De moderne luchtvaart heeft zijn succes te danken aan de straalmotor. De technologie werd oorspronkelijk eind jaren dertig en begin jaren veertig ontwikkeld voor militair gebruik in de Tweede Wereldoorlog, maar heeft sindsdien de revolutie van de passagiersvliegtuigen aangedreven.
Er zijn veel verschillende variaties op de straalmotor, maar degene die het meest wordt gebruikt in passagiersvliegtuigen wordt een turbofan genoemd (omdat hij een turbine en een ventilator bevat). De beschrijving hieronder gaat over turbofans in het bijzonder, maar veel ervan is meer algemeen van toepassing.
Dus hoe werken deze wonderen van techniek?
Op het eenvoudigste niveau kan de manier waarop een straalmotor werkt worden teruggebracht tot slechts vier woorden: zuigen, persen, knallen, blazen. Laten we eens kijken wat dat betekent.
Suck
Wanneer u naar een straalmotor kijkt, is het eerste wat u over het algemeen zult opmerken dat de voorkant een gigantische ventilator met veel bladen is, binnen wat de inlaat wordt genoemd. De bladen werken op precies dezelfde manier als de bladen van een propeller of balieventilator: ze zuigen lucht naar binnen en duwen die er met hoge snelheid aan de andere kant weer uit. De ventilator in een straalmotor heeft echter veel meer bladen dan een bureauventilator: vaak meer dan 20. Zie de ventilator als een propeller op steroïden.
In de meeste moderne straalmotoren kan de ventilator alleen al tot 90% van de stuwkracht, of ‘pushing power’ van de motor genereren. Om uit te vinden waar de overige 10% vandaan komt, moeten we de lucht op zijn reis blijven volgen.
Squeeze
We laten nu de technologie van vóór de straalmotor achter ons. Zodra de ventilator de lucht aanzuigt, wordt een deel daarvan niet alleen rond de motor geperst, maar naar de zogenaamde compressor geleid. Binnenin wordt de lucht door vele ronddraaiende schijven met kleine bladen langs een buis geduwd die steeds kleiner wordt. Hierdoor wordt de lucht snel samengeperst, waardoor hij veel dichter, heter en explosiever wordt wanneer brandstof wordt toegevoegd.
Bang
Voor de pyromanen onder ons, daar begint de pret. Brandstof wordt toegevoegd aan de perslucht, waardoor een zeer vluchtig mengsel ontstaat dat een vonk nodig heeft om te branden. Dit is wat er gebeurt in de verbrandingskamer, waar de brandstof / lucht mix wordt gespoten en ontstoken, snel uitbreiden van de lucht en het genereren van de rest van de stuwkracht van de motor.
Blow
De snelle expansie van de lucht tijdens de verbranding genereert een enorme hoeveelheid druk die een uitweg moet vinden. De uitweg uit een straalmotor ligt aan het eind van een andere buis vol draaiende schijven met bladen die worden rondgedraaid door de kracht van het expanderende gas. Dit deel staat bekend als de turbine. Eenmaal aan het eind van de turbine verlaten de gassen de motor met hoge snelheid, waardoor een kracht in tegengestelde richting op de motor wordt uitgeoefend. (In overeenstemming met de derde wet van Newton: voor elke actie is er een gelijke en tegengestelde reactie).
Het vernuftige van de moderne straalmotor is dat de inlaatventilator, de compressor, de verbrandingskamer en de turbine verbonden zijn door één enkele as die langs de binnenkant van de motor loopt. Dus wanneer de uitzettende gassen de turbine achterin laten draaien, helpt dat de ventilator voorin te draaien, wat het proces gaande houdt en meer stuwkracht genereert.