چگونه موتور جت کار می کند؟

اگرچه موتورهای جت به تازگی در اختیار بشر قرار گرفته اند و نیرومندترین هواپیماها با آن حرکت و پرواز می کنند ولی قاعده ی فنی این نوع موتورها در دو هزار سال قبل کشف شده است.

واژه ی «جت» به معنای «جهش ناگهانی یک مانع یا گاز از یک دهانه ی تنگ و باریک» است. مبنای ساختن موتورهای جت، قاعده ی «پیش راندن بوسیله ی جت» است. این قاعده بوسیله ی یک ریاضیدان یونانی که در بندر قدیمی اسکندریه می زیست (و به همین جهت به نام «هرون اسکندرانی» شهرت دارد) در صد و بیست سال قبل از میلاد مسیح کشف گردید.

هرون اسکندرانی یک گوی فلزی را برداشت و در آن چند سوراخ به وجود آورد. وی سپس این گوی را بوسیله ی «جهش بخار» که از سوراخ های تنگ مزبور خارج می شد، به حرکت درآورد.

برای آنکه بیشتر با کار «پیش رانی با جت» آشنا شوید، توجه شما را به یک بادکنک معمولی جلب می کنیم.

در صورتی که دهانه ی بادکنک بسته باشد هوایی که در درون بادکنک وجود دارد، بر تمام سطح داخلی بادکنک بطور یکسانی فشار وارد می آورد. اما به محض اینکه دهانه ی بادکنک را باز کنید، فشار از همه جا کاسته می شود و روی دهانه ی تنگ خروجی بادکنک هجوم می آورد. حالا اگر بادکنک مزبور را در هوا رها کنید، خواهید دید که با فشار هوایی که با شدت از دهانه اش خارج می شود، به جلو حرکت می کند.

پس حالا خوب متوجه شُدید که هوایی که با فشار از یک دهانه ی تنگ خارج می شود، چرا و چگونه یک جسم را به طرف جلو می راند.

اکنون اگر بخواهیم این مطلب را در قالب یک قانون فیزیکی حرکت بیان کنیم، باید بگوییم: «برای هر نوع عمل، یک نوع عکس العمل وجود دارد.»

در یک موتور جت، عمل عبارت است از تخلیه شدن هوا که به طرف عقب فشار می آورد. عکس العمل آن هم عبارت است از هل دادن جسم مورد بحث به طرف جلو که آن را حرکت پیشرانه می گویند.

موتورهای جت اساساً به دو شکل ساخته می شوند:

• موتورهای رام جت (Ram Jet)
• موتورهای توربو جت (Turbo Jet)

رام جت به یک نوع موتور جت گفته می شود که شبیه به یک لوله ی بخاری پرنده است و هیچ قسمتی از آن متحرک نیست. فقط هوا از دهانه ی جلویی اش (یعنی از هواکش آن) وارد می شود. سپس با بنزین مخلوط می شود و می سوزد.

به این ترتیب، در حدود پنج برابر بر حجم قبلی گاز می افزاید و با یک فشار سرسام آور و زیاد، از انتهای هواپیما خارج می گردد. آتشی که در موتورهای نوع رام جت وجود دارد، به هنگام توقف هواپیما به هیچ وجه فشاری به وجود نمی آورد. اما زمانی که هواپیما در حال حرکت است، هرچه سریع تر پرواز کند به همان نسبت نیز نیرو و فشار بیشتری به وجود خواهد آمد.

اما توربو جت موتوری است که به توربین مجهز گردیده است و دارای یک کمپرسور می باشد که هوا را بوسیله ی آن می مکد و با فشار وارد اتاق احتراق می کند. در درون اتاق احتراق هوا با بنزین مخلوط می شود و می سوزد. بر اثر این عمل، گازهای داغی به وجود می آیند که حجم شان چند برابر حجم قبلی شان شده است. این گازهای داغ از درون یک توربین عبور می کنند و سپس از سوراخی که در عقب هواپیما وجود دارد خارج می شوند. به این ترتیب، گازهای مورد بحث فشار جت تولید می کنند و در این صورت، دیگر کاملاً روشن و واضح است که هواپیما به طرف جلو رانده خواهد شد.

ضمناً بد نیست این موضوع را نیز بدانید که یک نوع هواپیمای دیگر هم هست که ملخ بوسیله ی «توربین جت» به چرخش در می آید. این قبیل هواپیماها در صنعت هوانوردی به هواپیماهای توربو پروپ (Turbo Prop) شهرت پیدا کرده اند. در موتور توربو پروپ (توربینی – پروانه ای) حرکت توربین به یک پروانه انتقال می یابد. در موتور توربوشفت (توربینی – محوری) نیز چرخش توربین به یک محور منتقل می شود که شنی های تانک و یا پره های هلیکوپتر را به حرکت در می آورد.

منابع

مقاله علمی و آموزشی «چگونه موتور جت کار می کند؟»، نتیجه ی تحقیق و پژوهش، گردآوری و نگارش هیئت تحریریه علمی پورتال یو سی (شما می توانید) می باشد. در این راستا کتاب به من بگو چرا و چگونه، نوشته ی آرکادی لئوکوم و ترجمه سعید درودی از انتشارات بهزاد، منتشر شده در 1391 با شابک 8-57-5959-964 به عنوان منبع اصلی مورد استفاده قرار گرفته است.