Mlazni motor
Izvor: Wikipedija
Mlazni motor je motor koji ispušta plin koji se kreće velikom brzinom ostvarujući tako silu potiska. Stvorene sile akcije i reakcije djeluju prema trećem Newtonovom zakonu. Dijelimo ih na turbo-mlazne, turbo-ventilatorske, turbo-elisne i turbo-osovinske motore. Svi oni su u stvari plinske turbine. Ti motori proizvode mlaz plinova koji velikom brzinom izlazi iz ispušne cijevi.
[uredi] Povijesni razvoj
Mlaznim motorom mogao bi se nazvati izum Grka Herona od Alexandrie, "aeolipile", kugle s dvije zakrenute mlaznice okomite na radijus rotacije, koje su ispuštale mlaz vruće pare i tako okretale kuglu. Voda se zagrijavala u posudi a para se prenosila preko cijevi spojenih sa kuglom. Heronov izum u to doba nije prepoznat kao mogućnost korištenja mehaničke sile te je izazvao samo divljenje.
Mlazni pogon ponovno se pojavio u 11. stoljeću kada su Kinezi izumili raketu. Ispušni plinovi izbacivali u zrak jednostavne rakete za stvaranje vatrometa. Do slijedećeg napretka prošlo je stotine godina.
U zrakoplovstvu je mlazni motor na tadašnjem stupnju razvoja bio nedjelotvoran. U 1930.-im počinje se koristiti klipni motor koji je zadovoljavao tada niske zahtjeva u osobinama zrakoplova. Napretkom tehnologije zrakoplove je u daljnjem razvoju ograničavala elisa kojoj se brzina okretanja više nije smjela povećavati radi mogućnosti pojave brzine zvuka na vanjskim dijelovima krakova što bi uzrokovalo povećanje otpora, vibracije i lom elise i motora. Sve to bila je dodatna motivacija za razvoj plinske turbine, uobičajeno nazivane mlazni motor. Za zrakoplovstvo otkriće mlaznog motora značilo je isto što i prvi let braće Wright.
Prvi pokušaji izrade bili su „hibridni“ motori kod kojih je zrak komprimirao ventilator pokretan klipnim motorom. Zrak pod pritiskom se zatim miješao s gorivom i u komorama izgaranja izgarao te stvarao potisak. Rješenje se je tražilo u plinskoj turbini čiji će kompresor pokretati energija ispušnih plinova.
1929. Frank Whittle, pomoćni radnik u izgradnji zrakoplova ponudio je rješenje za turbo-mlazni motor svojim nadređenima. 16. siječnja 1930. Whittle u Engleskoj objavljuje svoj prvi patent, kod kojeg dvostupanjski osovinski kompresor opskrbljuje jednostrani centrifugalni kompresor. Kasnije je Whittle svoja istraživanja posvetio samo jednostavnijem centrifugalnom kompresoru.
1935. Hans von Ohain počeo je u Njemačkoj rad na sličnom projektu ne znajući za Whittle-ov rad.
Whittleov prvi motor pogonjen tekućim gorivom pokrenut je u travnju 1937. Motor je imao vlastitu pumpu za gorivo te tako radio neovisno. Događaj koji je Whittleov tim doveo do panike bio je nastavak rada motora i nakon zatvaranja dovoda goriva. Naime, gorivo koje nije uspjelo izgorjeti nakupilo se je na donjim dijelovima motora i nastavilo izgarati i nakon gašenja pumpe.
Pet mjeseci poslije pokrenut je i Von Ohainov motor. Pogonjen je mješavinom goriva i zraka ali je zrak pod pritiskom dovođen iz vanjskog izvora pa motor nije mogao raditi samostalno.
Kako Whittle nije osigurao dovoljne rezerve izgubio je prednost pred Hans von Ohainom. Ohain je svoj dizajn prikazao Ernst Heinkel-u, tada jednom od najvećih graditelja aviona koji je odmah prepoznao vrijednosti projekta. U nedavno kupljenoj tvornici motora Hirth. Heinkel je Ohaina i njegovog glavnog mehaničara Max Hahn-a postavio za voditelje novog odjela u kompaniji. Prvi motor pokrenut je u rujnu 1937. godine upotrebljavajući vodik kao gorivo i s zrakom pod pritiskom iz vanjskog izvora. Neprekidna istraživanja i promjene u dizajnu rezultirala su motorom na benzin snage 5 kN pričvršćenog na konstrukciju Heinkel He 178. S njim je 27. kolovoza 1939. godine s zračne luke Marienehe uzletio pilot Erich Warsitz. Heinkel He-178 ušao je u povijest kao prvi mlazni avion.
[uredi] Osnovni princip rada
Plinska turbina sastoji se od tri osnovna dijela:
- kompresora
- komore za sagorijavanje
- turbine.
Kompresor na prednjem dijelu dovodi i sabija zrak. Radi postizanja visoke kompresije kompresor ima više uzastopnih stupnjeva. Svaki stupanj pokreće se zasebnom turbinom radi postizanja maksimalnih brzina. Iz kompresora zrak pod visokim tlakom ulazi u prostor za sagorijevanje. U komori za sagorijevanje nalazi se cijev (obično u obliku prstena) kroz koju se ubrizgava gorivo. Gorivo (kerozin) se pri tom širi kako bi se postiglo što bolje sagorijevanje komprimiranog zraka i goriva. Sagorijevanjem dolazi do velikog porasta brzine i temperature zraka koji kroz turbinu izlazi iz motora.
[uredi] Podjela
Mlazne motori se dijele u četiri osnovne skupine:
|
|
|
|
