Když nastupujete do letadla letecké společnosti, možná netrávíte mnoho času přemýšlením o motorech. Ale jsou jediným důvodem, proč se 700 000 kg hliníku a cestující mohou řítit vzduchem rychlostí 80 % rychlosti zvuku. Jak tedy fungují? Pojďme se na to podívat.
Základy
Jetové motory, kterým se také říká plynové turbíny, fungují tak, že pomocí ventilátoru nasávají vzduch do přední části motoru. Odtud motor stlačuje vzduch, mísí s ním palivo, zapaluje směs paliva a vzduchu a vystřeluje ji ze zadní části motoru, čímž vytváří tah.
To je celkem základní vysvětlení fungování, takže se podívejme na jednotlivé části proudového motoru, abychom zjistili, co se vlastně děje.
Části proudového motoru
Existují 4 hlavní typy turbínových motorů, ale pro tento příklad použijeme turboventilátor, což je nejběžnější typ turbínového motoru, který se dnes nachází v proudových letadlech leteckých společností.
Ventilátor
První částí turboventilátoru je ventilátor. Je to také část, kterou můžete vidět při pohledu na přední část proudového letadla.
Ventilátor, který je téměř vždy vyroben z titanových lopatek, nasává do motoru obrovské množství vzduchu.
Vzduch prochází dvěma částmi motoru. Část vzduchu směřuje do jádra motoru, kde dojde ke spalování. Zbytek vzduchu, nazývaný „obtokový vzduch“, se pohybuje kanálem vně jádra motoru. Tento obtokový vzduch vytváří dodatečný tah, ochlazuje motor a činí motor tišším tím, že přikrývá výfukový vzduch vycházející z motoru. V dnešních moderních turbodmychadlech vytváří obtokový vzduch většinu tahu motoru.
Kompresor
Kompresor se nachází v první části jádra motoru. A ten, jak už asi tušíte, stlačuje vzduch.
Kompresor, kterému se říká „axiální kompresor“, používá k urychlení a stlačení vzduchu řadu rotujících lopatek ve tvaru aerodynamického listu. Nazývá se axiální proudění, protože vzduch prochází motorem ve směru rovnoběžném s hřídelí motoru (na rozdíl od odstředivého proudění).
Při pohybu vzduchu kompresorem je každá sada lopatek o něco menší, což dodává vzduchu více energie a stlačuje ho.
Mezi každou sadou lopatek kompresoru jsou nepohyblivé lopatky ve tvaru vzduchového křídla nazývané „statory“. Tyto statory (kterým se také říká lopatky) zvyšují tlak vzduchu přeměnou rotační energie na statický tlak. Statory také připravují vzduch na vstup do další sady rotujících lopatek. Jinými slovy „narovnávají“ proud vzduchu.
Když je dvojice rotujících a stacionárních lopatek spojena, nazývá se stupeň.
Spalovací motor
Spalovací motor je místo, kde dochází k požáru. Když vzduch vystupuje z kompresoru a vstupuje do spalovacího prostoru, smísí se s palivem a zapálí se.
Zní to jednoduše, ale ve skutečnosti jde o velmi složitý proces. Je to proto, že spalovač musí udržet stabilní hoření směsi paliva a vzduchu, zatímco vzduch se pohybuje spalovačem extrémně rychle.
Skříň obsahuje všechny části spalovače a uvnitř ní je difuzor první částí, která vykonává práci.
Difuzor zpomaluje vzduch z kompresoru, což usnadňuje jeho zapálení. Kopule a vírník dodávají vzduchu turbulenci, takže se snáze mísí s palivem. A vstřikovač paliva, jak jste asi uhodli, stříká palivo do vzduchu, čímž vytváří směs paliva a vzduchu, kterou lze zapálit.
Odtud je vložka, kde dochází k vlastnímu spalování. Vložka má několik vstupů, které umožňují vstup vzduchu na více místech spalovací zóny.
Poslední hlavní částí je zapalovač, který je velmi podobný zapalovacím svíčkám v autě nebo v letadle s pístovým motorem. Jakmile zapalovač zapálí oheň, je oheň soběstačný a zapalovač se vypíná (i když se často používá jako záloha při špatném počasí a námraze).
Turbína
Jakmile se vzduch dostane přes spalovací motor, proudí přes turbínu. Turbína je tvořena řadou lopatek ve tvaru vzduchového listu, které jsou velmi podobné lopatkám v kompresoru. Jak horký, vysokorychlostní vzduch proudí přes lopatky turbíny, odebírají ze vzduchu energii, roztáčejí turbínu kolem dokola a otáčejí hřídelí motoru, ke které je připojena.
Jedná se o stejnou hřídel, ke které je připojen ventilátor a kompresor, takže roztočením turbíny pokračuje ventilátor a kompresor na přední straně motoru v nasávání dalšího vzduchu, který se brzy smísí s palivem a spálí.
Dýza
Poslední krok procesu se odehrává v trysce. Tryska je v podstatě výfukové potrubí motoru a je to místo, kde rychlý vzduch vystřeluje dozadu.
Tady také vstupuje do hry třetí zákon sira Isaaca Newtona: Na každou akci existuje stejná a opačná reakce. Zjednodušeně řečeno, vytlačováním vzduchu ze zadní části motoru při vysokých otáčkách je letadlo tlačeno vpřed.
U některých motorů je ve výfukové trysce také směšovač. Ten jednoduše smíchá část obtokového vzduchu proudícího kolem motoru s horkým, spalovaným vzduchem, čímž se motor ztiší.
Spojení všeho dohromady
Tryskové motory vytvářejí neuvěřitelné množství tahu tím, že nasávají vzduch, stlačují ho, zapalují a vypouštějí ven zadní částí. A to vše dělají velmi úsporným způsobem.
Až tedy příště nastoupíte na palubu dopravního letadla, ať už budete pilotem vpředu, nebo pojedete vzadu, poděkujte na chvíli inženýrům, kteří umožnili, aby vaše tryskové letadlo prolétlo oblohou rychlostí 80 % rychlosti zvuku.
Zjistěte, co dělá společnost Republic jako lídr v oboru zde.
Staňte se lepším pilotem.
Přihlaste se k odběru e-mailu Boldmethod a dostávejte každý týden tipy a informace o létání v reálném světě přímo do své schránky.
.