Repülőgépmotor

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából.

A repülőgépmotor, vagy repülőgéphajtómű olyan hőerőgép, amelyet a repülőgépek működéséhez szükséges vonó-, illetve tolóerő – helikopterek esetében a felhajtóerőt is beleértve – előállítására alkalmaznak.

A hajtóművek két alapvető elv szerint csoportosíthatók:

• Légcsavaros hajtás, ahol a vonó-, vagy tolóerőt a forgó légcsavar tollain keletkezett felhajtóerő állítja elő. A légcsavar forgatását biztosthatja:
  • Dugattyús motor (főként benzinmotor, ritkábban dízelmotor),
  • légcsavaros gázturbina,
  • tengelyteljesítményt szolgáltató gázturbina (vagy más néven szabadturbinás hajtómű).
• Sugárhajtás, ahol a repülőgép hajtásához szükséges tolóerőt egy nagy sebességű gázsugár reakcióereje biztosítja. A gázsugarat előállíthatja:
  • Gázturbinás sugárhajtómű,
  • torlósugárhajtómű,
  • pulzáló sugárhajtómű,
  • rakétahajtómű.

Tartalomjegyzék 1 Légcsavaros hajtás 1.1 Dugattyús motor 1.2 Légcsavaros gázturbina 1.3 Tengelyteljesítményt szolgáltató gázturbina 2 Sugárhajtás 2.1 Pulzáló sugárhajtómű 2.2 Gázturbinás sugárhajtómű 2.3 Torlósugárhajtómű 2.4 Rakétahajtómű 3 További fogalmak 3.1 Utánégető 3.2 Változtatható tolóerővektor 3.3 Tolóerő

[szerkesztés] Légcsavaros hajtás

[szerkesztés] Dugattyús motor

A dugattyús motor lehet benzin, vagy dízelolaj üzemű. A dízelmotorokhoz télen gyakran használják a hidegben is kedvezőbb (alacsonyabb) viszkozitású kerozint. A kisgépes repülésben legelterjedtebb a repülőbenzin (nemzetközi kódjele: AVGAS–LL100) hajtóanyagú dugattyús hajtómű. Kivitelük szerint soros, boxer vagy csillag elrendezésű hengerekkel készülnek. Többnyire kényszerléghűtéses, duplagyújtásos, mechanikusan vezérelt motorok. A dugattyús repülőgépmotor hűtését elsősorban az áramló levegő biztosítja, de a kenőolaj és az üzemanyag hűtőszerepét is figyelembe veszik a tervezés során. Ebből következően ezek ún. meleg motorok, mivel normális üzemi hőfokuk meghaladja a 100 °C-ot. A kenőolaj-hőmérséklet 120–160 °C, míg a szokásos hengerfej-hőmérséklet általában 210–250 °C között van. Építésüknél törekednek kis tömegre, a lehető legegyszerűbb szerkezeti kialakításra a minél nagyobb megbízhatóság érdekében. A gyújtásrendszer minden esetben kettőzött, így hengerenként két gyújtógyertyát építenek be. A szikrához szükséges magasfeszültséget mechanikusan, mágneses gerjesztéssel állítják elő, mellőzve az autóknál elterjedt bonyolult elektronikus gyújtásvezérlőket. A kettőzött rendszer miatt szokás bal, illetve jobb gyújtómágnesről beszélni, ebből eredően lehet a két kört külön-külön is üzemeltetni, de normális esetben mindkettő egyszerre használatos. Ha repülés közben valamelyik gyújtókör meghibásodása „berázást” eredményez, a hibás kört ki kell kapcsolni, mivel a motor egyenetlen járását okozva veszélyezteti annak további rendes működését. Amennyiben a földi motorteszt esetében a két kör egyenként nem ad egyformán normális működést, a felszállástól el kell tekinteni. A dugattyús motorokkal elérhető vonóerő (illetve tolólégcsavar esetén tolóerő) mért maximuma kb. 2 tonna, de a légcsavaros kisgépes repülésben a 100–300 kg-os motoronkénti vonóerő az általános.

[szerkesztés] Légcsavaros gázturbina

A légcsavaros gázturbinában az égéstérből kilépő gázsugár mozgási energiáját a kompresszort működtető turbinafokozatokon túl további turbinák beépítésével forgómozgássá alakítják át, amely a légcsavart hajtja. A légcsavaros gázturbinában a kompresszort és az összes turbinafokozatot egy tengelyre szerelik. A légcsavar és a gázturbina közé általában reduktort építenek be. Az öszes hajtási elv közül a légcsavaros gáztubinák hatásfoka a legjobb. Főként szállító repülőgépeken, vagy kisebb utasszállító repülőgépeken alkalmazzák, de a nagy zaj és az erős vibráció hátrányt jelent. Hajtóanyaga a kerozin, aminek a repülésben használt nemzetközi kódjele: JET-A1.

[szerkesztés] Tengelyteljesítményt szolgáltató gázturbina

Főként helikoptereken alkalmazott gázturbina. Felépítése és működése hasonlít a légcsavaros gázturbinákhoz, de a tengelyteljesítmény előállítására használt turbinafokozatok külön, a kompresszort hajtó turbinafokozatoktól független tengelyen találhatók.

[szerkesztés] Sugárhajtás

[szerkesztés] Pulzáló sugárhajtómű

[szerkesztés] Gázturbinás sugárhajtómű

A gázturbinás sugárhajtóműben a folyamatos égést fenntartó, a Joule-körfolyamatot megvalósító gázturbinás szerkezetből kilépő gázsugarat a hajtóműre szerelt fúvócsőben felgyorsítják (gyakran a hangsebesség fölé), és a kilépő gázsugár reakcióerejét (Newton harmadik törvénye értelmében) használják fel a repülőgépek hajtására.

[szerkesztés] Torlósugárhajtómű

Működésének alapfeltétele az igen gyors repülési sebességből adódó nagynyomású levegőbeáramlás. Tervezését és tesztelését más elven működő hajtóműtípusokkal felgyorsított repülőgépekkel végezték, mivel lassú repüléskor nem lép fel elegendő torlónyomás az ilyen módon üzemelő hajtóművek számára. A torlósugárhajtómű a már meglévő gyors repülési sebesség gazdaságosabb megtartására alkalmazható, így egyes repülőgéptípusok hibrid meghajtási rendszerrel rendelkeznek az eltérő meghajtási módok előnyeinek kihasználása végett.

[szerkesztés] Rakétahajtómű

[szerkesztés] További fogalmak

[szerkesztés] Utánégető

Utánégetőt elsősorban harci repülőgépeknél alkalmaznak a gázturbinás sugárhajtómű tolóerejének rövid idejű, de nagymértékű növelésére. Az utánégetőben a turbinából kilépő forró gázsugárba újból kerozint fecskendeznek és a képződő keveréket begyújtják, illetve az magától belobban. Igen nagy plusz tolóerőnövekedést eredményez, de ezzel együtt az üzemanyagfogyasztás is drasztikusan megnövekszik, jelentősen csökkentve a repülőgép hatótávolságát. A többszörös hangsebesség-átlépés csak utánégető használatával lehetséges az óriási tolóerőigény miatt, bár napjainkban létezik olyan katonai repülőgép is, ami utánégető használata nélkül is képes a hangsebességnél gyorsabb repülésre. Harci szempontból hátrányos, hogy a repülőgép után húzott, jól látható forró lángcsóva igen erős jelet ad a hőkövető rakéták számára.

[szerkesztés] Változtatható tolóerővektor

A vektorálható hajtóműveknél a gázturbinából kilépő gázsugár útjába egy vezérelhető, elmozdítható, elforgatható sugárterelő gyűrűsort tesznek, aminek segítségével a turbinából kilépő sugár irányvektora és intenzitása befolyásolható. (lásd: Szu–30) Ezáltal sokkal fordulékonyabbá válik a repülőgép, ami légicsata során döntő fontosságú lehet. Mechanikája igen költséges egységekből épül fel, így sok hajtóműgyártó mellőzi a használatát és inkább az alacsony szervizigényű és alacsony üzemeltetési költségű hajtóművek kifejlesztését szorgalmazzák. A helyből le-felszálló sugárhajtású gépek (lásd: Harrier) szintén a vektorálás technikáját használják, de ott nem a manőverezhetőség fokozása a cél, hanem a talaj felé 90 fokkal lefordított gázsugáron függőlegesen történő le és felszállási képesség. Létezik elforgatható turbólégcsavaros hajtómű is, erre példa a V-22 Osprey harcirepülőgép, ahol a le- és felszálláshoz a szárnyak végén függőleges helyzetbe fordított motorokon forgó légcsavarok adják a szükséges emelőerőt. A helikopterszerű emelkedés után, a motorokat fokozatosan visszafordítva vízszintes helyzetbe, a repülőgép előrehaladásához ugyanazok a légcsavarok adják a vonóerőt is, amíg a sebességből származó légáramlás miatt a szárnyakon termelődő felhajtóerő fokozatosan átveszi a gép súlyát.

[szerkesztés] Tolóerő

A gázturbinás sugárhajtóművek tolóerejét általánosan kN-ban (kiloNewton) mérik. De a hozzávetőleges összehasonlításhoz szokás átszámolni kg-ra és tonnában megadni az értéket. Egy harci gép sugárhajtóműve kb. 100-150 kN tolóerőt nyújt, míg az új Airbus A380-as utasszállító gép hajtóművei egyenként kb. 310-340 kN tolóerőt biztosítanak. Ez durván annyit jelent, hogy egy-egy motor kb. 30 tonnányi erővel tolja a gépet, tehát a négy motor összesen kb. 120 tonna tolóerővel bőven elegendő a teljes terheléssel történő felszálláshoz, illetve egy motor kiesése sem jelent katasztrófát.