Jet motoru

Bir jet motoru , taşıtın itilmesi için tasarlanmış bir motordur (çoğunlukla havada, ancak yalnızca değil). Temel ilke, bir akışkanın ( gaz veya sıvı ) belirli bir yönde izdüşümüne dayanır ; ile reaksiyonu , bu sıvı daha sonra bir iletir itme ters yönde araca.

Bu tür bir motorun çok uygun ağırlık / güç oranı, bunun için havacılık (yüksek hızlı uçaklar) ve uzay sektörlerinin yanı sıra denizcilik ( hidrojet ) sektörlerinde çok sayıda uygulama alanı açar .

Jet tahrik

Jet itki, Isaac Newton tarafından formüle edilen etki-reaksiyon ilkesine dayanmaktadır . Bu ilke, uzayda birbirini iten iki kozmonotun düşünce deneyimi ile açıklanabilir (soldaki resim). Bu düşünce deneyinde, yalnızca bir kozmonotun diğerinin izdüşümünü sağladığını hayal etmek daha yararlıdır (bu sadece temsil ettiği kütle için geçerlidir). Tüm sistemin momentumunun korunumu (öngörülen kozmonot 1 projektör + kozmonot 2), kütlenin bir yönde fırlatılmasının ters yönde bir kuvvet oluşturduğu anlamına gelir. İki kozmonot aynı kütleye sahipse, projeksiyondan sonra ters yönde eşit hıza sahip olacaklardır. Kozmonotlardan biri daha hafifse, aynı momentum korunumu yasası onun diğerinden daha büyük bir hızla uzaklaşmasına neden olur (atma veya fırlatma).

Sıklıkla düşündüğünün aksine, bu uzay deneyi Dünya'da gerçekleştirilebilir: Böylece bir patenci diğerini geri itebilir (iki patencinin yerine iki tekerlekli paten uygulayıcısı gelebilir). Tekerlek kullanmadan bile iki çocuğu yüz yüze, ayaklarının uçları birbirine değecek şekilde yerleştirirseniz ve birinden diğerini çok güçlü bir şekilde ayaklarının pozisyonunu değiştirmeden itmesini isterseniz, entegre olduğu için bunu yapmayı reddedecektir. genç yaştan itibaren bunu yaparken de geri püskürtülecek. Bir ateşli silahın geri tepme püskürtme itmesi bir örneğidir. Geri atılan malzemenin kaynağına bağlı olarak iki ana tip jet itici vardır:



Doğadaki örnekler

Birçok hayvan reaksiyonla hareket eder. Ahtapot, denizanası ve deniz tarağı gibi birçok çift kabukludan bahsedebiliriz (video karşısı). Kuşların ve yarasaların itme gücü de aynı şekilde reaksiyonla sağlanır (bu kuşlar ileri kuvvetlerini oluşturmak için havayı geriye doğru fırlatır); dahası, beslenmeleri tepki ilkesine bağlıdır (kanatları hızlarından ve gelişlerinden dolayı aşağıya doğru hava gönderir).

Günlük yaşamdan örnekler

Bir jet uçağı (örneğin Airbus veya Boeing) alma gerçeğini bir kenara bırakırsak, günlük yaşamda bir jet ile çalışan nesnelerin örneklerini buluruz, bu nesnelerin soğuk bir reaksiyonun göstergesi olması avantajıyla . Örneğin :

Fiziksel analiz

İtici kuvvet (bu durumda adlandırılan itme ) 'dir zaman türevi ivme (içinde Newton'un ikinci yasası ):

veya:

Pratikte, bu formülün basitleştirilmiş biçimlerini bulabiliriz; örneğin, bir uçak motoru için (karıştırılan hava kütlesine kıyasla çok düşük olan tüketilen yakıt kütlesini göz ardı ederek), şu hale gelir:

veya:

Açısından enerji , iş itme kuvveti ile sağlanan daha verimli bir aracın hızı yüksek olan ve (bir uzaklıkta hareket edecek olan başlangıç noktası ile karşılaştırıldığında) ejectate düşük taşımaktadır. Fırlatılan maddenin hareketsiz durması için ideal olan (sıfır hızı ona kinetik enerji vermez ve tüm enerjiyi araca aktarır); bu, fırlatma hızının sürekli olarak aracın hızına uyarlanması anlamına gelir. Pratikte bu imkansız olan her motor, aracın seyir hızına uyarlanmış optimum çalışma hızına sahip olacaktır.

Türler

En yaygın durumda, dışarı atılan gaz, motorda genişleyerek yüksek bir hız elde eden (hız ne kadar yüksekse itme gücü o kadar güçlü) olan yüksek sıcaklıkta bir gaz üreten kontrollü bir kimyasal reaksiyonun sonucudur .

Aeolipyle arasında Alexandria Heron bu tür motorların atası (gaz burada püskürtülen su buharı ). Ortasında XVIII inci  yüzyılın , Avusturya matematikçi Segner reaksiyonun aynı prensibe dayanan hidrolik turnikenin okumuş, ama bir işletim şelale  : Makine açıkladı hidrolik türbinleri arasında XIX inci  yüzyıl sırayla kavramını ilham, gaz türbin motoru .

Genel olarak, bu tür bir motoru üç kategoriye ayırabiliriz:

Aerobik motor

Aerobik motorları kullanmak oksijen içinde hava bir şekilde oksitleyici veya oksitleyici bir kimyasal reaksiyonda. Sadece Dünya atmosferinde kullanılabilirler . Bu kategoride bulduklarımız:

Anaerobik motor

Anaerobik motorlar , herhangi bir atmosferden dışarı itme üretmek için kimyasal reaksiyon için gerekli olan oksitleyici ve yakıtı taşır . Bu kategoride, özellikle roket motorlarında ve aynı zamanda füzelerde , uzay rampalarında , uydularda ve belirli uzay sondalarında görülür . Yakıt türüne göre iticiler arasında bir ayrım yapılır:

Kimyasal olmayan motor

Diğer motorlar, itme kuvveti üretimi için kimyasal olmayan bir reaksiyon kullanır. Güçleri genellikle mütevazı kalsa da, özgül dürtüleri I sp (ikincisi ne kadar büyükse, itici yakıt o kadar az tüketir) kimyasal motorlarınkinden çok daha fazladır. Bunlar, çok uzun süreli sabit bir hızlanma sağlar (paradoksal olarak uzun bir hızlanmadan sonra yüksek hızlara ulaşılmasına izin verir ). Sondaların veya gezegenler arası araçların itilmesi için kullanılırlar.

Fiziğin temel yönlerine dayanırlar. Tahrik tipine bağlı olarak üç tip motor vardır:

VASIMR tipi iticiler , elektrikli tahrik sisteminin üç yönünü de kullanır.

Notlar ve referanslar

Notlar

  1. Bir silahın geri tepmesini hesaplarken, genellikle dahili balistik (yani, mermi hala namlu içindeyken olan ) ve harici balistik (mermi dışarı çıktığında) arasında bir ayrım yapılır . Ancak reaksiyonun etkileri, mermi namlu içinde hareket etmeye başladığında başlar.
  2. Farklı I sp değerlerine sahip elektrikli tahrik (boşluk) .

Referanslar

  1. G. Pichon, "  Jet tahrikinin ilkeleri  " , www.avionslegendaires.net ,2009( 6 Kasım 2014'te erişildi ) .
  2. Sıradan insanların jet motoru prensibini ondan çıkan alevlere (roket motorları veya uçak reaktörleri için) bağladığına dikkat etmeliyiz. Bununla birlikte, bir jet motoru tarafından salınan sıvının sıcaklığı sadece istenmeyen bir yan üründür (enerji kaybıdır).

Ayrıca görün

İlgili Makaleler

Dış bağlantılar