• Artiklens indhold er godkendt af redaktionen

jetmotor

Oprindelige forfattere Krag og LIJ Seneste forfatter Redaktionen

Jetmotor. Principtegninger af de tre vigtigste jetmotortyper.

Jetmotor. Principtegninger af de tre vigtigste jetmotortyper.

jetmotor, motortype, som især anvendes i fly. I princippet er jetmotoren et rør, hvor luft kontinuerligt indsuges, komprimeres, opvarmes ved afbrænding af brændstof og udstødes med stærkt forøget hastighed. Reaktionen (se Newtons love) giver derved motoren fremdrift. Virkemåden i en gasturbine er den samme, men dér benyttes udstødningsgassen til at drive en turbine. En raketmotor er ikke en jetmotor, fordi den ikke suger luft ind. Jetmotorens trækkraft F udregnes som F = muvumivi, hvor mi er massestrømmen af den indsugede luft (kg/s) og vi dens hastighed (m/s), mens mu er massestrømmen og vu hastigheden af de udstødte gasser. Fx kan trækkraften gøres større under start ved at forøge mu vha. injektion af vand i motoren.

1. led i ordet jetmotor kommer af engelsk jet, se jetbrændsel.

Typer af jetmotorer

I en turbojet-motor er luftindtaget udformet således, at der allerede sker en vis kompression af luften her, og trykket forøges yderligere i luftindtaget under flyvning pga. opbremsningen af luften foran kompressoren. I kompressoren forøges lufttrykket til ca. det firedobbelte i en ældre centrifugalkompressor, mens kompressionsforholdet fx kan blive 1:24 i en nyere 15-trins aksialkompressor.

Jetmotor. Rolls-Royce Trent 700-motor på venstre vinge af en Airbus A330. Motorskærmene kan åbnes for inspektion og justering af motoren.

Jetmotor. Rolls-Royce Trent 700-motor på venstre vinge af en Airbus A330. Motorskærmene kan åbnes for inspektion og justering af motoren.

Efter kompressoren går luften ind i brændkammeret, hvor forstøvet brændstof tilføres. Jo højere lufttryk, des effektivere forbrænding, men temperaturen må ikke blive højere, end turbinen kan tåle (normalt ca. 1200 °C). Derfor ledes en del af kompressorluften uden om forbrændingszonen og køler forbrændingskammeret og indløbet til turbinen. Da motorens effektivitet i høj grad afhænger af en høj turbinetemperatur, forskes der stadig i udvikling af nye varmebestandige legeringer til turbineblade og i udformning af hule turbineblade med køleluft.

I turbinen ekspanderes luften, og dens hastighed stiger voldsomt. Udløbsdelen på motoren er udformet, så lufthastigheden stiger yderligere, og lufttrykket reduceres til nær det omgivende atmosfæretryk. En efterbrænder kan være monteret i forlængelse af turbojet-motoren. Det arbejde, der afsættes i turbinen, går til at trække kompressoren, som sidder på samme aksel som turbinen. Jetjagere som Gloster Meteor og F-104 Starfighter havde turbo-jetmotorer.

Jetmotor. Snittegning af en Rolls-Royce Trent 800 treakslet turbofan (356-406 kN statisk trækkraft). Ill.: Rolls-Royce PLC, Derby, England.

Jetmotor. Snittegning af en Rolls-Royce Trent 800 treakslet turbofan (356-406 kN statisk trækkraft). Ill.: Rolls-Royce PLC, Derby, England.

I en turbofan- eller bypass-motor kanaliseres en del af kompressorluften uden om den øvrige motor og blandes direkte med udstødningsluften. Derved opnås en stor massestrøm af luft og dermed stor trækkraft, men motoren får et større frontareal, og det er normalt ikke acceptabelt til hurtige fly.

I de fleste turbofan-motorer sidder kompressorens fan-trin på en separat, koncentrisk aksel, som drives af en separat turbine efter gasgeneratorens turbine. Turbofan-motorer kan gøres relativt støjsvage, idet hastighedsforskellen mellem den centrale jetudstødning og den omgivende luft kan jævnes ud. Mange rutefly, fx Airbus A320 og Boeing 747, har turbofan-motorer.

I en propelturbine-motor (eng. turboprop) driver turbineakslen en propel via en gearkasse. Samme princip anvendes i helikoptere, hvor det i stedet er en rotor, der drives fra gearkassen. Propelturbine-motorer anvendes bl.a. i ruteflyet Fokker 50.

I en pulserende jet-motor (eng. pulse jet) sker indsugningen af luft ikke kontinuerligt. Kompressoren er erstattet af bladventiler over hele luftindtagsarealet, og brændstoffet sprøjtes ind bag ventilerne. Ved antændelsen stiger trykket i forbrændingszonen, hvorved ventilerne lukkes, og gasserne slipper ud gennem udstødningen. Derved falder trykket, ventilerne åbner sig, der tages luft ind igen, og processen kan starte forfra. De tyske V1-bomber havde pulserende jetmotorer, som arbejdede med en frekvens på ca. 50 Hz.

I en ramjet-motor foregår kompressionen af luften i luftindtaget alene, og det forstøvede brændstof indsprøjtes direkte i motorens indre foran en ring af flammeholdere. En ramjet-motor kan kun fungere, når luftfartøjet flyver over 500 km/h, da kompressionen først bliver stor nok ved høj fart; et sådant fly må derfor bringes op i fart på anden vis. Motorerne anvendes mest i missiler.

Historie

Princippet i jetmotoren blev patenteret af Frank Whittle i England i 1930. Uafhængigt af ham udviklede Hans von Ohain jetmotorer i Tyskland, hvor verdens første flyvning med et jetdrevet fly, eksperimentalflyet Heinkel He 178, fandt sted 27.8.1939. Den første flyvning i England var med Gloster E.28/39 den 15.5.1941. Efter 2. Verdenskrig fik jetmotoren hurtigt dominerende betydning til både militær og civil brug. Se også flyvemaskine (historie).