가변 피치 팬

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가변 피치 팬은 가변 피치 프로펠러의 개념과 유사하며 엔진이 조절될 때 터보 팬의 피치(또는 블레이드 각도)를 점진적으로 감소시키는 것을 포함한다. 가변 피치 팬은 일부 산업 용도에 사용되지만, 이 글의 초점은 터보 팬 엔진에 사용되는 것에 있다. 어떤 생산 엔진도 이러한 기능을 사용하지 않지만, 적어도 차세대 높은 바이패스 비율 터보팬에 필요할 것이다.

스러스트 특정 연료 소비를 줄이기 위해 사용되는 방법 중 하나는 추진 효율을 향상시키는 것이다. 여기에는 특정 추력을 감소시킴으로써 엔진의 유효 분사 속도를 감소시키는 것이 포함된다. 이는 결과적으로 필요한 최적의 팬 압력비를 감소시키고 결과적으로 냉간 노즐 압력비를 감소시킨다. 크루즈 비행 속도에서 노즐은 질식되고 팬 작동 라인은 상당히 가파르고 선형적이다. 그러나 낮은 비행 속도에서는 공기 흡입구의 램 압력 상승이 매우 낮기 때문에 노즐이 제대로 손상되지 않는다. 결과적으로, 팬 작업 라인은 매우 곡선이 높고 크루즈 비행 속도 작업 라인의 왼쪽으로 잘 배치되어 있어, 특히 낮은 스로틀 설정에서 팬 서지 마진이 위험 수준으로 감소할 가능성이 있다. 서지선, 작업선 등에 익숙하지 않은 독자는 압축기 지도에 있는 위키백과 기사를 읽어야 한다.

이 문제에 대한 두 가지 해결책이 있다.

1) 저속 비행으로 냉각 노즐 영역을 개방하여 팬 작업 라인을 서지로부터 멀리 이동시킨다. 이는 서지선의 위치나 경사에는 거의 영향을 미치지 않는다.

OR

2) 엔진을 조절할 때 팬의 피치를 점진적으로 줄여 팬의 효과적인 서지 라인을 만든다. 피치가 감소함에 따라 팬 맵은 질량 흐름과 압력비 양면에서 수축하며 서지 라인은 왼쪽과 아래로 이동한다. 이 모든 것이 팬 작동 라인의 기울기와 위치에 거의 영향을 미치지 않는다.^[1]

가변 팬 옵션의 한 가지 장점은 팬 피치를 변화시키면 헤비 블로커 도어, 캐스케이드 등이 필요 없이 엔진 추력을 역전시킬 수 있다는 것이다.

선풍기의 피치는 터보메카 아스타판과 마찬가지로 페더를 통해 역전될 수 있다.^[2] 또는 롤스로이스/SNECMA M45SD-02에 채용된 Fine Pitch를 통해.^[3][4]

역추력을 결합한 상태에서 팬용 공기는 일반적으로 냉간 노즐 출구 평면 근처에 노출되는 세로 간격에 의해 형성된 보조 흡기를 통해 엔진으로 들어간다. 이 공기의 대부분은 정상적인 공기 흡입구를 통해 배출되므로 전방 운동에 저항하는 힘을 제공한다. 그러나 남은 공기는 엔진 코어(즉, 가스 발전기)로 들어가 팬을 구동하는 에너지를 공급할 수 있도록 일종의 U턴을 해야 한다.

일반적으로 저특정 스러스트 터보팬은 매우 높은 바이패스 비율을 가지며, IP 압축기와 LP 터빈이 이러한 다단계 장치에 필요한 단계 수를 줄이기 위해 팬보다 훨씬 높은 회전 속도로 작동할 수 있도록 팬과 LP축 사이에 감속 변속 장치가 장착된다.

롤스로이스는 현재 위에서 설명한 많은 부분을 채용하는 울트라팬을 개발하고 있다. ^{[5] [6]}

1980년대 맥도넬 더글러스 MD-80을 실제로 날았던 제너럴 일렉트릭 GE36 언덕티드 팬(UDF)은 비록 프로펠러 엔진이라 팬 케이싱은 없지만 두 줄의 역회전 가변 피치 팬 블레이드를 채용했다.

참조