Turboreattore
Come funziona un turboreattore?
Il turboreattore è un motore per propulsione a getto, impiegato nella maggior parte degli aerei militari da caccia, da bombardamento e da trasporto, nonché negli aerei commerciali civili.
Principio di funzionamento di un turboreattore
In principio di funzionamento di un turboreattore è relativamente semplice: nel turboreattore l'aria entra nel diffusore a una velocità relativa uguale a quella di volo, velocità che diminuisce mentre aumenta la pressione nel passaggio attraverso il diffusore stesso.
La pressione del fluido viene ulteriormente aumentata dall'azione del compressore, mosso meccanicamente dalla turbina; dal compressore l'aria viene introdotta nella camera di combustione dove si mescola al combustibile che proviene da iniettori e quindi mantiene una combustione continua.
I gas ad alta temperatura e ad alta pressione prodotti sono convogliati attraverso l'ugello della turbina sulle palette mobili della ruota della turbina, che viene così mantenuta in rotazione: la turbina ha l'unico compito di tenere in moto il compressore.
All'uscita dalla turbina i gas possiedono ancora una temperatura molto alta e una pressione considerevolmente superiore a quella dell'ambiente esterno: essi vengono quindi eiettati all'esterno attraverso l'ugello di scarico del motore, nel quale avviene la trasformazione dell'energia entalpica dei gas in energia cinetica utilizzata per la propulsione.
Schema di un turboreattore.
La spinta ottenuta è uguale all'incremento totale della quantità di moto acquistata dai gas nel passaggio attraverso il motore: il suo valore è dato da:
dove:
- m è la portata in massa nel tempo unitario dei gas che passano nel motore;
- w è la velocità di scarico;
- v0 la velocità di volo dell'aereo.
Compressori dei turboreattori
Nel turboreattore, il tipo più usato di compressore è quello assiale, che permette un alto rendimento e una portata di fluido molto elevata, anche se presenta complessità costruttive.
Controllo e regolazione del motore
La grandezza sulla quale in genere si agisce per regolare la velocità di rotazione, e quindi la spinta del turboreattore, è la portata di combustibile; per qualche tipo viene regolato anche l'angolo delle palette fisse.
La portata del combustibile viene aumentata all'avviamento per aumentare la velocità di rotazione e diminuita all'aumentare della quota per compensare la riduzione del peso specifico dell'aria.
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