Ce este un raport de bypass?

Raportul de bypass (BPR) este un termen folosit pentru a exprima raportul dintre cantitatea de aer care curge prin ventilatorul de bypass și în jurul miezului unui motor cu reacție modern și cel care trece prin miez. La motoarele cu reacție timpurii, cea mai mare parte a aerului care trecea în admisia motorului era folosită în procesul de ardere și trecea prin miezul motorului pentru a ieși la evacuarea motorului. Deși aceste motoare de avioane timpurii produceau suficientă tracțiune, ardeau mult combustibil, produceau emisii excesive și erau foarte zgomotoase. Progresele în tehnologia de propulsie cu turbine și presiunea constantă pentru a produce centrale de aviație mai silențioase, mai curate și mai eficiente din punct de vedere al consumului de combustibil au condus la dezvoltarea de motoare cu rapoarte de bypass mult mai mari. Cea mai recentă generație de motoare cu reacție, începând cu 2011, are un raport de retur de până la opt la unu, făcându-le silențioase, curate și mult mai eficiente.

În termeni foarte simpli, o centrală medie a turbinei, sau motorul cu reacție, așa cum sunt mai frecvent numite, constă din două secțiuni principale, sau etape, interconectate printr-un arbore central. Aceste două secțiuni sunt găzduite într-un tub închis și sunt formate dintr-un set de palete de compresor în partea din față a motorului și un set de pale de turbină în spate. Zona dintre cele două secțiuni este folosită ca cameră de ardere. Ambele capete ale tubului sunt deschise către atmosfera exterioară, capătul anterior sau frontal servind drept admisie, iar deschiderea din spate ca evacuare.

Când motorul funcționează, aerul care intră în admisie este comprimat de treapta compresorului și forțat în camera de ardere. Acolo, aerul comprimat este amestecat cu combustibil atomizat și aprins. Gazul care se extinde rapid trece apoi și rotește treapta turbinei înainte de a ieși pe evacuare. Acest gaz fierbinte asigură un procent din forța motorului și, deoarece turbina și compresorul sunt interconectate, susține întregul ciclu. La motoarele cu reacție mai vechi, o proporție mare a aerului care intră în motor a fost utilizată în acest proces, cea mai mare parte a forței totale a motorului fiind dezvoltată de gazele de eșapament.

Deși acest sistem a funcționat bine, a avut mai multe dezavantaje, precum consumul mare de combustibil, cantități mari de emisii produse de motoare și zgomot în exces. Creșterea costurilor cu combustibilul și conștientizarea din ce în ce mai mare asupra mediului, împreună cu presiunea de a scădea nivelurile de zgomot în jurul aeroporturilor, au condus în cele din urmă la dezvoltarea a ceea ce este acum cunoscut sub numele de motor de ocolire înaltă. Aceste motoare au în continuare aceeași structură de bază ca și soiurile mai vechi, dar au un ventilator de primă etapă foarte mare, închis într-o nacelă care înconjoară miezul. Când aceste motoare funcționează, majoritatea aerului care trece în admisie ocolește complet miezul.

Acest lucru are o serie de beneficii semnificative. Primul este consumul de combustibil, cu creșterea mare a forței de ocolire, reducând cantitatea de forță necesară procesului de ardere a miezului central. Al doilea este reducerea zgomotului cauzată de presiunea de evacuare mai scăzută și efectul de amortizare al aerului de bypass care trece prin evacuare. De asemenea, aerul de bypass răcește motorul, permițând arderea mai completă a combustibilului cu reduceri proporționale ale emisiilor.

Începând cu 2011, motoarele moderne cu raport de bypass ridicat prezintă rapoarte de până la 10 ori mai mari decât tipurile inițiale. Un Pratt & Whitney JT 8D pe un vechi Boeing 737–200 avea un raport de bypass de 0.96 la unu. Un Rolls Royce Trent 900 pe noul Airbus A380 sau Boeing 777 are un raport de 8.7 la unu. Aceasta înseamnă că aproape de nouă ori mai mult aer curge în jurul motorului decât prin miez. Singura dată când motoarele cu raport de bypass scăzut sunt superioare, totuși, este în aplicațiile de zbor supersonic. Un bun exemplu sunt motoarele de pe Concorde, care prezentau un raport de bypass de zero la unu, cu tot aerul de admisie mergând direct pe banda roșie.