Потому что КПД турбинного двигателя падает по мере его использования, поэтому так важен своевременный ремонт турбин. Турбины самых маленьких самолетов используются не потому, что они более эффективны, чем поршневые двигатели, а потому, что они более надежны.
Наименьший возможный турбинный двигатель имеет эффективный диаметр диска турбины 74 мм; сделайте его еще на 1 мм меньше, и он вообще не будет работать, потому что его эффективность теперь равна нулю. Даже при размере 500 л.с., который является небольшим двигателем вертолета и имеет примерно в три раза больше диаметра диска, эффективность снижается примерно на 6%; бензиновый поршневой двигатель мощностью 500 л.с. с эффективностью около 17%, даже если использовать турбонагнетатель.
Действительно большие турбины - самые легкие и наиболее эффективные двигатели с высокой выходной мощностью, но они слишком велики для легкового или грузового автомобиля.
Здесь есть еще одна интересная вещь. КПД двигателя определяется двумя факторами:
-
Теоретическая эффективность термодинамического цикла двигателя, который устанавливает верхний предел, и КПД компонентов, которые могут только снизить КПД двигателя. Оказывается, поршневые двигатели делают действительно довольно эффективные компрессоры и имеют довольно низкие потери, но они не так хороши в восстановлении всей энергии от выхлопных газов. Вот почему, теперь, когда проблемы с надежностью были решены, наблюдается такой рост популярности турбонаддува в небольших бензиновых двигателей для автомобилей; 1.4L Turbo может быть значительно более эффективным, чем безнаддувный 2.0L в том же автомобиле, но при этом обеспечивает более высокую производительность, поскольку КПД может достигать 27% или около того.
Термодинамический цикл турбинных и дизельных двигателей очень близок (циклы Дизеля и Брайтона отличаются мельчайшими частями), и дизель имеет гораздо более эффективное сжатие и более эффективное расширение для необходимого диапазона… но цикл расширение не идет достаточно далеко.
Таким образом, если вы дополняете турбонаддувом небольшой дизельный двигатель, вы получаете термодинамические преимущества лучшего термодинамического цикла, и лучшую эффективность сжатия поршня, и лучшую эффективность расширителя в течение примерно половины цикла расширения, и достойный способ восстановить оставшуюся часть расширения энергия не хуже, чем у турбины ... общая эффективность может достигать 47%. Вот почему дизели получают лучшую экономию топлива (при этом плотность топлива выше, чем у бензина).