Oamenii au devenit rasa superioară de pe planeta Pământ după mai mult de un milion de ani de evoluție. Am cucerit apa, pământul și aerul, iar acum ne propunem să le depășim. Deși există o multitudine de definiții care ar putea cuantifica realizările lui Homo sapiens, una singură care iese în evidență este ingineria, mai exact ingineria aviației.
Lăsând la o parte naveta și confortul, oamenii s-au războit pe ceruri, ceea ce definește cât de avansată a ajuns tehnologia pentru a ne oferi încrederea de a zbura la sute de metri de la sol. De la nașterea aviației, ideea unei nave suficient de ușoare pentru a zbura s-a schimbat dramatic. Avioanele de astăzi pot rezista celor mai puternice furtuni ale naturii, iar un merit important revine motoarelor cu care este propulsat.
Pentru început, permiteți-ne să vă spunem că nu suntem experți în progresele mecanice din domeniul aviației. Dar ne vom strădui să vă explicăm cele mai utilizate trei tipuri de motoare care sunt folosite la avioanele din epoca modernă.
Motoarele turboreactoare. (Sursă imagine: Mech4Study)
Motoare cu turboreactor
Înainte de a intra în detaliile tehnice ale unui motor, există trei componente pe care trebuie să le cunoașteți – un compresor care presurizează aerul, o cameră de combustie în care se arde combustibilul și o turbină care, la rândul ei, ajută la acționarea compresorului. Un turboreactor în sine este cel mai elementar tip de motor cu reacție. Într-o astfel de configurație, aerul preluat prin deschiderea din partea din față a unui motor este comprimat la o presiune de aproximativ 3 până la 12 ori mai mare decât cea inițială în compresor. Acest aer este apoi ars în combinație cu combustibilul în camera de combustie pentru a ridica temperatura amestecului de fluid la aproximativ 600-700 de grade Celsius. Aerul fierbinte rezultat este apoi trecut printr-o turbină care, la rândul său, alimentează compresorul.
Dacă turbina și compresorul sunt eficiente, presiunea care ajunge la turbină va fi aproape dublă față de presiunea atmosferică, iar această presiune în exces este trimisă la ajutaj pentru a produce un curent de gaz cu viteză mare care produce împingerea. În plus, se poate crea în continuare o forță de împingere substanțială cu ajutorul unei a doua camere de combustie care este poziționată după turbină și înainte de duză. Acest lucru are ca rezultat o creștere a temperaturii și, ulterior, o creștere de aproximativ 40 de procente a împingerii.
În câteva cuvinte, turboreactorul este un motor cu reacție în care gazele în expansiune împing împotriva părții frontale a motorului. Turboreactorul aspiră aerul și fie îl comprimă, fie îl stoarce. Aceste gaze ricoșează și ies prin partea din spate a eșapamentului, împingând avionul înainte.
Motoare cu reacție cu turbopropulsie. (Sursă imagine: AviationStackExchange)
Motoare turbopropulsor cu reacție
În cazul unui motor turbopropulsor cu reacție, turbina din spate este rotită de gazele fierbinți și aceasta învârte un arbore care învârte elicea. Acest tip de motor este cel mai des întâlnit la avioanele de linie mici și la aeronavele de transport.
Similar unui turboreactor, un turbopropulsor are și el un compresor, o cameră de combustie și o turbină. Aerul și gazul sunt combinate pentru a pune în funcțiune turbina care apoi alimentează compresorul. Față de un turboreactor, un motor turbopropulsor are o eficiență de propulsie mai bună la viteze mai mici de 500 mile pe oră.
Motoarele turbopropulsoare moderne vin cu o elice cu diametru mai mic și cu un număr mai mare de palete pentru o funcționare eficientă la viteze mai mari. Pentru a face față vitezelor de zbor mai mari, paletele sunt realizate în formă de scimitar cu margini de atac retrase la vârfurile palelor. Acest tip de elice se numește elice de elice.
Motoare cu reacție Turbofan. (Sursă imagine: Wikimedia)
Motoare cu reacție turbofan
Spre deosebire de un turboreactor care aspiră tot aerul din interiorul motorului, un motor turbofan prezintă un ventilator mare în partea din față care aspiră cea mai mare parte a fluxului de aer din jurul exteriorului motorului. Acest lucru face ca motorul să fie mai silențios și să aibă mai multă împingere la viteze mici. Majoritatea avioanelor de linie sunt propulsate de acest motor.
O mică parte din aer intră în motor, iar restul este trecut printr-un condensator de joasă presiune. Acest aer iese apoi sub formă de jet rece, care este apoi amestecat cu un gaz-generator pentru a produce un jet fierbinte. Obiectivul acestui tip de sistem de bypass este de a crește împingerea fără a crește consumul de combustibil. El realizează acest lucru prin creșterea debitului total al masei de aer și reducerea vitezei în cadrul aceleiași surse totale de energie.
.