Typer av motorer som används i flygplan
De flesta flygplan drivs av någon form av jetmotor som andas luft. Dessa motorsystem suger in luft som komprimeras, förbränns och utvisas för att producera dragkraft. Dragkraften kan komma från högtrycksavgaser eller från roterande turbinblad som driver externa komponenter.
De vanligaste flygplansmotorerna är gasturbiner. Gasturbinmotorer suger in luft som blandas med bränsle och antänds för att producera varm, expanderande gas. Energin i den expanderande gasen används för att driva en turbin – ett hjul av flygblad som snurrar runt en axel för att driva motorkomponenter som propellrar och fläktar. Det finns olika typer av gasturbinmotorer som används i moderna flygplan, som alla drivs av snurrande blad och brinnande luft.
Turbofläkt:
Turbofläktmotorer är de vanligaste för kommersiella jetflygplan, eftersom de ger stor dragkraft och hög bränsleeffektivitet. Dessa motorer är lätta att känna igen på den stora fläkten framtill, som används för att suga in enorma luftmängder.
Skojfråga: Under start kan en typisk flygplansmotor suga in över ett ton luft per sekund.
En del av denna insugningsluft leds in i motorkärnan för förbränning, medan en del leds runt förbränningsmotorn för att utvisas direkt från munstycket.
Typer av turbofläktmotorer
Turbofläktmotorer kan klassificeras i två varianter baserat på förhållandet av förbigången luft.
- Turbofläktmotorer med hög bypassandel avleder större delen av luften runt brännkammaren så att den stöts ut direkt från munstycket som drivkraftsproducerande avgaser.
- Turbofläktmotorer med lågt bypass kanaliserar mer inloppsluft genom de olika motorstegen, vilket ger större dragkraft genom förbränning men också förbrukar mer bränsle.
Turbojet:
Turbojetmotorer är en tidigare variant utan den stora frontala fläkten. De var de första gasturbinerna för luftfarten. Turbojetmotorer drar in luft direkt i kompressorn, och all varm luft passerar genom förbrännings- och turbinstegen innan den kommer ut via drivmunstycket. Turbojetmotorer har en relativt enkel och kompakt konstruktion, men saknar den bränsleeffektivitet och de bullerdämpande fördelar som en turbofläkt med hög bypass har.
Skojfråga: Turbojetmotorer drev Concorde – ett sedan länge nedlagt överljudspassagerarplan som kunde flyga dubbelt så fort som ljudet.
Turboprop:
En turbopropmotor är i huvudsak en turbojetmotor med en propeller monterad. Intagsluften passerar genom en kompressor och en förbränningskammare, varefter den förbrända gasen används för att driva en roterande turbin. Turbinaxeln är kopplad till en propeller utanför motorn, som snurrar för att skapa dragkraft som driver planet framåt. Propellerkraften och dragkraften i denna jetmotor är balanserade för optimal prestanda. Turbopropmotorer ger begränsad lufthastighet, men är mycket effektiva – vilket gör dem populära i mindre kommersiella och privata flygplan.
Skojfråga: Världens största turbopropflygplan, Antonov An-22, drivs av fyra par motroterande propellrar som snurrar i motsatta riktningar för att balansera vridmomentet.
Turbosaxel:
Turbosaxelmotorer liknar turboprops på så sätt att luftflödet utnyttjas för att driva en roterande turbin för att producera kraft. Den största skillnaden är att en turboprop direkt roterar propellern för att producera dragkraft, medan turboaxeln vanligtvis driver en växellåda som i sin tur driver flygplanet. Turboväxelmotorer är vanligast i helikoptrar, där turbinaxeln ansluts till en växellåda som driver helikopterns rotorer. Turboväxlar används också ofta i tankar, tåg och fartyg.
Ramjet och Scramjet
Ramjets är förbränningsmotorer som andas luft, men skiljer sig från gasturbiner eftersom de inte har några roterande blad eller rörliga delar. Ramjets fungerar enligt samma principer för kompression, förbränning och avgasutsläpp, men förlitar sig enbart på flygplanets framåtgående rörelse för att komprimera inkommande luft. Ramjetmotorer är ineffektiva vid låga hastigheter, men kan accelerera flygplan till överljudsnivåer, vilket gör dem populära för stridsflygplan och missiler.
Skramjetmotorer fungerar enligt liknande principer, men uppnår ännu högre hastigheter genom att förbränna överljudsluft i motorkärnan. NASA använde en scramjet för att accelerera ett obemannat flygplan till nästan 7 000 miles per timme – ett världsrekord med tio gånger ljudets hastighet.
Critical Component Enhancement
Flygplansmotorer är bland de mest sofistikerade system som någonsin skapats. Dessa moderna underverk av jetmotorer utnyttjar energi från luften för att lyfta enorma laster, genomborra stratosfären och överträffa ljudets hastighet. Förutom att vara komplexa och kraftfulla är jetmotorer exceptionellt tillförlitliga – de levererar miljontals passagerare säkert till sin destination varje dag.
Laser peening spelar en avgörande roll för motorprestanda och tillförlitlighet för olika typer av flygplansmotorer, vilket gör det möjligt för ingenjörer att tänja på gränserna och samtidigt garantera maximal säkerhet. Alla gasturbinmotorer är känsliga för metallutmattning eller spänningsbrott i de snabbt snurrande bladen. Om ett enda blad går sönder under motordrift kan det skada eller stänga av hela systemet, vilket äventyrar flygplanet, passagerarna och besättningen. Metallutmattning har spelat en dödlig roll i flera uppmärksammade flygkatastrofer, och bladfel har bidragit till många skrämmande situationer – som detta AirAsia-flyg i juni 2017 som fick utstå våldsamma skakningar efter att ett fläktblad gått sönder utanför Australiens kust.
Turligtvis ger laserpeening en överlägsen metallförbättring som kraftigt minskar risken för komponentfel. Laserpeening hämmar utmattningssprickor och bromsar sprickförökningen avsevärt, vilket ger säkrare och robustare komponenter med längre livslängd.
Se hur laserpeening förhindrade skador på motorblad i flygplan för flygvapnet. Detta sparade dem uppskattningsvis 1 miljard dollar om man räknar på alla motorer i flygvapnets flotta.
Visa fallstudie
Förfrågan om en kostnadsfri offert idag
.