Silnik turboodrzutowy

Silnik turboodrzutowy – rodzaj (odmiana) silnika odrzutowego, przepływowego, posiadający wał z turbiną napędzaną energią gazów wylotowych i sprzężoną wałem sprężarkę sprężającą powietrze kierowane do komór spalania. Silnik napędza statek powietrzny poprzez wykorzystanie zjawiska odrzutu gazów. W przeciwieństwie do silnika rakietowego wykorzystuje otaczające powietrze do procesu spalania paliwa. Silnik ten montowany jest zazwyczaj w samolotach (były rekordowe pojazdy kołowe (np. Thrust SSC) b.dużych prędkości). Popularnie nazywany jest po prostu silnikiem odrzutowym.

Testy silnika turboodrzutowego
Schematyczny przekrój silnika turboodrzutowego ze sprężarką odśrodkową.
Opis do obu rysunków: Compressor – sprężarka, Combustion chamber – komora spalania, Shaft – wał turbiny, Turbine – turbina, Nozzle – dysza wylotowa.
Schematyczny przekrój silnika turboodrzutowego ze sprężarką osiową.

Pierwszy silnik turboodrzutowy zbudowany został w latach 30. XX wieku przez angielskiego konstruktora Franka Whittle'a, natomiast silnik Heinkel HeS 3 zbudowany przez Hansa von Ohaina napędzał pierwszy samolot turboodrzutowy w historii, Heinkel He 178, który odbył pierwszy lot w sierpniu 1939 r.

Schemat typowego silnika odrzutowego z turbiną gazową. Powietrze jest sprężane przez łopatki wentylatora, gdy wchodzi do silnika, a następnie jest mieszane i spalane z paliwem w sekcji spalania

Silnik turboodrzutowy jest najprostszym z silników turbinowych, jednak przy prędkościach poddźwiękowych wykazuje mniejszą wydajność (mniejszą sprawność napędową) i większe zużycie paliwa niż silnik turboodrzutowy dwuprzepływowy, a zwłaszcza silnik turbowentylatorowy[1].

Budowa silnikaEdytuj

Części zasadnicze: wlot powietrza, sprężarka, komora spalania (z wtryskiwaczami paliwa), turbina, dysza wylotowa, wał. Części pomocnicze, współpracujące: układ paliwowy (z pompami), układ olejowy (z pompami i czasem chłodnicą oleju), czujniki, układy sterujące i monitorujące[1].

Zasada działaniaEdytuj

Powietrze zasysane jest przez sprężarkę (promieniową lub znacznie częściej osiową, jedno- lub wielostopniową) i sprężane przez nią. Następnie trafia do komory spalania (lub kilku komór rozmieszczonych obwodowo wokół osi silnika), tam wtryskiwacze podają paliwo (np. naftę lotniczą), a układ zapłonowy zapala paliwo w rozgrzanym od sprężania powietrzu. Spalanie paliwa zwiększa temperaturę gazów w komorze spalania. Gorące gazy spalinowe napędzają turbinę, która jest sprzęgnięta wałem z wymienioną wcześniej sprężarką. Turbina napędza sprężarkę, co powoduje podtrzymanie pracy silnika. Po uruchomieniu silnika układ zapłonowy jest niepotrzebny (jest wyłączony).

Ciąg silnika wynika z różnicy pędu gazów wpadających przez wlot i opuszczających silnik przez dyszę wylotową ze zwiększoną prędkością, a bezpośrednio jest rezultatem działania ciśnień na różne elementy silnika – od sprężarki poprzez komorę spalania, turbinę (lub turbiny) po dyszę wylotową[1].

CharakterystykiEdytuj

Rozróżnia się charakterystyki silnika turboodrzutowego[2]:

  • obrotową,
  • wysokościową,
  • prędkościową,
  • klimatyczną.

Zobacz teżEdytuj

PrzypisyEdytuj

  1. a b c Marek Utkin, Jak to działa. Silnik turbinowy, „Młody technik”, lipiec 2004 [dostęp 2018-02-27].
  2. Robert Jakubowski, Charakterystyki eksploatacyjne silników [dostęp 2018-02-27].