Spřátelené weby
další odkazy

Konstrukce proudových motorů

Jak již bylo zmíněno, základní součástí každého proudového (obecněji turbínového) motoru je generátor plynu, skládající se z kompresoru, spalovací komory a turbíny. Pro správnou činnost je neméně důležitý vhodný vstup vzduchu (obvykle součást letadla) a výstupní tryska. Jednotlivé typy motorů pak mají své specifické komponenty - dmychadlo, vrtule, přídavné spalování, obraceč tahu a vektorování tahu

Vstup vzduchu

Vstupní ústrojí zajišťuje přívod potřebného množství vzduchu do motoru a při letu obvykle zvýšení statického tlaku vzduchu ještě před vstupem do samotného motoru. Proudové motory by nepracovaly efektivně, při některých režimech letu vůbec, kdyby nebyl letoun vybaven vhodně navrženým vstupním ústrojím. Vstupy vzduchu se dělí na podzvukové a nadzvukové.

Kompresor

Stlačuje vzduchu vstupující do motoru, je poháněn turbínou. Podle konstrukce se kompresory dělí na axiální (osové) a radiální (odstředivé).

Spalovací komora

Ve spalovací komoře je zapálením paliva plynu dodána tepelná energie, plyn expanduje, zvyšuje svou rychlost a konečně v trysce vyvozuje tah.

Turbína

Odebírá plynu vystupujícímu ze spalovací komory část kinetické energie a využívá ji pro pohon kompresoru. Turbína též může pohánět zařízení pro vyvození hlavního tahu - dmychadlo, vrtuli apod.

Výstupní tryska

Převádí tepelnou a tlakovou energii plynu na energii kinetickou. Bez vhodné trysky by motor dosahoval podstatně nižšího tahu. Trysky se dělí na konvergentní (podzvuková) a konvergentní-divergentní (nadzvuková)

Dmychadlo

Dmychadlo, v případě motorů s nízkým obtokovým poměrem někdy nazýváno nízkotlaký kompresor, vyvozuje hlavní tah dvouproudových (turbokompresorových) motorů. Pracuje s nižšími otáčkami, neurychluje proud tolik jako jádro motoru, ale protéká jím velké množství vzduchu, díky čemuž je efektivnější a provoz dvouproudových motorů ekonomičtější.

Vrtule

Jedná se o klasickou vrtuli, která je přes reduktor otáček napojena na hřídel turbíny motoru. U turbovrtulových motorů vytváří vrtule hlavní a prakticky i jediný tah.

Přídavné spalování

Slouží ke krátkodobému zvýšení výkonu motoru o 20-50% díky vstřikování paliva do proudu plynů za turbínou. Je to umožněno díky tomu, že tento proud plynů stále obsahuje dostatek kyslíku pro další hoření. Při přídavném spalování ale dramaticky roste specifická spotřeba paliva, a to i o více než o 200%. V konečném důsledku je spotřeba paliva za jednotku času až 5x tak velká jako spotřeba při maximálním výkonu bez přídavného spalování. Z "východu" přišlo pro přídavné spalování označení forsáž.

Obraceč tahu

Obraceč tahu neboli reverz otáčí většinu z motoru vycházejících plynů o 90-180° vpřed – vyvozuje opačný tah. Otočení plynů se může provádět několika způsoby – například vyklopením rozměrných deflektorů za trysky motoru (např. regionální letouny) nebo ještě před trysky (např. Tornado), atd. Obraceče se používají pouze u dvouproudových motorů a slouží výhradně k couvání nebo brždění, vždy jen na zemi. Obraceče se využívají u mnohých dopravních a transportních letounů, často jsou jimi vybaveny motory malých regionálních letounů, zatím snad jedinými bojovými letouny s obraceči jsou švédský AJ37 Viggen a západoevropské Tornado. V současnosti se vyvíjí a vyrábějí motory, které obraceč nemají standardně, ale mohou jim být dovybaven - např. novější verze ruského RD-33.

Vektorování tahu

Vektorování tahu (Thrust Vector Controlled – TVC) spočívá ve vychylování proudu plynu, vycházejícího z motoru – ovládání směru tahu. První motory s touto technologií se používaly a používají na letounech S/VTOL s krátkým / svislým vzletem a přistáním. Typickým zástupcem je Harrier, u kterého jsou plyny z motoru vyvedeny na boky trupu do celkem čtyř trysek, které se mohou sklopit o více než 90° dolů a umožňovat tak za předpokladu, že je motor dostatečně výkonný, vznášení letounu. U dalších, převážně experimentálních, letounů S/VTOL může být vektor tahu usměrněn kombinací různých deflektorů postavených do proudu spalin. Trysky těchto motorů nejsou vystaveny tak extrémním námahám, protože se nepoužívají při zapnuté forsáži. Popsané trysky slouží pouze pro účely S/VTOL, nikoliv ke zvýšení manévrovacích schopností ve vzdušném boji.

Dnes je pojem vektorování tahu znám spíše v souvislosti s tryskami moderních stíhacích letounů s vysokou manévrovatelností. Tyto trysky se dělí na ploché / kulaté a dvourozměrné / trojrozměrné. Jako první vznikla plochá dvourozměrná tryska. V SSSR ji vyvinul v Ufinském výzkumném a výrobním závodě šéfdesignér Alexej A. Ryznovat jako experimentální pro motory Al-31F letounu Su-27. V USA se plochá tryska skloubená s obracečem tahu testovala na zkušebním letounu F-15S/MTD (Short Takeoff and Landing Maneuver Technology Demonstrator, první let 10. 5. 1989), první americké sériově vyráběné letadlo s plochou vektorovanou tryskou bude F-22. Nevýhodou plochých trysek je o 14 – 17% menší výkon, protože proud spalin se musí na velmi krátké vzdálenosti přetvarovat z kulatého (turbína) na plochý, menší nevýhodou je potom nutnost přizpůsobit drak letounu netradičním tryskám. Ploché trysky jsou ovšem pouze dvourozměrné – proud otáčejí pouze ve svislé rovině.

Druhým typem vektorovaných trysek jsou trysky kulaté. U nich již nedochází ke ztrátám, ale vzniká další problém – vytvoření dokonalého, kulatého (!) přechodu mezi pevnou a pohyblivou částí, kde má plyn vysoký tlak a teplotu přes 1500°C. Každá netěsnost by znamenala poškození a následný požár. Druhým problémem bylo vytvoření spolehlivého, výkonného a relativně malého hydrodynamického ovládacího systému, jehož pracovní kapalinou může být hydraulický olej nebo letecký petrolej dodávaný automatickým palivovým systémem motoru. Prvním úspěšným provozovatelem kulatých ovládaných trysek je Rusko. To během 12 let trvajícího vývoje vyřešilo všechny zásadní problémy a v roce 1996 předvedlo letoun Su-37, vybavený vektorovanými motory AL-31FN. Mnoho nových ruských motorů už může být vybaveno vektorovanou tryskou včetně motorů RD-33 se systémem KLIVT pro nejnovější letouny MiG-29M/SMT. Kulaté trysky už vznikly také v západní Evropě a to pro motory EJ200 letounů Eurofighter Typhoon. V USA se tyto kulaté trysky nijak výrazně neprosadily, ale není vyloučeno, že by je v budoucnu měly letouny JSF.