Turbofan motorlar, turbojet motorların yüksek hız ve yükseklik kabiliyeti ile turboprop motorun çalışma verimi ve yüksek tepki kabiliyetini birleştirebilen özelliklere sahiptir.

1. TURBOFAN MOTORLAR ve ÇALIŞMA SİSTEMİ
Günümüzde modern uçaklar turbofan motorlar tarafından uçurulmaktadır. Bu motorlar oldukça güvenilir, yıllarca sorunsuz hizmet verebilmektedir. Bununla birlikte nadiren arızaya neden olur ve oluşabilecek arıza da hazırlıksız yakalanmamak adına önceden belirlenebilir.
Turbofan motorlar, hava akış oranlarının haricinde pratik olarak turboprop motorlara benzerler. Ana motor hariç ikincil (secondary) hava miktarının motor içinden geçen birincil (primary) hava miktarına oranı turboprop motorlara göre daha düşüktür. Bu oran, turbofan motorlarda bypass oranı (BPR, Bypass Ratio) olarak isimlendirilir.
Turboprop motorlardaki pervane ve pervane dişli kutusu yerini eksenel akışlı kompresördekine benzeyen fakat nispeten daha büyük ölçekli hareketli bıçak (döner blade), sabit bıçakları (sabit vane) olan eksenel akışlı fana bırakmıştır. Genellikle fanın çevresi kasa (fan duct) ile kaplıdır.
Fan pervanede olduğu gibi üzerinden geçen havayı ivmelendirir. İvmelenen hava kütlesi ters yönde bir tepki kuvveti oluşturur ve fan nedeniyle ortaya çıkan bu tepki, bypass oranına bağlı olarak toplam tepkinin büyük bir bölümünü oluşturur. Fandan geçen bu hava, fanı terk ettikten sonra yanmaya gönderilmez. Fanın ucundaki bir lüle (nozzle) veya kasadan (fan duct) motor boyunca uzatılarak bu hava ana motor egzoz lülesi (exhaust nozzle) çevresinden atmosfere gönderilir. Bu tiplere ilave olarak bir diğer turbofan ise fandan gelen hava ve ana motorda türbini terk eden egzoz gazları karıştırılır ve tek lüleden bu karışım çıkartılır.
Turbofan motorlar, turbojet motorların yüksek hız ve yükseklik kabiliyeti ile turboprop motorun çalışma verimi ve yüksek tepki kabiliyetini birleştirebilen özelliklere sahiptir. Ayrıca turboprop motorlara göre turbofan motorlar daha hafif ve daha az karmaşıktır.
Turboprop ve turbofan motorları arasındaki bir temel prensip farkı da, fandan geçen hava miktarının motor kaportasının giriş ağzı tasarımı ile kontrol edilmesidir. Bu yaklaşım ile fan üzerindeki hava hızının turboprop motorlarda olduğu gibi uçak hızından büyük oranda etkilenmesini engellemektedir. Bu durum, turboprop motorlarda 400 knot’ın üzerindeki hızlarda hava hızının tepkisel verimlilik üzerinde oluşturduğu sınırlama sonucu verimin düşme etkisini azaltarak uçak hızında bir sınır şartı olmasını büyük oranda etkilemektedir. Eşit tepkiye sahip turbojet motor ile turbofan motor kıyaslandığında, turbofan motorların egzoz gazı gürültü seviyesinin daha düşük desibellerde olduğu görülmektedir. Bu durum, fan için ilave edilen

2. türbin kademelerinde gürültüye sebep olan yanmış gaz hızının daha da düşmesi nedeniyle oluşur.
Şekil 1. Turbofan motorlarda hava akışı ve itki kuvveti
Son yıllarda gürültünün belirlenen sınır değerlerinin altına düşürülmesinin gerekliliği ve daha düşük yakıt sarfiyatı gibi etkenler turbofan motorlarını özellikle ticari alanda vazgeçilmez hale getirmektedir. Turbofan motorunu oluşturan ana elemanlar ile turbojet motorunun ana elemanları aynıdır. Burada fan ikinci bir alçak basınç kompresörü kabul edilmektedir. Turbofan motorlarının, propfan ve ADP (Advanced Ducted Propulsor) olarak adlandırılan çeşitleride mevcuttur. Yakıt sarfiyatı üzerine çok olumlu etkileri nedeniyle geleceğin ticari motorları olmaya adaydır.
Turbofan motorlar, ticari amaçlı hava yollarının dünya etrafında dolaşabilmesi adına önemli bir buluştur. Çalışma sistemleri daha detaylı incelencek olursa; bu motorlar bir termodinamik çevrim ile izah edilen beş kısımdan oluşur. Bunlar; havanın motor ağzından içeri alınması, sıkıştırılması, yakılması, genişlemesi ve egzozdan çıkış anında itki kuvveti oluşturarak aracı ileri itmesidir. Önceden de değindiğimiz bu beş adım, motorun önemli beş bileşeni tarafından Şekil 2’de de gösterildiği gibi yapılmaktadır. Bu beş bileşen; fan, kompresör (alçak ve yüksek basınç kompresörü), yanma odası, türbin (alçak ve yüksek basınç türbini), egzoz(çıkış nozulu- lülesi).

3. Şekil 2. Turbofan Bileşenleri
İdeal gaz kanunundan yapacağımız çıkarım; gaz basınçladırılıp hacim azaldığında, sıcaklık ve basınç artmalıdır. Turbofan motoru çalışma konseptini temel olarak bu kural oluşturmaktadır.
Hatırlatma : İdeal gaz kanunu; basınç, hacim ve sıcaklığı aralarında ilişkilendiren, ideal gazlar için bir eşitliktir.
푃푉=푛푅푇
Burada;
P = Basınç (Pa)
V = Hacim (m3)
n = Gazın mol sayısı
R = Gaz sabiti (8.3145 J/(mol K))
T = Sıcaklıktır (K)