O mlaznim motorima

Mlazni motor je onaj motor koji velikom brzinom ispušta plin tj. struju zraka i tako ostvaruje silu potiska.

Motor radi na načelu Newtonovog trećeg zakona koji glasi: ”Ako jedno tijelo djeluje silom na drugo, tada i to drugo tijelo djeluje silom na ono prvo. Te dvije sile jednakog su iznosa, suprotnog smjera i leže na istom pravcu.”

Dijelimo ih na:

turbo-mlazne
turbo-ventilatorske
turbo-prop
turbo-vratilne

Osim navedenih tipova motora, postoje također nabojno-mlazni i pulsno-mlazni koji se koriste na zrakoplovima za posebne namjene.

Osnovno načelo rada je dovođenje zraka pod tlakom u komore za sagorijevanje gdje se zrak miješa s gorivom te stvara još veći tlak koji tjera plinove još većom brzinom na turbinu te na kraju u ispušnu cijev. No, komore za sagorijevanje nisu prve u koje zrak dođe. Zrak preko kompresora (na kojem se komprimira/stlačuje) dolazi u komore za sagorijevanje gdje se, kako je već spomenuto, miješa smjesa goriva i zraka te se potom pali, nakon čega plinovi odlaze na turbinu koju okreću i na kraju izlaze kroz ispušnu cijev. Turbina se koristi za pogon kompresora s kojim je povezana preko vratila. Može biti povezana sa i više od jednim vratilom. Onda se takvi motori nazivaju dvovratilni, trovratilni ili više vratilni motori. Svako vratilo turbine je povezano s točno određenim stupnjem kompresora. U daljnem dijelu teksta svaki će dio biti detaljnije objašnjen.

Dijelovi motora

Usisnik zraka je dio konstrukcije zrakoplova ii motora te omogućava dovod struje zraka do kompresora. Postoje usisnici za zrakoplove koji se kreću iznad brzine zvuka, no u uvom tekstu ćemo više pričati o motorima na modernim putničkim zrakoplovima.

Usisnik se sastoji od aerodinamički oblikovanog otvora kako bi stvarao što manji otpor i kako bi se što manje remetila struja ulaznog zraka.

Kompresor je dio mlaznog motora na kojem se sabija zrak. Postoje dvije vrste kompresora: aksijalni i centrifugalni, ali također i kombinacija njih dva jer svaki od njih ima svojih prednosti i mana.

Prostor prolaska strujanja zraka se smanjuje prema izlazu s kompresora.

Također, smanjenjem prolaska strujanja zraka smanjuje se brzina i povećava tlak.

Važnoi je napomenuti kako brzina ni u kojem dijelu ne smije preći brzinu zvuka jer time dolazi do ”blokade” motora, tj. nemogućnosti prolaska struje zraka. Kompresor preko vratila pokreće turbina, a radi bolje iskoristivosti, najčešće se koriste kompresori sa više stupnjeva, a najčešće se izvode kao kompresori visokog i niskog stupnja.

Vratilo prolazi skoro kroz cijelu dužinu motora i spaja turbinu s kompresorom. Broj vratila ovisi o broju turbina. Svaka turbina je sa zasebnim vratilom (koje prolazi jedno kroz drugo).

Komore za sagorijevanje su, možemo reći, najbitniji dio mlaznog motora, a nalaze se između kompresora i turbine. U njima izgara smjesa zraka i goriva.

Turbina je rotirajući disk na koji su učvršćene lopatice sličnog oblika kao krilo.

Plin koji izlazi iz komora za sagorijevanje usmjerava se preko fiksnih lopatica na turbinske lopatice koje okreću turbinu koja pogoni kompresor preko vratila. Kod turbo-prop motora, turbina također pogoni propeler, a turbina se, kao i kompresor, izvodi sa dva i više stupnja tj. kao više stupanjska radi bolje iskoristivosti.

Ispušna cijev je cijev kroz nju vrući plinovi izlaze iz motora u atmosferu.

Također, mlazni motori se dijele na 4 glavne skupine.

Turbo-mlazni motori su najstarija i najjednostavnija vrsta mlaznog motora koji se ugrađuje na zrakoplove s većim krajnjim brzinama.

Turbo-ventilatorski motor (turbofen) je motor kod kojeg se zrak prvo stlačuje pomoću prednjeg ventilatora (fena), dio zraka ulazi u kompresor, a dio, obilazeći jezgru motora, odlazi u atmosferu ili ulazi u prostor iza turbine miješajući se s ispušnim plinovima.

Ova vrsta motora se koristi na većini modernih putničkih zrakoplova.

Turbo-prop(elerni) motori većinu energije mlaza ispušnih plinova koriste za pokretanje turbine koja preko vratila posredno ili neposredno preko zupčanika pokreće propeler. Brzina vrtnje propelera je uglavnom stalna. Sila potiska koju motori stvaraju, u ovom slučaju neznatna je. Motori se ugrađuju na manje putničke i teretne zrakoplove koji lete na manjim visinama i manjim brzinama. Zrakoplovi sa ovom vrstom pogona/motora često se smatraju manje sigurnima od većih zrakoplova sa fenskim motorima, a što nije istina.

Turbo-osovinski motori dio energije mlaza ispušnih plinova koriste za pokretanje vratila. Glavna razlika turbo-osovinskog motora od turbo-prop motora je u tome je što preostali ispušni plinovi stvaraju određeni potisak, za razliku od turbo-prop motora na kojemu je sila potiska neznatna. Druga razlika je u reduktoru, stoga se ovakvi motori najčešće ugrađuju u helikoptere. Treba spomenuti kako se, osim na helikopterima, ovaj motor koristi za pogon vlakova, tenkova itd.

Sve vrste današnjih mlaznih motora su izuzetno pouzdane, najbolje o tome govori primjer kako se na 117 kvarova na klipnom motoru dogodi tek jedan kvar na mlaznom motoru tj. omjerom prikazano 117:1.