Реактивные двигатели

Посмотрите в небо, и, скорее всего, вы увидите больше, чем несколько паровых следов — тонкие белые линии, которые струятся на огромном голубом холсте над нашими головами. На заре 20-го века сама идея силового полета многим казалась нелепой мечтой. Как все изменилось!

В любой момент времени в небе над одними Соединенными Штатами совершается примерно 7 000 полетов; мы настолько привыкли к идее полета, что даже едва замечаем все самолеты, кричащие над нами, перевозящие сотни людей одновременно в свои дома и на праздники.

Большинство современных самолетов приводятся в действие реактивными двигателями (точнее, как мы сейчас увидим, газовыми турбинами). Что это за магические машины и чем они отличаются от двигателей, используемых в легковых или грузовых автомобилях? Давайте внимательнее посмотрим, как они работают!

Один из способов понять современные реактивные двигатели — это сравнить их с поршневыми двигателями, используемыми в ранних самолетах, которые очень похожи на те, что до сих пор используются в автомобилях. П

оршневой двигатель (также называемый поршневым двигателем, потому что поршни движутся вперед-назад или «совершают возвратно-поступательное движение») делает свою мощность в прочных стальных «варочных котлах», называемых цилиндрами. Топливо впрыскивается в цилиндры с воздухом из атмосферы. Поршень в каждом цилиндре сжимает смесь, повышая ее температуру, так что она либо самопроизвольно (в дизельном двигателе), либо с помощью свечи зажигания (в газовом двигателе). Горящее топливо и воздух взрывается и расширяется, отталкивая поршень назад и приводя в движение коленчатый вал, который приводит в движение колеса автомобиля (или гребной винт самолета), прежде чем весь четырехступенчатый цикл (впуск, сжатие, сгорание, выхлоп) повторяется.

Проблема в том, что поршень приводится в действие только во время одного из четырех шагов, поэтому он вырабатывает энергию лишь в небольшом количестве времени. Количество мощности, которую производит поршневой двигатель, напрямую связано с тем, насколько велик цилиндр и насколько далеко поршень двигается; если вы не используете здоровенные цилиндры и поршни (или многие из них), вы ограничены производством относительно скромного количества энергии. Если ваш поршневой двигатель работает на самолете, это ограничивает скорость, с которой он может летать, какую подъемную силу он может сделать, насколько большой он может быть и сколько он может нести.

Реактивный двигатель использует тот же научный принцип, что и автомобильный двигатель: он сжигает топливо вместе с воздухом (в результате химической реакции, называемой сгоранием), чтобы высвободить энергию, которая приводит в действие самолет, транспортное средство или другую машину.

Но вместо того, чтобы использовать цилиндры, которые проходят четыре шага по очереди, он использует длинную металлическую трубу, которая выполняет те же четыре шага в прямолинейной последовательности — своего рода линия производства тяги! В самом простом типе реактивного двигателя, называемом турбореактивным, воздух втягивается спереди через впуск (или впуск), сжимается вентилятором, смешивается с топливом и сжигается, а затем выпускается в виде горячего, быстро движущегося выхлопа при спина.