Kā darbojas reaktīvais dzinējs?

Gāzes turbīna jeb reaktīvais dzinējs bija pirmā alternatīva dzenskrūvei kā līdzeklis, lai nodrošinātu vilci, lai pārvietotu lidmašīnu pa debesīm. Tāpat kā vairums dzinēju, reaktīvais ir iekšdedzes dzinējs, kas rada vilces spēku, izmantojot klasisko četrtaktu ciklu: indukcijas, kompresijas, aizdedzes un izplūdes. Atšķirībā no dzenskrūves lidmašīnām, kas pārkarsētās iekšdedzes izplūdes gāzes pārvērš mehāniskā jaudā, lai darbinātu rotoru, reaktīvā dzinēja vilce nāk tieši no izplūdes gāzēm, kas tiek izmesta no caurules formas dzinēja aizmugures. Kamēr dzenskrūves lidmašīnu maksimālais ātrums ir aptuveni 0.8 Mach, dažādas reaktīvo lidmašīnu var sasniegt ātrumu 15 Mach vai lielāku (skatiet scramjet), lai gan tipiskāks ir 1.0 līdz 2.0 Mach.

Pasaulē pirmo reaktīvo dzinēju lidmašīnu He 178 1930. gadu beigās izstrādāja vācu inženieris Hanss fon Ohains, un 27. gada 1939. augustā to no Marienes lidlauka lidoja izmēģinājuma pilots Ērihs Varsits. Anglija ar savu pirmo reaktīvā dzinēja lidmašīnu lidoja 1941. gadā. Amerikānis -dzimušie dizaini netika īstenoti līdz 1960. gadiem. Reaktīvo lidmašīnu izveide bija pavērsiens aviācijā, kas nebija pieredzēts kopš brāļu Raitu vēsturiskā lidojuma Kitijā Hokā.

Reaktīvais dzinējs sākotnēji tika izstrādāts, lai pārvarētu uz propelleru balstītu konstrukciju atdevi, kad dzenskrūves radiālais ātrums sāka tuvoties skaņas ātrumam. Atšķirībā no lielas gaisa masas nedaudz paātrināšanas, kā tas ir dzenskrūvē, reaktīvais dzinējs darbojas pēc principa paātrina mazāku gaisa masu līdz ļoti lielam ātrumam. Tā vietā, lai to uzstādītu lidmašīnas priekšpusē kā dzenskrūvi, reaktīvo dzinēju uzstāda uz lidmašīnas spārniem vai aizmugurē.

Strūklas cikls sākas, kad ātri kustīgs gaiss tiek iesūkts kamerā dzinēja priekšpusē, pēc tam to saspiež virkne lāpstiņu, kas kustas ar pakāpeniski lielākiem apgriezieniem. Ieplūdes atvere, jo tā sūc gaisu tieši no lidmašīnas lidojuma trajektorijas, ir pārklāta ar stiepļu sietu vai režģi, lai novērstu svešķermeņu iekļūšanu. Kad kustīgais gaiss ir sasniedzis augstu kompresijas līmeni, tas tiek apvienots ar degvielu un tiek aizdedzināts, tiek izvadīts no izplūdes atveres reaktīvo dzinēja aizmugurē. Tā kā rodas milzīgs siltuma daudzums, ir nepieciešamas sarežģītas dzesēšanas sistēmas, lai novērstu dzinēja iekšējo daļu kušanu.

Ir daudz dažādu reaktīvo dzinēju dizaina variantu, kuros tiek sajauktas dažādas struktūras un tehnikas, lai radītu reaktīvās lidmašīnas, kas piemērotas dažādiem ātrumiem un augstumiem. Šie varianti ietver turboreaktīvo, turboventilatoru, ramjet, scramjet, pulsejet un vairākus citus.