Comment faire un moteur d'avion
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« Comment un moteur Jet Works » vidéo.
Nous prenons pour acquis la facilité d'un avion pesant plus d'un demi-million de livres quitte le sol avec une telle facilité. Comment se fait-il? La réponse est simple. Il est des moteurs.
Laissez Theresa Benyo de NASA Glenn Research Center explique plus.
turboréacteurs déplacent l'avion en avant avec une grande force qui est produite par une poussée énorme et provoque l'avion pour voler très vite.
Tous les moteurs à réaction, qui sont aussi appelés turbines à gaz. travailler sur le même principe. Le moteur aspire l'air à l'avant d'un ventilateur. Un compresseur augmente la pression de l'air. Le compresseur est réalisé avec plusieurs lames attachées à un arbre. Les lames tournent à grande vitesse et compriment ou presser l'air. L'air comprimé est ensuite pulvérisé avec du carburant et une étincelle électrique allume le mélange. Les gaz brûlants se dilatent et le souffle à travers la buse, à l'arrière du moteur. Comme les jets de gaz tirer vers l'arrière, le moteur et l'avion sont poussés vers l'avant. Comme l'air chaud va à la buse, il passe par un autre groupe de lames appelé la turbine. La turbine est fixé sur le même arbre que le compresseur. Le filage de la turbine entraîne le compresseur à tourner.
L'image ci-dessous montre comment l'air circule à travers le moteur. L'air passe à travers le noyau du moteur ainsi que dans le noyau. Cela provoque une partie de l'air d'être très chaud et certains à être plus frais. L'air de refroidissement se mélange ensuite avec l'air chaud à la zone de sortie du moteur.
Ceci est une image de la façon dont l'air circule à travers un moteur
Qu'est-ce que Thrust?
Pièces d'un moteur Jet
Fan - Le ventilateur est le premier composant dans un turbofan. Le grand ventilateur de filage aspire de grandes quantités d'air. La plupart des pales du ventilateur sont en titane. Il accélère alors ce jusqu'à l'air et se divise en deux parties. Une partie se poursuit à travers le « noyau » ou au centre de la machine, où il est sollicité par les autres composants du moteur.
La deuxième partie « court-circuite » du noyau du moteur. Elle passe par un conduit qui entoure le noyau à l'arrière du moteur où il produit une grande partie de la force qui propulse l'avion vers l'avant. Cet air froid contribue à calmer le moteur ainsi que l'ajout de poussée du moteur.
Compresseur - Le compresseur est le premier composant dans le noyau de moteur. Le compresseur est composé de ventilateurs avec beaucoup de lames et attaché à un arbre. Le compresseur comprime l'air qui entre dans dans des zones progressivement plus petites, ce qui entraîne une augmentation de la pression d'air. Il en résulte une augmentation du potentiel énergétique de l'air. L'air est forcé écrasé dans la chambre de combustion.
Chambre de combustion - Dans la chambre de combustion, l'air est mélangé à du carburant et mis à feu. Il y a moins de 20 buses pour pulvériser le carburant dans le courant d'air. Le mélange des captures air et de carburant au feu. Ceci fournit une haute température, le débit d'air à haute énergie. Le combustible brûle avec l'oxygène de l'air comprimé, produisant des gaz en expansion à chaud. L'intérieur de la chambre de combustion est souvent faite de matériaux céramiques pour former une chambre résistante à la chaleur. La chaleur peut atteindre 2700 °.
Turbine - Le flux d'air à haute énergie qui sort de la chambre de combustion entre dans la turbine, ce qui provoque des aubes de turbine en rotation. Les turbines sont reliées par un arbre pour tourner les pales dans le compresseur et pour faire tourner le ventilateur d'aspiration à l'avant. Cette rotation a de l'énergie à partir de l'écoulement à haute énergie qui est utilisée pour entraîner le ventilateur et le compresseur. Les gaz produits dans la chambre de combustion se déplacent à travers la turbine et tourner ses pales. Les turbines du jet tourner autour des milliers de fois. Elles sont fixées sur des arbres qui ont plusieurs ensembles de roulement à billes entre eux.
Le premier moteur Jet - Une brève histoire des premiers moteurs
au 18ème siècle Sir Isaac Newton était le premier à théoriser qu'une explosion canalisée vers l'arrière pourrait propulser une machine vers l'avant à une grande vitesse de vitesse. Cette théorie était basée sur sa troisième loi du mouvement. Comme les souffles d'air chaud vers l'arrière à travers la buse du plan se déplace en avant.
Henri Giffard construit un dirigeable qui a été alimentée par le premier moteur d'avion, un moteur à vapeur de puissance à trois chevaux. Il était très lourd, trop lourd pour voler.
En 1874, Felix de Temple. construit un monoplan qui a volé juste un court trajet en bas d'une colline à l'aide d'un charbon tiré moteur à vapeur.
Otto Daimler. à la fin des années 1800 a inventé le premier moteur à essence.
En 1894, américain Hiram Maxim a tenté d'alimenter son biplan triple avec deux machines à vapeur alimentées au charbon. Il n'a volé que pendant quelques secondes.
Les premiers moteurs à vapeur ont été alimentés par le charbon chauffé et étaient généralement beaucoup trop lourd pour le vol.
Américain Samuel Langley a fait un avion modèle qui ont été alimentés par des machines à vapeur. En 1896, il a réussi à faire voler un avion sans pilote avec un moteur à vapeur, appelé l'aérodrome. Il a volé environ 1 mile avant qu'il a manqué de vapeur. Il a ensuite essayé de construire un avion de taille complète, l'aérodrome A, avec un moteur alimenté au gaz. En 1903, il est écrasé immédiatement après avoir été lancé à partir d'un bateau maison.
En 1903, les frères Wright ont volé, le Flyer. avec un moteur alimenté au gaz d'alimentation de 12 cheval.
A partir de 1903, l'année des frères Wright premier vol, aux fin des années 1930 le gaz alimenté à moteur alternatif à combustion interne avec une hélice était le seul moyen utilisé pour propulser les avions.
Types de moteurs Jet
L'idée de base du turboréacteur est simple. Air aspiré depuis une ouverture à l'avant du moteur est comprimé à 3 à 12 fois sa pression d'origine dans le compresseur. Le carburant est ajoutée à l'air et brûlé dans une chambre de combustion pour élever la température du mélange liquide à environ 1100 ° F à 1300 ° F L'air chaud résultant est passé à travers une turbine qui entraîne le compresseur. Si la turbine et le compresseur sont efficaces, la pression au refoulement de la turbine sera presque deux fois la pression atmosphérique, et cette pression en excès est envoyée à la buse pour produire un courant à grande vitesse de gaz qui produit une poussée. Des augmentations substantielles de la poussée peut être obtenue en employant un dispositif de postcombustion. Il est une seconde chambre de combustion disposée après la turbine et avant la buse. La post-combustion augmente la température de l'avance de gaz de la buse. Le résultat de cette augmentation de température est une augmentation d'environ 40 pour cent de la poussée au décollage et à un pourcentage beaucoup plus important à des vitesses élevées une fois que l'avion est en l'air.
Le turboréacteur est un moteur de réaction. Dans un moteur de réaction, les gaz en expansion pousser fort contre l'avant du moteur. Le turboréacteur aspire l'air et le comprime ou on comprime. Les gaz circulent à travers la turbine et font tourner. Ces gaz rebondir et tirer sur l'arrière de l'échappement, en poussant le plan avant.
Photo du turbomoteur
turbopropulseurs
Un moteur de turbopropulseur est un moteur à réaction fixé à une hélice. La turbine à l'arrière est activée par les gaz chauds, ce qui fait tourner un arbre qui entraîne l'hélice. Certains petits avions de ligne et les avions de transport sont alimentés par turbopropulseurs.
Comme le turboréacteur, le turbopropulseur est constitué d'un compresseur, une chambre de combustion et la turbine, l'air et la pression du gaz est utilisé pour faire tourner la turbine, ce qui crée alors la puissance pour entraîner le compresseur. Par rapport à un turboréacteur, turbopropulseur a une meilleure efficacité de la propulsion à des vitesses de vol au-dessous à environ 500 miles par heure. turbopropulseurs modernes sont équipés d'hélices qui ont un diamètre plus petit, mais un plus grand nombre de lames pour un fonctionnement efficace à des vitesses de vol beaucoup plus élevées. Pour tenir compte des vitesses de vol supérieures, les lames sont en forme de cimeterre avec bords d'attaque en flèche à la pointe de la lame. Les moteurs mettant en vedette des hélices sont appelées turbopropulseurs.
Photo du turbopropulseur
Un moteur à double flux a un grand ventilateur à l'avant, qui aspire de l'air. La plupart des flux d'air autour de l'extérieur du moteur, ce qui rend plus silencieux et donner plus poussée à faible vitesse. La plupart des avions de ligne d'aujourd'hui sont alimentés par turboréacteurs. Dans un turboréacteur tout l'air entrant dans l'entrée passe à travers le générateur de gaz, qui est composée du compresseur, chambre de combustion, et turbine. Dans un réacteur à double flux seulement une partie de l'air entrant passe dans la chambre de combustion. Le reste passe par un ventilateur ou compresseur basse pression, et est éjecté directement sous forme de jet « à froid » ou en mélange avec les gaz d'échappement de générateur de gaz pour produire un jet « à chaud ». L'objectif de ce type de système de by-pass est d'augmenter la poussée sans augmenter la consommation de carburant. Elle y parvient en augmentant le débit d'air massique total et de réduire la vitesse à l'intérieur de la même alimentation en énergie totale.
Photo du turbofan
turbomoteurs
Ceci est une autre forme de moteur à turbine à gaz qui fonctionne comme un système à turbopropulseur. Il ne conduit pas propellor. Au lieu de cela, il fournit la puissance d'un rotor d'hélicoptère. Le turbomoteur est conçu de telle sorte que la vitesse du rotor de l'hélicoptère est indépendante de la vitesse de rotation du générateur de gaz. Ceci permet à la vitesse du rotor doit être maintenu constant, même lorsque la vitesse du générateur est modifiée pour moduler la quantité d'énergie produite.
Image du moteur turbomoteurs
Photo du statoréacteur