Tagasi turbiinide juurde....
Esiteks tänapäeval enamus mootorid on
turbofan tüüpi - õhk mis mootorist läbi käib on koguseliselt suurem kuid kiiruselt aeglasem. Samas keskel olev "puhas" turbiin ei pea nii suurtes kogustes kütust põletama. See on juba esmane võit ning sammuti tekib vähem põlemisjääke (tossu).
Väiksemaid turboventilaatoreid kasutavad ka militaar lennukid. Samas on neil õhukanalid muudetavad - tava cruisil lastakse õhk otse mootorisse (esmalt aeglustatakse selle kiirust bernoulli effekti abil) ning kasutatakse ôhu massi. Missiooni ajaks aga saab enamus energiat peamisest turbiin mootorist + võimalus kasutada järelpõleteid, rõhu muutust, jne.
GE90 turbofan B777 küljes
"vanakooli" Concorde mootor
veel üks popp vanema kooli turbofan Pratt & Whitney JT9D (koos minuga selle all:))
Enamus modernsed mootorid kasutavad erinevate kiirustega pöörlevaid kompressori osasid (LP Low Pressure ja HP High Pressure). See aitab tagada õige koguse õhku, õige kiiruse ning survega. Iga rootori osa vahel on stationaarsed labad, mis aitavad õhku suunata õige nurga all. Harilikult iga aste kompressorist tõstab rõhku umbes 1,2 korda (
Pressure Ratio). Nii, et näteks 9 astmelise kompressori puhul, kui õhurõhk on sisenemisel 14,7 psi, siis põlemiskambrisse toodab see kompressor õhu 75,86 psi surve all. Osa harilikult läheb ka "kaduma" - lekitatakse kabiini õhurõhuks, jäätõrje süsteemidele, jne (
bleed air või
customer bleed air, kuidas keegi soovib kutsuda).
Enamus "maagiast", et suitsu vältida, toimub järgmise etappi juures. Õhule lisatakse kütus, mis süüdatakse.
Tänapäeval kasutatakse "ring kambreid" (kuidas tõlkida
annual combustion chamber?).
Enamus õhku juhitakse taaskord mööda ning ainult väikene osa (
primary airflow) segatakse
swirl vane kasutades kütusega ning süüdatakse. Mööda juhitud õhk omakorda aitab "jahutada" põlemiskambri külgi. Tänu sellele saavutatakse keskel kõrgemad temperatuurid ning kütuse põlemine jätab vähem jääke.
Sama JT9D mootor. Rohelise noolega püüan näidata peamist õhuvoolu, mis segatakse kütusega ning sinine läheb kõrvalt mööda, et jahutada. Kogu õhk aga pärineb kompressorist.
Järgneb turbiin, mis toodab energiat mootorile. Siin tasuks mainida uusimaid materjale ning tehnoloogiaid. Üks uusimaid on
Blisk (või siis
bladed disk). Selline ühes tükis toodetud
labad ja
disk koos aitab vähendada õhutakistust ning tõstab turbiini tootlikust. Kuna on tegemist äärmiselt kuuma kohaga, siis sammuti kasutatakse õhukanaleid labade sees, et aidata materjale jahutada.
Exhaust on tänapäeval tavaliselt
unchocked condition. See tähendab, et õhuvoolu ei lasta üle helikiiruse, mis tekitaks lisa kütuse kulu ning see omakorda tahma ning ka helireostust (
noise pollution).
Andurid
Tänapäeval enamus tööst teevad ära arvutid (EIS
Electronic Instrument Systems). Infot vahetatakse erinevate süsteemide vahel datalinkide abil (ARINC kood). Piloodid saavad infot oma E/WD ekraanile (
Engine/Warning Display), mis harilikult asub kapteni ja 1 ohvitseri vahel, ülemises osas ning on dubleeritud.
E-WD ekraan A320
Aga, et õige info oleks saadaval, andurid ning nende töökindlus on tähtis. Ühed peamised mootori parameetrid mida jälgida on mootori pöörlemiskiirus (RPM), rõhk, temperatuur (EGT
Exhaust Gas Temperature). Näitena eespool oleva JT9D mootori ventilaatori pöörlemiskiirus on kuskil 3,000 RPM, kui samas kompressori kõrgrõhu osas võib see olla kuni 50,000 RPM. Pöörete mõõtmiseks kasutatakse tavaliselt kolme põhivarianti;
- Mehaaniline tahhomeeter
- Elektrit genereeriv tahhomeeter (
Tacho Genny)
- Induktiiv elektri sond (
Tacho probe) - kõige levinum hetkel
Temperatuuri aga aitab mõõta Eesti sidemetega lahendus - Seebecki efekt (Thomas Johann Seebeck sündis Tallinnas). See on siis termoelektriline nähtus, mille abil saab temepratuuri arvutada. Selleks on väljalaske juures vastavad andurid, mis on paraleelselt ühendatud (
thermocouple harness) ning millivoldid, mida võimendatakse (
Wheatstone bridge) ning tehakse süsteemidele loetavaks.
Thermocouple harness
Üks uusimaid lahendusi aga on EGT radiatsiooni püromeeter mis mõõdab materjalide värvuse põhjal temepratuure. See on eriti kasulik just turbiini osa juures, kus kriitiliste temperatuuride ületamine ei ole mootorile eriti tervislik. Eespool oleval pildid GE90 mootor kasutab näituseks sellist lahendust. Teine eelis on neil kerge kaal ning täpsus - EJ200 mootori (Eurofighter Typhoon) Meggitt’si radiatsiooni püromeeter mõõdab +/- 4°C 950°C juures.
Fiiber-optiline püromeeter
Elektroonika
Vanemate mootorite puhul informatsiooni kontrolliti/jagati Elektroonilise Mootori Kontrollsüsteemi abil (EEC
Electronic Engine Controls). Seda süsteemi on kahte tüüpi;
- Jälgiv (
Supervisory Engine Electronic Control System)
- Kontrolli omav (
Full Authority Engine Control)
Tänapäeval kasutatakse kontrolli omavat digitaalset süsteemi (FADEC
Full Authority Digital Engine Control). See süsteem kontrollib üheaegselt mitmeid parameetreid ning käsklusi. Tänu sellele meeskond saab sisestada lennujuhtimise arvutisse (FMS
Flight Management System) mootori soovitud võimsused ning FADEC vaatab, et nendest kinni peetakse. Jällegi, selline digitaalne süsteem aitab mootoril töödata kõige optimaalsematel võimsustel, jälgides, et liialt kütust, õhku jne mootorisse ei satuks, et pöörded ning temperatuurid oleks õiged ning kui vaja, osa õhku juhitakse mööda või hoopis suunatakse mootorisse.
Üks popp reklaamvideo kah FADECist
https://youtu.be/qqLw82297fk