Razvoj reakcijskih motorjev

Oceni ta prispevek
(0 glasov)
16 Jul 07
Napisal Borut Podgoršek Prebrano 15851 krat
Ljudje se že od nekdaj spogledujemo z nebom in pticami. Želja, da bi se jim približali, pa se nam je uresničila šele ob koncu 19. stoletja. Prvi ljudje, ki so poskušali konstruirati letalne naprave, so kaj kmalu ugotovili, da človeško telo ni sposobno zagotoviti dovolj moči, da bi v zraku obdržalo človeka, kaj šele poleg njega tudi njegovo letalno napravo, ki je bila težja od zraka. Zamisli o pomožnih pogonskih sistemih so se porajale znanstvenikom že v prejšnjem tisočletju in prej, vendar takratna znanja in tehnologije niso omogočali izdelave dovolj zanesljivih in zmogljivih pogonskih naprav.
aelopile.jpg
Egipčanski znanstvenik Hero iz Aleksandrije je sto let pred našim štetjem razvil primitiven reakcijski motor, ki pa seveda ni bil niti najmanj podoben današnjim. A vendar je deloval na istem načelu. Danes bi rekli, da je deloval na temelju tretjega Newtonovega zakona, ki pravi, da vsaka akcija povzroči enako veliko, toda nasprotno usmerjeno reakcijo: F1,2=-F2,1 Naprava se je imenovala aeolipile in je bila zgrajena iz dveh izpušnih šob, ki sta bili pritrjeni na votlo kroglo. Ta krogla je bila prek podpornih cevi povezana s kotlom, v katerem je bila voda. Pod kotlom je zakuril ogenj, voda v kotlu se je segrela, zavrela in se uparjala. Para je po ceveh in šobah izhajala iz aeolipila in ga tako vrtela okrog njegove osi. Hero je to napravo uporabljal za odpiranje tempeljskih vrat.


Mnogo kasneje, v 16. stoletju, je Leonardo da Vinci razvil posebno napravo, preprosto cev z vgrajeno spiralo, pod katero je gorel ogenj. Vroč zrak, ki se je dvigal, je spiralo vrtel in tako zagotavljal nekaj uporabne moči. Dejansko je bila uporabnost teh naprav zelo omejena in neprimerna za pogon letalnih naprav, bila pa je dobra osnova za vse kasnejše raziskovalce na tem področju. V 17. stoletju sta svoje zamisli uresničila italijanski inženir Giovanni Branca ter angleški izumitelj sir Isaac Newton. Slednji je zgradil 'parno kočijo', ki je bila eno prvih vozil s pogonom na paro. Bleščeča zamisel, ki pa zaradi velike mase kočije, slabega tesnenja v sistemu ter majhne izstopne hitrosti curka vodne pare vozila ni premaknila z mesta.

w2_700_motor_za_gloster_e_28_39.jpgZametki industrijske revolucije v Angliji so omogočili skokovit napredek tudi na tem področju in to je s pridom izkoristil Anglež John Barber, ki je leta 1791 patentiral prvo napravo, vsaj v osnovi dokaj podobno današnjim reakcijskim motorjem. Imela je kompresor, zgorevalni del in turbinski del. Vendar je do izgradnje prvega pravega reakcijskega motorja moralo preteči še dobro stoletje. Ne da bi vedeli drug za drugega, so vzporedno razvijali turboreakcijski motor v Angliji in Nemčiji. Anglež Frank Whittle je začel razvijati prvi turboreakcijski motor aprila 1937. Po njegovih načrtih so motor z oznako W.1 zgradili v tovarni Power Jet Ltd in ga po podpisu pogodbe z Ministrstvom za letalstvo tudi vgradili v prvo letalo z imenom Gloster E.28/39. To letalo, ki ga je pilotiral letalski poročnik P.E.G. Sayer, je prvič vzletelo 15. maja 1941 v Carnwellu. Motor W.1 s potisno silo 3,83 kN je omogočal polete s hitrostjo do 544 km/h.

messerschmitt_me_262a_prototip_v7_leta_1944.jpgV Nemčiji sta Hans von Ohain in Max Hahn sočasno razvila prvi nemški turboreakcijski motor. Nosil je oznake HES-36 in imel moč 4,89 kW. Z njim so opremili letalo Heinkel He-178, ki je prvič vzletelo že 27. avgusta 1939 s pilotom Erichom Warsitzom za krmilom in doseglo hitrost 580 km/h. Na tem mestu velja omeniti tudi prvo operativno turboreakcijsko gnano letalo na svetu Messerschmitt Me 262. Letalo Me 262 je bilo naročeno že junija 1940, vendar je bilo zaradi težav pri konstruiranju turboreakcijskih motorjev najprej opremljeno z batnimi motorji. Me 262 so s parom turboreakcijskih motorjev prvič opremili šele 18. junija 1942. Dobri dve leti kasneje, julija 1944, pa so prišli v operativno uporabo. Deset mesecev pred koncem druge svetovne vojne tako na njen potek niso mogli več bistveno vplivati.

de_havilland_dh106_comet.jpgV ZDA so s pomočjo Britancev zgradili prvi turboreakcijski motor leta 1941. Oktobra naslednjega leta je Bellov XP-59A, opremljen z dvema General Electricovima motorjema A-1, opravil prvi polet. Razvoj turboreakcijskih motorjev se je v naslednjih letih razcvetel in kmalu so jih začeli vgrajevati tudi v vojaška transportna letala in končno tudi v civilna potniška letala. De Havillandov comet je tako postal prvo potniško letalo, ki so ga poganjali turboreakcijski motorji. Vsak od štirih turboreakcijskih motorjev je razvil po 19,8 kN potisne sile. S hitrostjo 788 km/h je 36 potnikov na višini 12.192 m popeljal kar 2816 km daleč. čŒas potovanja med Londonom in Tokiom se je tako skrajšal s 86 na 33 ur.

Reakcijske motorje so razvijale tudi druge države (Švedska, Italija, Francija, Sovjetska zveza … ), ki pa so kmalu prevzele angleške in nemške konstrukcijske rešitve in jih izboljšale.

sr_71_black_bird_vir5.jpgO batnih motorjih do sedaj nismo govorili, ker v tej posebni izdaji letala, gnana z batnimi motorji, niso osrednja tema. A kljub temu velja omeniti, da so bili prav batni motorji prvi, ki so človeku omogočili letenje. Natanko pred sto leti sta bila brata Wilbur in Orville Wright v Kitty Hawku prva, ki sta poletela z motornim letalom. Flyer, katerega polet je trajal le 12 sekund in je med tem preletel 36,5 m, je postal legendaren. Danes letala povezujejo celotno zemeljsko površje. Vsako točko na Zemlji je mogoče doseči v 24 urah. Letala prevažajo potnike, tovor in opravljajo mnogo drugih aktivnosti in ob tem postavljajo nešteto različnih rekordov. Največje letalo na svetu, ruski Antonov An-225 mriya, s tovorom vred (250 ton) tehta kar 600 ton. Na drugi strani je bil do prihoda A380 Boeingov B747-400 največje potniško letalo, ki na razdaljo do 14.000 km prepelje do 416 potnikov. Na trgu je sicer že nov Airbusov velikan, ki je presegel veliko dosedanjih rekordov v potniškem prometu. V operativni uporabi je od oktobra 2007. Med Londonom in Sydneyjem lahko brez vmesnega postanka poleti s 525 potnik. Teoretično pa tudi z do 800 ali celo 1000 potniki. Drugačne vrste rekordov pripadajo vojaškim letalom. Omenimo še hitrostni rekord, ki ga drži Lockheed Martinov SR-71 black bird. Ameriški izvidnik je dosegel hitrost 3529,56 km/h. Višinski rekordi pa v zadnjem času pripadajo predvsem eksperimentalnim brezpilotnim letalom, kot so Helios, Centuriom, Pathfinder Plus in drugi.

Vse to pa ne bi bilo mogoče brez letalskih motorjev. Za pogon letal in helikopterjev se uporabljajo agregati z notranjim zgorevanjem. Delimo jih na batne in turbinske motorje. Bistvena razlika med njimi je v toku delovne snovi. Pri batnih motorjih je tok delovne snovi skozi motor prekinjen, medtem ko je pri turbinskih motorjih neprekinjen. Turbinske motorje naprej delimo po namenu njihove uporabe. Tako poznamo:

Poleg omenjenih danes v nekaterih primerih letala opremijo tudi s posebnimi izpeljankami turbinskih motorjev:

Tipi turboventilatorskih motorjev
Motorji pa ne delujejo brez goriva.

Nazaj

Nazadnje urejano na Petek, 04 Januar 2008 18:58

Oddajte komentar

Prepričajte se, da vnesete vse obvezne podatke, označene z zvezdico (*). HTML koda ni dovoljena.