Amikor felszáll egy légitársaság járatára, talán nem sok időt tölt a hajtóművekre gondolva. Pedig csak miattuk képes 700 000 kiló alumínium és utasok 80%-os hangsebességgel száguldani a levegőben. Hogyan működnek ezek a hajtóművek? Nézzük meg.
Az alapok
A sugárhajtóművek, amelyeket gázturbináknak is neveznek, úgy működnek, hogy egy ventilátor segítségével levegőt szívnak a hajtómű elejébe. Onnan a motor összenyomja a levegőt, üzemanyagot kever hozzá, meggyújtja az üzemanyag-levegő keveréket, és kilövi azt a motor hátsó részén, tolóerőt létrehozva.
Ez egy elég alapvető magyarázat a működésre, ezért nézzük meg a sugárhajtómű egyes részeit, hogy lássuk, mi is történik valójában.
A sugárhajtómű részei
A turbinamotoroknak 4 fő típusa létezik, de ehhez a példához a turbóventilátort fogjuk használni, amely a leggyakoribb turbinamotor-típus, amely ma a repülőgépeken található.
A ventilátor
A turbóventilátor első része a ventilátor. Ez az a rész, amelyet akkor is láthatunk, amikor a repülőgép elejét nézzük.
A ventilátor, amely szinte mindig titánlapátokból készül, óriási mennyiségű levegőt szív be a hajtóműbe.
A levegő a hajtómű két részén halad keresztül. A levegő egy része a motor magjába kerül, ahol az égés történik. A levegő többi része, az úgynevezett “bypass levegő” egy csatornán keresztül a motor magjának külső oldalán mozog. Ez a megkerülő levegő további tolóerőt hoz létre, hűti a motort, és csendesebbé teszi a motort azáltal, hogy eltakarja a motorból kilépő kipufogógázt. A mai modern turbóventilátorokban a megkerülő levegő termeli a hajtómű tolóerejének nagy részét.
A kompresszor
A kompresszor a hajtóműmag első részében található. És ez, ahogy valószínűleg már kitaláltad, összenyomja a levegőt.
A kompresszor, amelyet “axiális áramlású kompresszornak” neveznek, egy sor szárnyas lapát alakú forgó lapátot használ a levegő felgyorsítására és összenyomására. Azért nevezik axiális áramlásnak, mert a levegő a motor tengelyével párhuzamos irányban halad át a motoron (ellentétben a centrifugális áramlással).
Amint a levegő áthalad a kompresszoron, minden egyes lapátcsoport kissé kisebb lesz, így több energiát és tömörítést adva a levegőnek.
A kompresszor lapátcsoportjai között nem mozgó, szárnyprofil alakú lapátok, úgynevezett “sztátorok” vannak. Ezek a sztátorok (amelyeket lapátoknak is neveznek) növelik a levegő nyomását azáltal, hogy a forgási energiát statikus nyomássá alakítják. A sztátorok egyben előkészítik a levegőt a következő forgó lapátcsoportba való belépésre. Más szóval “kiegyenesítik” a levegő áramlását.
A forgó és álló lapátpárt együttesen fokozatnak nevezzük.
A tüzelőberendezés
A tüzelőberendezésben történik a tűz. Ahogy a levegő kilép a kompresszorból és belép az égéstérbe, összekeveredik a tüzelőanyaggal, és meggyullad.
Ez egyszerűen hangzik, de valójában egy nagyon összetett folyamatról van szó. Ennek az az oka, hogy az égéstérnek stabilan fenn kell tartania a tüzelőanyag és a levegő keverékének égését, miközben a levegő rendkívül gyors sebességgel halad át az égéstéren.
A tok tartalmazza az égéstér összes alkatrészét, és benne a diffúzor az első rész, amely munkát végez.
A diffúzor lelassítja a kompresszorból érkező levegőt, így az könnyebben meggyullad. A kupola és a légkavaró turbulenciát ad a levegőnek, így az könnyebben keveredik az üzemanyaggal. Az üzemanyag-befecskendező pedig, ahogy valószínűleg kitaláltad, üzemanyagot permetez a levegőbe, így jön létre a begyújtható üzemanyag-levegő keverék.
Ezután a bélés az, ahol a tényleges égés megtörténik. A bélésnek több bemeneti nyílása van, így a levegő az égési zóna több pontján is bejuthat.
Az utolsó fő alkatrész a gyújtószerkezet, amely nagyon hasonlít az autó vagy a dugattyús repülőgép gyújtógyertyáihoz. Miután a gyújtó meggyújtotta a tüzet, az önfenntartó, és a gyújtó kikapcsol (bár gyakran használják tartalékként rossz időjárási és jegesedési körülmények között).
A turbina
Mihelyt a levegő utat tör magának az égéstéren keresztül, átáramlik a turbinán. A turbina egy sor szárnyaslemez alakú lapát, amelyek nagyon hasonlítanak a kompresszor lapátjaihoz. Ahogy a forró, nagy sebességű levegő átáramlik a turbinalapátokon, azok energiát vonnak ki a levegőből, körbeforgatják a turbinát, és megforgatják a motor tengelyét, amelyhez csatlakozik.
Ez ugyanaz a tengely, amelyhez a ventilátor és a kompresszor csatlakozik, így a turbina forgatásával a motor elején lévő ventilátor és kompresszor tovább szívja a további levegőt, amely hamarosan üzemanyaggal keveredik és elégetésre kerül.
A fúvóka
A folyamat utolsó lépése a fúvókában történik. A fúvóka lényegében a motor kipufogócsatornája, itt lövell ki hátul a nagy sebességű levegő.
Ez az a rész, ahol Sir Isaac Newton harmadik törvénye is érvényre jut: minden hatásnak van egy egyenlő és ellentétes reakciója. Egyszerűen fogalmazva: azáltal, hogy nagy sebességnél a motor hátulján préseljük ki a levegőt, a repülőgépet előre toljuk.
Egyes motoroknál a kipufogó fúvókában is van egy keverő. Ez egyszerűen összekeveri a hajtómű körül áramló kerülő levegő egy részét a forró, elégetett levegővel, így a hajtómű csendesebbé válik.
Mindent egybevetve
A sugárhajtóművek hihetetlen mennyiségű tolóerőt termelnek a levegő beszívásával, összenyomásával, begyújtásával és hátul történő kilégzésével. És mindezt rendkívül üzemanyag-takarékos módon teszik.
Amikor tehát legközelebb felszáll egy utasszállító repülőgép fedélzetére, akár elöl ül a pilóta, akár hátul utazik, szánjon rá egy másodpercet, hogy megköszönje a mérnököknek, akik lehetővé tették, hogy a repülőgép a hangsebesség 80%-ával száguldjon az égen.
Tudja meg, mit tesz a Republic az iparág vezetőjeként itt.
Legyen jobb pilóta.
Iratkozzon fel a Boldmethod e-mailre, és kapjon valós repülési tippeket és információkat közvetlenül a postaládájába, minden héten.
