|
|
|
Zrakoplovni
motori |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
BERNULIJEV PRINCIP– Plin gubi unutarnji pritisak kada se kreće velikom brzinom.
Kada zrak prolazi sa gornje strane krila, mora za isto vrijeme proći duži put
nego zrak sa donje ravnije strane. Krečući se brže iznad gornje površine
krila, zrak gubi pritisak i težinu, te se tada krilo diže jer ga u lakši sloj
zraka gura teži zrak koji prolazi ispod krila. |
|
|
|
|
Za
kretanje aviona upotrebljavaju se dvije vrste motora. U klipnom motoru eksplozija
mješavine zraka i goriva pod visokim pritiskom izaziva brzo širenje plinova,
koji potiskuju klip nadole, a on preko klipnjače, koljenastu osovinu. Ona
neposredno ili preko reduktora koji smanjuje broj okretaja, pokreće propeler.
Za rad takvog motora potrebno je više klipova, koji mogu biti postavljeni
uzastopno u liniju, u dvije linije, na istom nivou ili pod određenim kutom i
kružno. Zavisno od rasporeda nazivaju se zvijezdasti, boks motori ili motori u liniji. Svaki od njih ima određene prednosti, ali i nedostatke koji
se ogledaju u veličini i načinu hlađenja. |
|
|
|
|
|
|
|
U
prošlosti su takvi motori pokretali sve avione. Danas međutim zbog manjih
brzina i skupog goriva upotrebljavaju se samo za lake avione sa najviše
nekoliko sjedišta. Revoluciju je izazvala plinska turbina koja djeluje na
osnovi II Newtonovog zakona, (svaka akcija izaziva
odgovarajuću reakciju). U tom slučaju zračni
mlaz, pokretan motorom, pokreće i avion. Gasna turbina se sastoji od 3 glavna
djela: kompresora, prostora za sagorijevanje i turbine. Kompresor koji
obavlja 2 zadatka nalazi se na prednjem dijelu, on dovodi zrak u motor i
sabija ga (komprimira) a kako su
potrebne visoke kompresije, sačinjen je od više uzastopnih stupnjeva. Svaki
stupanj zahtijeva maksimalnu brzinu, što je nemoguće postići samo jednom
pogonskom osovinom. Stoga je kompresor podjeljen na 2 ili 3 dijela koje
pokreću samostalne turbine, čime se osigurava maksimalna brzina a time i
visok učinak i vrlo mala specifična potrošnja goriva. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Komprimirani
zrak dolazi kroz kompresor u prostor za sagorijevanje u kojem se obično
nalazi jedan prsten kroz koji se ubrizgava gorivo ili već sagorjeli plinovi.
Kerozin se prilikom ubrizgavanja širi da bi se postiglo što bolje
sagorijevanje komprimiranog zraka i goriva. Rezultata sagorijevanja je
skokovito povećanje brzine i temperature zraka koji dolazi kroz turbinu iz
motora. Turbina je sastavljena od jednog ili više rotorskih stupnjeva
učvrščenih na pogonsku osovinu koja pokreće kompresor. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
|
|
|
|
Svaka
turbina projektirana je tako da okretanjem pokreće dio kompresora njegovom
maksimalnom brzinom. Postoje 4 različita tipa plinskih turbina.
Turboventilatorski (slika 2) i turboreaktivni pokreću avione
potiskom, elisnomalazni i turboosovinski motori energiju plina koriste za pokretanje posebne turbine
koja pokreće propeler ili osovinu. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Turbojet ili
turboreaktivni (slika 3) motor najstariji je i najjednostavniji tip
plinsko-turbinskog motora a upotrebljava se u avionima s većim brzinama, za
koje je poželjno da imaju mali čeoni presjek i veliku protočnu brzinu. |
|
|
Turbofan
ili turboventilatorski motori (slika 4) su dvoprotočni. Zrak se
prvo komprimira pomoću prednjeg ventilatora, gdje se djeli : dio nastavlja
put kroz kompresor u prostor za sagorijevanje, a dio se vraća u atmosferu ili
ponovo dolazi u motor sa turbinom. U oba slučaja rezultat je veći maseni protok
zraka, bolja propulzivna efikasnost pri malim brzinama aviona, manja buka i
manja specifična potrošnja goriva. U elisno mlaznom motoru većinu preostale
energije apsorbira dodatna pogonska turbina koja pomoću reduktora pokreće
propeler. Najčešće se to događa na prednjoj strani motora. Motor je vrlo
efikasan ako se koristi za avione koji lete na manjim visinama, manjim
brzinama. Turboshaft ili turboosovinski motori (slika 5) nemaju propeler. Energiju prijenose direktno ili preko
reduktora na drugu osovinu. Njihov
učinak je nešto veći. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U zrakoplovstvu
su ugrađeni u helikoptere, upotrebljavaju se i za pokretanje brodova,
hovercrafta, a u industriji pokreću pumpe i generatore. Za avione sa
vertikalnim polijetanjem i slijetanjem koriste se posebno konstruirane
plinske turbine u kojih se potisak usmjerava na dole. Zapadna tehnologija
razvija turboventilatorski motor PEGASUS sa 4 vektorske mlaznice, prve dvije napaja ventlator a druge
dvije turbina. |
|
|
Posebna
karakteristika plinske turbine je stato-reaktor (Ramjet) (slika 6) koji ne posjeduje ni kompresor ni turbinu. U njemu se samo
nalazi komora za sagorijevanje, a potrebni potisak garantira oblik motora.
Uporaba – samo za nadzvučne brzine. |
|
|
|
|
|
Za plinske
turbine dodatno sagorijevanje omogućava dodatni potisak bez povećenja
prednjeg dijela motora. Za razliku od klipnog motora, u kojem sagorijeva sav
kisik, u plinskoj turbini ostaje dovoljno kisika za turbinu, zbog čega se
dodaje dodatno gorivo u komoru za dodatno sagorijevanje, koja se nalazi u
produžetku motora. Taj postupak je naročito efikasan za T-ventilatorske
motore, u kojim dotok drugog samo djelomično komprimiranog zraka osigurava
dovoljno kisika, pa se potisak motora može povećati i za 100 %. Takav način
se koristi za vojne avione kojima je neophodno veliko ubrzanje, posebno
prilikom uzlijetanja i za borbu u zraku. |
|
To je tzv FORSAŽ. Suprotni pritisak motora
upotrebljava se prilikom slijetanja radi skraćivanja dužine staze za
slijetanje. Iza motora se postavljaju posebne površine u obliku žaluzina ili
dvije površine u obliku školjki koje zračno strujanje preusmjeravaju
naprijed. Motori koji se prema sposobnostima svrstavaju između T-ventilatorskih i elisno-mlaznih motora, akoji funkcioniraju na taj način da plinska turbina pokreće
2 ventilatora koji se okreću u suprotnim pravcima sa povećanim lopaticama
koje su zakrivljene unazad a oblik im je sličan bumerangu su tzv. Nekanalizirani ventilator propfan ili propventilatorski motori, ducted prop ili kanalizirana
elisa, unducted fan (UDF),
ultrabypass fan (UBF) ili T-ventilatorski motor sa velikim razmjerom dotoka.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|