Τι είναι η απόδοση Jet Engine;

Οι κινητήρες τζετ ή στροβίλων παρέχουν ισχύ για εμπορικά και γενικά αεροσκάφη σε όλο τον κόσμο. Τα αεροσκάφη που κινούνται με έλικα έχουν περιορισμούς υψομέτρου λειτουργίας λόγω της απόδοσης, αλλά η απόδοση του κινητήρα τζετ τείνει να αυξάνεται σε μεγαλύτερα υψόμετρα. Η απόδοση των κινητήρων τουρμπίνας μετριέται από την κατανάλωση καυσίμου, την ώθηση και την αντίσταση σε διάφορα υψόμετρα λειτουργίας.

Ένας κινητήρας στροβίλων θα παράγει μεγάλη ποσότητα ώσης σε χαμηλά υψόμετρα λόγω της υψηλής πυκνότητας του αέρα. Καθώς το αεροσκάφος ανεβαίνει, η πυκνότητα του αέρα θα μειωθεί έως ότου το αεροσκάφος φτάσει στα κανονικά ύψη πλεύσης, συχνά πάνω από 30,000 πόδια (9,100 μέτρα). Αν και η πυκνότητα του αέρα είναι πολύ χαμηλότερη σε αυτά τα υψόμετρα, το αεροσκάφος μπορεί να ταξιδέψει γρηγορότερα λόγω μειωμένης αντίστασης ή τριβής αέρα.

Η υψηλή ώθηση εκτόξευσης σε χαμηλότερα υψόμετρα είναι μειονέκτημα για την απόδοση του κινητήρα. Ένα αεριωθούμενο αεροσκάφος που ταξιδεύει σε χαμηλότερα υψόμετρα πρέπει να μειώσει σημαντικά την ισχύ του για να αποτρέψει την υπερβολική ταχύτητα και ζημιά στο αεροπλάνο. Η προκύπτουσα χαμηλότερη ώθηση με υψηλή πυκνότητα αέρα δημιουργεί κακή απόδοση κινητήρα jet και η κατανάλωση καυσίμου θα είναι μεγαλύτερη.

Η απόδοση του κινητήρα Jet βελτιστοποιείται όταν ο στρόβιλος λειτουργεί κοντά στο 100 % της ισχύος. Αυτό συμβαίνει επειδή μόνο ένα μέρος της ώσης του κινητήρα οφείλεται στην καύση του καυσίμου. Ένα μεγάλο ποσοστό ώσης είναι ο αέρας που συμπιέζεται από το τμήμα του αεροσυμπιεστή και περνά μέσα από τον κινητήρα ή παρακάμπτει τη διαδικασία καύσης. Οι περισσότεροι κινητήρες στροβίλων ονομάζονται μηχανές παράκαμψης, επειδή μόνο ένα μέρος της ροής αέρα χρησιμοποιείται για την καύση καυσίμου, ενώ το υπόλοιπο παρακάμπτει το τμήμα καύσης.

Καθώς ο αέρας εισέρχεται στην είσοδο του κινητήρα, περνά μέσα από μια σειρά ρότορων και λεπίδων που συμπιέζουν τον αέρα σε υψηλότερη πίεση καθώς περνάει από μια μικρότερη διατομή. Ο αέρας υψηλότερης πίεσης χρησιμοποιείται τόσο για ώση παράκαμψης όσο και για αέρα καύσης. Ένα ακροφύσιο εκκένωσης έχει σχεδιαστεί για να επιταχύνει τον αέρα έξω από το πίσω μέρος του κινητήρα καθώς η πίεση μετατρέπεται σε ταχύτητα, με αποτέλεσμα την ώθηση που ωθεί το αεροσκάφος προς τα εμπρός. Τα αέρια καύσης κινούν επίσης μια σειρά λεπίδων που συνδέονται με έναν άξονα που τρέχει το τμήμα του συμπιεστή εισόδου.

Η απόδοση του κινητήρα jet μετριέται συχνά με συγκεκριμένη κατανάλωση καυσίμου. Αυτό ορίζεται ως η ποσότητα καυσίμου που χρησιμοποιείται διαιρούμενη με την καθαρή ώθηση του κινητήρα. Η καθαρή ώθηση είναι η συνολική ώση του κινητήρα μείον την ποσότητα ώσης που παράγεται από τα εφέ κριού ή τον αέρα που διέρχεται από τον κινητήρα λόγω της ταχύτητας πτήσης. Η συγκεκριμένη κατανάλωση καυσίμου δίνει στους σχεδιαστές τυπικές τιμές απόδοσης κινητήρα που μπορούν να συγκριθούν για διαφορετικά ύψη και ταχύτητες.

Είναι επίσης σημαντικό να κατανοήσουμε την απόδοση του κινητήρα τζετ για καταστάσεις όπου ένας κινητήρας αποτυγχάνει σε αεροσκάφος πολλαπλών κινητήρων. Ο κινητήρας που απομένει πρέπει να παράγει αρκετή ώθηση σε συγκεκριμένο υψόμετρο για να επιτρέπεται η ελεγχόμενη πτήση μέχρι να πραγματοποιηθεί προσγείωση. Επιπλέον, ο μη λειτουργικός κινητήρας δημιουργεί αντίσταση λόγω του αέρα που διέρχεται από αυτόν, φαινόμενο που ονομάζεται ανεμόμυλος. Οι σχεδιαστές πρέπει να συμπεριλαμβάνουν την απόδοση του κινητήρα στις απαιτήσεις απόδοσης του κινητήρα.