Bir uçak jet motoru nasıl çalışır? Jet motoru çalışma şeması

Jet motoru, yakıtın iç enerjisini çalışma akışkanının jet akımının kinetik enerjisine dönüştürerek hareket için gerekli çekiş kuvvetini oluşturan bir motordur.

Çalışma sıvısı motordan yüksek hızda akar ve momentumun korunumu yasasına uygun olarak motoru ters yönde iten bir reaktif kuvvet üretilir. Çalışma akışkanını hızlandırmak için, hem bir şekilde ısıtılan gazın yüksek bir termal sıcaklığa (sözde termal jet motorları) hem de diğerlerine kadar genleşmesi fiziksel prensiplerörneğin, yüklü parçacıkların elektrostatik bir alanda hızlanması (bkz. iyon motoru).

Bir jet motoru, motorun kendisini bir tahrik cihazıyla birleştirir, yani diğer gövdelerle destek veya temas olmadan yalnızca çalışma sıvısıyla etkileşim yoluyla çekiş kuvveti oluşturur. Bu nedenle çoğunlukla uçakları, roketleri ve uzay araçlarını itmek için kullanılır.

Bir jet motorunda, itiş için gereken itme kuvveti, başlangıç ​​enerjisinin, çalışma akışkanının kinetik enerjisine dönüştürülmesiyle oluşturulur. Çalışma sıvısının motor memesinden dışarı akması sonucunda geri tepme (jet) şeklinde bir reaktif kuvvet üretilir. Geri tepme, motoru ve ona yapısal olarak bağlı olan aparatı uzayda hareket ettirir. Hareket, jetin çıkışının tersi yönde meydana gelir. Jet akımının kinetik enerjisine dönüştürülebilir Farklı türde enerjiler: kimyasal, nükleer, elektrik, güneş. Bir jet motoru, ara mekanizmaların katılımı olmadan kendi itişini sağlar.

Jet itme kuvveti yaratmak için, jet akımının kinetik enerjisine dönüştürülen bir başlangıç ​​enerji kaynağına, motordan jet akımı şeklinde püskürtülen bir çalışma sıvısına ve jet akımı şeklinde bir çalışma sıvısına ihtiyacınız vardır. Jet motoru, birinci enerji türünü ikinciye dönüştürmek.

Bir jet motorunun ana kısmı, içinde çalışma sıvısının oluşturulduğu yanma odasıdır.

Tüm jet motorları, çevreyi kullanarak çalışıp çalışmamalarına göre iki ana sınıfa ayrılır.

Birinci sınıf hava soluyan motorlardır (WRE). Hepsi, yanıcı bir maddenin çevredeki havadaki oksijenle oksidasyon reaksiyonu sırasında çalışma sıvısının oluştuğu termaldir. Çalışma sıvısının ana kütlesi atmosferik hava.

Bir roket motorunda, çalışma akışkanının tüm bileşenleri, onunla donatılmış aparatın üzerinde bulunur.

Yukarıdaki tiplerin her ikisini de birleştiren kombine motorlar da vardır.

Jet tahriki ilk olarak bir buhar türbininin prototipi olan Heron's ball'da kullanıldı. Katı yakıtlı jet motorları 10. yüzyılda Çin'de ortaya çıktı. N. e. Bu tür füzeler Doğu'da, ardından Avrupa'da havai fişek, sinyalizasyon ve ardından savaş füzeleri olarak kullanıldı.

Jet tahrik fikrinin geliştirilmesinde önemli bir aşama, roketin uçak motoru olarak kullanılması fikriydi. İlk olarak, Mart 1881'de, idamından kısa bir süre önce, patlayıcı toz gazlardan jet tahriki kullanan bir uçak (roket uçağı) için bir tasarım öneren Rus devrimci N.I. Kibalchich tarafından formüle edildi.

N. E. Zhukovsky, “Dışarı akan ve içeri akan sıvıların reaksiyonu üzerine” (1880'ler) ve “Dışarı çıkan suyun reaksiyon kuvvetiyle hareket eden gemilerin teorisi üzerine” (1908) adlı çalışmalarında ilk olarak jet teorisinin temel konularını geliştirdi. motor.

Roket uçuşu çalışmalarına ilişkin ilginç çalışmalar, özellikle bu alanda ünlü Rus bilim adamı I.V. Meshchersky'ye aittir. genel teori vücut hareketleri değişken kütle.

1903 yılında K. E. Tsiolkovsky, “Jet aletlerini kullanarak dünya alanlarının keşfi” adlı çalışmasında bir roketin uçuşunun teorik gerekçesini verdi ve ayrıca şematik diyagram birçok temel ve öngörülmüş roket motoru Tasarım özellikleri modern sıvı roket motorları (LPRE). Böylece Tsiolkovsky, bir jet motoru için sıvı yakıt kullanımını ve motora özel pompalarla beslenmesini öngördü. Roketin uçuşunu, nozuldan kaçan gaz akışına yerleştirilen özel plakalar olan gaz dümenlerini kullanarak kontrol etmeyi önerdi.

Sıvı jet motorunun özelliği, diğer jet motorlarından farklı olarak yakıtla birlikte tüm oksitleyici malzemeyi de yanında taşıması ve yakıtı yakmak için gerekli olan oksijen içeren havayı atmosferden almamasıdır. Bu, dünya atmosferinin dışında ultra yüksek irtifa uçuşu için kullanılabilecek tek motordur.

Dünyanın ilk sıvı roket motorlu roketi, 16 Mart 1926'da Amerikalı R. Goddard tarafından yaratıldı ve fırlatıldı. Yaklaşık 5 kilogram ağırlığında ve uzunluğu 3 metreye ulaştı Goddard'ın roketindeki yakıt, benzin ve sıvı oksijendi. Bu roketin uçuşu 2,5 saniye sürdü ve bu süre zarfında 56 m uçtu.

Bu motorlar üzerinde sistematik deneysel çalışmalar 20. yüzyılın 30'lu yıllarında başladı.

İlk Sovyet sıvı yakıtlı roket motorları 1930-1931'de geliştirildi ve yaratıldı. Geleceğin akademisyeni V. P. Glushko'nun önderliğinde Leningrad Gaz Dinamiği Laboratuvarı'nda (GDL). Bu seriye ORM - deneysel roket motoru adı verildi. Glushko, motorun yakıt bileşenlerinden biriyle soğutulması gibi bazı yeni yeniliklerden yararlandı.

Buna paralel olarak, roket motorlarının geliştirilmesi Moskova'da Jet Propulsion Araştırma Grubu (GIRD) tarafından gerçekleştirildi. O ideolojik ilham kaynağı F.A. Tsander'dı ve organizatör genç S.P. Korolev'di. Korolev'in hedefi yeni bir roket aracı, bir roket uçağı inşa etmekti.

1933'te F.A. Zander, benzin ve basınçlı havayla çalışan OR1 roket motorunu ve 1932-1933'te üretti ve başarıyla test etti. – Benzin ve sıvı oksijenle çalışan OR2 motoru. Bu motor, roket uçağı olarak uçması amaçlanan bir planöre monte edilmek üzere tasarlandı.

1933'te ilk Sovyet roketi GIRD'de yaratıldı ve test edildi sıvı yakıt.

Sovyet mühendisleri başlattıkları çalışmayı geliştirerek daha sonra sıvı jet motorlarının oluşturulması üzerinde çalışmaya devam ettiler. Toplamda, 1932'den 1941'e kadar SSCB, 118 sıvı jet motoru tasarımı geliştirdi.

1931'de Almanya'da I. Winkler, Riedel ve diğerlerinin füze testleri yapıldı.

Sıvı yakıtlı motora sahip bir roket uçağının ilk uçuşu Şubat 1940'ta Sovyetler Birliği'nde yapıldı. Uçağın enerji santrali olarak sıvı yakıtlı bir roket motoru kullanıldı. 1941'de Sovyet tasarımcısı V.F. Bolkhovitinov'un önderliğinde ilk jet uçağı inşa edildi - sıvı yakıtlı roket motoruna sahip bir savaş uçağı. Testleri Mayıs 1942'de pilot G.Ya.Bakhchivadzhi tarafından gerçekleştirildi.

Aynı zamanda böyle bir motorla bir Alman savaş uçağının ilk uçuşu gerçekleşti. 1943'te Amerika Birleşik Devletleri, sıvı yakıtlı jet motoruyla donatılmış ilk Amerikan jet uçağını test etti. Almanya'da, Messerschmitt tarafından tasarlanan bu motorlara sahip birkaç savaş uçağı 1944'te inşa edildi ve aynı yıl Batı Cephesinde savaşta kullanıldı.

Ayrıca V. von Braun öncülüğünde oluşturulan Alman V2 roketlerinde sıvı roket motorları kullanıldı.

1950'lerde balistik füzelere, ardından Dünya, Güneş, Ay ve Mars'ın yapay uydularına ve otomatik gezegenler arası istasyonlara sıvı yakıtlı motorlar yerleştirildi.

Sıvı yakıtlı roket motoru, nozullu bir yanma odasından, bir turbo pompa ünitesinden, bir gaz jeneratöründen veya buhar-gaz jeneratöründen, bir otomasyon sisteminden, kontrol elemanlarından, bir ateşleme sisteminden ve yardımcı ünitelerden (ısı eşanjörleri, karıştırıcılar, sürücüler) oluşur.

Hava soluyan motorlar fikri defalarca ortaya atıldı Farklı ülkeler. Bu konuda en önemli ve özgün çalışmalar 1908–1913 yıllarında yapılan çalışmalardır. Özellikle 1911'de ramjet motorları için bir dizi tasarım öneren Fransız bilim adamı R. Lauren. Bu motorlar oksitleyici olarak atmosferik havayı kullanır ve yanma odasındaki havanın sıkıştırılması dinamik hava basıncı ile sağlanır.

Mayıs 1939'da P. A. Merkulov tarafından tasarlanan ramjet motorlu bir roket ilk kez SSCB'de test edildi. Kalkış ağırlığı 7,07 kg olan iki aşamalı bir roketti (ilk aşama barut roketi) ve ramjet motorunun ikinci aşaması için yakıtın ağırlığı sadece 2 kg idi. Test sırasında roket 2 km yüksekliğe ulaştı.

1939–1940'ta Dünyada ilk kez, N.P. Polikarpov tarafından tasarlanan bir uçağa ek motor olarak takılan hava soluyan motorların yaz testleri Sovyetler Birliği'nde gerçekleştirildi. 1942 yılında E. Zenger tarafından tasarlanan ramjet motorlar Almanya'da test edildi.

Hava soluyan bir motor, gelen hava akışının kinetik enerjisinden dolayı havanın sıkıştırıldığı bir difüzörden oluşur. Yakıt, bir nozül vasıtasıyla yanma odasına enjekte edilir ve karışım ateşlenir. Jet akımı nozuldan çıkar.

Jet motorlarının çalışma süreci sürekli olduğundan başlangıç ​​itme kuvveti yoktur. Bu bakımdan ses hızının yarısından daha düşük uçuş hızlarında hava soluyan motorlar kullanılmamaktadır. Jet motorlarının en etkili kullanımı süpersonik hızlardadır ve yüksek rakımlar. Jet motoruyla çalışan bir uçak, katı veya sıvı yakıtla çalışan roket motorlarını kullanarak kalkış yapar.

Hava soluyan motorların bir başka grubu olan turbo kompresörlü motorlar daha büyük bir gelişme kaydetti. Bunlar, itme kuvvetinin jet nozulundan akan bir gaz akışı tarafından oluşturulduğu turbojet ve ana itme kuvvetinin pervane tarafından oluşturulduğu turboprop olarak ikiye ayrılır.

1909 yılında mühendis N. Gerasimov tarafından bir turbojet motorunun tasarımı geliştirildi. 1914 yılında Rus teğmen Donanma M. N. Nikolskoy, turboprop uçak motorunun bir modelini tasarladı ve üretti. Üç aşamalı türbini çalıştırmak için kullanılan çalışma sıvısı, terebentin ve nitrik asit karışımının gaz halindeki yanma ürünleriydi. Türbin yalnızca pervane üzerinde çalışmıyordu: kuyruk (jet) nozülüne yönlendirilen egzoz gazı yanma ürünleri, pervanenin itme kuvvetine ek olarak jet itme kuvveti yarattı.

1924 yılında V.I. Bazarov, üç unsurdan oluşan bir havacılık turbokompresör jet motorunun tasarımını geliştirdi: bir yanma odası, bir gaz türbini ve bir kompresör. Buradaki basınçlı hava akışı ilk kez iki kola bölündü: daha küçük kısım yanma odasına (brülöre) gitti ve daha büyük kısım, türbinin önünde sıcaklıklarını düşürmek için çalışma gazlarıyla karıştırıldı. Bu, türbin kanatlarının güvenliğini sağladı. Çok kademeli türbinin gücü, motorun santrifüj kompresörünü tahrik etmek ve kısmen de pervaneyi döndürmek için harcanıyordu. Pervaneye ek olarak, kuyruk nozülünden geçen bir gaz akışının reaksiyonu nedeniyle itme kuvveti oluşturuldu.

1939'da A. M. Lyulka tarafından tasarlanan turbojet motorların yapımı Leningrad'daki Kirov fabrikasında başladı. Duruşmaları savaş nedeniyle kesintiye uğradı.

1941 yılında İngiltere'de F. Whittle tarafından tasarlanan turbojet motorla donatılmış deneysel bir savaş uçağında ilk uçuş gerçekleştirildi. Yanma odasına hava sağlayan santrifüj kompresörü çalıştıran gaz türbinli bir motorla donatılmıştı. Jet itme kuvveti oluşturmak için yanma ürünleri kullanıldı.

Whittle'ın Gloster'ı (E.28/39)

Turbojet motorlarda uçuş sırasında giren hava önce hava girişinde, sonra da turboşarjda sıkıştırılır. İçine sıvı yakıtın (çoğunlukla havacılık gazyağı) enjekte edildiği yanma odasına basınçlı hava verilir. Yanma sırasında oluşan gazların kısmi genleşmesi kompresörü döndüren türbinde meydana gelir ve son genleşme jet nozulunda meydana gelir. Türbin ile jet motoru arasına, aşağıdakileri sağlayacak şekilde tasarlanmış bir art yakıcı odası monte edilebilir: ilave yanma yakıt.

Günümüzde çoğu askeri ve sivil uçak ile bazı helikopterler turbojet motorlarla donatılmıştır.

Bir turboprop motorda, ana itme kuvveti pervane tarafından üretilir ve ilave itme kuvveti (yaklaşık %10) jet nozulundan akan gaz akışı tarafından üretilir. Turboprop motorun çalışma prensibi turbojet motora benzer, tek fark türbinin sadece kompresörü değil aynı zamanda pervaneyi de döndürmesidir. Bu motorlar ses altı uçaklarda ve helikopterlerde, ayrıca yüksek hızlı gemi ve arabaların tahrikinde kullanılıyor.

En eski katı yakıtlı jet motorları savaş füzelerinde kullanıldı. Onların geniş uygulama 19. yüzyılda birçok orduda füze birimlerinin ortaya çıkmasıyla başladı. İÇİNDE XIX sonu V. ilkler yaratıldı dumansız tozlar, daha istikrarlı yanma ve daha yüksek verimlilik ile.

1920'li ve 1930'lu yıllarda, yaratmak için çalışmalar yapıldı. roket silahları. Bu ortaya çıkmasına neden oldu roketatarlar- Sovyetler Birliği'nde "Katyuşa", Almanya'da altı namlulu roket havanları.

Yeni barut türlerinin geliştirilmesi, katı yakıtlı jet motorlarının balistik olanlar da dahil olmak üzere savaş füzelerinde kullanılmasını mümkün kıldı. Ayrıca havacılık ve uzay bilimlerinde roket fırlatma araçlarının ilk kademelerinde motor olarak, ramjet motorlu uçaklarda çalıştırma motorlarında ve uzay araçlarında fren motorları olarak kullanılırlar.

Katı yakıtlı bir jet motoru, tüm yakıt beslemesini ve bir jet nozulunu içeren bir mahfazadan (yanma odası) oluşur. Gövde çelik veya fiberglastan yapılmıştır. Meme - grafit, refrakter alaşımlar, grafitten yapılmıştır.

Yakıt bir ateşleme cihazı tarafından ateşlenir.

İtme kontrolü, şarjın yanma yüzeyini veya nozulun kritik kesit alanını değiştirerek ve ayrıca yanma odasına sıvı enjekte ederek gerçekleştirilir.

İtiş yönü gaz dümenleri, deflektör (deflektör), yardımcı kontrol motorları vb. ile değiştirilebilir.

Katı yakıtlı jet motorları çok güvenilirdir, uzun süre saklanabilir ve bu nedenle her zaman çalıştırılmaya hazırdır.

Bir jet motorunda, itiş için gereken itme kuvveti, başlangıç ​​enerjisinin, çalışma akışkanının kinetik enerjisine dönüştürülmesiyle oluşturulur. Çalışma sıvısının motor memesinden dışarı akması sonucunda geri tepme (jet) şeklinde bir reaktif kuvvet üretilir. Geri tepme, motoru ve ona yapısal olarak bağlı olan aparatı uzayda hareket ettirir. Hareket, jetin çıkışının tersi yönde meydana gelir. Çeşitli enerji türleri jet akımının kinetik enerjisine dönüştürülebilir: kimyasal, nükleer, elektrik, güneş. Bir jet motoru, ara mekanizmaların katılımı olmadan kendi itişini sağlar.

Jet itme kuvveti oluşturmak için, jet akışının kinetik enerjisine dönüştürülen bir başlangıç ​​​​enerjisi kaynağına, motordan jet akışı şeklinde atılan bir çalışma sıvısına ve ilkini dönüştüren jet motorunun kendisine ihtiyacınız vardır. ikinciye enerji türü.

Bir jet motorunun ana kısmı, içinde çalışma sıvısının oluşturulduğu yanma odasıdır.

Tüm jet motorları, çevreyi kullanarak çalışıp çalışmamalarına göre iki ana sınıfa ayrılır.

Birinci sınıf hava jetli motorlardır (WRD). Hepsi, yanıcı bir maddenin çevredeki havadaki oksijenle oksidasyon reaksiyonu sırasında çalışma sıvısının oluştuğu termaldir. Çalışma sıvısının büyük kısmı atmosferik havadır.

Bir roket motorunda, çalışma akışkanının tüm bileşenleri, onunla donatılmış aparatın üzerinde bulunur.

Yukarıdaki tiplerin her ikisini de birleştiren kombine motorlar da vardır.

Jet tahriki ilk olarak bir buhar türbininin prototipi olan Heron's ball'da kullanıldı. Katı yakıtlı jet motorları 10. yüzyılda Çin'de ortaya çıktı. N. e. Bu tür füzeler Doğu'da, ardından Avrupa'da havai fişek, sinyalizasyon ve ardından savaş füzeleri olarak kullanıldı.

Jet tahrik fikrinin geliştirilmesinde önemli bir aşama, roketin uçak motoru olarak kullanılması fikriydi. İlk olarak, Mart 1881'de, idamından kısa bir süre önce, patlayıcı toz gazlardan jet tahriki kullanan bir uçak (roket uçağı) için bir tasarım öneren Rus devrimci N.I. Kibalchich tarafından formüle edildi.

N. E. Zhukovsky, “Dışarıya akan ve içeri akan sıvının reaksiyonu üzerine” (1880'ler) ve “Dışarıya akan suyun reaksiyon kuvvetiyle hareket eden gemilerin teorisi üzerine” (1908) adlı çalışmalarında ilk olarak jet teorisinin temel konularını geliştirdi. motor.

Roket uçuşunun incelenmesine ilişkin ilginç çalışmalar aynı zamanda ünlü Rus bilim adamı I.V. Meshchersky'ye, özellikle de değişken kütleli cisimlerin genel hareket teorisi alanına aittir.

1903 yılında K. E. Tsiolkovsky, "Dünya Uzaylarının Jet Aletleriyle Keşfi" adlı çalışmasında, bir roketin uçuşunun teorik bir gerekçesini ve ayrıca birçok temel ve tasarım özelliğini öngören bir roket motorunun şematik diyagramını verdi. Modern sıvı yakıtlı roket motorlarının (LPRE) Böylece Tsiolkovsky, bir jet motoru için sıvı yakıt kullanımını ve motora özel pompalarla beslenmesini öngördü. Roketin uçuşunu, nozuldan kaçan gaz akışına yerleştirilen özel plakalar olan gaz dümenlerini kullanarak kontrol etmeyi önerdi.

Sıvı yakıtlı jet motorunun özelliği, diğer jet motorlarından farklı olarak yakıtla birlikte tüm oksitleyici malzemeyi de yanında taşıması ve yakıtı yakmak için gerekli olan oksijen içeren havayı atmosferden almamasıdır. Bu, dünya atmosferinin dışında ultra yüksek irtifa uçuşu için kullanılabilecek tek motordur.

Dünyanın ilk sıvı roket motorlu roketi, 16 Mart 1926'da Amerikalı R. Goddard tarafından yaratıldı ve fırlatıldı. Yaklaşık 5 kilogram ağırlığında ve uzunluğu 3 metreye ulaştı Goddard'ın roketindeki yakıt, benzin ve sıvı oksijendi. Bu roketin uçuşu 2,5 saniye sürdü ve bu süre zarfında 56 m uçtu.

Bu motorlar üzerinde sistematik deneysel çalışmalar 20. yüzyılın 30'lu yıllarında başladı.

İlk Sovyet sıvı yakıtlı roket motorları 1930-1931'de geliştirildi ve yaratıldı. Geleceğin akademisyeni V. P. Glushko'nun önderliğinde Leningrad Gaz Dinamiği Laboratuvarı'nda (GDL). Bu seriye ORM - deneysel roket motoru adı verildi. Glushko, motorun yakıt bileşenlerinden biriyle soğutulması gibi bazı yeni yeniliklerden yararlandı.

Buna paralel olarak, roket motorlarının geliştirilmesi Moskova'da Jet Propulsion Araştırma Grubu (GIRD) tarafından gerçekleştirildi. İdeolojik ilham kaynağı F.A. Tsander'dı ve organizatörü genç S.P. Korolev'di. Korolev'in hedefi yeni bir roket aracı, bir roket uçağı inşa etmekti.

1933'te F.A. Zander, benzin ve basınçlı havayla çalışan OR-1 roket motorunu ve 1932-1933'te üretti ve başarıyla test etti. – OR?2 motoru, benzin ve sıvı oksijenle çalışıyor. Bu motor, roket uçağı olarak uçması amaçlanan bir planöre monte edilmek üzere tasarlandı.

1933'te ilk Sovyet sıvı yakıtlı roketi GIRD'de yaratıldı ve test edildi.

Sovyet mühendisleri başlattıkları çalışmayı geliştirerek daha sonra sıvı jet motorlarının oluşturulması üzerinde çalışmaya devam ettiler. Toplamda, 1932'den 1941'e kadar SSCB, 118 sıvı jet motoru tasarımı geliştirdi.

1931'de Almanya'da I. Winkler, Riedel ve diğerlerinin füze testleri yapıldı.

Sıvı yakıtlı jet motoruna sahip bir uçak/roket uçağının ilk uçuşu Şubat 1940'ta Sovyetler Birliği'nde yapıldı. Uçağın güç santrali olarak sıvı yakıtlı bir roket motoru kullanıldı. 1941'de Sovyet tasarımcısı V.F. Bolkhovitinov'un önderliğinde ilk jet uçağı inşa edildi - sıvı yakıtlı roket motoruna sahip bir savaş uçağı. Testleri Mayıs 1942'de pilot G.Ya.Bakhchivadzhi tarafından gerçekleştirildi.

Aynı zamanda böyle bir motorla bir Alman savaş uçağının ilk uçuşu gerçekleşti. 1943'te Amerika Birleşik Devletleri, sıvı yakıtlı jet motoruyla donatılmış ilk Amerikan jet uçağını test etti. Almanya'da, Messerschmitt tarafından tasarlanan bu motorlara sahip birkaç savaş uçağı 1944'te inşa edildi ve aynı yıl Batı Cephesinde savaşta kullanıldı.

Ayrıca V. von Braun'un öncülüğünde oluşturulan Alman V-2 roketlerinde sıvı yakıtlı roket motorları kullanıldı.

1950'li yıllarda sıvı yakıtlı roket motorları kuruldu. balistik füzeler ve daha sonra Dünya, Güneş, Ay ve Mars'ın yapay uydularında otomatik gezegenler arası istasyonlar.

Sıvı yakıtlı roket motoru, nozullu bir yanma odasından, bir turbo pompa ünitesinden, bir gaz jeneratöründen veya buhar-gaz jeneratöründen, bir otomasyon sisteminden, kontrol elemanlarından, bir ateşleme sisteminden ve yardımcı ünitelerden (ısı eşanjörleri, karıştırıcılar, sürücüler) oluşur.

Hava jetli motorlar fikri farklı ülkelerde birden fazla kez ortaya atılmıştır. Bu konuda en önemli ve özgün çalışmalar 1908–1913 yıllarında yapılan çalışmalardır. Özellikle 1911'de ramjet motorları için bir dizi tasarım öneren Fransız bilim adamı R. Lauren. Bu motorlar oksitleyici olarak atmosferik havayı kullanır ve yanma odasındaki havanın sıkıştırılması dinamik hava basıncı ile sağlanır.

Mayıs 1939'da P. A. Merkulov tarafından tasarlanan ramjet motorlu bir roket ilk kez SSCB'de test edildi. Kalkış ağırlığı 7,07 kg olan iki aşamalı bir roketti (ilk aşama barut roketi) ve ramjet motorunun ikinci aşaması için yakıtın ağırlığı sadece 2 kg idi. Test sırasında roket 2 km yüksekliğe ulaştı.

1939–1940'ta Dünyada ilk kez, N.P. Polikarpov tarafından tasarlanan bir uçağa ek motor olarak takılan hava soluyan motorların yaz testleri Sovyetler Birliği'nde gerçekleştirildi. 1942 yılında E. Zenger tarafından tasarlanan ramjet motorlar Almanya'da test edildi.

Hava jetli motor, gelen hava akışının kinetik enerjisinden dolayı havanın sıkıştırıldığı bir difüzörden oluşur. Yakıt, bir nozül vasıtasıyla yanma odasına enjekte edilir ve karışım ateşlenir. Jet akımı nozuldan çıkar.

Jet motorlarının çalışma süreci sürekli olduğundan başlangıç ​​itme kuvveti yoktur. Bu bakımdan ses hızının yarısından daha düşük uçuş hızlarında hava jet motorları kullanılmamaktadır. Jet motorlarının en etkili kullanımı süpersonik hızlarda ve yüksek irtifadadır. Hava jeti motoruyla çalışan bir uçak, katı veya sıvı yakıtla çalışan roket motorlarını kullanarak kalkış yapar.

Diğer bir hava jetli motor grubu olan turbo kompresörlü motorlar ise daha büyük bir gelişme kaydetti. Bunlar, itme kuvvetinin jet nozulundan akan bir gaz akışı tarafından oluşturulduğu turbojet ve ana itme kuvvetinin pervane tarafından oluşturulduğu turboprop olarak ikiye ayrılır.

1909 yılında mühendis N. Gerasimov tarafından bir turbojet motorunun tasarımı geliştirildi. 1914 yılında Rus Donanması Teğmeni M.N. Nikolskoy, bir turboprop uçak motoru modeli tasarladı ve üretti. Üç aşamalı türbini çalıştırmak için kullanılan çalışma sıvısı, terebentin ve nitrik asit karışımının gaz halindeki yanma ürünleriydi. Türbin yalnızca pervane üzerinde çalışmıyordu: kuyruk (jet) nozülüne yönlendirilen egzoz gazı yanma ürünleri, pervanenin itme kuvvetine ek olarak jet itme kuvveti yarattı.

1924 yılında V.I. Bazarov, üç unsurdan oluşan bir havacılık turbokompresör jet motorunun tasarımını geliştirdi: bir yanma odası, bir gaz türbini ve bir kompresör. Buradaki basınçlı hava akışı ilk kez iki kola bölündü: daha küçük kısım yanma odasına (brülöre) gitti ve daha büyük kısım, türbinin önünde sıcaklıklarını düşürmek için çalışma gazlarıyla karıştırıldı. Bu, türbin kanatlarının güvenliğini sağladı. Çok kademeli türbinin gücü, motorun santrifüj kompresörünü tahrik etmek ve kısmen de pervaneyi döndürmek için harcanıyordu. Pervaneye ek olarak, kuyruk nozülünden geçen bir gaz akışının reaksiyonu nedeniyle itme kuvveti oluşturuldu.

1939'da A. M. Lyulka tarafından tasarlanan turbojet motorların yapımı Leningrad'daki Kirov fabrikasında başladı. Duruşmaları savaş nedeniyle kesintiye uğradı.

1941 yılında İngiltere'de F. Whittle tarafından tasarlanan turbojet motorla donatılmış deneysel bir savaş uçağında ilk uçuş gerçekleştirildi. Yanma odasına hava sağlayan santrifüj kompresörü çalıştıran gaz türbinli bir motorla donatılmıştı. Jet itme kuvveti oluşturmak için yanma ürünleri kullanıldı.

Turbojet motorlarda uçuş sırasında giren hava önce hava girişinde, sonra da turboşarjda sıkıştırılır. İçine sıvı yakıtın (çoğunlukla havacılık gazyağı) enjekte edildiği yanma odasına basınçlı hava verilir. Yanma sırasında oluşan gazların kısmi genleşmesi kompresörü döndüren türbinde meydana gelir ve son genleşme jet nozulunda meydana gelir. İlave yakıt yanması sağlamak için türbin ile jet motoru arasına bir art yakıcı takılabilir.

Günümüzde çoğu askeri ve sivil uçak ile bazı helikopterler turbojet motorlarla donatılmıştır.

Bir turboprop motorda, ana itme kuvveti pervane tarafından üretilir ve ilave itme kuvveti (yaklaşık %10) jet nozulundan akan gaz akışı tarafından üretilir. Turboprop motorun çalışma prensibi turbojet motora benzer, tek fark türbinin sadece kompresörü değil aynı zamanda pervaneyi de döndürmesidir. Bu motorlar ses altı uçaklarda ve helikopterlerde, ayrıca yüksek hızlı gemi ve arabaların tahrikinde kullanılıyor.

En eski katı yakıtlı jet motorları savaş füzelerinde kullanıldı. Yaygın kullanımları, füze birimlerinin birçok orduda ortaya çıktığı 19. yüzyılda başladı. 19. yüzyılın sonunda. Daha istikrarlı yanma ve daha yüksek performansa sahip ilk dumansız tozlar yaratıldı.

1920-1930'larda jet silahlarının yaratılması için çalışmalar yapıldı. Bu, roket güdümlü havanların ortaya çıkmasına yol açtı - Sovyetler Birliği'nde Katyuşalar, Almanya'da altı namlulu roket güdümlü havanlar.

Yeni barut türlerinin geliştirilmesi, katı yakıtlı jet motorlarının balistik olanlar da dahil olmak üzere savaş füzelerinde kullanılmasını mümkün kıldı. Ayrıca havacılık ve uzay bilimlerinde fırlatma araçlarının ilk kademelerinde motor olarak, ramjet motorlu uçaklarda çalıştırma motorlarında ve uzay araçlarında fren motorları olarak kullanılırlar.

Katı yakıtlı bir jet motoru, tüm yakıt beslemesini ve bir jet nozulunu içeren bir mahfazadan (yanma odası) oluşur. Gövde çelik veya fiberglastan yapılmıştır. Meme - grafit, refrakter alaşımlar, grafitten yapılmıştır.

Yakıt bir ateşleme cihazı tarafından ateşlenir.

İtme kontrolü, şarjın yanma yüzeyini veya nozulun kritik kesit alanını değiştirerek ve ayrıca yanma odasına sıvı enjekte ederek gerçekleştirilir.

İtiş yönü gaz dümenleri, deflektör (deflektör), yardımcı kontrol motorları vb. ile değiştirilebilir.

Katı yakıtlı jet motorları çok güvenilirdir, uzun süre saklanabilir ve bu nedenle her zaman çalıştırılmaya hazırdır.

Mükemmel tanım

Eksik tanım ↓

SOYUT

BU KONUDA:

Jet Motorları .

YAZAN: Kiselev A.V.

KALİİNGRAD

giriiş

Jet motoru, başlangıç ​​enerjisini çalışma akışkanının jet akımının kinetik enerjisine dönüştürerek hareket için gerekli çekiş kuvvetini oluşturan bir motordur; Çalışma sıvısının motor memesinden dışarı akmasının bir sonucu olarak, jetin reaksiyonu (geri tepmesi) şeklinde, motoru ve ona yapısal olarak bağlı aparatı uzayda ters yönde hareket ettiren reaktif bir kuvvet üretilir. jetin çıkışı. Çeşitli enerji türleri (kimyasal, nükleer, elektrik, güneş), bir roket jetindeki jet akışının kinetik (hız) enerjisine dönüştürülebilir. Doğrudan reaksiyonlu motor (doğrudan reaksiyonlu motor), motorun kendisini bir tahrik cihazıyla birleştirir, yani ara mekanizmaların katılımı olmadan kendi hareketini sağlar.

R.D. tarafından kullanılan jet itişini oluşturmak için gereklidir:

jet akımının kinetik enerjisine dönüştürülen başlangıç ​​(birincil) enerji kaynağı;

jetten jet akışı formunda püskürtülen çalışma akışkanı;

R.D.'nin kendisi bir enerji dönüştürücüsüdür.

Başlangıçtaki enerji, bir roket motoruyla (kimyasal yakıt, nükleer yakıt) donatılmış bir uçakta veya başka bir araçta depolanır veya (prensip olarak) dışarıdan gelebilir (güneş enerjisi). Sıvı itici gazda çalışma sıvısı elde etmek için çevreden alınan bir madde (örneğin hava veya su) kullanılabilir;

cihazın tanklarında veya doğrudan R.D. odasında bulunan bir madde; çevreden gelen ve araçta depolanan maddelerin karışımı.

Modern AR-GE'de kimyasal çoğunlukla birincil madde olarak kullanılır.

Füze atış testleri

motor Uzay mekiği

Turbojet motorlar AL-31F uçak Su-30MK. Sınıfa ait hava soluyan motorlar

enerji. Bu durumda, çalışma sıvısı sıcak gazlardır - kimyasal yakıtların yanma ürünleri. Yanmalı bir motorun çalışması sırasında, yanma maddelerinin kimyasal enerjisi, yanma ürünlerinin termal enerjisine dönüştürülür ve Termal enerji sıcak gazlar, jet akımının ve dolayısıyla motorun monte edildiği aparatın öteleme hareketinin mekanik enerjisine dönüştürülür. Herhangi bir yanmalı motorun ana kısmı, içinde çalışma sıvısının üretildiği yanma odasıdır. Çalışma akışkanını hızlandırmaya ve bir jet akımı üretmeye yarayan odanın son kısmına jet nozülü adı verilir.

Roket motorları, çalışması sırasında ortamın kullanılıp kullanılmamasına bağlı olarak hava soluyan motorlar (ARE) ve roket motorları (RE) olmak üzere 2 ana sınıfa ayrılırlar. Tüm VRD'ler, çalışma sıvısı yanıcı bir maddenin atmosferik oksijenle oksidasyon reaksiyonu sırasında oluşan ısı motorlarıdır. Atmosferden gelen hava, EOK Depolama Alanının çalışma sıvısının büyük kısmını oluşturur. Böylece itici motora sahip bir cihaz, gemide bir enerji kaynağı (yakıt) taşır ve çalışma sıvısının çoğunu çevreden çeker. VRD'nin aksine, iticinin çalışma sıvısının tüm bileşenleri, iticiyle donatılmış aparatın üzerinde bulunur. ile etkileşime giren itici güç eksikliği çevre ve cihaz üzerinde çalışma sıvısının tüm bileşenlerinin bulunması, RD'yi uzayda çalışmaya uygun tek cihaz haline getiriyor. Her iki ana tipin birleşimi olan kombine roket motorları da vardır.

Jet motorlarının tarihçesi

Jet itiş prensibi çok uzun zamandır bilinmektedir. R. d.'nin atası Heron'un topu sayılabilir. Katı yakıtlı roket motorları - toz roketler - 10. yüzyılda Çin'de ortaya çıktı. N. e. Yüzlerce yıldır bu tür füzeler önce Doğu'da, ardından Avrupa'da havai fişek, sinyal ve savaş füzesi olarak kullanıldı. 1903 yılında K. E. Tsiolkovsky, “Jet Aletleriyle Dünya Uzaylarının Keşfi” adlı çalışmasında dünyada sıvı roket motorları teorisinin temel prensiplerini ortaya koyan ve sıvı yakıtlı bir roket motorunun temel elemanlarını öneren ilk kişi oldu. tasarım. İlk Sovyet sıvı roket motorları - ORM, ORM-1, ORM-2, V.P. Glushko tarafından tasarlandı ve onun liderliğinde 1930-31'de Gaz Dinamiği Laboratuvarı'nda (GDL) oluşturuldu. 1926'da R. Goddard sıvı yakıt kullanarak bir roket fırlattı. İlk elektrotermal RD, Glushko tarafından 1929-33'te GDL'de oluşturuldu ve test edildi.

1939'da SSCB, I. A. Merkulov tarafından tasarlanan ramjet motorlu füzeleri test etti. İlk turbojet motor şeması? 1909'da Rus mühendis N. Gerasimov tarafından önerildi.

1939'da A. M. Lyulka tarafından tasarlanan turbojet motorların yapımı Leningrad'daki Kirov fabrikasında başladı. Oluşturulan motorun test edilmesi 1941-45 Büyük Vatanseverlik Savaşı nedeniyle engellendi. 1941 yılında F. Whittle (Büyük Britanya) tarafından tasarlanan turbojet motoru ilk kez bir uçağa monte edildi ve test edildi. Büyük önem R.D.'nin yaratılışı, Rus bilim adamları S. S. Nezhdanovsky, I. V. Meshchersky, N. E. Zhukovsky'nin teorik çalışmalarına, Fransız bilim adamı R. Hainault-Peltry'nin ve Alman bilim adamı G. Oberth'in çalışmalarına dayanıyordu. EOK'un yaratılmasına önemli bir katkı, Sovyet bilim adamı B. S. Stechkin'in 1929'da yayınlanan “Hava Jet Motorunun Teorisi” adlı çalışmasıydı.

AR-GE'nin çeşitli amaçları vardır ve uygulama kapsamı sürekli genişlemektedir.

Radar sürücüleri en yaygın olarak çeşitli tipteki uçaklarda kullanılır.

Dünyadaki çoğu askeri ve sivil uçak, turbojet motorlar ve bypass turbojet motorlarla donatılmıştır ve helikopterlerde kullanılmaktadır. Bu radar motorları hem ses altı hem de ses üstü hızlardaki uçuşlar için uygundur; Ayrıca mermi uçaklarına da monte edilirler; süpersonik turbojet motorları, havacılık ve uzay uçaklarının ilk aşamalarında kullanılabilir. Ramjet motorları uçaksavar güdümlü füzelere, seyir füzelerine ve süpersonik önleme savaşçılarına kuruludur. Helikopterlerde ses altı ramjet motorları kullanılır (ana rotor kanatlarının uçlarına monte edilir). Darbeli jet motorları düşük itme gücüne sahiptir ve yalnızca ses altı hızlardaki uçaklar için tasarlanmıştır. 1939-45 2. Dünya Savaşı sırasında bu motorlar V-1 mermi uçaklarıyla donatıldı.

Taksi yolları çoğunlukla yüksek hızlı uçaklarda kullanılır.

Sıvı roket motorları, uzay aracı ve uzay araçlarının fırlatma araçlarında tahrik, frenleme ve kontrol motorları olarak ve ayrıca güdümlü balistik füzelerde kullanılır. Katı yakıtlı roket motorları balistik, uçaksavar, tanksavar ve diğer askeri füzelerin yanı sıra fırlatma araçlarında ve uzay araçlarında da kullanılmaktadır. Küçük katı yakıtlı motorlar, uçakların kalkışında güçlendirici olarak kullanılır. Uzay araçlarında elektrikli roket motorları ve nükleer roket motorları kullanılabilir.

Ancak doğrudan tepki ilkesi olan bu güçlü gövde, jet motoru ailesinin "aile ağacının" devasa bir tacını doğurdu. Doğrudan reaksiyonun “gövdesini” taçlandıran tacının ana dallarını tanımak. Kısa süre sonra resimden de görebileceğiniz gibi (aşağıya bakın), bu gövde sanki yıldırım çarpmış gibi iki parçaya bölünüyor. Her iki yeni gövde de güçlü taçlarla eşit şekilde dekore edilmiştir. Bu bölünmenin nedeni, tüm "kimyasal" jet motorlarının, çalışmaları için ortam havasını kullanıp kullanmamalarına bağlı olarak iki sınıfa ayrılmasıdır.

Yeni oluşturulan gövdelerden biri hava soluyan motorlar (WRE) sınıfıdır. Adından da anlaşılacağı gibi atmosfer dışında çalışamazlar. Bu yüzden bu motorlar temeldir modern havacılık hem insanlı hem de insansız. EOK'ler yakıtı yakmak için atmosferik oksijeni kullanır; bu olmadan motordaki yanma reaksiyonu ilerlemez. Ancak yine de turbojet motorlar şu anda en yaygın şekilde kullanılmaktadır.

(turbojet motorlar), istisnasız hemen hemen tüm modern uçaklara monte edilmiştir. Atmosferik hava kullanan tüm motorlar gibi, turbojet motorlar da havayı yanma odasına verilmeden önce sıkıştırmak için özel bir cihaza ihtiyaç duyar. Sonuçta, yanma odasındaki basınç atmosferik basıncı önemli ölçüde aşmazsa, gazlar motordan daha yüksek bir hızda akmayacaktır - onları dışarı iten basınçtır. Ancak düşük egzoz hızında, motor itme gücü düşük olacak ve motor çok fazla yakıt tüketecek, böyle bir motor uygulama bulamayacaktır. Bir turbojet motorda, havayı sıkıştırmak için bir kompresör kullanılır ve motorun tasarımı büyük ölçüde kompresör tipine bağlıdır. Eksenel ve santrifüj kompresörlü motorlar mevcut olup sistemimizi kullandığınız için eksenel kompresörlerin az veya çok teşekkürleri olabilir. daha büyük sayı sıkıştırma aşamaları, bir veya iki kademeli vb. olabilir. Kompresörü tahrik etmek için turbojet motorunda, motora adını veren bir gaz türbini bulunur. Kompresör ve türbin nedeniyle motor tasarımı oldukça karmaşıktır.

Kompresörsüz hava soluyan motorlar, basınçta gerekli artışın diğer yöntemlerle elde edildiği tasarım açısından çok daha basittir: titreşimli ve ramjet motorlar.

Titreşimli bir motorda, bu genellikle motor girişine monte edilen bir valf ızgarası tarafından yapılır; yakıt-hava karışımının yeni bir kısmı yanma odasını doldurduğunda ve içinde bir parlama meydana geldiğinde, valfler kapanır ve yanma odasını yakıttan izole eder. motor girişi. Sonuç olarak, haznedeki basınç artar ve gazlar jet nozulundan dışarı fırlar, ardından tüm işlem tekrarlanır.

Kompresörsüz başka bir tip olan doğrudan akışlı motorda bu valf ızgarası bile yoktur ve yüksek hız basıncının bir sonucu olarak yanma odasındaki basınç artar, yani. Uçuş sırasında motora giren hava akışının frenlenmesi. Böyle bir motorun yalnızca şu durumlarda çalışabileceği açıktır: uçak Zaten oldukça yüksek bir hızda uçuyor; park halindeyken herhangi bir itme kuvveti geliştirmiyor. Ancak ses hızının 4-5 katı kadar yüksek bir hızda, bir ramjet motoru çok yüksek bir itme kuvveti geliştirir ve bu koşullar altında diğer tüm "kimyasal" jet motorlarından daha az yakıt tüketir. Ramjet motorlarının nedeni budur.

Ramjet motorlara (ramjet motorları) sahip süpersonik uçakların aerodinamik tasarımının özelliği, ramjet motorunun kararlı çalışmasına başlamak için gerekli hızı sağlayan özel hızlandırıcı motorların varlığından kaynaklanmaktadır. Bu, yapının kuyruk bölümünü daha ağır hale getirir ve gerekli stabiliteyi sağlamak için stabilizatörlerin kurulmasını gerektirir.

Jet motorunun çalışma prensibi.

Çeşitli tiplerdeki modern güçlü jet motorları doğrudan reaksiyon ilkesine dayanmaktadır; yaratılış ilkesi itici güç(veya itme), genellikle sıcak gazlar olmak üzere motordan akan bir "çalışma maddesi" akışının reaksiyonu (geri tepmesi) şeklindedir.

Tüm motorlarda iki enerji dönüşüm süreci vardır. İlk önce yakıtın kimyasal enerjisi yanma ürünlerinin termal enerjisine dönüştürülür ve daha sonra termal enerji mekanik iş gerçekleştirmek için kullanılır. Bu tür motorlar, arabaların pistonlu motorlarını, dizel lokomotifleri, enerji santrallerinin buhar ve gaz türbinlerini vb. içerir.

Bu süreci jet motorları açısından ele alalım. Motor tipine ve yakıt tipine bağlı olarak şu veya bu şekilde yanıcı bir karışımın oluşturulduğu motorun yanma odasıyla başlayalım. Bu, örneğin modern jet uçaklarının turbojet motorunda olduğu gibi hava ve gazyağı karışımı veya bazı sıvı roket motorlarında olduğu gibi sıvı oksijen ve alkol karışımı veya son olarak bir tür katı yakıt olabilir. toz roketler için. Yanıcı karışım yanabilir; ısı şeklinde enerjinin hızla salınmasıyla kimyasal reaksiyona girer. Kimyasal bir reaksiyon sırasında enerji açığa çıkarma yeteneği, karışımın moleküllerinin potansiyel kimyasal enerjisidir. Moleküllerin kimyasal enerjisi, yapılarının özellikleriyle, daha doğrusu elektronik kabuklarının yapısıyla, yani. molekülü oluşturan atomların çekirdeklerini çevreleyen elektron bulutu. Bazı moleküllerin yok edildiği ve diğerlerinin yaratıldığı kimyasal reaksiyon sonucunda, elektron kabuklarında doğal olarak yeniden yapılanma meydana gelir. Bu yeniden yapılanmada açığa çıkan bir kimyasal enerji kaynağı vardır. Jet motoru yakıtlarının yalnızca motordaki kimyasal reaksiyon (yanma) sırasında oldukça fazla ısı açığa çıkaran ve aynı zamanda büyük miktarda gaz oluşturan maddeler olabileceği görülebilir. Tüm bu süreçler yanma odasında meydana gelir, ancak moleküler düzeyde değil (bu yukarıda zaten tartışılmıştır), ancak işin "aşamalarında" reaksiyona odaklanalım. Yanma başlayana kadar karışım büyük miktarda potansiyel kimyasal enerjiye sahiptir. Ama sonra alev karışımı bir an daha sardı ve kimyasal reaksiyon sona erdi. Artık oda, yanıcı karışımın molekülleri yerine, daha yoğun "paketlenmiş" yanma ürünleri molekülleriyle dolduruluyor. Gerçekleşen yanma reaksiyonunun kimyasal enerjisi olan bağlanma enerjisinin fazlası açığa çıkar. Bu fazla enerjiye sahip olan moleküller, sık sık çarpışarak bu enerjiyi neredeyse anında diğer moleküllere ve atomlara aktarmışlardır. Yanma odasındaki tüm moleküller ve atomlar, önemli ölçüde daha yüksek bir hızda rastgele, kaotik bir şekilde hareket etmeye başladı ve gazların sıcaklığı arttı. Yakıtın potansiyel kimyasal enerjisi bu şekilde yanma ürünlerinin termal enerjisine dönüştürüldü.

Diğer tüm ısı motorlarında da benzer bir geçiş gerçekleştirildi, ancak jet motorları, sıcak yanma ürünlerinin sonraki kaderi açısından temelde onlardan farklıdır.

Bir ısı motorunda büyük termal enerji içeren sıcak gazlar üretildikten sonra bu enerjinin mekanik enerjiye dönüştürülmesi gerekir. Sonuçta motorlar, ister bir dinamo olsun, ister bir elektrik santralinin, dizel bir lokomotifin, bir arabanın veya bir arabanın çizimleriyle desteklenmesi istendiğinde, mekanik iş yapmaya, bir şeyi "hareket ettirmeye", onu harekete geçirmeye hizmet eder. uçak.

Gazların ısı enerjisinin mekanik enerjiye dönüşebilmesi için hacimlerinin artması gerekir. Böyle bir genişlemeyle gazlar, iç ve termal enerjilerini tüketen iş yaparlar.

Pistonlu motor durumunda, genişleyen gazlar silindirin içinde hareket eden pistona baskı yapar, piston biyel kolunu iter ve bu da daha sonra motorun krank milini döndürür. Şaft, bir dinamonun rotoruna, dizel bir lokomotifin veya arabanın tahrik akslarına veya bir uçak pervanesine bağlanır - motor faydalı işler yapar. İÇİNDE buhar motoru veya bir gaz türbininde, gazlar genişleyerek türbin miline bağlı tekerleği dönmeye zorlar - burada transmisyon krank mekanizmasına gerek yoktur, bu da türbinin en büyük avantajlarından biridir.

Gazlar elbette jet motorunda da genleşir çünkü bu olmadan iş yapmazlar. Ancak bu durumda genişletme işi şaftın dönüşüne harcanmaz. Diğer ısı motorlarında olduğu gibi bir tahrik mekanizmasıyla ilişkilidir. Bir jet motorunun amacı farklıdır - jet itme kuvveti oluşturmak ve bunun için motordan yüksek hızda bir gaz akışının - yanma ürünlerinin - akması gerekir: bu akışın reaksiyon kuvveti, motorun itme kuvvetidir. . Sonuç olarak, motordaki yakıt yanmasının gaz halindeki ürünlerinin genleşme işi, gazların kendilerini hızlandırmak için harcanmalıdır. Bu, bir jet motorundaki gazların termal enerjisinin kinetik enerjisine dönüştürülmesi gerektiği anlamına gelir - moleküllerin rastgele kaotik termal hareketi, hepsi için ortak bir yönde organize akışlarıyla değiştirilmelidir.

Motorun en önemli parçalarından biri olan jet nozul da bu amaca hizmet etmektedir. Bu veya bu jet motoru hangi tipe ait olursa olsun, mutlaka sıcak gazların - motordaki yakıtın yanması ürünleri - motordan büyük bir hızla aktığı bir ağızlık ile donatılmıştır. Bazı motorlarda, örneğin roket veya ramjet motorlarında, gazlar yanma odasından hemen sonra memeye girer. Diğerlerinde, turbojet motorlarda, gazlar ilk olarak termal enerjilerinin bir kısmını verdikleri bir türbinden geçerler. Bu durumda yanma odasının önündeki havayı sıkıştıran kompresörü tahrik etmek için kullanılır. Ancak öyle ya da böyle, meme motorun son kısmıdır - gazlar motordan çıkmadan önce içinden akar.

Püskürtme memesi farklı şekillerde olabilir ve ayrıca motor tipine bağlı olarak farklı tasarımlara sahip olabilir. Önemli olan, gazların motordan dışarı akma hızıdır. Bu çıkış hızı, ses dalgalarının dışarı akan gazlarda yayılma hızını aşmazsa, bu durumda ağızlık, borunun basit silindirik veya konik bir bölümüdür. Çıkış hızı ses hızını aşıyorsa, nozul genişleyen bir boru şeklindedir veya önce daralıp sonra genişler (Lavl nozulu). Teori ve deneyimlerin gösterdiği gibi, yalnızca bu şekle sahip bir boruda gaz süpersonik hızlara hızlandırılabilir ve "ses bariyerini" geçebilir.

Jet motoru diyagramı

Turbofan motoru sivil havacılıkta en yaygın kullanılan jet motorudur.

Motora (1) giren yakıt, basınçlı hava ile karışarak yanma odasında (2) yanar. Genişleyen gazlar yüksek hızlı (3) ve düşük hızlı türbinleri döndürür, bu da havayı yanma odasına iten kompresörü (5) ve havayı bu odadan geçiren ve yönlendiren fanları (6) çalıştırır. egzoz borusuna sokun. Fanlar havanın yerini değiştirerek ilave itiş gücü sağlar. Bu tip bir motor 13.600 kg'a kadar itme kuvveti geliştirme kapasitesine sahiptir.

Çözüm

Jet motorunun birçok harika özelliği vardır, ancak asıl olan budur. Roket, yakıtın yanması sırasında oluşan gazlarla etkileşimi sonucu hareket ettiği için hareket etmek için toprağa, suya veya havaya ihtiyaç duymaz. Bu nedenle roket havasız uzayda hareket edebilir.

K. E. Tsiolkovsky, uzay uçuşu teorisinin kurucusudur. Uzaya, Dünya atmosferinin ötesine ve güneş sisteminin diğer gezegenlerine uçuşlar için roket kullanma olasılığının bilimsel kanıtı ilk kez Rus bilim adamı ve mucit Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky tarafından verildi.

Kaynakça

Genç Teknisyenlerin Ansiklopedik Sözlüğü.

Teknolojide Termal Olaylar.

Http://goldref.ru/ sitesinden malzemeler;

1. Jet hareket (2)

   Özet >> Fizik

   Hangisi formda reaktif jetler dışarı atılıyor reaktif motor; kendim reaktif motor- enerji dönüştürücü... bununla birlikte reaktif motor bununla donatılmış cihazı etkiler reaktif motor. Çekiş reaktif motor bağlıdır...

2. Jet doğada ve teknolojide hareket

   Özet >> Fizik

   Salpu ileri. En çok ilgi çeken şey reaktif motor kalamar Kalamar en çok... yani. ile aparat reaktif motor, cihazın kendisinde bulunan yakıt ve oksitleyiciyi kullanarak. Reaktif motor- Bu motor, dönüşüyor...

3. Reaktif BM-13 Katyusha çoklu fırlatma roket sistemi

   Özet >> Tarihi şahsiyetler

   Savaş başlığı ve barut reaktif motor. Baş kısmı kendi tarzında... bir fitil ve ek bir ateşleyici. Reaktif motor bir yanma odasına sahip, içinde... yangın yeteneklerinde keskin bir artış var reaktif

Jet motorları şu anda uzayın keşfiyle bağlantılı olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca çeşitli menzillerdeki meteorolojik ve askeri füzeler için de kullanılırlar. Ayrıca tüm modern yüksek hızlı uçaklar hava soluyan motorlarla donatılmıştır.

İÇİNDE uzay jet motorları dışında başka motor kullanmak imkansızdır: destek yoktur (katı sıvı veya gaz halinde), bundan başlayarak uzay gemisi bir yükseliş yakalayabilir. Jet motorlarının atmosfer dışına çıkamayan uçak ve roketlerde kullanılmasının nedeni,Jet motorları tam olarak ne sağlayabilir? azami hız uçuş.

Jet motoru yapısı.

Basitçe çalışma prensibine dayanır: dışarıdaki hava (roket motorlarında - sıvı oksijen) içeri emilirtürbin, orada yakıtla karışır ve türbinin sonunda yanarak sözde olanı oluşturur. Arabayı hareket ettiren “çalışma sıvısı” (jet akışı).

Türbinin başlangıcında fan, havayı emen dış ortam türbinlere. İki ana görev var- tüm motorun birincil hava girişi ve soğutulmasıMotorun dış kabuğu ile iç parçaları arasına hava pompalayarak motorun bir bütün olarak çalışmasını sağlar. Bu, karıştırma ve yanma odalarını soğutur ve bunların çökmesini önler.

Fanın arkasında güçlü bir kompresör Bu, havayı yüksek basınç altında yanma odasına zorlar.

Yanma odası yakıtı havayla karıştırır. Yakıt-hava karışımı oluştuktan sonra ateşlenir. Yanma işlemi sırasında, hacimsel genleşmenin yanı sıra karışımın ve çevresindeki parçaların önemli ölçüde ısınması meydana gelir. Aslında, Bir jet motoru, kendisini itmek için kontrollü bir patlama kullanır. Jet motorunun yanma odası en sıcak kısımlarından biridir. Sürekli yoğun soğutmaya ihtiyacı var. Ancak bu yeterli değil. İçindeki sıcaklık 2700 dereceye ulaşır, bu nedenle genellikle seramikten yapılır.

Yanma odasından sonra yanan yakıt-hava karışımı doğrudan yanma odasına yönlendirilir. türbin. Türbin, jet akımının baskı yaptığı ve türbinin dönmesine neden olan yüzlerce kanattan oluşur. Türbin sırayla döner şaft, bulundukları yer fan Ve kompresör. Böylece sistem kapalı olur ve yalnızca beslemeye ihtiyaç duyulur. yakıt ve hava işleyişi için.

Jet motorlarının iki ana sınıfı vardır bedenler:

Jet Motorları- içinde bir jet motoru Ana çalışma sıvısı olarak atmosferik hava kullanılır termodinamik döngüde ve ayrıca motor jet itme kuvveti oluştururken. Bu tür motorlar, atmosferden alınan yanıcı havanın oksijenle oksidasyon enerjisini kullanır. Bu motorların çalışma sıvısı bir ürün karışımıdır.emme havasının diğer bileşenleriyle yanma.

Roket motorları- çalışma sıvısının tüm bileşenlerini gemide bulundurun ve her ortamda çalışabilecek havasız alan dahil.

Jet motorlarının çeşitleri.

- Klasik jet motoru- esas olarak savaş uçaklarında çeşitli modifikasyonlarda kullanılır.