Các loại động cơ phản lực không khí Động cơ phản lực không khí

Có nhiều loại động cơ nhưng chúng có điểm chung là sử dụng lực đẩy phản lực của luồng phụt để tiến về phía trước theo nguyên lý sức đẩy phản lực.

Động cơ lấy không khí từ khí quyển (air breathing)

Nói chung máy bay được đẩy đi bằng động cơ tuốc bin phản lực hút khí ngoài. Phần lớn các động cơ phản lực hút khí ngoài là động cơ tuốc bin phản lực cánh quạt, có hiệu suất tốt ở tốc độ cận âm.

Động cơ tuốc bin khí

Bài chi tiết: Tuốc bin khí

Tuốc bin khí là động cơ dạng quay, theo đó lấy năng lượng từ chuyển động của dòng khí cháy trong buồng đốt. Nó bao gồm một máy nén ở đầu cùng với tuốc bin ở cuối và buồng đốt ở giữa. Trong động cơ hàng không, 3 thành phần cơ bản này thường được gọi là bộ phận "sinh khí".[16] Có nhiều kiểu tuốc bin khí khác nhau, nhưng chúng đểu sử dụng chung hệ thống sinh khí.

Động cơ tuốc bin phản lực luồng
Động cơ tuốc bin phản lực luồng

Một động cơ tuốc bin phản lực là một động cơ tuốc bin khí mà hoạt động bằng cách nén không khí đi qua miệng hút khí của động cơ bằng máy nén khí (dọc trục, ly tâm hoặc cả hai), trộn không khí áp suất cao với nhiên liệu, đốt cháy hỗn hợp ở trong buồng đốt, và hỗn hợp khí nóng sau đó sẽ chảy qua các cánh tuốc bin và được đẩy ra bên ngoài qua miệng xả. Các cánh quạt của máy nén khí sẽ được dẫn động bởi trục lá tuốc bin, trong khi các lá tuốc bin này chuyển động nhờ khí nóng giãn nở chảy qua nó. Động cơ sẽ chuyển đổi năng lượng của nhiên liệu thành động năng khí xả, và tạo ra lực đẩy. Tất cả lượng khí nạp vào động cơ qua cửa hút khí sẽ đi qua các cánh quạt của máy nén khí, buồng đốt, và cánh quạt tuốc bin, khác với động cơ tuốc bin phản lực cánh quạt mô tả sau đây.[17]

Động cơ tuốc bin phản lực cánh quạt
Động cơ tuốc bin phản lực cánh quạt low-bypass, ta có thể thấy rõ động cơ này có thêm các lá cánh quạt ở phía trước động cơ.
Bài chi tiết: Turbofan

Turbofan không giống với động cơ tuốc bin phản lực ở chỗ nó có cánh bổ sung ở phía trước của động cơ, giúp gia tốc dòng khí đi trước khi đi vào tuốc bin lõi động cơ. Động cơ tuốc bin phản lực cánh quạt chủ yếu được sử dụng trên các máy bay chở khách tầm trung và tầm xa.

Động cơ tuốc bin phản lực cánh quạt thường có hiệu suất vượt trội hơn động cơ tuốc bin phản lực luồng ở tốc độ cận âm, nhưng ở tốc độ lớn, đường kính của động cơ tuốc bin phản lực cánh quạt lớn hơn động cơ tuốc bin phản lực luồng sẽ dẫn đến lực cản lớn hơn.[18] Ngoài ra, trong khi bay ở tốc độ siêu âm, nhất là ở các máy bay tiêm kích quân sự, yếu tố tiêu hao nhiên liệu cao hơn của động cơ tuốc bin phản lực ít được quan tâm hơn so với các yếu tố khác, các cánh quạt do đó sẽ được thiết kế nhỏ hơn, hoặc thậm chí là không có cánh quạt ở phía trước động cơ.

Vì những khác biệt này, nên động cơ tuốc bin phản lực cánh quạt thường được đặc trưng bởi tỉ lệ lượng khí chảy xung quanh động cơ/lượng khí đi qua lõi động cơ (từ nay gọi là tỉ lệ đường vòng-bypass ratio) thấp hoặc cao, (low-bypass hay high-bypass). Động cơ tuốc bin phản lực cánh quạt có tỉ lệ đường vòng thấp (low-bypass), tỉ lệ này vào khoảng 2:1 hoặc thấp hơn.

Động cơ phản lực nén khí bằng hiệu ứng búa thủy động

Xem thêm thông tin: RamjetScramjet

Động cơ nén không khí bằng hiệu ứng búa thủy động là một động cơ tương tự như động cơ tuốc bin khí, cả hai đều tuân theo chu trình Brayton. Tuy nhiên, động cơ chạy bằng tuabin khí và động cơ chạy bằng ram khác nhau ở cách chúng nén luồng không khí đi vào. Trong khi động cơ tuabin khí sử dụng các cánh quạt nén dọc trục hoặc ly tâm để nén không khí vào, động cơ ram chỉ dựa vào cửa hút khí hoặc bộ khuếch tán để nén không khí.[19] Một động cơ ram chỉ yêu cầu vận tốc ban đầu của không khí đi vào động cơ phải lớn trước khi động cơ hoạt động. Động cơ phản lực ram là loại động cơ phản lực đơn giản nhất, do thiết kế động cơ không có một bộ phận nào chuyển động.[20]

Động cơ phản lực dòng thẳng là một động cơ phản lực ram. Chúng rất đơn giản về mặt cơ khí, và vận hành với hiệu suất thấp hơn tất cả các động cơ tuốc bin phản lực nói chung, trừ khi phương tiện bay hoạt động ở vận tốc rất lớn.

Động cơ phản lực tĩnh siêu âm (Scramjet) khác với các động cơ khác ở chỗ chúng sử dụng buồng đốt không khí ở vận tốc siêu âm. Do đó chúng tỏ ra hiệu quả ở các phương tiện bay có vận tốc lớn hơn. Loại động cơ này vẫn đang trong quá trình thử nghiệm.

Động cơ phản lực đốt nhiên liệu không liên tục

Tài liệu tham khảo

WikiPedia: Động cơ phản lực không khí http://selair.selkirk.bc.ca/aerodynamics1/Performa... http://inventors.about.com/library/inventors/bljet... http://www.airbus.com/fileadmin/media_gallery/file... http://www.generalatomic.com/jetmakers/chapter15.h... http://www.history-science-technology.com/Notes/No... http://www.orbitalvector.com/Orbital%20Travel/Scra... http://www.faa.gov/library/manuals/aircraft/airpla... http://gltrs.grc.nasa.gov/reports/2004/TM-2004-213... http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/turbfan.... http://www.hq.nasa.gov/pao/History/SP-468/ch10-3.h...