Vetenskapen och driften av jetframdrivningssystem

Jetframdrivning är en rörelsemetod baserad på Newtons tredje rörelselag, som säger att för varje åtgärd finns det en lika och motsatt reaktion. En motor genererar dragkraft genom att accelerera en gasmassa i en riktning för att trycka fordonet i motsatt riktning.

De fem stegen av motordrift

Insug: Motorn suger in omgivande luft genom ett framåtriktat inlopp.
Kompression: Roterande blad komprimerar luften och ökar dess tryck och temperatur.
Förbränning: Bränsle sprutas in i högtrycksluften och antänds, vilket skapar en kontinuerlig frigöring av energi.
Expansion: De snabbt expanderande heta gaserna passerar genom en turbin och snurrar den för att driva kompressorn och andra komponenter.
Utsläpp: Gasströmmen kommer ut genom det bakre munstycket med en mycket högre hastighet än insugningsluften.

Kärnkomponenter i en jetmotor

Fläkt: Dra in stora volymer luft och ger det initiala luftintaget.
Kompressor: En serie aerodynamiska blad som packar in luft i förbränningskammaren.
Brännkammare: Området där kemisk energi från bränsle omvandlas till värmeenergi.
Turbin: extraherar energi från avgasströmmen för att driva de interna axlarna.
Munstycke: Formar avgasflödet för att maximera hastigheten på den utgående gasen.

Driftsegenskaper hos olika motorkonstruktioner

Motorkategori	Primär framdrivningskälla	Typiskt hastighetsområde	Betyg för bränsleeffektivitet
Turbojet	Höghastighetsavgaser	Supersonisk	Låg vid låga hastigheter
Turbofan	Kombinerad frånluft och bypassluft	Subsonic till Transonic	Hög
Turboprop	Extern propeller som drivs av turbin	Låg underljud	Mycket hög (kort räckvidd)

Effektiviteten hos jetframdrivning beror på mängden luft som rör sig och förändringen i hastighet. Större luftvolymer som rör sig vid lägre hastigheter ger generellt bättre bränsleekonomi för kommersiella resor.

Mindre volymer luft som flyttas med extremt höga hastigheter används för högpresterande applikationer. Total dragkraft är resultatet av skillnaden mellan rörelsemängden för luften som kommer in i motorn och rörelsemängden hos avgaserna som lämnar den.

Munstycket spelar en avgörande roll i slutaccelerationen. Det säkerställer att gasens inre tryck omvandlas till kinetisk energi när den möter den yttre miljön.