Naktį stebėdami oro uoste dirbančius sunkvežimius tikriausiai esate pagalvoję: kas nutiktų, jei pasiskolinę šiek tiek reaktyvinio kuro įsipiltumėte į savo automobilio baką? Ar jis sprogtų, važiuotų greičiau, o gal tiesiog sustotų? Realybė gerokai skiriasi nuo vaizduotės scenarijų. 2012 metais Naujajame Džersyje įvyko incidentas, kai sunkvežimio vairuotojas degalinei pristatė oro uostui skirtų degalų. Automobiliai, užsipildę bakus „Boeing 737“ naudojamu kuru, netrukus sustojo. Jokių liepsnų ar papildomos galios nebuvo - varikliai tiesiog negalėjo deginti šio kuro.
Reaktyvinio kuro ir dyzelino palyginimas
Reaktyvinis kuras yra sukurtas žibalo pagrindu ir savo sudėtimi yra labai artimas dyzelinui. Tiesą sakant, jis toks artimas, kad dyzeliniai automobiliai dažnai galėtų važiuoti naudodami reaktyvinį kurą ir niekada nesužinoti, kas įvyko. Atvirkščiai, reaktyviniai varikliai taip pat gali būti varomi įprastu dyzelinu ir veiktų puikiai, tačiau problema iškiltų lėktuvui bandant pakilti į didelį aukštį, nes tikras reaktyvinis kuras yra pritaikytas dirbti itin žemose temperatūrose.
Nors reaktyvinis kuras nėra skirtas automobiliams, jis gali greičiau dėvėti įpurškimo sistemą ir kitus mazgus. Visgi, mažesni oro uostai kartais naudoja jį savo antžeminėms mašinoms (sunkvežimiams, bagažo traktoriams, savaeigiams laiptams). Tai nėra ekonomiškai efektyvus sprendimas dėl didesnės kainos ir greitesnio nusidėvėjimo, tačiau jis supaprastina logistiką, nes nereikia užsakinėti kelių rūšių degalų.
Reaktyvinio variklio veikimo principas
Reaktyvinis variklis yra energijos rūšies keitimo įtaisas, dujų turbininis variklis, kuro mišinio degimo produktų termo-mechaninę energiją verčiantis į mechaninę stūmos jėgą. Jos dydis priklauso nuo išstumtų dalelių masės ir greičio.
Pagrindinės komponentų funkcijos:
- Kompresorius: naudojamas oro spaudimui padidinti (iki 20-30 kartų) ir tiekti suspaustą orą į degimo kamerą.
- Degimo kamera: čia orui suteikiama degančio kuro energija, temperatūra pakyla iki 1500 °C.
- Turbina: karštų dujų energiją paverčia mechaniniu darbu, naudojamu kompresoriui sukti.
- Forsavimo kamera: įpurškiamas papildomas kuras, stipriai padidinantis maksimalų postūmį, tačiau kartu smarkiai išauginantis kuro sąnaudas.
- Išmetimo tūta: likusią karštų dujų energiją verčia kinetine energija, sukuriančia reaktyvinę jėgą.
Šiuolaikiniai turboventiliatoriniai varikliai priekyje turi didelį ventiliatorių, kuris padidina viso įrenginio efektyvumą ir sumažina kuro sąnaudas. Didžioji dalis oro srauto (iki 80 %) praeina pro šalį, sukurdama pagrindinę trauką, o likusi dalis patenka į variklio vidų degimo procesui.
Energijos efektyvumo rodikliai
Reaktyvinio variklio efektyvumas vertinamas naudojant savitojo impulso (angl. specific impulse, Isp) arba savitosios traukos sąvokas. Tai rodikliai, nusakantys, kokią trauką išvysto variklis, ištekant iš jo tam tikram kiekiui darbinės medžiagos.
| Rodiklis | Apibrėžimas | Matavimo vienetas |
|---|---|---|
| Savitasis impulsas | Judesio kiekio ir srauto išeigos santykis | Sekundės (s) arba m/s |
| Savitoji trauka | Traukos jėgos ir kuro masės išeigos santykis | m/s arba s |
Orlaivių reaktyviniai varikliai turi žymiai didesnį savitąjį impulsą nei raketų varikliai. Pavyzdžiui, jūros lygyje turbosraigtinis reaktyvinis variklis gali pasiekti 6000 s savitąjį impulsą, kai tuo tarpu erdvėlaivio „Space Shuttle“ variklis vakuume siekia apie 453 s.
Mikro reaktyviniai varikliai
Pastaruoju metu didelio dėmesio sulaukia mikro turboreaktyviniai varikliai. Jų pranašumai:
- Gebėjimas dirbti naudojant įvairius degalus: žibalą, dyzeliną, gamtines dujas ar biokurą.
- Kompaktiškas dydis ir mažas svoris, tinkantis UAV (nepilotuojamiems orlaiviams) bei elektra varomų transporto priemonių nuotolio didinimui.
- Didelis energijos konversijos efektyvumas, prilygstantis didelėms sistemoms.
Kaip veikia reaktyviniai varikliai
tags: #reaktyvinio #variklio #kuro #sanaudos