Reaktiivmootor

Reaktiivmootoriga veok Texases, USA-s 2014. aastal

Reaktiivmootor on mootor, milles edasiviiv jõud on põhjustatud liikumissuunale vastassuunas väljavoolava gaasi- või vedelikujoa kiirenemise vastumõjust.

Reaktiivjoa kineetilise energia allikaks on soojusenergia, keemiline energia, tuumaenergia, elektrienergia, päikeseenergia või muu kineetiline energia. Reaktiivjoa mittesoojuslikku kiirendamist, näiteks vedelikujoa mehaanilist kiirendamist pumba abil, on veekogul liikumiseks rakendatud suhteliselt vähe.

Lennunduses jagunevad reaktiivmootorid õhku hingavateks mootoriteks - turbiin-reaktiivmootoriteks ja õhku mitte hingavateks mootoriteks rakettmootoriteks.

Turbiinmootorid

Gaasiturbiinmootor

Gaasiturbiin on turbiinmootori tüüp, kus mitmeastmeline labamasin (mitu rootorit ja staatorit) kompressor on ühisel võllil ühendatud turbiiniga. Kompressori ja turbiini vahel on põlemiskamber, milles kompressorist tulnud kokkusurutud õhu sisse pihustatakse eriliste pihustite kaudu kütust. Kütuse ja õhu segu süütamisel toimub põlemine. Põlemisel paisunud suure rõhu ja kõrge temperatuuriga põlemisgaasid väljuvad põlemiskambrist üle mitmeastmelise turbiini labade, pannes gaaside vooluenergiaga turbiini rootori võlli pöörlema ja samas ka samal võllil kompressori rootorid. Vähesem ülejääk põlemisgaaside energiast väljub kõrge temperatuuriga heitgaaside joa näol düüsist. Gaasiturbiine kasutatakse elektrigeneraatorite, laevade sõukruvide ja gaasikompressorite/pumpade käitamiseks.

Turboreaktiivmootor

Turboreaktiivmootor

Turboreaktiivmootor on reaktiivmootor, milles kompressor surub õhu põlemiskambrisse, kus toimub kütuse põlemine. Põlemiskambrist väljub paisunud kuum gaas üle turbiinilabade düüsi kaudu ning tekitab liikumiseks vajaliku reaktiivjõu. Turbiinist väljudes sisaldub põlemisgaasides veel hapnikku, mida kasutatakse järelpõlemiskambris täiendavalt pihustatud kütuse põletamiseks, et saada lisareaktiivjõudu. Erinevalt turboventilaatormootorist, läbib peaaegu kogu mootorisse sattunud õhk kompressori, põlemiskambri ja turbiini.

Turboventilaatormootor

 Pikemalt artiklis Turboventilaatormootor

Turboventilaatormootor

Turboventilaatormootor on põhimõtteliselt turboreaktiivmootor, mille võllile on lisatud suur ventilaator, mida ajab ringi, nagu kompressoritki, turbiin. Ventilaator annab ligi 85% kogu mootori tõmbejõust, enamik õhust läbib just ventilaatori, mootori ülejäänud osadest täiesti mööda. See õhk pole nii suure kiirusega kui düüsist väljuvad gaasid, kuid seda õhku on mahult palju, mis muudab sellise mootori ökonoomsemaks turboreaktiivmootorist. Allahelikiirusel lendamisel on turboventilaatormootorid kõige ökonoomsemad.

Turbopropellermootor

Turbopropellermootor

Propellerit ajab ringi gaasiturbiin, enamik energiast läheb turbiini võllile propelleri käitamiseks. Suure võimsuse ning väikese massi ja mõõtmete tõttu sobib hästi helikopterite mootoriks. Turbopropellermootoritega lennukid on parimate omadustega lendamiseks väiksematel kõrgustel kohalikel lennuliinidel. Turbopropellerlennukid sobivad hästi lennuväljadele kus on lühike maandumisrada, sest propelleri hea staatilise tõmbe tõttu saavad sellise lennuki rattad ruttu raja pinnalt lahti.

Otsevoolu reaktiivmootorid

Ram-reaktiivmootor

Ramjet mootori skeem."M" on õhuvoolu machi arv.

Ramjet-tüüpi reaktiivmootorites pole pöörlevaid osi: puudub kompressor ja turbiin, õhu komprimeerimine (kokkusurumine) toimub lennuki suure kiiruse mõjul. Sellise reaktiivmootori sisselaskeavas asub terava otsaga reguleeritav koonus, mille tagumises laiemas osas on ülehelikiiruseline õhuvool aeglustunud ning suurenenud rõhuga enne põlemiskambrisse jõudmist: düüsist väljuvate põlemisgaaside kiirus on suurem kui mootorisse siseneva õhu kiirus. Ramjet-tüüpi reaktiivmootor töötab ainult suurel kiirusel lennates. Mida kiiremini lennata, seda suuremat võimsust mootor arendab, kuid piirid seab mootorile materjalide kuumustaluvus. Seda tüüpi mootoritega on võimalik arendada lennukiirust kuni 6 Machi.

Scram-reaktiivmootor

Scramjet mootor

Scram- (supersonic combustion ramjet) mootor sarnaneb põhimõtteliselt ramjet-tüüpi mootoriga, kuid seal kogu mootori kanalit läbiv mitmekordse ülehelikiirusega õhk peaaegu ei aeglustu. Põlemiskambris saavad trakti läbivad gaasid lisaenergiat, mis võimaldab saavutada hüperhelikiirust – u 10–20 Machi.

Pulsatsioonreaktiivmootor

pulsatsioon reaktiivmootor

Sellise mootori tõmme saavutatakse kütuse tõukelisel (pulseerival) põlemisel põlemiskambris. Õhk siseneb läbi vedru-klappmehhanismi (membraanide) põlemiskambrisse, kus pihustatud kütuse-õhu segu sütib ning põleb plahvatuslikult. Tekkinud ülerõhust kambris õhu sisselaskeklapid sulguvad ning põlemisgaaside ainsaks väljapääsuks jääb pika resonantstoru (vajalik ajakonstandi saavutamiseks) kaudu düüs. Mingiks hetkeks tekib põlemiskambris pärast plahvatuslikku põlemist hõrendus, õhu sisselaskeklapid avanevad hõrenduse suunas ning tsükkel kordub uuesti.

Rakett-reaktiivmootor

 Pikemalt artiklis Rakettmootor

rakettmootor

Rakett-reaktiivmootor ehk rakettmootor on reaktiivmootor, mis ei vaja reaktiivjoa tekitamiseks väliskeskkonda vaid kannab reaktiivtõuke saavutamiseks vajalikke aineid endaga täies mahus kaasas.

Tuntuim on keemiline rakettmootor, milles energia allikaks on eksotermiline reaktsioon (peamiselt põlemine ja katalüütiline lagunemine) ja reaktiivjoa moodustavad selle kuumad jääkgaasid. Keemiline rakettmootor ei vaja töötamiseks välisõhku ei oksüdeerija ega reaktiivmassina. Tänapäeval kasutatakse peamiselt keemilisi vedelkütus- ja tahkekütusrakettmootoreid, kuid arendamisel on ka tuuma- ja elektrirakettmootorid.

Teoreetiliselt võib rakettmootoriga arendada valguse kiirusele lähedasi kiiruseid, kuid praktikas sõltub maksimumkiirus kaasasoleva kütuse hulgast, reaktiivtõuget genereeriva protsessi võimsusest ning lennuseadme massist.

Rakettmootor on peamine kosmonautikas kasutatav mootor. Ühe või mitme rakettmootoriga lennuseadet nimetatakse üldjuhul raketiks.