Jet Mühərrikləri Anlamaq
Bir reaktiv mühərrik, aviasiya və aerokosmikdə geniş istifadə olunan bir hərəkət sistemi növüdür. Onun əsas prinsipi havanı ön tərəfdən çəkmək, sıxmaq, yanacaqla qarışdırmaq və qarışığı yandırmaq və sonra arxadan yüksək sürətlə itələmək üçün partlatmaqdır. Bu hərəkət üsulu təyyarələrə yüksək sürətlə və yüksəklikdə uçmağa imkan verir.
Jet mühərrikləri necə işləyir
Bir reaktiv mühərrikin işləməsi dörd əsas mərhələdə təsvir edilə bilər: suqəbuledici, sıxılma, yanma və egzoz.
- Suqəbuledici : Hava giriş vasitəsilə mühərrikə daxil olur və kompressora yönəldilir. Giriş kompressora hamar hava axını təmin etmək üçün nəzərdə tutulmuşdur.
- Sıxılma : Daha sonra hava kompressorun içərisində bir sıra fanatlar tərəfindən sıxılır. Bu proses havanın təzyiqini və temperaturunu artırır. Kompressorun çıxış təzyiqinin giriş təzyiqinə nisbəti olan sıxılma nisbəti reaktiv mühərriklər üçün əsas performans göstəricisidir. Riyazi dildə sıxılma nisbəti ( \(CR\) ) \(CR = \frac{P {exit}}{P {inlet}}\) kimi müəyyən edilir, burada \(P {exit}\) təzyiqdir. kompressor çıxışı və \(P{inlet}\) kompressorun girişindəki təzyiqdir.
- Yanma : Daha sonra yüksək təzyiqli hava yanma kamerasında yanacaqla (adətən aviasiya kerosini) qarışdırılır. Qarışıq alovlanır, onun sürətlə yanmasına və genişlənməsinə səbəb olur. Bu proses havanın temperaturunu və həcmini əhəmiyyətli dərəcədə artırır.
- Egzoz : İsti, yüksək təzyiqli qazlar daha sonra mühərrikin sonundakı turbin və başlıq vasitəsilə çıxır. Qazlar mühərrikdən çıxdıqda, mühərriki (və təyyarəni) irəli itələyən bir egzoz axını yaradırlar. Bu irəli hərəkəti izah edən prinsip Nyutonun üçüncü hərəkət qanunudur ki, hər bir hərəkət üçün bərabər və əks reaksiya var.
Jet mühərriklərin növləri
Hər biri xüsusi tətbiqlər və performans tələbləri üçün nəzərdə tutulmuş bir neçə növ reaktiv mühərrik var.
- Turbojet Mühərrikləri : Bütün havanın mühərrikin nüvəsindən keçdiyi reaktiv mühərrikin ən sadə forması. Turbojetlər inkişaf etdirilən ilk reaktiv mühərrik növü idi və yüksək hündürlükdə yüksək sürəti və səmərəliliyi ilə tanınır.
- Turbofan Mühərrikləri : Bu mühərriklərin ön hissəsində böyük bir fan var ki, bu da əsas mühərrikdən yan keçən havanın həcmini artırır. Bu, turbofan mühərriklərini, xüsusən də aşağı sürət və hündürlüklərdə turbojetlərdən daha səssiz və daha qənaətcil edir. Mühərrikin nüvəsindən keçən havanın nüvədən keçən havaya nisbəti bypass nisbəti kimi tanınır.
- Turboprop Mühərriklər : Reaktiv mühərriki pervane ilə birləşdirir. Bu mühərriklər daha aşağı sürətlərdə səmərəlidir və adətən daha kiçik, regional təyyarələrdə istifadə olunur.
Əməliyyat Prinsipləri
Bir reaktiv mühərrikin işləməsi təcilin qorunması prinsipi ilə daha da başa düşülə bilər. \(T\) reaktiv mühərrik tərəfindən yaradılan itələmə \(T = \dot{m}(v {e} - v {0}) + A {e}(p {e} - p_{0})\) tənliyi ilə təqribi hesablana bilər. \(T = \dot{m}(v {e} - v {0}) + A {e}(p {e} - p_{0})\) harada
- \(\dot{m}\) havanın kütləvi axını sürətidir,
- \(v_{e}\) işlənmiş qazların sürətidir,
- \(v_{0}\) təyyarənin sürətidir (və ya havanın ilkin sürəti),
- \(A_{e}\) egzoz borusunun sahəsidir,
- \(p_{e}\) işlənmiş qazların təzyiqidir və
- \(p_{0}\) ətraf mühitin təzyiqidir.
Bu düstur təkan yaratmaqda egzoz sürətinin (
\(v {e}\) ) əhəmiyyətini vurğulayır. Egzoz sürəti təyyarənin sürətinə (
\(v{0}\) ) nisbətdə nə qədər yüksək olarsa, istehsal edilən təkan da bir o qədər çox olar.
Səmərəlilik və Performans
Reaktiv mühərrikin səmərəliliyi onun performansı və ətraf mühitə təsiri üçün çox vacibdir. Səmərəlilik yanacaq səmərəliliyi, istilik səmərəliliyi və sürüşmə səmərəliliyi daxil olmaqla bir neçə yolla ölçülə bilər.
- Yanacaq Effektivliyi : İstehlak olunan yanacaq vahidi üçün nə qədər itələmə ilə göstərilir. Mühərrik dizaynında daha yüksək sıxılma nisbətləri və qabaqcıl materiallar kimi təkmilləşdirmələr müasir reaktiv mühərriklərin yanacaq səmərəliliyini artırdı.
- İstilik Effektivliyi : Mühərrikin yanacaq enerjisini mexaniki enerjiyə nə dərəcədə effektiv çevirməsi ilə əlaqədardır. Mühərrikin yanma prosesi zamanı əldə edə biləcəyi maksimum temperaturla müəyyən edilir.
- Sürətli Effektivlik : Bu, mühərrikin təyyarəni hərəkətə gətirmək üçün istehsal etdiyi enerjidən nə dərəcədə səmərəli istifadə etdiyini ölçür. Turbofan mühərrikləri kimi daha yüksək bypass əmsalı olan mühərriklər daha yüksək hərəkət səmərəliliyinə malikdirlər.
Çağırışlar və İnnovasiyalar
Reaktiv mühərrik texnologiyası daim səs-küyün azaldılması, yanacaq səmərəliliyinin yüksəldilməsi və emissiyaların azaldılması kimi problemlərlə üzləşir. Bu problemləri həll edən yeniliklərə daha yüksək bypass əmsallarına malik mühərriklərin inkişafı, çəki azaltmaq üçün kompozit materiallardan istifadə və alternativ yanacaq üzrə tədqiqatlar daxildir.
Reaktiv mühərrik texnologiyası inkişaf etməyə davam etdikcə, o, daha səmərəli, daha səssiz və ekoloji cəhətdən təmiz aviasiya vəd edir. Onun fəaliyyətini tənzimləyən əsas prinsipləri başa düşmək aerokosmik texnologiyadakı irəliləyişləri qiymətləndirmək üçün vacibdir.
