JETMOTORN

Honda JetmotorÄr den mest komplicerade enheten i ett modernt flygplan. En jetmotor kräver extremt små mått- och  värmetoleranser, därför krävs också extremt nogrann kontroll på förbränningen och i synnerhet på stridsflygplan som ofta är en "trimmad" civil motor. Säkerhetsmarginalerna för t.ex. turbinhaveri är relativt små jämfört med andra säkerhetsmarginaler på flygplanet. Förbänningen måste därför styras exakt så att maxtemepraturer och varvtal inte överskrids.
I äldre motorer styrs tillförsel av bränsle i huvudsak mekaniskt, hydromekaniskt, pneumatiskt och till viss del elektriskt av motorns reglersystem, dess integrationen med resten av flygplanet är begränsad. I moderna motorer styrs bränsletillförseln i huvudsak av datorer som är integrerad med flygplanets andra datorer och kan därför hämta information som höjd, luftryck, lufttemperatur, flygläge etc från flygplanetsmätsystem parallellt med motorns mätningar av sina egna tryck och temperatur i motorn. Läs mer på Wikipedia.
Även om motorn är komplex, så är principen inte så svår att förstå.

PRINCIP för jetmotorn

Jetmotorn 1Principen för en jetmotor kan utvecklas ur en analogi med en ballong. Om vi tittar på den trycksatta ballongen på bilden så ligger den still på ett bord. Den tar sig ingenstans förutom att den vill falla till golvet pga tyngdkraften. Trycket i ballongen verkar på alla ytor och varje kraftpil (tryck x tryckyta) har en motsvarande kraft 180 grader åt andra hållet, därför kan inte heller ballongen förflytta sig. Alla krafter tar ut varandra.
Om vi nu öppnar (Anm. Om inte animeringen startar, klicka en gång till på länken) ballongens utblås kommer trycket i ballongen att tvinga luften (massan[M]) att accelerera [A] ut ur ballongen med en kraft [F] som är lika med M x A. Vi kommer då få en motsvarande dragkraft 180 grader åt andra hållet mot ballongväggen och ballongen börjar flyga åt vänster. Ju högre tryck vi har, ju högre acceleration av mer massa i utblåset och därmed får vi motsvarande kraftökning åt andra hållet. Problemet med en ballong är att luften kommer att ta slut efter några sekunder. Vi förser därför ballongen med en pump och så länge vi tillför trycksatt luft kommer ballongen att fortsätta att flyga åt motsatt håll i förhållande till luftutsläppet.
Nu bli det jobbig att springa bredvid och pumpa luft så vi ersätter pumpen med en intern fläkt (kompressor). Kompressorn gör nu det jobbet som vi gjorde med pumpen.
En kompressor kräver energi och vi låter den därför via en axel drivas av en fläkt (turbin) i utblåset som i sin tur drivs av den utgående luften.
Vi har nu konstruerat en evighetsmaskin och det är ju inte funkis eftersom vi har förluster i form av friktioner och luft som läcker förbi både kompressor och turbin. Vi tillför därför energi genom att förbränna bränsle i brännkammare, då får vi förhöjd temperatur, förhöjt tryck och till viss mån lite mer massa att accelerera ut ur ballongen. Vi har löst problemet med drift av kompressorn men fått ett nytt problem på köpet - turbinen kommer att bli mycket varm. Även om turbinbladen inte smälter så finns det risk att dom expanderar av värmen och "centrifugalkraften" och därmed slår i ballongens eller utblåstets väggar med ett förödande turbinhaveri som följd. Detta löser vi genom att välja ett värmetåligt material till bladen och kyla dem genom att låta kall luft från luftintaget passera genom axeln och sedan genom kylkanaler i turbinbladen.
Nu när vi fått allt att funka inser vi att en stor och fet ballong är helt onödigt eftersom det bara är två saker vi är intresserad av: En acccelererande massa bakåt och en kraft rakt framåt, alla andra kraftvektorer gör ingen nytta. Vi byter därför ut den klumpiga ballongen mot ett slimmat rörformat hölje.

Nu borde du ha en bra bild av hur principen för en jetmotor funkar.

Med EBK

Jet med EBK

Den vänstra delen bör du nu kunna orientera dig i och uskilja kompressor, bränkammare och turbin. Den högra delen visar principen för en EfterBrännKammare som egentligen är en ramluftmotor. Det är helt enkelt ett rör utan rörliga delar där det förbränns stora mängder bränsle, ökat tryck - ökad massa - ökad acceleration - ökad dragkraft. Genom lufthastigheten (minst Mach 0.4) och flammhållarna så förhindras lågan att vandra framåt samtidigt som den genom flamhållarna inte blåses ut tack vare den turbulens som bildas.
I kombination med en jetmotor (EBK:n monteras alltid direkt bakom jetmotorn) är "utan rörliga delar" en sanning med modifikation. Längst bak på EBK:n finns ett munstycke som kan öka eller minska arean för utblåset. Den viktigaste anledningen till munstycket är att EBK:n inte ska störa jetmotorns driftsläge och därmed omkullkasta bränslereglersystemets mål att generera hög dragkraft utan att riskera motorskador pga förbränningen. Eldas det mycket i EBK:n måste också munstycket öppnas mer annars får man problem med jetmotorn. Nedan en RM12 i genomskärning som sitter i JAS39.

RM12