Typy motorů používaných v letadlech
Většina letadel je poháněna některou z forem proudových motorů dýchajících vzduch. Tyto motorové systémy nasávají vzduch, který je stlačován, spalován a vypuzován za účelem vytvoření tahu. Tah může pocházet z vysokotlakých výfukových plynů nebo z rotujících lopatek turbíny, které pohánějí vnější součásti.
Nejběžnější konstrukce leteckých motorů jsou plynové turbíny. Plynové turbínové motory nasávají vzduch, který se mísí s palivem a zapaluje se za vzniku horkého expandujícího plynu. Energie rozpínajícího se plynu se využívá k pohonu turbíny – kola se vzduchovými listy nebo lopatkami, které se otáčí kolem osy a pohání součásti motoru, jako jsou vrtule a ventilátory. V moderních letadlech se používají různé typy plynových turbínových motorů, všechny jsou poháněny rotujícími lopatkami a hořícím vzduchem.
Turboventilátor:
Turboventilátorové motory jsou pro dopravní letadla nejběžnější, protože nabízejí značný tah a vysokou palivovou účinnost. Tyto motory jsou snadno rozpoznatelné podle velkého ventilátoru v přední části, který slouží k nasávání obrovského množství vzduchu.
Zábavný fakt: Během vzletu může typický letecký motor nasát více než jednu tunu vzduchu za sekundu.
Některý z tohoto nasávaného vzduchu je veden do jádra motoru ke spalování, zatímco část je odváděna kolem spalovacího prostoru, aby byla vypuštěna přímo z trysky.
Typy turboventilátorových motorů
Turboventilátorové motory lze rozdělit do dvou variant podle poměru obtékaného vzduchu.
- Vysoce obtokové turboventilátorové motory odvádějí většinu vzduchu kolem spalovacího prostoru, aby byl vypuzen přímo z trysky jako výfukové plyny vytvářející tah.
- Nízkoobtokové turboventilátorové motory směrují více nasávaného vzduchu přes různé stupně motoru, čímž produkují větší tah spalováním, ale také spotřebují více paliva.
Turbojet:
Turbojetové motory jsou starší variantou bez velkého čelního ventilátoru. Byly to první plynové turbíny pro letectví. Turbodmychadla nasávají vzduch přímo do kompresoru a veškerý horký vzduch prochází spalovacím a turbínovým stupněm, než vystoupí přes hnací trysku. Turboventilátorové motory jsou relativně jednoduché a kompaktní konstrukce, ale postrádají palivovou účinnost a výhody snižování hluku jako turboventilátorové motory s vysokým obtokem.
Zábavný fakt: Turboventilátorové motory poháněly Concorde – již vyřazené nadzvukové dopravní letadlo, které bylo schopné letět dvojnásobnou rychlostí zvuku.
Turboprop:
Turbovrtulový motor je v podstatě proudový motor s připojenou vrtulí. Nasávaný vzduch prochází kompresorem a spalovací komorou, spálený plyn pak pohání rotující turbínu. Hřídel turbíny je spojena s vrtulí vně motoru, která se otáčí a vytváří tah, který pohání letadlo vpřed. Výkon vrtule a tahový výkon tohoto proudového motoru jsou vyváženy pro dosažení optimálního výkonu. Turbovrtulové motory poskytují omezenou rychlost, ale jsou velmi účinné – díky tomu jsou oblíbené u menších komerčních a soukromých letadel.
Zábavný fakt: Největší turbovrtulové letadlo na světě, Antonov An-22, je poháněno čtyřmi páry protiběžných vrtulí, které se otáčejí v opačných směrech, aby se vyrovnal točivý moment.
Turbohřídel:
Turbohřídelové motory se podobají turbovrtulovým motorům v tom smyslu, že proudění vzduchu je využíváno k pohonu rotující turbíny k výrobě energie. Hlavní rozdíl spočívá v tom, že turbovrtulový motor přímo roztáčí vrtuli a vytváří tah, zatímco turbohřídel obvykle pohání převodovku, která následně pohání letadlo. Turbovrtulové motory se nejčastěji používají ve vrtulnících, kde se hřídel turbíny připojuje k převodovce, která pohání rotory vrtulníku. Turbohřídele se také běžně používají v tancích, vlacích a lodích.
Ramjet a Scramjet
Ramjety jsou vzduchem dýchající spalovací motory, ale od plynových turbín se liší tím, že nemají rotující lopatky ani pohyblivé části. Ramjety pracují na stejných principech stlačování, spalování a výfuku, ale při stlačování vstupujícího vzduchu se spoléhají výhradně na dopředný pohyb letadla. Ramjety jsou při nízkých rychlostech neúčinné, ale mohou urychlit letadlo na nadzvukovou rychlost, takže jsou oblíbené u stíhacích letounů a raket.
Scramjety pracují na podobných principech, ale spalováním nadzvukového vzduchu v jádru motoru dosahují ještě vyšších rychlostí. NASA využila scramjet k urychlení bezpilotního letounu na téměř 7 000 mil za hodinu – světový rekord při desetinásobku rychlosti zvuku.
Vylepšení kritických součástí
Letadlové motory patří k nejdokonalejším systémům, které kdy byly vytvořeny. Tyto moderní zázraky v podobě proudových motorů využívají energii vzduchu k tomu, aby zvedaly obrovské náklady, pronikaly stratosférou a překonávaly rychlost zvuku. Kromě toho, že jsou tryskové motory složité a výkonné, jsou také mimořádně spolehlivé – každý den bezpečně dopraví miliony cestujících na místo určení.
Laserové zpevňování hraje rozhodující roli při výkonu a spolehlivosti různých typů leteckých motorů a umožňuje inženýrům posouvat hranice možností při zajištění maximální bezpečnosti. Všechny motory s plynovou turbínou jsou náchylné k únavě kovu nebo vzniku trhlin v rychle se otáčejících lopatkách. Pokud během provozu motoru selže jediná lopatka, může to poškodit nebo vyřadit z provozu celý systém a ohrozit letadlo, cestující a posádku. Únava kovu sehrála smrtelnou roli při několika významných leteckých neštěstích a selhání lopatek přispělo k mnoha děsivým situacím – jako v případě tohoto letu společnosti AirAsia v červnu 2017, který prodělal prudké otřesy poté, co se u australského pobřeží zlomila lopatka ventilátoru.
Naštěstí laserové zpevňování poskytuje vynikající zpevnění kovu, které výrazně snižuje riziko selhání součásti. Laserové kuličkování potlačuje únavové praskání a výrazně zpomaluje šíření trhlin, čímž vznikají bezpečnější a robustnější součásti s delší životností.
Podívejte se, jak laserové kuličkování zabránilo poškození lopatek motoru v letadle pro letectvo. To jim po přepočtu na všechny motory ve flotile letectva ušetřilo odhadem 1 miliardu dolarů.
ZOBRAZIT PŘÍPADOVOU STUDII
Zažádejte si o bezplatnou nabídku ještě dnes
.