Nykyaikainen ilmailu on menestyksensä velkaa suihkumoottorille. Teknologia kehitettiin alun perin 1930-luvun lopulla ja 1940-luvun alussa sotilaskäyttöön toisessa maailmansodassa, mutta sittemmin se on saanut aikaan matkustajalentokoneiden vallankumouksen.
Suihkumoottorista on monia eri variaatioita, mutta matkustajakoneissa yleisimmin käytettyä kutsutaan turbofaniksi (koska se sisältää turbiinin ja puhaltimen). Jäljempänä oleva kuvaus koskee erityisesti turbofaneja, mutta suuri osa siitä pätee yleisemminkin.
Miten nämä tekniikan ihmeet toimivat?
Suihkumoottorin toimintatapa voidaan yksinkertaisimmillaan pelkistää neljään sanaan: imu, puristus, pamaus, puhallus. Kerrataanpa, mitä se tarkoittaa.
Suihkua
Kun katsot suihkumoottoria, huomaat yleensä ensimmäisenä, että etupäässä on jättimäinen monilapainen puhallin, joka on niin sanotun imusäleikön sisällä. Siivet toimivat täsmälleen samalla tavalla kuin potkurin tai pöytätuulettimen siivet, imevät ilmaa sisään ja työntävät sen ulos toisella puolella suurella nopeudella. Suihkumoottorin tuulettimessa on kuitenkin paljon enemmän siipiä kuin pöytätuulettimessa: usein yli 20. Ajattele, että puhallin on kuin potkuri steroideilla.
Nykyaikaisimmissa suihkumoottoreissa puhallin yksinään voi tuottaa jopa 90 % moottorin työntövoimasta eli ”työntövoimasta”. Saadaksemme selville, mistä loput 10 % tulee, meidän on jatkettava ilman seuraamista sen matkalla.
Puristus
Olemme nyt jättämässä suihkumoottoreita edeltävän teknologian taaksemme. Kun puhallin imee ilmaa, osa siitä ei vain pakoteta moottorin ympärille, vaan se ohjataan niin sanottuun kompressoriin. Sen sisällä ilmaa työnnetään eteenpäin monilla pyörivillä, pienillä terillä varustetuilla kiekoilla yhä pienenevää putkea pitkin. Tämä puristaa ilmaa nopeasti, jolloin siitä tulee paljon tiheämpää, kuumempaa ja räjähtävämpää, kun siihen lisätään polttoainetta.
Pamaus
Pyromaaneille se hauskuus alkaa tästä. Paineilmaan lisätään polttoainetta, jolloin syntyy erittäin haihtuva seos, jonka palaminen vaatii pelkän kipinän. Näin tapahtuu polttokammiossa, jossa polttoaineen ja ilman seos ruiskutetaan ja sytytetään, jolloin ilma laajenee nopeasti ja tuottaa loput moottorin työntövoimasta.
Puhallus
Polton aikana tapahtuva ilman nopea laajeneminen synnyttää valtavan määrän painetta, jonka on löydettävä tie ulos. Suihkumoottorin ulospääsy on toisen putken päässä, joka on täynnä pyöriviä kiekkoja, joissa on teriä, jotka pyörivät laajenevan kaasun voimasta. Tätä osaa kutsutaan turbiiniksi. Kun kaasut ovat turbiinin päässä, ne poistuvat moottorista suurella nopeudella, mikä aiheuttaa moottoriin voiman vastakkaiseen suuntaan. (Newtonin kolmannen lain mukaisesti: jokaiselle toiminnalle on olemassa yhtä suuri ja vastakkainen reaktio).
Nykyaikaisessa suihkumoottorissa on nerokasta se, että imupuhallin, kompressori, polttokammio ja turbiini on yhdistetty yhteen akseliin, joka kulkee moottorin sisäpuolella. Kun siis paisuvat kaasut pyörittävät takana olevaa turbiinia, se auttaa pyörittämään edessä olevaa puhallinta, mikä pitää prosessin käynnissä ja tuottaa lisää työntövoimaa.