När du går ombord på ett flygbolag kanske du inte ägnar så mycket tid åt att tänka på motorerna. Men de är den enda anledningen till att 700 000 pund aluminium och passagerare kan rusa genom luften med 80 procent av ljudets hastighet. Så hur fungerar de? Låt oss ta en titt.
Grunderna
Jetmotorer, som också kallas gasturbiner, fungerar genom att luft sugs in i motorns främre del med hjälp av en fläkt. Därifrån komprimerar motorn luften, blandar bränsle med den, tänder bränsle/luftblandningen och skjuter ut den bakre delen av motorn, vilket skapar dragkraft.
Det är en ganska grundläggande förklaring av hur det fungerar, så låt oss ta en titt på varje sektion av en jetmotor för att se vad som egentligen händer.
Delar av en jetmotor
Det finns fyra huvudtyper av turbinmotorer, men i det här exemplet använder vi turbofläkten, som är den vanligaste typen av turbinmotor som finns på flygplansjetflygplan i dag.
Fan
Den första delen av turbofläkten är fläkten. Det är också den del som du kan se när du tittar på framsidan av ett jetplan.
Fans, som nästan alltid är gjord av titanblad, suger in enorma mängder luft i motorn.
Luften rör sig genom två delar av motorn. En del av luften leds in i motorns kärna, där förbränningen kommer att ske. Resten av luften, som kallas ”bypass-luft”, flyttas runt på utsidan av motorkärnan genom en kanal. Denna bypass-luft skapar ytterligare dragkraft, kyler motorn och gör motorn tystare genom att täcka avgasluften som kommer ut ur motorn. I dagens moderna turbofans producerar bypassluften merparten av motorns dragkraft.
Kompressorn
Kompressorn är placerad i den första delen av motorkärnan. Och den komprimerar, som du säkert har gissat, luften.
Kompressorn, som kallas ”axialflödeskompressor”, använder sig av en serie flygplansformade snurrande blad för att öka hastigheten och komprimera luften. Den kallas axialflöde eftersom luften passerar genom motorn i en riktning parallellt med motoraxeln (i motsats till centrifugalflöde).
När luften rör sig genom kompressorn blir varje uppsättning blad något mindre, vilket tillför mer energi och kompression till luften.
Inom varje uppsättning kompressorblad finns icke rörliga flygplansformade blad som kallas ”statorer”. Dessa statorer (som också kallas vanor) ökar luftens tryck genom att omvandla rotationsenergin till statiskt tryck. Statorerna förbereder också luften för att komma in i nästa uppsättning roterande blad. Med andra ord ”rätar” de ut luftflödet.
När de kombineras kallas ett par roterande och stationära blad för ett stadium.
Förbränningen
Förbränningen är den plats där elden uppstår. När luften lämnar kompressorn och kommer in i brännkammaren blandas den med bränsle och antänds.
Det låter enkelt, men det är faktiskt en mycket komplex process. Det beror på att förbrännaren måste upprätthålla en stabil förbränning av bränsle/luftblandningen, samtidigt som luften rör sig genom förbrännaren i en extremt snabb takt.
Höljet innehåller alla delar av förbrännaren, och inuti det är diffusorn den första delen som arbetar.
Diffusorn bromsar upp luften från kompressorn, vilket gör att den blir lättare att tända. Kupolen och virveln tillför turbulens till luften så att den lättare kan blandas med bränslet. Och bränsleinsprutaren sprutar, som du säkert gissat, ut bränsle i luften och skapar en bränsle/luftblandning som kan antändas.
Därifrån är det linern som är platsen där själva förbränningen sker. Inlägget har flera intag, vilket gör att luft kan komma in på flera ställen i förbränningszonen.
Den sista huvuddelen är tändaren, som är mycket lik tändstiftet i din bil eller ditt kolvmotorflygplan. När tändaren väl tänder elden är den självförsörjande och tändaren stängs av (även om den ofta används som reserv vid dåligt väder och isbildning).
Turbinen
När luften tar sig igenom förbrännaren strömmar den genom turbinen. Turbinen är en serie flygplansformade blad som är mycket lika bladen i kompressorn. När den heta luften med hög hastighet strömmar över turbinbladen utvinner de energi ur luften, vilket gör att turbinen snurrar runt i en cirkel och vrider motoraxeln som den är ansluten till.
Detta är samma axel som fläkten och kompressorn är anslutna till, så genom att turbinbladet snurrar fortsätter fläkten och kompressorn på framsidan av motorn att suga in mer luft som snart kommer att blandas med bränsle och förbrännas.
Munstycket
Det sista steget i processen sker i munstycket. Munstycket är i huvudsak motorns avgaskanal, och det är där den höghastighetsluft som skjuter ut på baksidan.
Detta är också den del där Sir Isaac Newtons tredje lag kommer in i bilden: för varje handling finns det en lika stor och motsatt reaktion. Enkelt uttryckt: genom att tvinga ut luft bakifrån i motorn vid hög hastighet skjuts flygplanet framåt.
I vissa motorer finns det också en blandare i avgasmunstycket. Denna blandar helt enkelt en del av den bypass-luft som strömmar runt motorn med den heta, förbrända luften, vilket gör motorn tystare.
Sammanfogning av allting
Jetmotorer producerar otroliga mängder dragkraft genom att suga in luft, komprimera den, antända den och släppa ut den bakifrån. Och de gör allt detta på ett mycket bränslesnålt sätt.
Så nästa gång du kliver ombord på ett flygplan, oavsett om du är piloten längst fram eller sitter i baksätet, ta dig en stund för att tacka de ingenjörer som har gjort det möjligt för ditt jetplan att rusa över himlen med 80 procent av ljudets hastighet.
Hitta reda på vad Republic gör som ledare i branschen här.
Bli en bättre pilot.
Prenumerera på Boldmethods e-post och få verkliga flygtips och information direkt till din inkorg, varje vecka.
