Spřátelené weby
další odkazy

česky english

Zajímavá srovnání motorů

V první části jsou uvedeny grafy, vytvořené z databáze parametrů přibližně 750 proudových motorů - turbokompresorových, turbodmychadlových, civilních i vojenských. Lze vypozorovat charakteristické závislosti parametrů dané třídy motorů. Druhá část této stránky srovnává zajímavé charakteristiky konkrétních typů motorů.

Závislost specifické spotřeby paliva na obtokovém poměru u dvouproudových motorů

Na následujícím grafu stojí za povšimnutí tyto věci:

• Spotřeba motorů s nízkým obtokovým poměrem je na maximálním režimu poměrně vysoká a blíží se spotřebě motorů turbokompresorových. Naopak ale mají relativně velmi nízkou spotřebu na forsážním režimu.
• S rostoucím obtokovým poměrem spotřeba v maximálním režimu výrazně klesá a už při OP 2 jde na velmi dobrých 0.5 kg/kp/h. Jde ale vidět, že přídavné spalování je při tomto OP prakticky nepoužitelné. Forsážní spotřeba totiž roste až nad 2.5 kg/kp/h. Krom toho tak vysoký obtokový poměr už prakticky vylučuje použití na bojových letounech (především nadzvukových). Při stejném tahu mají totiž motory s velkým OP nižší výtokovou rychlost plynů a tím i horší charakteristiky při vyšších rychlostech letu (okolomachové a vyšší). Přidavné spalování na takovémto motoru je tedy zbytečný a drahý "luxus". Lze říct, že motory s OP vyšším, než 1.5, jsou už výsadou téměř výhradně středních a velkých dopravních a transportních letounů, kde není prioritou téměř okolozvuková rychlost, ale důležitá je ekonomičnost provozu.
• S dále se zvyšujícím OP neustále klesá spotřeba až k hodnotě přibližně 0.35 kg/kp/h. Při srovnání s typickou hodnotou 0.8 u motorů s nízkým OP je vidět značný rozdíl.
• Spotřeba na cestovním režimu (rychlost M=0.85, výška kolem 10 km) se chová podobně jako spotřeba na maximálním režimu - tedy s rostoucím obtokovým poměrem klesá.

Závislost předpokládané rychlosti výstupních plynů na obtokovém poměru u dvouproudových motorů

Nejde o skutečnou výstupní rychlost! Na tahu se podílí i rozdíl tlaku mezi tryskou a okolní atmosférou. Přesto lze vypozorovat charakteristickou závislost na obtokovém poměru, kdy při vyšším OP rychlost plynů samozřejmě klesá. Je to dáno tím, že vnější proud vzduchu je podstatně pomalejší (urychlen pouze dmychadlem). Rychlost je vypočítána jako tah[N]/průtok[kg/s].

Celková spotřeba letounu

V profilech jednotlivých motorů je uváděna specifická spotřeba paliva v jednotkách kg.N^-1.h^-1 nebo kg.kp^-1.h^-1. Ta ale laikovi nedává představu o skutečné spotřebě letounu. Následuje tedy tabulka s celkovou spotřebou všech motorů různých letounů na různých režimech. Není-li uvedeno jinak, jsou režimy brány pro nulovou letovou rychlost a nulovou výšku letu. Berte prosím uvedení informace jen jako "zajímavost", nikoliv k posuzování zda je ten který letoun méně ekonomický a podobně. Příčinou větší celkové hodinové spotřeby paliva je často pouze větší výkon, nikoliv vyšší specifická spotřeba.

letoun	motory	režim	spotřeba (kg/h)
L-13TJ	1x TJ100A	maximální	120
L-29	1x M-701	maximální	1013
MiG-17	1x VK-1F	maximální	4210
MiG-17	1x VK-1F	plná forsáž	8810
MiG-19	2x RD-9B	maximální	4850
MiG-19	2x RD-9B	plná forsáž	10400
MiG-21MF	1x R-13F-300	maximální	3933
MiG-21MF	1x R-13F-300	plná forsáž	14826
MiG-25	2x R-15B-300	maximální	18750
MiG-25	2x R-15B-300	plná forsáž	60480
MiG-29	2x RD-33	maximální	7515
MiG-29	2x RD-33	plná forsáž	33382
MiG-29	2x RD-33	maximální, H=11km, M=0.9	2950
MiG-29	2x RD-33	plná forsáž, H=11km, M=2	31500
MiG-29	2x RD-33	volnoběh	670
MiG-31	2x D-30F6	maximální	13680
MiG-31	2x D-30F6	plná forsáž	58900
Su-27	2x AL-31F	maximální	10200
Su-27	2x AL-31F	plná forsáž	48000
F-15E	2x F100-PW-229	maximální	11712
F-15E	2x F100-PW-229	plná forsáž	54370
JAS-39	1x RM12	maximální	4540
JAS-39	1x RM12	plná forsáž	14700
Il-62	4x NK-8-4	maximální	24710
Il-62	4x NK-8-4	cestovní	10870
An-225	6x D-18T	maximální	47800
An-225	6x D-18T	cestovní, H=11km, M=0.75	15900
Boeing 747-400	4x CF6-80C2-A5	maximální	36000
Boeing 747-400	4x CF6-80C2-A5	cestovní, H=11km, M=0.8	14000
Concorde	4x Olympus 593	plná forsáž	96000
Concorde	4x Olympus 593	cestovní, H=19km, M=2	22000 (odhad)
Tu-144	4x NK-144A	vzletový, plná forsáž	132000
Tu-144	4x NK-144A	cestovní, M>2	36200
Tu-144	4x NK-144A	cestovní, M<1	11040
Tu-144	4x RD-36-51	cestovní, M>2	25700
Tu-160	4x NK-321	plná forsáž	170000
Tu-160	4x NK-321	maximální (?)	40600
Su-7	1x AL-7F-1	maximální	6200
Su-7	1x AL-7F-1	plná forsáž	19200

Hodinová spotřeba na maximální a forsážní režim
L-29
MiG-17
MiG-19
JAS-39
MiG-21MF
Su-7
MiG-29
Su-27
F-15E
MiG-25
MiG-31
Concorde
Tu-144 (NK-144A)
Tu-144 (RD-36-51)
Tu-160
Il-62
747-400
An-225
* zelená - cestovní režim * modrá - maximální tah * červená - plné přídavné spalování

Při vzletu MiG-25 na plném přídavném spalování je každou sekundu spotřebováno přes 21 litrů paliva. Při zapnutí plné forsáže všech čtyř motorů NK-321 letounu Tu-160 se spotřebovává až 60 litrů paliva každou sekundu. Jde tak patrně o "nejžíznivější" letadlo všech dob, alespoň co se týče tohoto režimu provozu motorů.

Poměr tahu ke hmotnosti letounu, aneb počáteční akcelerace letounu

Pokud jste někdy letěli na dovolenou dopravním letadlem, tak vás alespoň poprvé patrně překvapila akcelerace letounu při startu, která vás zarazila do sedačky. V následující tabulce a grafu si můžete srovnat, jak jdou na tom další typy letadel a jiné dopravní prostředky. Vypočítaná akcelerace (zrychlení) je v tzv. jednotkách G, kdy 1 G = 9,80665 m.s^-2. Pro představu: pokud je akcelerace 1G, tedy 9,80665 m.s^-2, znamená to, že každou sekundu dojde ke zvýšení rychlosti o necelých 10 m/s. Pokud se nezmění aerodynamický odpor, byla by po deseti sekundách rychlost 100 m/s.

V tabulce je u aut bráno průměrné zrychlení mezi 0 a 100 km/h. Počáteční zrychlení při rozjíždění je ale podstatně vyšší, než v tabulce udaná hodnota. Následující výpočty neberou v potaz valivý odpor podvozku, ten hodnotu zrychlení snižuje maximálně v řádu několika procent.

U letecké techniky je níže uvedená hodnota zrychlení známá spíše jako poměr tahu ke hmotnosti. Pokud tato hodnota přesahuje číslo 1, překonává tah hmotnost a letoun se teoreticky silou svých pohonných jednotek může z místa vznést. Znovu jde však o hodnoty získané podílem neinstalovaného tahu a hmotnosti. Instalovaný tah je obvykle o něco menší a tím i poměry tahu ke hmotnosti letounu.

letoun / auto	motory	akcelerace při minimální hmotnosti	akcelerace při maximální hmotnosti
A321-300	2x CFM56-5	0.583	0.301
A380-800	4x Trent 970	0.458	0.226
B737-500	2x CFM56-3B-1	0.579	0.3
B757-300	2x PW2043	0.681	0.322
L-39C	1x AI-25TL	0.498	0.366
MiG-21MF	1x R-13F-300	1.159	0.727
MiG-23MLD	1x R-35-300	1.355	0.721
MiG-29	2x RD-33	1.494	0.782
Su-25	2x R-95Š	0.893	0.468
Su-27	2x AL-31F	1.529	0.759
Eur. Typhoon	2x EJ200	1.646	0.781
JAS-39	1x RM12	1.448	0.631
A-10	2x TF34	0.724	0.356
F-22	2x F119-PW-100	2.213	0.877
McLaren F1	461 kW	-	0.887
F1 (2003)	-	-	0.928
raketový Dragster	-	-	9.116

Poměr tahu ke hmotnosti
A380-800
B737-500
A321-300
B757-300
A-10
L-39C
Su-25
JAS-39
MiG-23MLD
MiG-21MF
Su-27
Typhoon
MiG-29
F-22
McLaren F1
F1 (2003)
* modrá - zrychlení při maximální hmotnosti * červená - teoretické zrychlení prázdného letounu * zelená - průměrné zrychlení aut mezi 0 a 100 km/h

Z tohoto přehledu lze vyvodit pár zajímavých poznatků. Při rozjíždění dopravního letounu při letu na dovolenou zažíváte zrychlení kolem 3-4 m.s^-2. Jen lehce vyšší zrychlení byste zažili při startu L-39, například pokud si zaplatíte let s Czech Jet Team. Naopak pokud by se vám podařilo dostat do bojového letounu, který vzlétá k provedení akrobacie na leteckém dnu, bylo by zrychlení až kolem 14 m.s^-2, tedy až 4x vyšší, než u dopravního letounu. Je také dobře vidět, jak extrémně přemotorované letadlo je F-22.

Tah motoru

Tah proudových motorů jde od několika Newtonů až po stovky kilonewtonů. Výkon nejsilnějších motorů se blíží k 500 kN. Pro představu je to taková síla, že by motor kolmo vzhůru včetně své hmotnosti uzvedl 50 tun.

motor	výkon maximální [kN]	výkon s příd. spalováním [kN]
TJ100C (L-13TJ)	1	-
AI-25TL (L-39)	16.87	-
VK-1F (MiG-17)	26.47	33.12
R-13F-300 (MiG-21MF)	40.221	64.746
R-35-300 (MiG-23MLD)	84	127.5
R-15B-300 (MiG-25)	73.5	110
RD-33 (MiG-29)	49.44	81.42
AL-31F (Su-27)	74.5	122.5
TF30-PW-414A (F-14)	53.9	92.9
NK-321 (Tu-160)	137 (?)	245
CFM56-5B2 (A321)	137.9	-
Olympus 593 Mk.610 (Concorde)	139	170
D-18T (An-225)	229.85	-
Trent 977 (A380-400F)	350	-
GE90-115B (777-200LR)	513	-
GE90-115B (test)	547	-

Tah motorů
AI-25TL
VK-1F
R-13F-300
RD-33
TF30-PW-414A
R-15B-300
AL-31F
R-35-300
CFM56-5B2
Olympus 593 Mk.610
D-18T
NK-321
Trent 977
GE90-115B
GE90-115B (test)
* zelená - motory dopravních letounů s větším obtokovým poměrem * červená - přídavné spalování * modrá - maximální tah

Hmotnost motoru

Také hmotnost leteckých (proudových) motorů se pohybuje ve velmi velkém rozsahu. Ty nejmenší o hmotnosti v řádech gramů jsou zatím ve vývoji a uplatnění mají najít jako mobilní zdroje energie například pro pěchotu. Běžně používané nejmenší motory si lze koupit pro RC modely, mají hmotnost od 1 kg. Motory proudových bojových letounů váží řádově 300 až 2000 kg. Ty nejvýkonnější a zároveň nejtěžší pohonné jednotky mají samozřejmě velké dopravní letouny, kde je hmotnost jednoho motoru přes 5 tun. V současnosti patrně vůbec nejtěžším a zároveň nejvýkonnějším motorem je GE90-115B s hmotností přes 8 tun.

motor	hmotnost
Mercury (RC)	1.4
TJ100C (L-13TJ)	19
AI-25TL (L-39)	400
VK-1(MiG-15)	814
VK-1F (MiG-17)	1024
RD-33 (MiG-29)	1050
R-13F-300 (MiG-21MF)	1210
AL-31F (Su-27)	1570
TF30-PW-414A (F-14)	1905
CFM56 (A321)	2381
R-15B-300 (MiG-25)	2706
Olympus (Concorde)	3175
Trent 900 (A380)	5436
GE90-115B (777-200LR)	8283

Hmotnost motorů
TJ100C
AI-25TL
VK-1
VK-1F
RD-33
R-13F-300
AL-31F
TF30-PW-414A
CFM56
R-15B-300
Olympus
Trent 900
GE90-115B
* zelená - motory dopravních letounů s větším obtokovým poměrem * červená - motory s přídavným spalováním * modrá - zbývající motory

Velikost motoru

Cena motorů

motor	rok	cena za kus	cena na dnešní poměry (2013)
J44 (jednorázový pro řízené střely)	1956	4 800 liber (13450 $)	115 570 $
J44 (booster)	1956	7 200 liber (20150 $)	173 140 $
J40	1956	80 000 liber (224 000 $)	1 924 728 $
J71-A-2	1956	52 000 liber (146 000 $)	1 254 510 $
J71-A-9 (pro B-66)	1954	cca 124 000 $	1 061 514 $
J75 (pro F-105B)	1960	328 797 $	2 584 142 $
J75 (pro F-105D)	1960	244 412 $	1 920 928 $
J75 (pro F-105F/G)	1960	290 000 $	2 279 222 $
F100-PW-220	1990	3 330 000 $	6 019 093 $
F101-GE-102	1985	3 730 000 $	8 141 653 $
F110-GE-100	1985	2 900 000 - 3 200 000 $	6 329 972 - 6 984 796 $
F110-GE-129C (pro Saudské letectvo) 1)	2007	4 615 000 $	5 250 703 $
F110-GE-129C (pro Saudské letectvo) 2)	2008	4 945 000 $	5 394 290 $
F119-PW-100	2004	9 500 000 $	11 812 419 $
F135 (malosérie 16 motorů)	2007	3 750 000 $	4 266 551 $
F414-GE-400	1998	4 000 000 $	5 700 000 $
F414 (99 ks pro Indii)	2012	5 500 000 $	5 587 964 $
TF30-P-1	1965	673 184 $	4 968 616 $
TF30-P-1A	1965	677 161 $	4 997 969 $
TF30-P-12	1968	732 386 $	4 945 861 $
PW4000-94 (?, B747)	2010 ?	8 000 000 $	8 501 848 $
PW4090 (B777)	2010 ?	10 - 12 mil. $	10 627 310 - 12 752 772 $
RD-33	1993	1 800 000 $	2 906 760 $
AL-31FN	1998	3 750 000 $	5 343 750 $
AL-31FN (velkosérie pro Čínu)	2005	cca 3 250 000 - 3 500 000 $	3 924 541 - 4 226 429 $
AL-55I (odhad)	2005 ?	500 000 - 700 000 $	603 776 - 845 286 $
RD-1700 (odhad)	2005 ?	500 000 - 700 000 $	603 776 - 845 286 $
M88-2	1990	3 400 000 $	6 145 620 $
M53-P2	1990	3 000 000 $	5 422 606 $
RM12	1990	2 900 000 $	5 241 852 $
RB199 Mk. 105	1990	3 350 000 - 3 650 000 $	6 055 243 - 6 597 504 $
EJ200	1990	4 200 000 $	7 591 648 $
H80 (24ks pro Trush)	2013	354 000 $	354 000 $

1) Motory a logistická podpora, kontrakt byl v hodnotě 300 mil. USD a v objemu 65 motorů F110-GE-129C. Motory určeny pro letouny F-15S
2) Tato objednávka, oznámená 9. 9. 2008, byla na 91 motorů F110-GE-129C a měla hodnotu 450 mil. USD. Motory určeny pro letouny F-15S
Pro přepočet cen na současné hodnoty doporučuji inflační kalkulátor amerického dolaru.

Porovnání výškově-rychlostní charakteristiky dvou motorů

Toto srovnání se bude týkat dvou odlišných motorů - jednoproudového R-15B-300 z MiG-25 ze 60. let a dvouproudového AL-31F ze Su-27 z počátku 80. let. Motor R-15B-300 má podle běžně dostupných základních technických údajů při hmotnosti kolem 2770 kg tah pouze 11200 kp, což znamená poměr tahu ke hmotnosti 4,04. Toto je i na svou dobu podprůměrná hodnota. Naproti tomu motor AL-31F má při hmotnosti 1520 kg tah 12500 kp, tedy poměr tahu ke hmotnosti 8,2. Rozdíl 4,04 a 8,2 je zdá se propastný v neprospěch R-15B-300. Nyní si ale uvědomme, jaké jsou pracovní podmínky obou letounů. MiG-25 je určen k dlouhodobým letům velmi vysokou rychlostí (M>2.5) ve velkých výškách, naopak Su-27 je stíhací letoun, který naprostou většinu provozu létá podzvukovou rychlostí s výškou obvykle nepřekračující 15 km. Motory těchto letounů jsou optimalizovány právě k plnění pro daný letoun specifických úkolů, tedy v případě R-15B-300 jsou to lety vysokou rychlostí ve velké výšce.

Jako důkaz můžeme srovnat graf výškově-rychlostní charakteristiky obou motorů. Při nízkých rychlostech a výškách výkonově vede AL-31F. Při rychlostech mezi M=1 a M=1,5 (v závislosti na výšce) ale začíná mít převahu R-15B-300 a ta je nejvýraznější při M=2.35 ve výšce 20 km. Při těchto podmínkách je poměr tahu ke hmotnosti starého motoru 1,7 a nového motoru 1,97, tedy rozdíl už ne tak výrazný. Navíc při vyšších rychlostech výkon R-15B-300 dále roste, AL-31F už pro tyto podmínky není určen.

Na tomto srovnání se ukázalo, že motor není možné co se týče výkonu odsuzovat nebo vyzdvihovat jen na základě tahu při podmínkách H=0, M=0. Každý motor je konstruován tak, aby vykazoval nejlepší charakteristiky při předpokládaných letových podmínkách letounu.


Všechny uvažované tahy ve všech srovnáních jsou pro neinstalované motory, u bojových letounů klesá při nulové rychlosti tah motoru na cca 75%, u dopravních letounů na odhadem 90%. Se zvyšující rychlostí toto číslo u bojových letounů roste.

Několik "nej" v oblasti leteckých motorů (do roku 2012)

Motor s nejvyšším tahem

Při testech motoru GE90-115B bylo dosaženo tahu 569 kN.

Nejvyšší tah proudového motoru s přídavným spalováním

NK-25 a NK-32 ruských bombardérů Tu-22M3 a Tu-160 a dopravního letounu Tu-144, nejvyšší tah je 245,2 kN.

Motor s nejvyšší celkovou, statickou spotřebou

NK-25 z bombardérů Tu-22M3, spotřeba jednoho neinstalovaného motoru je s přídavným spalováním až 52 tun za hodinu, tedy zhruba 18,5 litru za sekundu.

Letoun s největším celkovým tahem

Prvenství stále drží An-225 s šesti motory D-18 o celkovém tahu 1377 kN. Na paty mu šlape Airbus 380, jehož současný nejvyšší celkový tah je kolem 1280 kN.

Nejvýkonnější turbovrtulový motor

NK-12 sovětských bombardérů Tu-95 a dopravních letounů An-22 a Tu-114. Verze NK-12MA dosahovala výkonu údajně 11343 kW. Byla projektována ještě odvozená verze NK-16 o výkonu 11931 kW.

Letoun s největším celkovým výkonem

An-22 se čtyřmi motory NK-12MA, celkový výkon 45372 kW. Snese-li tato hodnota srovnání s motorem dieselové lokomotivy, pak má An-22 výkon 34 známých lokomotiv řady 753 (tzv. brejlovec).

Nejmenší proudový motor

Nelze jednoznačně stanovit. Pro RC modely je jedním z nejmenších Kolibri T15 o tahu 16 N a hmotnosti 230 g. Vyvíjeny jsou však i mnohem menší turbínové motory a to o velikosti jen několika milimetrů, do praxe se však zatím patrně nerozšířily.

Proudový motor s největším počtem vyrobených kusů

S největší pravděpodobností to je VK-1, kterého bylo v letech 1949-1960 vyrobeno 50601 kusů a to ve třech verzích - VK-1, VK-1A a VK-1F. Na vrchu žebříčku je dále americký J47, kterého bylo do roku 1956 vyrobeno kolem 36500 kusů. Z dalších velkosériově vyráběných motorů lze zmínit J57/JT3C s 21170 kusy, R-11 s 20900 kusy, CFM56 s 20270 kusy (k lednu 2010), J79 s nejméně 17000 kusy, JT8D s počtem převyšujícím 14750 kusů a J35 s počtem přes 14000 kusů.

Poslední aktualizace: 24.10.2007 & 7.4.2008