Gázturbinás hajtóműnek nevezzük az olyan belsőégésű motorokat, melyeknél a levegő sűrítése gázturbinával megforgatott kompresszorral valósul meg. A turbina energia átadása a kompresszornak egy közös tengelyen keresztül történik.

null

A gázturbinás hajtómű ( GTHm ) egy olyan hőerőgép, mely a tüzelőanyag elégetésével nyert hőt átalakítja mechanikai munkává, melyet aztán vagy a kiáramló gázok kinetikai energiájaként vagy forgó tengelyekről levett munkával hajtott fogyasztókkal hasznosítanak. A hő átalakulása mechanikai munkává egy bizonyos ciklusban ( körfolyamatban ) történik. Ez a körfolyamat a GTH esetében a p-V és T-s koordináták szerint az alábbi ábrán látható. Az ideális ciklus szaggatott vonallal ábrázolt.


p–nyomás; V – térfogat; T – abszolút hőmérséklet; s – entrópia ( munkára fordítható energia csökkenés )

A termodinamikából ismert, hogy az ideális körfolyamat adiabatikus ( nincs hőcsere ) sűrítéssel ( 1-2’ szakasz ) és ritkulással ( 3’-5’ ), illetve izobár ( állandó nyomás ) folyamat szerinti hőközléssel ( 2’-3’ ) valamint visszahűléssel ( 5’-1 ) jellemezhető.

A tényleges körfolyamatban a sűrítés ( 1-2 ) és kitágulás ( 3-5 ) közel adiabatikus, de szerepet játszanak hőveszteségek. Ezek a hőveszteségek abból erednek, hogy a hidraulikus ellenállás leküzdésekor hő keletkezik és adódik át a munkaközegnek, illetve hőátadás történik a hajtómű falain keresztül a külső környezetnek. A hőközlés az üzemi közeggel ( 2-3 ) kisebb nyomásveszteséggel ( 3-8% ) jár.

A kompresszorban összesűrített levegővel közölt hő hatására annyira megnövekszik a gáz belső és kinetikai energiája ( entalpia ), hogy a kezdeti értékre való kitáguláskor a tágulási munka sokkal nagyobb, mint a kompresszor működtetéséhez szükséges.
A tágulási munka felesleget a körfolyamat ténylegesen rendelkezésre álló munkának nevezzük és különböző célokra használhatjuk: pl. valamilyen energia fogyasztó meghajtására ( generátor, légcsavar stb. ) vagy a gázsugár felgyorsítására és a gázok nagy kilépési sebességének létrehozására.

A ciklus munkájának hasznosításától függően a repülésben az alábbi gázturbinás hajtóműtípusokat különböztetjük meg:
• turbó-reaktív
• kétáramú turbó-reaktív
• turbó-légcsavaros
• szabadturbinás

( Folytatjuk! )