Diferentes tipos de motores a jato

A idéia básica do motor turbojato é simples. O ar aspirado de uma abertura na frente do motor é comprimido 3 a 12 vezes a pressão original no compressor. O combustível é adicionado ao ar e queimado em uma câmara de combustão para aumentar a temperatura da mistura de fluidos para cerca de 1.100 F a 1.300 F. O ar quente resultante é passado através de uma turbina, que aciona o compressor.

Se a turbina e o compressor forem eficientes, a pressão na descarga da turbina será próxima ao dobro da pressão atmosférica, e esse excesso de pressão é enviado ao bico para produzir um fluxo de gás de alta velocidade que produz um impulso. Aumentos substanciais no impulso podem ser obtidos empregando um pós-combustor. É uma segunda câmara de combustão posicionada após a turbina e antes do bico. O pós-combustor aumenta a temperatura do gás à frente do bico. O resultado desse aumento de temperatura é um aumento de cerca de 40% no empuxo na decolagem e uma porcentagem muito maior em altas velocidades quando o avião está no ar.

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O motor turbojato é um mecanismo de reação. Em um mecanismo de reação, os gases em expansão empurram com força a parte frontal do motor. O turbojato aspira ar e o comprime ou aperta. Os gases fluem através do turbina e faça girar. Esses gases retornam e disparam pela parte traseira do escapamento, empurrando o avião para frente.

Um motor turboélice é um motor a jato conectado a uma hélice. A turbina na parte traseira é girada pelos gases quentes, e isso gira um eixo que aciona a hélice. Algumas pequenas aeronaves e aviões de transporte são movidos por turboélices.

Como o turbojato, o motor turboélice consiste em um compressor, câmara de combustão e turbina, a pressão do ar e do gás é usada para acionar a turbina, que cria energia para acionar o compressor. Comparado com um motor turbojato, o turboélice tem melhor eficiência de propulsão em velocidades de vôo abaixo de cerca de 800 quilômetros por hora. Os modernos motores turboélice são equipados com hélices com diâmetro menor, mas um número maior de pás para operação eficiente em velocidades de vôo muito mais altas. Para acomodar velocidades de vôo mais altas, as lâminas têm a forma de cimitarra e bordas de varredura nas pontas das lâminas. Motores com essas hélices são chamados propfans.

O húngaro Gyorgy Jendrassik, que trabalhou para as obras do vagão Ganz em Budapeste, projetou o primeiro motor turboélice em funcionamento em 1938. Chamado de Cs-1, o motor de Jendrassik foi testado pela primeira vez em agosto de 1940; o Cs-1 foi abandonado em 1941 sem entrar em produção devido à guerra. Max Mueller projetou o primeiro motor turboélice que entrou em produção em 1942.

Um motor turbofan tem um grande ventilador na frente, que suga o ar. A maior parte do fluxo de ar fica do lado de fora do motor, tornando-o mais silencioso e dando mais impulso em baixas velocidades. A maioria dos aviões de hoje são movidos por turbofans. Em um turbojato, todo o ar que entra na entrada passa pelo gerador de gás, composto pelo compressor, câmara de combustão e turbina. Em um motor turbofan, apenas uma parte do ar que entra entra na câmara de combustão.

O restante passa por um ventilador ou compressor de baixa pressão e é ejetado diretamente como um jato "frio" ou misturado com a exaustão do gerador de gás para produzir um jato "quente". O objetivo desse tipo de sistema de derivação é aumentar o empuxo sem aumentar o consumo de combustível. Isso é alcançado aumentando o fluxo total de massa de ar e reduzindo a velocidade dentro do mesmo suprimento total de energia.

Essa é outra forma de motor de turbina a gás que funciona como um sistema turboélice. Não dirige uma hélice. Em vez disso, fornece energia para um helicóptero rotor. O motor do eixo turbo é projetado para que a velocidade do rotor do helicóptero seja independente da velocidade de rotação do gerador de gás. Isso permite que a velocidade do rotor seja mantida constante, mesmo quando a velocidade do gerador é variada para modular a quantidade de energia produzida.

O motor a jato mais simples não possui partes móveis. A velocidade do jato "força" ou força o ar no motor. É essencialmente um turbojato no qual as máquinas rotativas foram omitidas. Sua aplicação é restrita pelo fato de que sua taxa de compressão depende totalmente da velocidade de avanço. O ramjet não desenvolve impulso estático e muito pouco em geral abaixo da velocidade do som. Como conseqüência, um veículo ramjet requer alguma forma de decolagem assistida, como outra aeronave. Foi usado principalmente em sistemas de mísseis guiados. Os veículos espaciais usam esse tipo de jato.