Când vă urcați la bordul unui zbor al unei companii aeriene, s-ar putea să nu petreceți prea mult timp gândindu-vă la motoare. Dar ele sunt singurul motiv pentru care 700.000 de kilograme de aluminiu și pasageri se pot avânta prin aer cu 80% din viteza sunetului. Așadar, cum funcționează acestea? Să aruncăm o privire.
Elemente de bază
Motoarele cu reacție, care se mai numesc și turbine cu gaz, funcționează prin aspirarea aerului în partea din față a motorului cu ajutorul unui ventilator. De acolo, motorul comprimă aerul, amestecă combustibilul cu el, aprinde amestecul de combustibil/aer și îl aruncă prin partea din spate a motorului, creând împingere.
Aceasta este o explicație destul de elementară a modului în care funcționează, așa că haideți să aruncăm o privire la fiecare secțiune a unui motor cu reacție pentru a vedea ce se întâmplă cu adevărat.
Părți ale unui motor cu reacție
Există 4 tipuri principale de motoare cu turbină, dar pentru acest exemplu, vom folosi turbosuflanta, care este cel mai comun tip de motor cu turbină care se găsește astăzi pe avioanele de linie.
Ventilatorul
Prima parte a turbosuflantei este ventilatorul. Este, de asemenea, partea pe care o puteți vedea atunci când vă uitați la partea din față a unui avion cu reacție.
Ventilatorul, care aproape întotdeauna este făcut din palete de titan, aspiră cantități enorme de aer în motor.
Aerul se mișcă prin două părți ale motorului. O parte din aer este direcționată în miezul motorului, unde va avea loc combustia. Restul aerului, numit „aer de bypass”, este deplasat în jurul exteriorului miezului motorului printr-o conductă. Acest aer de by-pass creează o împingere suplimentară, răcește motorul și îl face mai silențios prin acoperirea aerului de evacuare care iese din motor. În turbosuflantele moderne de astăzi, aerul de bypass produce majoritatea împingerii unui motor.
Compresorul
Compresorul este situat în prima parte a miezului motorului. Și acesta, după cum probabil ați ghicit, comprimă aerul.
Compresorul, care se numește „compresor cu flux axial”, folosește o serie de palete învârtitoare în formă de aripioare pentru a accelera și comprima aerul. Se numește flux axial, deoarece aerul trece prin motor într-o direcție paralelă cu arborele motorului (spre deosebire de fluxul centrifugal).
În timp ce aerul se deplasează prin compresor, fiecare set de palete este ușor mai mic, adăugând mai multă energie și compresie aerului.
Între fiecare set de palete ale compresorului se află palete în formă de aripi care nu se mișcă, numite „statoare”. Aceste statoare (care se mai numesc și palete), măresc presiunea aerului prin transformarea energiei de rotație în presiune statică. De asemenea, statoarele pregătesc aerul pentru a intra în următorul set de palete rotative. Cu alte cuvinte, ei „îndreaptă” fluxul de aer.
Când sunt combinate, o pereche de palete rotative și staționare se numește etaj.
Combustorul
Combustorul este locul unde se produce focul. Pe măsură ce aerul iese din compresor și intră în camera de combustie, este amestecat cu combustibilul și se aprinde.
Sună simplu, dar este de fapt un proces foarte complex. Acest lucru se datorează faptului că arzătorul trebuie să mențină o ardere stabilă a amestecului combustibil/aer, în timp ce aerul se deplasează prin arzător cu o viteză extrem de mare.
Carcasa conține toate părțile arzătorului, iar în interiorul acesteia, difuzorul este prima parte care își face treaba.
Dispersorul încetinește aerul dinspre compresor, facilitând astfel aprinderea acestuia. Cupola și vârtejul adaugă turbulențe aerului pentru ca acesta să se poată amesteca mai ușor cu combustibilul. Iar injectorul de combustibil, după cum probabil ați ghicit, pulverizează combustibilul în aer, creând un amestec de combustibil/aer care poate fi aprins.
De aici, căptușeala este locul unde are loc combustia propriu-zisă. Căptușeala are mai multe intrări, permițând aerului să intre în mai multe puncte din zona de combustie.
Ultima piesă principală este aprinzătorul, care este foarte asemănător cu bujiile din mașină sau din avionul cu motor cu piston. Odată ce aprinzătorul aprinde focul, acesta se autoalimentează, iar aprinzătorul este oprit (deși este adesea folosit ca rezervă în condiții de vreme rea și gheață).
Turbina
După ce aerul își face loc prin arzător, trece prin turbină. Turbina este o serie de palete în formă de aripioare care sunt foarte asemănătoare cu paletele din compresor. Pe măsură ce aerul fierbinte, de mare viteză, trece peste lamele turbinei, acestea extrag energie din aer, învârtind turbina în cerc și făcând să se rotească arborele motorului la care este conectată.
Acesta este același arbore la care sunt conectate ventilatorul și compresorul, astfel încât, prin rotirea turbinei, ventilatorul și compresorul din partea din față a motorului continuă să aspire mai mult aer care va fi în curând amestecat cu combustibilul și ars.
Lovitura
Ultima etapă a procesului are loc în duză. Duza este, în esență, conducta de evacuare a motorului și este locul în care aerul de mare viteză iese prin spate.
Aceasta este, de asemenea, partea în care intră în joc a treia lege a lui Sir Isaac Newton: pentru fiecare acțiune, există o reacție egală și opusă. Mai simplu spus, forțând aerul să iasă prin partea din spate a motorului la turație mare, avionul este împins înainte.
La unele motoare, există un mixer și în duza de evacuare. Acesta amestecă pur și simplu o parte din aerul de bypass care circulă în jurul motorului cu aerul fierbinte, ars, ceea ce face ca motorul să fie mai silențios.
Punând totul cap la cap
Motoarele cu reacție produc cantități incredibile de împingere prin aspirarea aerului, comprimarea acestuia, aprinderea lui și evacuarea lui prin spate. Și fac totul într-un mod foarte eficient din punct de vedere al consumului de combustibil.
Atunci, data viitoare când vă urcați la bordul unui avion de linie, fie că sunteți pilotul din față sau călătoriți în spate, luați o secundă pentru a le mulțumi inginerilor care au făcut posibil ca avionul dvs. să străbată cerul cu 80% din viteza sunetului.
Descoperă ce face Republic ca lider în industrie aici.
Deveniți un pilot mai bun.
Abonă-te la e-mailul Boldmethod și primește sfaturi și informații de zbor din lumea reală direct în căsuța ta de e-mail, în fiecare săptămână.
.