in dit geval een V-12 Isotta-Fraschini van 900pk/670kW, dreef een in het holle rompgedeelte ingebouwde compressor aan, waarna er verderop in de gecomprimeerde lucht brandstof werd ingespoten en tot ontbranding gebracht (naverbranding).
Inmiddels had in Duitsland het eerste “echte” straalvliegtuig gevlogen : de Heinkel He178 (eerste vlucht 27 augustus 1939), gebruikmakend van de resultaten van Pabst von Ohain’s werk in de ontwikkeling van straalmotoren. In Groot Brittannië was het wachten tot 15 mei 1941 voor de eerste vlucht van de Gloster/Whittle E.28/39, ‘s werelds tweede straalvliegtuig dus. Beide landen schakelden daarna een versnelling hoger in de ontwikkeling van hun straalmotoren waardoor ze allebei over operationele straalvliegtuigen beschikten vanaf circa 1944.
Het principe van de straalmotor is in feite bijzonder eenvoudig : een compressor comprimeert lucht die in de verbrandingskamers met brandstof gemengd en tot ontbranding gebracht wordt, waarna de hierdoor ontstane hete uitlaatgassen naar buiten geleid worden. Het is op haar beurt een turbine in de uitlaatstroom die de compressor aandrijft. Correcter is het in dit verband om te spreken van een turbojet, waarbij “turbo” verwijst naar de door uitlaatgassen aangedreven turbine die de compressor aandrijft.
Als het principe van de turbojet zo eenvoudig is, waarom duurde het dan relatief lang vooraleer een dergelijk type motor op punt stond ? Grotendeels valt dit toe te schrijven aan de stand der techniek op het moment dat de eerste experimenten begonnen : metaallegeringen die bestand waren tegen hoge toerentallen, temperaturen en drukken, smeermiddelen die eveneens hiervoor geschikt waren, voldoende nauwkeurige meet- en regelapparatuur… niets hiervan was beschikbaar om de eenvoudige reden dat hieraan voorheen geen behoefte was. Met de ontwikkeling van de eerste straalmotoren werd meteen een hele industrie van hoogtechnologische materialen en apparatuur allerhande aangezwengeld.
De straalmotoren zoals we die ook heden ten dage nog kennen zijn vrijwel altijd van het “axial flow” type, waarbij de binnenstromende lucht een vrijwel rechtlijnig pad volgt doorheen compressor, verbrandingskamers en turbine. Bij de eerste types straalmotoren werd echter dikwijls het “centrifugal flow” principe toegepast, waarbij de binnenstromende lucht door de compressor (een eenvoudig schoepenwiel dat nog het meest doet denken aan een centrifugaalwaterpomp) over 90° gedraaid werd en gekanaliseerd naar de verbrandingskamers die rond de buitenkant van de motor waren gemonteerd. Deze centrifugaalmotoren hadden dan ook een gedrongen, zelfs corpulente, vorm met een grote diameter bij een vrij beperkte lengte. Onder andere omwille van drukverliezen in de compressor (ten gevolge van het drastisch ombuigen van de luchtstroom) waren deze motoren niet echt efficiënt te noemen, maar in hun voordeel sprak dan weer de relatieve eenvoud en bereikbaarheid van de onderdelen. Typische voorbeelden van vroege straalmotoren volgens het centrifugal flow principe waren de Power Jets W.1 en W.2 (experimentele motoren gevlogen in de 2 Gloster/Whittle E.28/39 testvliegtuigen), Rolls-Royce Welland (productieversie van de Power Jets W.2B/23, gemonteerd in de Gloster Meteor F Mk.I) en Derwent (een verbeterde Welland, gemonteerd in de meeste productieversies van de Gloster Meteor vanaf de F Mk.III versie), Heinkel HeS.1 en HeS.3 (door Hans von Ohain ontwikkeld voor Heinkel Strahltriebwerke - onenigheid tussen Ernst Heinkel en het Naziregime maakte dat deze motoren het niet veel verder brachten dan enkele test- en demonstratievluchten in ‘s werelds eerste “echte” straalvliegtuig, de Heinkel He178).
De eerste turbojet die het tot serieproductie en operationeel gebruik in een gevechtsvliegtuig bracht was echter de Junkers Jumo 004, tevens de eerste in serie gebouwde “axial flow” straalmotor. Onder andere de Messerschmitt Me262 en de Arado Ar234 (respectievelijk in gebruik genomen bij de Luftwaffe in april en september 1944) maakten succesvol gebruik van dit type motor. Als kanttekening vermelden we hierbij de gemiddelde levensduur van de Jumo 004 : 10 tot 25 uur ! De grote concurrent voor de Jumo 004 was de gelijkaardige BMW 003, die hoofdzakelijk toepassing vond in de Heinkel He162. Doordat de bouwtekeningen van de BMW 003 in Russische handen vielen bij het einde van de 2e Wereldoorlog begon deze turbojet aan een 2e leven in de Sovjet Unie onder de benaming RD-20 (hoofdzakelijk gebruikt in de 2-motorige MiG-9 jager). Tevens werd het basisontwerp van de BMW 003 later in Frankrijk gebruikt in de ontwikkeling van de succesvolle Snecma Atar straalmotorfamilie (o.a. gebruikt in de Dassault Ouragan, Mystère en Mirage III).
Opvallend genoeg hinkte de Verenigde Staten hopeloos achterop op het vlak van straalmotoren. Het was pas toen de Britten een Power Jets W.1 en constructietekeningen van de krachtigere W.2B/23 straalmotor leverden dat er van echte straalmotoractiviteit aan de andere kant van de grote plas kon gesproken worden. General Electric, die ruime ervaring had opgedaan met superchargers en turbochargers, komt de eer toe een Amerikaanse variant van de W.2B/23 te hebben gebouwd. Het Britse ontwerp werd o.a. verbeterd op het vlak van gebruikte materialen zoals de metaallegering Hastelloy B (tegelijkertijd hitte- en corrosiebestendig) voor de turbine. Productieversies van deze General Electric J31 turbojet werden o.a. ingebouwd in de Bell P-59 Airacomet, een grote tweemotorige jager waarvan het gebruik hoofdzakelijk beperkt bleef tot het opbouwen van kennis over het gedrag van straalmotoren.
De eerste straalmotoren waren dan wel specifiek voor militair gebruik ontworpen, maar al snel deden ze ook hun intrede op de civiele markt : de De Havilland DH106 Comet (1e vlucht 27 juli 1947) werd het eerste passagiersvliegtuig met straalmotoren (4x De Havilland Ghost turbojets). Hiermee was de aanzet gegeven naar een exponentiële ontwikkeling van steeds krachtigere straalmotoren. Ook de jacht naar nieuwe snelheidsrecords werd geopend. De magische grens van 1000 km/h werd reeds op 19 juni 1947 doorbroken (USAF Colonel Albert Boyd in een Lockheed P-80R met 1 Allison J33 turbojet, 1003,60 km/h).
Straalmotoren hebben grote voordelen voor vliegtuigen die hoge snelheden moeten ontwikkelen maar hebben tegelijkertijd enkele niet te onderschatten nadelen : lawaai en brandstofverbruik.
Het grootste aandeel van het lawaai van een straalmotor dient toegeschreven te worden aan de uitlaatgassen als gevolg van de turbulenties die veroorzaakt worden bij de botsing van hete uitlaatgassen met koele omgevingslucht. Het was dus zaak om dit fenomeen onder controle te krijgen. Hoewel er in de loop der jaren diverse types van geluidsdempers ontwikkeld werden was het succes daarvan eerder beperkt. Het grote brandstofverbruik van de turbojet was bovendien een probleem dat het vliegbereik ernstig beperkte. Er werd evenwel een oplossing gevonden die beide nadelen gunstig beïnvloedde : de turbofan.
Bij een turbojet wordt de door de motor aangezogen lucht integraal gebruikt voor de verbranding. Een turbofan beschikt evenwel over een eerste compressortrap (“fan”) van veel grotere diameter, waarbij slechts de luchtstroom in het midden naar de volgende compressortrappen wordt geleid en gebruikt voor de verbranding. De lucht aan de buitenkant wordt rond de motor geleid (bypass) en vormt als het ware een koelere buitenmantel rond motor en uitlaatgassen. Resultaat : efficiëntere koeling van deze uitlaatgassen, waardoor ze sneller aan volume inkrimpen en minder turbulenties, dus lawaai, veroorzaken. Terzelfdertijd kan een lager brandstofverbruik opgetekend worden doordat de bypasslucht aan de stuwkracht bijdraagt.
We merken op dat de Concorde het laatste passagiersvliegtuig was dat met zuivere turbojets (4x Rolls-Royce/Snecma Olympus 593) werd uitgerust. Heden ten dage zijn turbojets nog slechts in beperkt gebruik (o.a. op cruise missiles), in tegenstelling tot turbofans.
Militaire jachtvliegtuigen, waarbij de motor gewoonlijk in de vliegtuigromp is ingebouwd, beschikken tegenwoordig vrijwel altijd over “low bypass” turbofans (door de beperkte beschikbare ruimte kan de diameter van de fan niet veel groter zijn dan de diameter van de rest van de motor). Commerciële vliegtuigen en/of militaire transportvliegtuigen hebben meestal motoren opgehangen aan de vleugels, zodat meer ruimte beschikbaar is voor een grotere fandiameter. Dergelijke motoren zijn dan ook meestal van het “high bypass” turbofan type (fan van grote diameter).
In recente jaren is de ontwikkeling van hoogtechnologische turbofans (bv. met gebruik van compressorbladen in composietmateriaal) dermate duur geworden dat het steeds minder voorkomt dat 1 fabrikant het ontwerp van een nieuwe familie motoren aanvat - internationale samenwerking is reeds meerdere jaren de sleutel tot succes. Het resultaat hiervan vinden we bijvoorbeeld terug bij firma’s als CFM (samenwerkingsverband tussen General Electric en Snecma - bekendste verwezenlijking was de CFM56 turbofan familie die o.a. gebruikt werd op de Airbus A320 en A340, Boeing 737 van de 2e en 3e generatie), IAE (International Aero Engines, een samenwerkingsverband tussen Pratt & Whitney, MTU Engines en Japanese Aero Engine Corporation - bekendste verwezenlijking was de IAE V2500 turbofan familie die toepassing vond op o.a. bepaalde varianten van de Airbus A320, McDonnell-Douglas MD-90 en Embraer KC-390) of Turbo-Union (samenwerkingsverband tussen Rolls-Royce, MTU en Aeritalia, specifiek opgericht voor de ontwikkeling van de RB199 turbofan voor de Panavia Tornado).
Merk op dat hier regelmatig gesproken wordt over een “familie” van turbofans. Motoren worden inderdaad steeds meer ontworpen met modulariteit in gedachte, zodat van een basisconfiguratie meerdere varianten kunnen gebouwd worden in functie van de vereiste stuwkracht voor een bepaalde applicatie.
In deel 5 belichten we de combinatie van een straalmotor met een propellor : de turboprop.
(Gebruikte bronnen : diverse websites, boek “Van Zeilvlucht tot Reactiemotor” (W.Kühner, uitgeverij Het Gouden Spoor), “Jane’s All The World’s Aircraft” (diverse jaargangen), eigen documentatie)
(Tekst : Guido Van Roy - Foto’s : Raymond De Clercq, Marc Van Ryssel, Sam Pets, Jef Pets, Guido Van Roy)
Klik op onderstaande foto voor een overzichtje van de verscheidenheid aan motoren en de vliegtuigen waarop ze gemonteerd werden.
