Jak działa silnik odrzutowy?
Turbina gazowa lub silnik odrzutowy była pierwszą alternatywą dla śmigła jako środka zapewniającego ciąg do przemieszczania samolotu po niebie. Jak większość silników, silnik odrzutowy jest silnikiem spalinowym, który wytwarza ciąg w klasycznym czterosuwowym cyklu: indukcyjnym , kompresyjnym , zapłonowym i wydechowym . W przeciwieństwie do samolotów śmigłowych, które przekształcają przegrzany układ wydechowy spalania wewnętrznego w moc mechaniczną napędzającą wirnik, ciąg silnika odrzutowego pochodzi bezpośrednio z układu wydechowego, wyrzucanego z tyłu silnika w kształcie rury. Podczas gdy maksymalna prędkość samolotów śmigłowych wynosi około Mach 0,8, różne samoloty odrzutowe mogą osiągać prędkości Mach 15 lub wyższe (patrz scramjet ), chociaż Mach 1.0 do 2.0 jest bardziej typowy.
Pierwszy na świecie samolot z silnikiem odrzutowym, He 178, został zaprojektowany pod koniec lat trzydziestych ubiegłego wieku przez niemieckiego inżyniera Hansa von Ohaina i przyleciał z lotniska Marienehe przez pilota testowego Ericha Warsitza w dniu 27 sierpnia 1939 r. Anglia latała pierwszym samolotem z silnikiem odrzutowym w 1941 r. Amerykański urodzone projekty zostały wprowadzone w życie dopiero w latach 60. Stworzenie odrzutowca było kamieniem milowym w lotnictwie, którego nie widziano od historycznego lotu Braci Wright w Kitty Hawk.
Silnik odrzutowy został pierwotnie opracowany w celu przezwyciężenia malejących zwrotów konstrukcji opartych na śmigłach, gdy prędkość radialna śmigieł zaczęła zbliżać się do prędkości dźwięku. W przeciwieństwie do nieco przyspieszania dużej masy powietrza, tak jak w śmigle, silnik odrzutowy działa na zasadzie przyspieszania mniejszej masy powietrza do bardzo dużej prędkości. Zamiast montować z przodu samolotu jak śmigło, silnik odrzutowy jest montowany na skrzydłach lub z tyłu samolotu.
Cykl strumienia rozpoczyna się, gdy szybko poruszające się powietrze jest zasysane do komory z przodu silnika, a następnie sprężane przez serię łopatek, które poruszają się z coraz wyższymi obrotami. Port wlotowy, ponieważ zasysa powietrze bezpośrednio z toru lotu samolotu, jest przykryty siatką drucianą lub kratką, aby zapobiec przedostawaniu się ciał obcych. Gdy poruszające się powietrze osiągnie wysoki poziom kompresji, jest ono łączone z paliwem i zapalane, wyrzucane przez otwór wylotowy z tyłu silnika odrzutowego. Ze względu na ogromną ilość wytwarzanego ciepła wymagane są zaawansowane układy chłodzenia, aby zapobiec stopieniu się wewnętrznych elementów silnika.
Istnieje wiele różnych wariantów konstrukcji silnika odrzutowego, które łączą różne struktury i techniki, aby tworzyć samoloty dostosowane do różnych prędkości i wysokości. Te warianty obejmują turboodrzutowy, turbofan, ramjet, scramjet, pulsjet i kilka innych.