Nowoczesne lotnictwo zawdzięcza swój sukces silnikowi odrzutowemu. Technologia ta została pierwotnie opracowana na przełomie lat 30. i 40. XX wieku na potrzeby wojskowe podczas II wojny światowej, ale od tego czasu napędza rewolucję w dziedzinie samolotów pasażerskich.
Istnieje wiele różnych odmian silnika odrzutowego, ale ten najczęściej używany w samolotach pasażerskich jest nazywany turbofanem (ponieważ zawiera turbinę i wentylator). Poniższy opis dotyczy turbowentylatorów w szczególności, ale wiele z niego ma zastosowanie bardziej ogólne.
Jak więc działają te cuda inżynierii?
Na najprostszym poziomie sposób działania silnika odrzutowego można sprowadzić do czterech słów: ssać, ściskać, walić, dmuchać. Rozłóżmy na czynniki pierwsze, co to oznacza.
Suck
Gdy spojrzysz na silnik odrzutowy, pierwszą rzeczą, którą zauważysz, jest to, że przód jest gigantycznym wentylatorem z wieloma łopatkami, wewnątrz tak zwanego wlotu. Łopatki działają w dokładnie taki sam sposób, jak łopatki śmigła lub wentylatora biurkowego, zasysając powietrze i wypychając je z dużą prędkością z drugiej strony. Wentylator w silniku odrzutowym ma jednak o wiele więcej łopatek niż wentylator biurkowy: często ponad 20. Pomyśl o wentylatorze jak o śmigle na sterydach.
W większości nowoczesnych silników odrzutowych, sam wentylator może wygenerować do 90% ciągu, lub „siły pchającej” silnika. Aby dowiedzieć się, skąd pochodzi pozostałe 10%, musimy nadal podążać za powietrzem w jego podróży.
Wyciskanie
Teraz zostawiamy w tyle technologię sprzed silników odrzutowych. Kiedy wentylator zasysa powietrze, część z niego nie jest po prostu wtłaczana wokół silnika, lecz kierowana do tak zwanej sprężarki. Wewnątrz, powietrze jest popychane przez wiele wirujących tarcz z małymi łopatkami wzdłuż coraz mniejszej rurki. To szybko ściska powietrze, czyniąc je znacznie bardziej gęstym, gorętszym i bardziej wybuchowym, gdy dodawane jest paliwo.
Bang
Dla piromanów tam na zewnątrz, tam zaczyna się zabawa. Paliwo jest dodawane do sprężonego powietrza, tworząc wysoce lotną mieszankę wymagającą prostej iskry do spalenia. To właśnie dzieje się w komorze spalania, gdzie mieszanka paliwa i powietrza jest rozpylana i zapalana, gwałtownie rozprężając powietrze i generując resztę siły ciągu silnika.
Dmuch
Gwałtowne rozprężenie powietrza podczas spalania wytwarza ogromne ciśnienie, które musi znaleźć ujście. Wyjście z silnika odrzutowego znajduje się na końcu innej rury pełnej wirujących tarcz z łopatkami, które obracają się pod wpływem siły rozprężającego się gazu. Ta część nazywana jest turbiną. Na końcu turbiny gazy opuszczają silnik z dużą prędkością, wywierając na silnik siłę w przeciwnym kierunku. (Zgodnie z trzecim prawem Newtona: dla każdej akcji istnieje równa i przeciwna reakcja).
Genialna część nowoczesnego silnika odrzutowego polega na tym, że wentylator wlotowy, sprężarka, komora spalania i turbina są połączone jednym wałem biegnącym wzdłuż wnętrza silnika. Tak więc, gdy rozszerzające się gazy obracają turbinę z tyłu, pomaga to obracać wentylator z przodu, co podtrzymuje proces i generuje większą siłę ciągu.
.