Cómo funcionan los motores de avión
Existen dos principios comunes de clasificación de los motores de avión: en función de si el aire participa en el trabajo del motor y en el principio del motor generando potencia de propulsión. Según si el motor requiere aire para funcionar, los motores de avión se pueden dividir en dos categorías, a saber:
Los motores que respiran aire se denominan motores que respiran aire. Debe aspirar aire como oxidante (ayudante de la combustión) del combustible, por lo que no puede funcionar en el espacio fuera de la densa atmósfera y sólo puede utilizarse como motor de avión. En términos generales, un motor aeroespacial se refiere a este tipo de motor. Por ejemplo, según los diferentes principios de funcionamiento de los motores que respiran aire, los motores que respiran aire se dividen en motores de pistón, motores de turbina de gas, motores estatorreactores y motores a reacción de impulsos.
Un motor a reacción de cohete es un motor que no depende del aire. Debido a que la nave espacial necesita volar fuera de la atmósfera, es necesario instalarla. También se puede utilizar como potencia de propulsión para aviones. Según las diferentes fuentes de energía que forman la energía del jet, los motores de cohetes se dividen en motores de cohetes químicos, motores de cohetes eléctricos y motores de cohetes nucleares.
Según los diferentes principios de generación de energía propulsora, los motores de avión se pueden dividir en motores de reacción directa y motores de reacción indirecta. Los motores de reacción directa utilizan una inyección hacia atrás de flujo de aire de alta velocidad para generar una fuerza de reacción hacia adelante para impulsar la aeronave. Los motores de reacción directa también se denominan motores a reacción, incluidos los motores turborreactores, los motores estatorreactores, los motores a reacción de impulsos y los motores a reacción de cohetes.
El motor de reacción indirecta es un motor que impulsa la hélice del avión y el rotor del helicóptero para que giren y realicen trabajo en el aire. Cuando el aire acelera y fluye hacia atrás (hacia abajo), se produce aire. una fuerza de reacción sobre la hélice (rotor), impulsando así la aeronave. Dichos motores incluyen motores de pistón, motores turbohélice, motores de turboeje y motores de turbohélice. Los motores turbofan tienen reacción directa e indirecta, pero a menudo se clasifican como motores de reacción directa, por lo que también se les llama motores a reacción turbofan.
Motor alternativo
El motor de pistón de aviación es una máquina que utiliza gasolina y aire para mezclar, quemar en un recipiente cerrado (cilindro) y expandirse para producir trabajo. Un motor de pistón debe impulsar una hélice, que genera fuerza de empuje (tracción). Por lo tanto, como dispositivo de propulsión de la aeronave, el motor y la hélice son inseparables.
(1) Componentes principales del motor de pistón
Se compone principalmente de cilindro, pistón, biela, cigüeñal, mecanismo de válvulas, reductor de hélice y carcasa.
El cilindro es donde se quema la mezcla (gasolina y aire). El pistón está alojado en el cilindro para realizar un movimiento alternativo. La culata está equipada con una bujía (comúnmente conocida como inyección electrónica) para el encendido de la mezcla, así como una válvula de admisión y una válvula de escape. Cuando el motor está funcionando, la temperatura del cilindro es muy alta, por lo que hay muchas aletas en la pared exterior del cilindro para ampliar el área de disipación de calor. La disposición de los cilindros en la carcasa del motor (cárter) suele tener forma de estrella o de V. Los motores radiales comunes incluyen cinco cilindros, siete cilindros, nueve cilindros, 14 cilindros, 18 cilindros o 24 cilindros. Cuando el volumen de un solo cilindro es el mismo, cuantos más cilindros, mayor será la potencia del motor. El pistón oscila en el cilindro bajo la presión del gas y este movimiento se convierte en el movimiento de rotación del cigüeñal a través de la biela. Las bielas conectan los pistones al cigüeñal. El cigüeñal es el componente del motor que genera potencia. Cuando el cigüeñal gira, el reductor hace girar la hélice, generando fuerza de tracción. Además, el cigüeñal también acciona algunos accesorios (como varias bombas de aceite y generadores). El tren de válvulas se utiliza para controlar el tiempo de apertura y cierre de las válvulas de admisión y escape.
(2) Principio de funcionamiento del motor de pistón
La posición más alejada de la parte superior del pistón del centro de rotación del cigüeñal se llama punto muerto superior, y la posición más cercana se llama punto muerto inferior. centro La distancia desde el punto muerto hasta el punto muerto inferior se llama carrera del pistón.
La mayoría de los motores aeronáuticos de pistón son motores de cuatro tiempos, es decir, un cilindro completa un ciclo de trabajo. El pistón realiza cuatro carreras en el cilindro, que son la carrera de admisión, la carrera de compresión, la carrera de expansión y la carrera de escape.
Cuando el motor comienza a funcionar, primero entra en la "carrera de admisión". La válvula de admisión en la culata se abre, la válvula de escape se cierra, el pistón se desliza desde el punto muerto superior al punto muerto inferior y El volumen en el cilindro aumenta gradualmente. A medida que aumenta, la presión del aire disminuye, por debajo de la presión atmosférica exterior. Luego se introduce una mezcla de gasolina fresca y aire en el cilindro a través de la válvula de admisión abierta. La proporción de gasolina y aire en la mezcla de gases es generalmente de 1 a 15, es decir, se necesitan 15 kilogramos de aire para quemar un kilogramo de gasolina.
Una vez finalizada la carrera de admisión, comienza la segunda carrera, la "carrera de compresión". En este momento, el cigüeñal continúa girando debido a la inercia, empujando el pistón hacia arriba desde el punto muerto inferior. En este momento, la válvula de admisión también está cerrada tan herméticamente como la válvula de escape. El volumen interno del cilindro disminuye gradualmente y el pistón comprime fuertemente el gas mezclado. Cuando el pistón se mueve al punto muerto superior, la mezcla se comprime en el pequeño espacio entre el punto muerto superior y la culata. Este pequeño espacio se llama "cámara de combustión". En este momento, la presión del gas mezclado aumenta a 10 atmósferas. La temperatura también subió hasta unos 400 grados centígrados. La compresión consiste en aprovechar mejor el calor generado por la combustión de la gasolina para aumentar considerablemente la presión de la mezcla encerrada en el pequeño espacio de la cámara de combustión, aumentando así su potencia tras la combustión.
Cuando el pistón está en el punto muerto inferior, el volumen en el cilindro es el mayor, y cuando el pistón está en el punto muerto superior, el volumen es el menor (este último también es el volumen de la cámara de combustión). El grado de compresión de una mezcla de gases se puede medir mediante la relación entre estos dos volúmenes. Esta relación se denomina "relación de compresión" y la relación de compresión de un motor de avión de pistón es aproximadamente 5:8. Cuanto mayor es la relación de compresión, más gas se comprime y más potencia produce el motor.
A la carrera de compresión le sigue la “carrera de trabajo” y la tercera carrera. Al final de la carrera de compresión, cuando el pistón se acerca al punto muerto superior, la bujía de la culata genera una chispa eléctrica a través de electricidad de alto voltaje para encender la mezcla. El tiempo de combustión es muy corto, aproximadamente 0,015 segundos; La velocidad es muy rápida, unos 30 metros por segundo. El gas se expande violentamente, la presión aumenta bruscamente, alcanzando de 6 a 75 atmósferas, y la temperatura del gas de combustión alcanza de 2000 a 250°C. Durante la combustión, la temperatura local puede alcanzar entre tres y cuatro mil grados y la fuerza de impacto del gas sobre el pistón puede alcanzar las 15 toneladas. Bajo la fuerte presión del gas, el pistón se mueve rápidamente hacia abajo, empujando la biela para que corra hacia abajo en Yemen, y la biela hace girar el cigüeñal.
Este golpe es el único que permite que el motor funcione y gane potencia. Los otros tres golpes están todos preparados para este golpe.
El cuarto golpe es el "golpe de escape". Una vez finalizada la carrera de trabajo, debido a la inercia, el cigüeñal continúa girando, lo que hace que el pistón se mueva hacia arriba desde el punto muerto inferior. En este momento, la válvula de admisión todavía está cerrada, mientras que la válvula de escape está completamente abierta y los gases de escape quemados se descargan a través de la válvula de escape. Cuando el pistón alcanza el punto muerto superior, la mayor parte de los gases de escape se han agotado. Luego, la válvula de escape se cierra, la válvula de admisión se abre y el pistón desciende desde el punto muerto superior para iniciar un nuevo ciclo.
Desde la carrera de admisión de inhalación de gas fresco mezclado hasta la carrera de escape de expulsión de gases de escape, la energía térmica de la gasolina se convierte en energía mecánica para impulsar el movimiento del pistón, lo que hace que la hélice gire y realice trabajo. . Este proceso general se llama "ciclismo". Este es un movimiento repetitivo. Debido a que incluye la conversión de energía térmica en energía mecánica, también se le llama "ciclo térmico".
Para completar el trabajo de cuatro tiempos, además de los componentes mencionados anteriormente, como cilindros, pistones, bielas, cigüeñales, etc., los motores aeronáuticos de pistón también requieren algunos otros dispositivos y componentes necesarios. .
(3) Sistema de trabajo auxiliar del motor de avión de pistón.
Además de los componentes principales, el motor también debe contar con varios sistemas auxiliares trabajando con él. Hay principalmente sistemas de admisión de aire (para mejorar el rendimiento a gran altitud, a menudo se instala un sobrealimentador en el sistema de admisión de aire para aumentar la presión de admisión), sistema de combustible, sistema de encendido (que incluye principalmente magneto de alto voltaje, línea de transmisión de energía y bujía), sistema de arranque (generalmente para arranque eléctrico), sistema de refrigeración y sistema de lubricación.
Motor ramjet
Un motor ramjet es un motor a reacción de aire que utiliza el flujo de aire entrante para desacelerar después de ingresar al motor, aumentando así la presión estática del aire. Suele constar de un conducto de admisión (también llamado difusor), una cámara de combustión y una boquilla de propulsión.
Los motores ramjet no tienen compresor (por lo que no se necesita turbina de gas), por lo que también se les llama motores a reacción de aire sin compresor.
Este método de comprimir aire del motor consiste en reducir la velocidad a través del flujo de aire relativo cuando la aeronave vuela a alta velocidad y convertir la energía cinética en energía de presión (por ejemplo, cuando la velocidad de entrada de aire es 3 veces la velocidad). velocidad del sonido, en teoría puede La presión del aire aumenta 37 veces). Cuando el motor ramjet está funcionando, el flujo de aire de alta velocidad sopla hacia el motor, se expande y desacelera en la entrada de aire, y después de que la presión del aire y la temperatura aumentan, ingresa a la cámara de combustión y se mezcla con combustible (generalmente queroseno) para la combustión. y la temperatura aumenta a 2000-2200°C o incluso más. Luego, el gas a alta temperatura se expande y acelera a través de la boquilla de propulsión y se descarga desde la boquilla a alta velocidad para generar empuje. El empuje de un motor ramjet está relacionado con la velocidad del aire de admisión. Por ejemplo, cuando la velocidad de entrada de aire es 3 veces la velocidad del sonido, el empuje estático generado en el suelo puede superar los 200 N.
El motor estatorreactor tiene las ventajas de una estructura simple, peso ligero, gran relación empuje-peso y bajo costo. Sin embargo, como no tiene compresor, no se puede arrancar en condiciones estáticas y no es adecuado como planta de energía para aviones comunes. A menudo se usa junto con otros motores para convertirse en una planta de energía combinada. Como la combinación de motor estatorreactor y motor cohete, la combinación de motor estatorreactor y motor turborreactor o motor turbofan, etc. Para una aeronave equipada con una unidad de potencia combinada, el motor cohete, el motor turborreactor o el motor turbofan se enciende al despegar, y cuando la velocidad de vuelo es suficiente para que el motor estatorreactor funcione normalmente, el motor estatorreactor se utiliza para apagar el correspondiente. motor durante la fase de aterrizaje, cuando la velocidad de vuelo de la aeronave se reduce hasta el punto en que el motor ramjet no puede funcionar correctamente, se reinicia el motor correspondiente; Si se utiliza un motor estatorreactor solo como planta motriz de un avión, el avión debe ser transportado por otros aviones y alcanzar una cierta velocidad antes de que se pueda lanzar el motor estatorreactor. Los motores ramjet o motores ramjet combinados se utilizan generalmente en misiles y drones objetivo supersónicos o subsónicos. Los motores ramjet se pueden dividir en velocidades subsónicas, supersónicas e hipersónicas según su rango de aplicación.
Primero, el motor estatorreactor subsónico
El motor estatorreactor subsónico utiliza una entrada que se expande y una boquilla que se contrae, y utiliza queroseno de aviación como combustible. Cuando la relación de presión durante el vuelo no excede 1,89 y el número de Mach de vuelo es inferior a 0,5, generalmente no puede funcionar normalmente. Los motores ramjet subsónicos se utilizan en aviones subsónicos, como los drones subsónicos.
En segundo lugar, el motor estatorreactor supersónico
El motor estatorreactor supersónico utiliza una entrada supersónica (flujo de aire subsónico en la entrada de la cámara de combustión) y una boquilla convergente o divergente, utilizando queroseno de aviación o combustible de hidrocarburos. La velocidad de propulsión del motor scramjet es subsónica ~ 6 veces la velocidad del sonido, y se utiliza para drones supersónicos y misiles tierra-aire (generalmente combinados con motores de cohetes sólidos).
Tercer motor estatorreactor hipersónico
Este motor quema a velocidad supersónica, utiliza combustible de hidrocarburos o hidrógeno líquido y tiene un número de Mach de vuelo de hasta 5 ~ 16. Actualmente, se está desarrollando un motor estatorreactor hipersónico. Debido a que la entrada de la cámara de combustión del motor scramjet es un flujo de aire subsónico, los dos primeros tipos de motores se denominan colectivamente motores scramjet subsónicos y el tercer tipo de motores se denomina motores scramjet supersónicos.
Motor a reacción de pulso
El motor a reacción de pulso es un tipo de motor a reacción que se puede utilizar en drones, misiles o modelos de aviación. Los nazis alemanes lo utilizaron para propulsar misiles V-1 y bombardearon Londres en la última parte de la Segunda Guerra Mundial. La estructura de este motor se muestra en la figura. La parte delantera del motor está equipada con una válvula unidireccional, seguida de una cámara de combustión que contiene la boquilla de combustible y la bujía y, finalmente, una boquilla de cola larga especialmente diseñada.
Cuando el motor de chorro pulsante funciona, primero se bombea aire comprimido a la válvula unidireccional o el motor está en movimiento de aire. En este momento, el aire fluye hacia la cámara de combustión, luego el inyector de combustible inyecta combustible y la bujía se enciende y arde. En este momento, después de que el gas es expulsado por la boquilla de cola larga, debido a la inercia del flujo de aire, aunque la presión en la cámara de combustión es igual a la presión en la atmósfera exterior, continuará siendo expulsado hacia afuera, por lo que el aire en la cámara de combustión es fino y la presión se reduce significativamente a menos de la presión atmosférica, el aire abre la válvula unidireccional nuevamente y fluye hacia la cámara de combustión, y el combustible se inyecta y enciende, iniciando el segundo ciclo. De esta forma, el motor puede funcionar de forma continua. Este tipo de motor realiza un ciclo desde la admisión hasta el escape de combustión muy rápidamente, aproximadamente de 40 a 50 veces por segundo.
El motor de pulsaciones se puede arrancar en el acto, con estructura sencilla, peso ligero y bajo coste. Estas son sus ventajas. Sin embargo, sólo es adecuado para vuelos de baja velocidad (el límite de velocidad es de aproximadamente 64o ~ 800 km/h), la altitud de vuelo es limitada, la vida útil de la válvula unidireccional es corta y debido a la vibración severa y al alto consumo de combustible. tasa, su aplicación es limitada.
Motor de cohete
El motor de cohete fue inventado por primera vez por los trabajadores de nuestro país. La pólvora apareció ya a principios de la dinastía Tang (alrededor del siglo VII). En la dinastía Song del Sur, la pólvora se utilizaba para fabricar fuegos artificiales, incluido el "Shihua". Alrededor del siglo XIII se convirtió en un cohete. Todos los cohetes y fuegos artificiales fabricados en la antigua China utilizaban pólvora negra. Funcionan según el mismo principio que los cohetes modernos de combustible sólido.
En comparación con los motores a reacción, la característica más importante de los motores de cohetes es que transportan combustible y oxidante. Dependen del oxidante para favorecer la combustión y no necesitan absorber oxígeno de la atmósfera circundante. Por lo tanto, puede funcionar no sólo en la atmósfera, sino también en el vacío del espacio fuera de la atmósfera. Esto es imposible con cualquier motor a reacción. En la actualidad, los dispositivos de propulsión utilizados por los satélites, las naves espaciales de exploración lunar y diversas naves espaciales son motores de cohetes.
Los motores de cohetes modernos se dividen principalmente en motores de propulsor sólido y motores de propulsor líquido. El llamado "propulsor" es el nombre colectivo del combustible (agente de combustión) más comburente.
Primero, motor de cohete sólido
El motor de cohete sólido es un motor de cohete químico que utiliza propulsor sólido. Los propulsores sólidos incluyen poliuretano, polibutadieno, polibutadieno terminado en hidroxilo y poliéter plastificado con nitrato.
El motor cohete sólido consta de una columna de grano, una cámara de combustión, un conjunto de boquilla y un dispositivo de encendido. La columna de grano es un cilindro hueco hecho de propulsor y una pequeña cantidad de aditivos (la parte hueca es la superficie de combustión y la forma de la sección transversal es redonda, en forma de estrella, etc.). (normalmente la carcasa del motor). Cuando se quema propulsor, la cámara de combustión debe soportar altas temperaturas de 25O0 a 35O0 grados y altas presiones de 102 a 2×107 Pa. Por lo tanto, debe estar hecha de acero aleado de alta resistencia, aleación de titanio o materiales compuestos, y agregarse entre la columna de granos y la pared interior de combustión Instalar un revestimiento aislante térmico.
El dispositivo de encendido se utiliza para encender la columna de pólvora y normalmente consta de un tubo de encendido eléctrico y una caja de pólvora (que contiene pólvora negra o agente pirotécnico). Después de encender, use el cable calefactor eléctrico para encender la pólvora negra y luego encienda la pólvora negra para quemar la columna de pólvora.
Además de acelerar la expansión del gas para generar empuje, la boquilla suele combinarse con un sistema de control del vector de empuje para controlar la dirección del empuje. Este sistema puede cambiar el ángulo de inyección de gas, cambiando así la dirección del empuje.
Cuando el grano se quema, el motor dejará de funcionar.
En comparación con los motores de cohetes líquidos, los motores de cohetes sólidos tienen las ventajas de una estructura simple, alta densidad de propulsor, operación conveniente y confiable, etc. La desventaja es que el "impulso específico" es pequeño (también llamado empuje específico, que es la relación entre el empuje del motor y el peso del propulsor consumido por segundo, en segundos). El motor de cohete sólido tiene un impulso específico de 25 o ~ 300 segundos, un tiempo de trabajo corto, una gran aceleración y un empuje que es difícil de controlar y difícil de arrancar repetidamente, lo que no favorece el vuelo tripulado.
Los motores de cohetes sólidos se utilizan principalmente como motores para cohetes, misiles y cohetes sonda, así como motores propulsores para lanzamientos de naves espaciales y despegues de aviones.
En segundo lugar, motor de cohete líquido
El motor de cohete líquido se refiere a un motor de cohete químico que utiliza propulsor líquido. Los oxidantes líquidos de uso común incluyen oxígeno líquido, tetróxido de dinitrógeno, etc. , los agentes de combustión incluyen hidrógeno líquido, dimetilhidrazina imparcial, queroseno, etc. Los oxidantes y los combustibles deben almacenarse en tanques separados.
Los motores de cohetes líquidos generalmente constan de una cámara de empuje, un sistema de suministro de propulsor y un sistema de control del motor.
La cámara de empuje es un componente importante que convierte la energía química del propulsor líquido en fuerza de propulsión. Consta de boquilla propulsora, cámara de combustión y conjunto de boquilla como se muestra en la figura. El propulsor se pulveriza en la cámara de combustión a través del inyector y, después de la atomización, evaporación, mezcla y combustión, se producen productos de combustión que salen corriendo de la boquilla a alta velocidad (2500-5000 m/s) para generar empuje. La presión en la cámara de combustión puede alcanzar las 200 atmósferas (aproximadamente 20 OMPa), la temperatura es de 300 ~ 400 °C y se requiere refrigeración.
La función del sistema de suministro de propulsor es entregar propulsor a la cámara de combustión según el caudal y presión requeridos. Dependiendo del modo de transporte, existen dos tipos de sistemas de suministro: extrusión (neumático) y bombeo. El sistema de suministro de extrusión utiliza gas a alta presión para descomprimir a través de un reductor de presión (el caudal de oxidante y agente combustible está controlado por la presión establecida por el reductor de presión), ingresa a los tanques de almacenamiento de oxidante y agente combustible y se extruye en el cámara de combustión respectivamente. El sistema de suministro de extrusión sólo se utiliza para motores de bajo empuje. Los motores de alto empuje utilizan un sistema de suministro de bombas que utiliza bombas hidráulicas para transportar el propulsor.
La función del sistema de control del motor es regular y controlar los procedimientos y parámetros de trabajo del motor. El procedimiento de trabajo incluye el arranque y funcionamiento del motor. Hay tres etapas de apagado. Este proceso se lleva a cabo automáticamente según un programa predeterminado. Los parámetros de trabajo se refieren principalmente al empuje y a la proporción de mezcla del propulsor.
Las ventajas de los motores de cohetes líquidos son un impulso específico (25o ~ 5o segundos), un amplio rango de empuje (un solo empuje es de 1g ~ 700t), arranques repetidos, empuje controlable y un largo tiempo de trabajo. Los motores de cohetes líquidos se utilizan principalmente para el lanzamiento de naves espaciales, corrección y control de actitud, transferencia de órbita, etc.
Motor a reacción de turbina
Antes de la Segunda Guerra Mundial, todos los aviones estaban propulsados por motores de pistón. Este motor no puede generar potencia de avance por sí solo y necesita impulsar una hélice que gire en el aire para impulsar la aeronave hacia adelante. Esta combinación de motor de pistón y hélice ha sido un método fijo de propulsión para aviones y pocos lo han cuestionado.
A finales de la década de 1930, especialmente durante la Segunda Guerra Mundial, debido a las necesidades de la guerra, el rendimiento de los aviones se desarrolló rápidamente, con velocidades de vuelo que alcanzaban los 700-800 km/h y altitudes que superaban los 10.000 metros. . Sin embargo, de repente se descubrió que los aviones de hélice parecían haber llegado a su límite, incluso si los ingenieros aumentaron la potencia del motor de 1.000 kilovatios a 2.000 kilovatios o incluso 30.000 metros.
El problema está en la hélice. Cuando el avión alcanza una velocidad de 800 kilómetros por hora, la punta de la hélice en realidad se acerca a la velocidad del sonido porque ha estado girando a gran velocidad. La consecuencia directa de este campo de flujo transónico es una fuerte disminución en la eficiencia y el empuje de la hélice. Al mismo tiempo, la hélice tiene una gran superficie de barlovento, lo que aporta mayor resistencia. Además, a medida que aumenta la altitud de vuelo y la atmósfera se vuelve más delgada, la potencia del motor de pistón también disminuirá drásticamente. La combinación de estos factores determina que el modo de propulsión por hélice del motor de pistón haya llegado a su fin. Para mejorar aún más el rendimiento de los vuelos, fue necesario adoptar un nuevo método de propulsión y surgieron los motores a reacción.
Todo el mundo conoce el principio de la propulsión a chorro. Según la tercera ley de Newton, todas las fuerzas que actúan sobre un objeto tienen una reacción igual y opuesta. Cuando un motor a reacción está en funcionamiento, se aspira una gran cantidad de aire desde la parte delantera, se quema y luego se expulsa a alta velocidad. Durante este proceso, el motor ejerce una fuerza sobre el gas para acelerarlo hacia atrás, y el gas también le da al motor una fuerza de reacción para empujar el avión hacia adelante. De hecho, este principio se aplica en la práctica desde hace mucho tiempo. Los petardos que tocamos vuelan hacia el cielo por la reacción del gas de pólvora expulsado por la cola.
Ya en 1913, el ingeniero francés Rennes Loran obtuvo una patente para un motor a reacción, pero era un motor ramjet que no podía funcionar a las bajas velocidades de la época y carecía de la potencia térmica necesaria a alta temperatura. -materiales resistentes. Frank Whittle recibió su primera patente de motor de turbina de gas en 1930, pero no fue hasta 11 años después que su motor realizó su primer vuelo. El motor de Whittle formó la base del moderno motor turborreactor.
La estructura de un motor turborreactor moderno
La estructura de un motor turborreactor moderno consta de una entrada, un compresor, una cámara de combustión, una turbina y una turbina y tobera. de un avión de combate hay un postquemador en el medio. El motor turborreactor también es un tipo de motor térmico y debe seguir el principio de trabajo del motor térmico: entrada de energía a alta presión y liberación de energía a baja presión. Por lo tanto, desde la perspectiva del principio de generación de energía de salida, los motores a reacción y los motores de pistón son iguales y requieren cuatro etapas de entrada de aire, sobrealimentación, combustión y escape. La diferencia es que en un motor de pistón estas cuatro etapas se realizan secuencialmente en tiempo compartido, mientras que en un motor a reacción son continuas.
El gas fluye secuencialmente a través de varias partes del motor a reacción, correspondientes a las cuatro posiciones de trabajo del motor de pistón.
El aire entra primero por la entrada de aire del motor. Cuando un avión está volando, se puede considerar como un flujo de aire que fluye hacia el motor a velocidad de vuelo. Debido a que la velocidad de vuelo de la aeronave cambia, la velocidad del flujo entrante del compresor está dentro de un cierto rango, por lo que la función de la entrada de aire es ajustar el flujo futuro a la velocidad adecuada a través del tubo ajustable. Durante el vuelo supersónico, la velocidad del flujo de aire delante y dentro de la entrada se reduce a velocidad subsónica. En este momento, el estancamiento del flujo de aire puede aumentar la presión diez veces o incluso docenas de veces, lo que excede en gran medida el impulso múltiple en el compresor. , produciendo así un motor estatorreactor A que se basa únicamente en la velocidad de apisonamiento sin compresor.
El compresor detrás de la entrada de aire se utiliza específicamente para aumentar la presión del flujo de aire. A medida que el aire fluye a través del compresor, las palas del rotor del compresor trabajan sobre el flujo de aire, lo que aumenta la presión y la temperatura del flujo de aire. A velocidades subsónicas, el compresor es el componente principal para la presurización del flujo de aire.
El gas a alta temperatura y alta presión que sale de la cámara de combustión fluye a través de una turbina montada en el mismo eje que el compresor. Parte del gas puede expandirse en la turbina y convertirse en energía mecánica para impulsar la rotación del compresor. En un motor turborreactor, el trabajo realizado por la expansión del flujo de aire en la turbina es exactamente igual al trabajo consumido por el compresor para comprimir el aire y al trabajo requerido por los accesorios de la transmisión para superar la fricción. Después de la combustión, la energía del gas delante de la turbina aumenta considerablemente, por lo que la relación de expansión en la turbina es mucho menor que la relación de compresión en el compresor. La presión y la temperatura en la salida de la turbina son mucho más altas que la presión y la temperatura en la entrada del compresor, y el empuje del motor proviene de esta parte de la energía del gas.
El gas a alta temperatura y alta presión que fluye fuera de la turbina continúa expandiéndose en la boquilla de cola y se descarga hacia atrás desde la boquilla a alta velocidad a lo largo del eje del motor. Esta velocidad es mucho mayor que la velocidad del flujo de aire que ingresa al motor, lo que hace que el motor obtenga un empuje de reacción.