Straalmotor

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Jump to navigation Jump to search

'n Straalmotor is 'n tipe reaksiemotor wat vinnigbewegende gasse in 'n straal uitblaas en daarmee stukrag voortbring volgens Newton se derde wet. Hierdie definisie sluit alle motors in wat lug insuig of gebruik: turbostraal, turbowaaier, stustraal en polsende straalmotor.

Oor die algemeen is straalmotors verbrandingsmasjiene. Lug, gemeng met 'n tipe vloeibare brandstof, word verbrand binne-in die straalmotor. Straalmotors word gebruik om vliegtuie aan te dryf; hulle word straalvliegtuie genoem.

Tipe Straalmotors[wysig | wysig bron]

Daar is vier tipe straalmotors waarvan drie algemeen gebruik word.

Turboskroef[wysig | wysig bron]

Skematiese diagram van 'n turboskroefmotor

In 'n turboskroefmotor word die turbine gebruik om 'n skroef aan te dryf en is nie 'n ware straalmotor nie. In sy eenvoudigste ontwerp bestaan 'n turboskroefmotor uit 'n lug inlaat, gaskompressor, ontbrandingskamer, turbine en 'n uitlaat spuitstuk

Turbostraal[wysig | wysig bron]

Turbostraalmotor

'n Turbostraalmotor is 'n gasturbine wat werk deur lug in te suig deur die inlaat en saam te pers in 'n gaskompressor, die saamgeperste lug dan te meng met brandstof, dit te ontbrand in die verbrandingskamer en die warm lug wat nou uitsit deur 'n turbine te laat gaan en 'n aandrywings uitlaat spuitstuk. Die gaskompressor word aangedryf deur die turbine met 'n as. Die motor verander dus potensiële energie van die brandstof na kinetiese energie in die uitlaatspuitstuk wat stukrag skep. Al die lug wat die motor insuig gaan deur die gaskompressor, die verbrandingskamer en turbine. Hierdie beginsel verskil met die turbowaaiermotor wat hier onder beskryf word.[1]

Turbowaaier[wysig | wysig bron]

Skematiese voorstelling van die werking van 'n lae-deurlaat turbowaaiermotor

Turbowaaiermotors verskil van turbostraalmotors deurdat hulle 'n addisonele waaier voor in die motor het, voor die gaskompressor. Die inlaat na die waaier is groter as die inlaat na die gaskompressor wat veroorsaak dat van die lug wat versnel word verby die turbine vloei. Turbowaaiermotors word meer gebruik vir medium en langstrek straalvliegtuie.

Turbowaaiermotors is oor die algemeen meer ekonomies as turbostraalmotors teen subsoniese snelhede, maar teen hoër snelhede veroorsaak die groter frontale area baie meer lugweerstand.[2]. Dus vir vliegtuie wat teen supesoniese snelhede vlieg, militêre vliegtuie en ander vliegtuie waar brandstof ekonomie nie belangrik is nie, is die waaier baie kleiner of afwesig.

As gevolg van die verskil van lugvloei word turbowaaiermotors in twee kategorieë geplaas: lae-verbygaan of hoë-verbygaan; afhangende van die hoeveelheid lug wat verby die turbine en nie daardeur gaan nie. Lae-verbygaan motors het 'n verbygaanverhouding van 2:1 of minder.

Stustraalmotor[wysig | wysig bron]

Eenvoudige stustraalmotor.

In Engels staan dit bekend as die ramjet. Stustraal kompressie motors gebruik lug en is soortgelyk aan turbinemotors, beide gebruik die Brayton siklus. Gasturbine en stustraalmotors verskil in hoe hulle inkomende lug saampers. Gas turbine motors gebruik 'n aksiale of sentrifugrale kompressor om inkomende lug saam te pers, terwyl stustraalmotors afhanklik van die saamgepersde lug is wat deur die luginlaat of verspreier beweeg.[3] 'n Stustraalmotor benodig dus aansienlike voorwaartse beweging alvorens dit kan werk. Hulle word ook as die eenvoudigste motors beskou wat lug innneem vir ontbranding omrede dit oor geen bewegende onderdele beskik nie.[4]

Ander straalmotors[wysig | wysig bron]

Vuurpyl-motor aandrywings

Vuurpylmotors[wysig | wysig bron]

Vuurpylmotors gebruik dieselfde beginsels vir aandrywing as straalmotors[5] met die enigste verskil dat vuurpylmotors nie atmosferiese lug (suurstof) benodig vir ontbranding nie. Die vuurpyl dra al die brandstof wat dit benodig. [6]

Omrede vuurpylmotors nie lug benodig nie kan hulle op baie hoë hoogtes en ook in die ruimte gebruik word.[7] Daarom word hierdie tipe straalmotor gebruik om sattelliete te lanseer, ruimteprogramme en bemande ruimtevlugte, asook baslitiese missiele. Hul versnellings vermoë maak hulle geskik vir ruimtevlugte. Die gevolg van die hoë snelheid van die uitlaatgasse en die swaarder, suurstof-oksideerders wat benodig word deur die motor het tot gevolg dat dit veel meer brandstof gebruik as 'n turbowaaier. Tog, teen hoë snelhede word hulle energie effektief.

'n Benaderde vergelyking vir die netto stukrag van 'n vuurpyl motor is as volg:

Waar is die netto stukrag, is die spesifieke impuls, is standaard gravitasie, is die brandstof vloei in kg/s, is die deursnee area van die uitlaat spuitstuk en is die atmosferiese druk.

Verwysings[wysig | wysig bron]

  1. Mattingly, pp. 6–8
  2. Mattingly, pp. 9–11
  3. Mattingly, p. 14
  4. *Flack, Ronald D. (2005). Fundamentals of Jet Propulsion with Applications. Cambridge Aerospace Series. New York: Cambridge University Press. p. 16. ISBN 978-0-521-81983-1.
  5. Reaction engine definition, Collins online dictionary: "an engine, such as a jet or rocket engine, that ejects gas at high velocity and develops its thrust from the ensuing reaction" (UK), or "an engine, as a jet or rocket engine, that generates thrust by the reaction to an ejected stream of hot exhaust gases, ions, etc." (US) (retrieved 28 June 2018)
  6. AC Kermode; Mechanics of Flight, 8th Edition, Pitman 1972, pp. 128–31.
  7. Jet propulsion, Collins online dictionary definition. (retrieved 1 July 2018)

Eksterne skakels[wysig | wysig bron]

Hierdie artikel is in sy geheel of gedeeltelik vanuit die Engelse Wikipedia vertaal.