Letala za pogon uporabljajo neposredno kinetično energijo curka plinov, ki ga pospešijo s pomočjo motorja. Potisna sila je torej odvisna od spremembe hitrosti toka vstopnega zraka ter iztekajočih plinov.

Poznamo več vrst letalskih motorjev z notranjim zgorevanjem – batni, enotokovni potisni (eng. turbojet), dvotokovni ventilatorski (turbofan), dvotokovni propelerski (turboprop), potisne cevi (ramjet), zadnje čase pa pri lahkih letalih srečamo tudi električne motorje. Najbolj razširjen letalski motor, ki se komercialno uporablja danes, je dvotokovni ventilatorski motor, znan tudi kot turboventilatorski, reaktivni / reakcijski motor.

Pa bolj po strojniško poglejmo, kako tak motor deluje.

Kot že lahko iz imena sklepamo, skozi ventilator motorja teče zrak, ki se razdeli na dva dela.
Najprej si bomo ločeno pogledali potek primarnega toka zraka, to je tok čez plinski generator, nato pa še tok zraka čez sekundarni del, ki obteka jedro vročega turbinskega motorja.

Zrak, ki vteka v motor, se najprej usmeri in delno upočasni v sprednjem delu- dovodniku zraka ter nato vteka v vence zaporednih kompresorskih stopenj. Tu se zrak stisne, pri tem pa se mu zvišata tlak in temperatura. Slednja doseže 400-600 °C, odvisno od kompresijskega razmerja. Tok vročega stisnjenega zraka zapusti kompresorje in vstopi v difuzor, ki ga upočasni (za preprečevanje odpihnjenja plamena) in mu še nekoliko zviša tlak ter temperaturo. Nato vteka v gorilnike, kjer mu dovedemo gorivo, ob zagonu pa moramo to zmes tudi vžgati. V tem delu se kemična energija (gorenje) pretvori v povečanje specifične prostornine produktov zgorevanja in s tem povečanje kinetične energije.

Pridobljeno kinetično izkoristimo za potisk letala, kot tudi za pogon kompresorjev in propelerja, zato so turbinske in kompresorske stopnje med seboj povezane z gredmi. Večje število gredi omogoča boljše izkoristke v posameznem področju vrtilnih frekvenc na večjih oz. manjših kolutih. Posledica tega je manjša skupna masa in velikost motorja ter lažji zagon motorja. Sklop turbinskih in kompresorskih stopenj, ki se vrtijo z najvišjimi frekvencami, imenujemo visokotlačne stopnje, stopnje; ki so vrtijo bolj počasi, pa nizkotlačne stopnje.

Nizkotlačna stopnja poganja tudi propeler, ki ima zelo velik premer lopatic in motorju dobavlja sekundarni tok zraka. Zaradi velikega masnega pretoka in manjše razlike v vhodni in izhodni hitrosti, dobimo v tem delu motorja zelo velik izkoristek. Iz sekundarnega toka letalo dobi večino potisne sile, poleg tega pa tudi zniža temperaturo izpustov na dopustno raven. Nekateri sodobnejši motorji imajo tudi prestavo, ki omogoča še počasnejše vrtenje propelerja in s tem večji izkoristek ter bolj tiho delovanje.

 

Viri:
Trenc, T. Katrašnik: Letalski motorji, Fakulteta za strojništvo, 2015
https://en.wikipedia.org/wiki/Turbofan
https://www.youtube.com/watch?v=x8DK4rM6Y90