Mikä on suihkumoottorin suorituskyky?

Suihku- tai turbiinimoottorit tarjoavat virtaa kaupallisille ja yleisilmailun lentokoneille ympäri maailmaa. Potkurikäyttöisissä lentokoneissa on toimintakorkeusrajoituksia potkurin suorituskyvyn vuoksi, mutta suihkumoottorin suorituskyky pyrkii lisääntymään korkeammilla korkeuksilla. Turbiinimoottoreiden suorituskykyä mitataan polttoaineenkulutuksella, työntövoimalla ja ilmanvastuksella eri käyttökorkeuksilla.

Turbiinimoottori tuottaa suuren työntövoiman matalilla korkeuksilla suuren ilmantiheyden vuoksi. Lentokoneen noustessa ilman tiheys laskee, kunnes lentokone saavuttaa normaalit matkalentokorkeudet, usein yli 30,000 9,100 metriä. Vaikka ilman tiheys on paljon pienempi näillä korkeuksilla, lentokone voi matkustaa nopeammin, koska vastus tai ilman kitka vähenevät.

Suuri suihkuvoima alemmalla korkeudella on haitta moottorin tehokkuudelle. Alemmilla korkeuksilla risteilevän suihkukoneen on vähennettävä tehoa merkittävästi ylinopeuden ja lentokoneen rungon vaurioitumisen estämiseksi. Tuloksena oleva pienempi työntövoima ja korkea ilman tiheys heikentävät suihkumoottorin suorituskykyä ja polttoaineen kulutus on suurempi.

Suihkumoottorin suorituskyky on optimoitu, kun turbiini toimii lähes 100 prosentin teholla. Tämä johtuu siitä, että vain osa moottorin työntövoimasta johtuu polttoaineen palamisesta. Suuri osa työntövoimasta on ilmaa, jonka turbiinikompressoriosa puristaa ja joka kulkee moottorin läpi tai ohittaa palamisprosessin. Useimpia turbiinimoottoreita kutsutaan ohitusmoottoreiksi, koska vain osa ilmavirrasta käytetään polttoaineen polttamiseen, ja loput ohittavat palamisosan.

Kun ilma tulee moottorin tuloaukkoon, se kulkee sarjan roottorien ja siipien läpi, jotka puristavat ilmaa korkeampaan paineeseen pienemmän poikkileikkauksen läpi. Korkeamman paineen ilmaa käytetään sekä ohitusvoima- että paloilmaan. Poistosuutin on suunniteltu nopeuttamaan ilmaa moottorin takaa, kun paine muuttuu nopeudeksi, jolloin työntövoima työntää lentokoneen eteenpäin. Polttokaasut käyttävät myös useita siipiä, jotka on kytketty akseliin, joka johtaa tulokompressoriosaa.

Suihkumoottorin suorituskykyä mitataan usein polttoaineen ominaiskulutuksella. Tämä määritellään käytetyn polttoaineen määrällä jaettuna moottorin nettovoimalla. Nettopaine on moottorin kokonaispaine vähennettynä iskutehosteiden tuottaman työntövoiman määrällä tai ilman nopeudella moottorin läpi kulkevalla ilmalla. Polttoaineen ominaiskulutus antaa suunnittelijoille moottorin suorituskyvyn vakioarvot, joita voidaan verrata eri korkeuksiin ja nopeuksiin.

On myös tärkeää ymmärtää suihkumoottorin suorituskyky tilanteissa, joissa yksi moottori epäonnistuu monimoottorisessa lentokoneessa. Jäljellä olevan moottorin on tuotettava riittävä työntövoima tietyllä korkeudella hallitun lennon mahdollistamiseksi, kunnes lasku voidaan tehdä. Lisäksi toimimaton moottori aiheuttaa ilmanvastusta sen läpi kulkevan ilman vaikutuksesta, jota kutsutaan tuulimyllyksi. Suunnittelijoiden on sisällytettävä moottorin sammutuskyky moottorin suorituskykyvaatimuksiin.