header sterren

Totaal bezoekers:
Totaal pagevieuws:
Online bezoekers:
 
 
 
   


 maak van deze website uw startpagina !

WorldwideBase
Alle wwbase pagina's

 

Straalmotor

 
   
Straalmotor (Eng.: jetmotor), een atmosferische-lucht-verwerkende reactiemotor die veel wordt gebruikt voor voortstuwing van vliegtuigen met grote vliegsnelheden. De werking berust op compressie van de verbrandingslucht (dwz. de verhitte aangezogen lucht plus de verbrandingsproducten), continue verbranding van brandstof (meestal kerosine) bij gelijkblijvende druk, gevolgd door expansie van de gassen in een straalbuis. Hierbij wordt de potentiŽle energie van het gas onder hoge druk omgezet in kinetische energie van het uitstromende gas.
Het voortstuwend vermogen van de motoruitlaatgassen werd reeds bij zuigerverbrandingsmotoren onderkend, maar pas na de opkomst van de gasturbine voor aandrijving van de luchtschroef werd straalvoortstuwing mogelijk, doordat de hoeveelheden doorstromende lucht bij een gasturbine groter zijn dan bij een zuigermotor.

      

1. Geschiedenis
In 1930 verkreeg F. Whittle octrooi op een turbostraalmotor (turbojet), werkend met een centrifugale compressor; de proefvlucht van het eerste Engelse vliegtuig, de Gloster E.28/39, vond plaats in mei 1941. Onafhankelijk hiervan ontstond een Duits octrooi; de proefvlucht van een Heinkeltoestel, de He-178, viel in aug. 1939. Militaire behoeften hebben in de Tweede Wereldoorlog de ontwikkeling van vliegtuigen met straalaandrijving sterk bevorderd. Duitsland kreeg een voorsprong door de toepassing van axiale compressoren en gekoelde turbineschoepen. In de Verenigde Staten werd de achterstand na de oorlog door het ter beschikking komen van de Duitse kennis snel ingelopen.

2. Typen
Naar de wijze waarop de compressie tot stand komt, wordt onderscheid gemaakt tussen de stuwstraalmotor (zonder compressor) en de turbinestraalmotor (met compressor).
2.1 Stuwstraalmotor
Bij de stuwstraalmotor, ook wel ramjet, athodyd of lorinpijp (naar een octrooi in 1913 van de Fransman R. Lorin), is in de pijp een ‘ram’ (diffusor) aangebracht. Als de pijp met grote snelheid in de atmosfeer beweegt, veroorzaakt de ram een compressie van de binnengestroomde lucht, naast die welke door de hoge temperatuur in de verbrandingsruimte ontstaat. De stuwstraalmotor is het eenvoudigst denkbare voortstuwingsapparaat voor een vliegtuig en bestaat uit een aan beide einden open buislichaam van speciale vorm, waarbinnen brandstof wordt verbrand; deze motor bevat geen enkel bewegend onderdeel (zgn. vliegende kachelpijp). Een vliegtuig uitgerust met ramjets moet door middel van raketten worden gestart; de ramjet treedt pas in werking bij een snelheid boven 600 km/h. De pulserende stuwstraalmotor (pulsejet) is in principe gelijk aan de stuwstraalmotor, maar kan voor lagere snelheden gebruikt worden. De lucht wordt uit de diffusor in de verbrandingskamer toegelaten via automatisch werkende terugslagkleppen. De verbrandingen geschieden snel achter elkaar en bij elke verbranding worden de kleppen gesloten. De eerste verbranding wordt ingeleid door een bougie, de volgende ontstekingen geschieden door een restvlam in de verbrandingskamer. Deze voortstuwer werd in de Tweede Wereldoorlog gebruikt voor de Duitse V1, het eerste van de V-wapens.

2.2 Turbinestraalmotor
Bij de turbinestraalmotor (turbojet) wordt de verbrandingslucht gecomprimeerd door een roterende compressor. Voor aandrijving van de compressor is een turbine nodig, hetgeen betekent dat niet de gehele expansie van de verbrandingsgassen ten goede komt aan de straalvoortstuwing. Voor rendementsverhoging en tevens stuwkrachtsvergroting zijn iets gewijzigde systemen ontwikkeld, bekend onder de naam omloopmotor (turbofan, ducted fan of bypass fan). Niet alle aan de voorkant aangezogen lucht wordt in de motor vermengd met brandstof, maar een belangrijk deel wordt om de motor heen geleid en achter de motor gebruikt als een koele mantel om de hete uitlaatstraal. Het resultaat is dat een krachtige gasstraal wordt verkregen bij een relatief gering brandstofverbruik. De verhouding tussen de lucht die in de motor met brandstof wordt vermengd en die eromheen wordt geleid, noemt men de omloopverhouding. Bij de schroefturbine (turboprop) wordt bij totale expansie in de turbine de nuttige energie (asvermogen) gebruikt voor aandrijving van een propeller. In deze vorm is van straalvoortstuwing in het geheel geen sprake, ware het niet dat de uitlaatgassen meestal ook enige stuwkracht leveren. Het nuttige gedeelte van de totaal beschikbare expansie kan ook verdeeld worden over de turbine, voor aandrijving van een propeller, en de straalbuis voor levering van stuwdruk (propjet). De stuwdruk kan verhoogd worden door het verbranden van extra brandstof nŠ de turbine, doch vůůr de expansie in de straalpijp (naverbrander). De naverbrander is van belang voor het verkorten van de langere startweg van de turbojet (ten opzichte van de zuigermotor) of voor een plotselinge snelheidstoename in kritieke situaties (jachtvliegtuigen). Vanwege het lage rendement gebruikt men de naverbrander slechts kortstondig.

3. Toepassingen
De turbojet-, turboprop-, ramjet- en turbofan-motoren werden in deze volgorde ontwikkeld. De volgorde bij toepassing van steeds grotere vliegsnelheid is turboprop, turbofan, turbojet en ramjet. De duurdere straalvoortstuwing komt pas in aanmerking voor snelheden boven 700 km/h als het luchtschroefrendement te laag wordt. Langere startbanen zijn nodig wegens de kleinere stuwkracht bij lage snelheden ten opzichte van propelleraandrijving. Dank zij speciale kleppensystemen aan de vleugels is daarin later een aanzienlijke verbetering gekomen. Naast toepassingen in de luchtvaart komen vliegtuigturbines ook in aanmerking voor luchtschroefaandrijving van treinstellen en als lichtgewicht verwisselbare gasproductie-eenheden voor gasturbine-installaties (oorlogsschepen en luchtkussenvaartuigen). Een bijzonder type zijn de straalmotoren met draaibare uitlaten, die worden gebruikt voor loodrecht startende en landende vliegtuigen.

 
   

Footer worldwidebase



uw eigen startpagina


© copyright WorldwideBase 2005-2009