In cazul nostru, forta de propulsie este aerul atmosferic care trecand prin motor este accelerat.
Un motor cu reactie prodeuce tractiunea intr-un mod similar cu cea a combinatiei motor-elice, dar in timp ce elicea da o acceleratie mica unei cantitati mari de aer, motorul cu reactie da o acceleratie mare unei cantitati mici de aer.
Acelasi principiu al reactiei are loc in toate formele de miscare; el a fost aplicat si folosit in multe feluri, dar cel mai timpuriu si mai cunoscut exemplu de forta de reactie este motorul lui Heron produs initial ca jucarie. Aceasta jucarie arata cum reactia aerului dintr-un numar de ajutaje ar putea realiza o reactie egala si opusa ajutajelor, cauzand astfel rotirea motorului.
Cunoscutul stropitor de gradina este cel mai practic exemplu al acestui principiu, pentru ca mecanismul se roteste in virtutea reactiei jeturilor de apa.
Motorul lui Heron si stropitorul
Metodele propulsie cu reactiei:
Tipul de motor cu reactie, statoreactor, pulsoreactor, racheta sau turbina cu gaze difera numai in felul in care "producatorul de tractiune", sau motorul, obtine si transforma energia in lucru mecanic pentru zbor.
Motorul statoreactor este de fapt o conducta aerodinamica. Nu are piese in rotatie si e format dintr-un canal cu o intrare divegenta si o iesire convergenta sau convergent divergenta. El necesita miscarea de inaintare distribuita lui inainte ca orice fel de tractiune sa fi fost produsa.
Comparatie intre statoreactor (stanga sus), pulsoreactor (stanga jos)
si motorul racheta (dreapta)
Motorul pulsoreactor foloseste principiul de ardere intermitenta si spre deosebire de statoreactor poate functiona in conditie statica. Motorul este format dintr-o conducta aerodinamica similara statoreactorului dar din cauza presiunilor mari implicate are o constructie mai robusta. Gura de intrare are o serie de supape de intrare care sunt mentinute prin resort in pozitia deschis. Aerul atras prin supapele deschise trece in camera de ardere si este incalzit de arderea combustibilului injectat. Expansiunea ridicata duce la ridicarea presiunii fortand supapele sa se inchida si gazele expandate sunt apoi expulzate spre spate.
O scadere a presiunii creata de gazele evacuate permite supapelor sa se deschida si sa repete ciclul. Pulsoreactoarele au fost create pentru propulsia rotorului de elicopter si printr-un studiu atent al sectiunii de curgere de-a lungul motorului s-a putut reduce numarul de supape. El este insa incapabil sa egaleze performata motorului modern cu turbina cu gaze.
Motorul racheta este un motor cu reactie deosebit de celelalte prin faptul ca nu foloseste aerul atmosferic drept curent sau fluid de propulsie. El este deci potrivit pentru etape scurte.
Folosirea turbinei cu gaz la propulsia prin reactie a indepartat defectul inerent al rachetei si statorectorului pentru ca, prin introducerea unui compresor, actionat de turbina s-a asigurat un mijloc de producere a tractiunii la viteze mici.
Motorul absoarbe aer din atmosfera si dupa comprinarea si incalzirea acestuia, proces care se produce la toate motoarele calde, energia ridicata a gazelor de ardere le obliga sa iasa afara prin ajutajul reactiv cu o viteza de 2250 km/h. In mersul sau prin motor aerul cedeaza o parte din energia sa turbinei cu gaze care la randul ei actioneaza compresorul.
Probele termo si aerodinamice sunt complexe. Acestea rezulta din temperaturile mari de functionare ale camerelor de ardere si ale turbinei, din efectele scurgerii variabile de-a lungul paletelor compresorului si ale turbinei, si din constructia sistemului de evacuare prin care gazele sunt evacuate formand jetul propulsiv. Pentru vitezele de zbor mai mici de 560 km/h, motorul cu reactie autentic este mai putin eficient decat un motor cu elice, intrucat eficienta sa, care depinde in mare masura de viteza de inaintare tinda sa scada. Pentru un avion ce functioneaza la viteze medii, se foloseste combinatia deelice si motor cu turbina cu gaze. Avantajele acestei combinatii au fost extinse prin introducerea motoarelor cu venitlator si canal de ocolire dand astfel o eficienta propulsiva comparabila cu cea a turbopropulsorului.
Ciclul motorului turborector:
Motorul cu turbina cu gaze este in esenta un motor termic care foloseste aerul atmosferic ca fluid de lucru pentru obtinerea tractiunii. Pentru a se realiza aceasta, curentul de aer care trece prin motor trebuie sa fie accelerat, respectiv viteza sau energia sa cinetica trebuie sa creasca. Pentru a se obtine aceasta crestere trebuie in primul rand marita energia potentiala, urmata de cresterea energiei calorice si fenomenul se repeta obtinandu-se un jet cu viteza mare.
Compartie intre ciclul de lucru al unui motor cu piston
si cel al unui motor turboreactor
Ciclul de lucru al motorului cu turbina cu gaze se aseamana cu cel al motorului cu piston in patru timpi, dar in cazul motorului cu turbina cu gaze, arderea are loc la presiune constanta in timp ce la motorul cu piston, arderea are loc la volum constant. Studiul ambelor cicluri arata ca in fiecare caz exista: ADMISIE, COMPRESIE, ARDERE si EVACUARE. La motorul cu piston, ciclul este intermitent, pistonul fiind partea implicata in toti cei patru timpi. Dimpotriva, motorul cu turbina cu gaze, are un ciclu continuu cu un compresor separat, un sistem de ardere, un sistem de evacuare si turbina. Ciclul continuu si absenta pieselor reciproce, dau o functionare mai lenta a motorului si fac posibil ca o cantitate mare de energie sa fie folosita pentru obtinerea randamentului propulsiv. In cazul motorului cu turbina cu gaze, combustia are loc la presiune constanta, cu o crestere in volum, deci presiunile de varf care se obtin intr-un motor cu piston sunt evitate. Aceasta permite folosirea camerelor de combudtie cu greutate mica si prefabricate si folosirea de combustibili inferiori, desi temperaturile mai mari ale flacarii cer materiale speciale pentru a se asigura o durata mare a folosirii camerei de ardere.
