Отже, якщо швидкість потоку у відносному русі приблизно дорівнює окружної швидкості лопатки, то потужність, що передається потоку або відбирається від нього, пропорційна кубу швидкості лопатки. Витрата через робоче колесо пропорційний окружної швидкості лопатки, тому потужність на одиницю маси витрати пропорційна квадрату швидкості лопатки. Відносне підвищення температури в компресорі пропорційно квадрату числа Маха лопатки. Тому бажано, щоб окружні швидкості лопаток в авіаційному компресорі були навколозвукових або надзвуковими (при нормальних умовах 300 м / с або більше). Такі швидкості значно вище швидкостей поршня (приблизно 10 м / с) в поршневому двигуні.
Високі окружні швидкості лопаткових машин призводять до великих відцентровим навантажень в обертових лопатках і в диску, на якому вони змонтовані; це висуває жорсткі вимоги до проектування і виготовлення лопаткових машин. Матеріал для турбін повинен витримувати високі навантаження при високих температурах. Ці вимоги разом з необхідністю малої ваги і хорошою надійністю призводять до високої вартості газотурбінних двигунів. Поява нових міцних і легких матеріалів дозволяє збільшити обороти компресора і турбіни і отримати більш високі ступені підвищення тиску або при даній ступеня підвищення тиску зменшити число ступенів.
Гвинти, вентилятори і повітрозабірники. Гвинт впливає на потік так само, як робоче колесо компресора, у нього тільки менше лопатей і нижче ступінь підвищення тиску; він найбільш ефективний, як зазначалося вище, для невеликих швидкостей польоту. Однак зі зростанням швидкості польоту відносна швидкість кінців лопатей (векторна сума швидкості польоту і окружної швидкості лопаті) наближається до швидкості звуку, що відбувається задовго до досягнення звуковий швидкості польоту. Досягнення на кінцях лопатей швидкості звуку призводить до різкого збільшення місцевого опору і рівня шуму, що обмежує швидкість польоту гвинтових літаків.
турбовентиляторного і турбореактивні двигуни для прийому набігаючого потоку обладнані повітрозабірниками (рис. 5). Повітрозабірник дозволяє зменшити скор?? Сть набігаючого потоку до прийнятної для вентилятора. При зльоті в воздухозаборнике відбувається плавне прискорення потоку, а при польоті на крейсерському навколозвукових режимі - гальмування до необхідного значення швидкості. У підсумку вентилятор незалежно від швидкості польоту працює при оптимальних умовах. По суті справи, вентилятор - просто низьконапірний компресор; такий рушій дуже зручний для дозвукових транспортних літаків.
Прагнення підвищити економічність змушує розробляти нові, більш досконалі типи двигунів: високошвидкісні турбогвинтові або турбовентиляторні без зовнішнього кільця. Двигун другого типу має два протилежно обертових гвинта з дуже тонкими лопатями, загнутими назад по обертанню для зменшення ефективного числа Маха на кінцях лопатей і, отже, для зниження рівня втрат і шуму, пов'язаних з утворенням місцевих стрибків ущільнення.
При польоті з надзвуковими швидкостями повітрозабірник повинен перебудувати набегающий надзвуковий потік в дозвуковой, тому конструкція повітрозабірника в цьому випадку стає складніше. Від надзвуковий до звукової швидкості потік гальмується в системі стрибків ущільнення, що утворюються на носовому конусі або клині, а потім в розширюється дифузорі відбувається подальше гальмування потоку до значення ...
