Aeroespacial

Como funciona um motor a jato

Como funciona um motor a jato

Você pode ter se perguntado como funciona um motor a jato, mas desistiu da ideia de que seria capaz de entender a ciência dos foguetes. Mas, na verdade, é um conceito simples de entender e que impressionará a pessoa ao seu lado em seu próximo voo. Então, vamos explicar os processos envolvidos para que todos possam ter uma boa compreensão dos princípios subjacentes aos motores a jato.

Os motores a jato, mais comumente usados ​​para aeronaves, são um tipo de motor de turbina a gás. Agora você deve conhecer turbinas a vapor, onde um combustível é queimado para produzir vapor de alta temperatura que aciona uma turbina, girando posteriormente um eixo, antes de ser exaurido do sistema. O giro desse eixo é a potência de saída e é essa rotação que aciona um objeto em rotação. Uma turbina a gás se assemelha aos mesmos princípios básicos, no entanto, um gás pressurizado é responsável por acionar a turbina. Em motores a jato, o gás pressurizado de alta temperatura alimenta a rotação do compressor na frente, mas o mais importante, o que é exaurido do sistema voa pela traseira em altas velocidades, produzindo o que é conhecido como empuxo.

Simplificando, os motores a jato têm um núcleo que é dividido em três seções principais:

  • Compressor - na frente do motor estão as pás do ventilador, algumas giratórias (rotores) e outras estáticas (estatores), que puxam o ar para o motor. Existem muitas fileiras de lâminas e conforme o ar passa por cada fileira, ele se torna mais pressurizado e a temperatura aumenta.
  • Câmara de combustão - este ar pressurizado é então pulverizado com combustível (mais comumente Jet A ou Jet A-1 que são do tipo querosene) e então uma faísca elétrica acende o combustível e a mistura de ar na câmara. Isso faz com que a mistura ar / combustível queime, aumentando enormemente a pressão e a temperatura.
  • Turbinas - o gás quente pressurizado é retirado do motor por uma turbina na parte traseira que retira energia do gás e causa uma queda na pressão e na temperatura. Conforme a pressão diminui, o gás flui mais rápido (pense em soltar um balão inflado). A energia do gás que aciona a turbina na parte traseira é o que impulsiona a rotação do compressor que puxa o ar na frente.

Os gases de alta velocidade sendo liberados pelo bico na parte traseira é o que causa o impulso. Para entender isso, nos referimos à Terceira Lei do Movimento de Newton: para cada ação, há uma reação igual e oposta. À medida que o gás sai pelas costas, uma força igual e oposta é exercida para a frente. Pense em quando você empurra a parede de uma piscina para deslizar na direção oposta; mesmo que a força de seu empurrão seja direcionada para a parede, uma força de reação igual e oposta faz com que você se mova na direção oposta.

A aproximadamente 650 km / h, meio quilo de empuxo é igual a um cavalo-vapor, mas em velocidades mais altas, essa proporção aumenta e meio quilo de empuxo é maior que um cavalo-vapor. Em velocidades de menos de 400 mph, essa proporção diminui. Essa força permite que grandes aviões como o 747 voem a velocidades de até 600 mph.

Existem diferentes tipos de motores a jato, como o Turboprop. Você saberá se é um tipo turboélice pelas grandes hélices de extrusão na frente, que são responsáveis ​​pelo empuxo, já que a maior parte da energia do gás é transferida para o compressor pelas turbinas traseiras, portanto, o gás exercido não é responsável por o impulso.

Turboshaft é o tipo encontrado em rotores de helicópteros, usinas de energia e até mesmo no tanque M1. O processo é semelhante ao turboélice, no entanto, em vez de impulsionar as hélices, o eixo giratório pode alimentar uma variedade de dispositivos, como bombas, geradores, rodas e geralmente qualquer coisa que gire.

Aeronaves grandes e modernas usam um turbofan High-Bypass, que é semelhante ao motor turbojato padrão, exceto que um grande ventilador na frente atrai mais ar para o motor. No entanto, nem todo o ar passa pelo compressor e pelas turbinas, com a maior parte do ar realmente contornando o núcleo e viajando através de dutos na parte externa do núcleo (em média, 5 vezes mais ar é desviado do que realmente viajando pelo núcleo). Eles são mais eficientes, especialmente em velocidades subsônicas (ou seja, abaixo da velocidade do som, 768 mph) e também são muito mais silenciosos, embora ainda tenham a capacidade de acelerar um veículo mais pesado do que uma locomotiva de 0 a 320 km / h em menos de 60 segundos.


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