Pierwszy silnik odrzutowy napędzany parą wodną skonstruował w I wieku naszej ery Heron z Aleksandrii (tzw. bania Herona), jednak w owych czasach był traktowany jako ciekawostka i nie znalazł praktycznego zastosowania.
Silniki rakietowe, używane aż do XX wieku jedynie do zastosowań militarnych oraz napędu fajerwerków, stosowano przynajmniej od XII wieku, wynaleziono je w Chinach. Pierwszy odrzutowy silnik lotniczy, tzw. motoriet powstał w 1910, jego konstruktorem był Henri Coanda (był użyty w samolocie Coanda-1910. Pierwszy nowoczesny silnik turboodrzutowy opatentował w 1930 roku Anglik Frank Whittle. 27 sierpnia 1939 odbył swój pierwszy lot Heinkel He 178, pierwszy samolot z silnikiem turboodrzutowym.
Silniki odrzutowe podzielić można na przelotowe, w których utlaniaczem niezbędnym do procesu spalania jest zasysane z otoczenia powietrze, oraz rakietowe, używające do tego celu utleniaczy przewożonych wraz z paliwem.
Silnik turboodrzutowy jest najprostszym z silników turbinowych, jednak przy prędkościach poddźwiękowych wykazuje mniejszą wydajność i większe zużycie paliwa niż silnik turbowentylatorowy (nazywany też silnikiem turboodrzutowym dwuprzepływowym). Z kolei przy wysokich prędkościach naddźwiękowych duże ciśnienie powietrza i spowodowana tym wysoka temperatura strumienia powietrza może doprowadzić do przegrzania silnika i uszkodzenia sprężarki i turbiny.
Budowa Silnika
Części
zasadnicze: wlot powietrza, sprężarka,
komora spalania (z wtryskiwaczami paliwa), turbina,
dysza wylotowa, wał. Części pomocnicze, współpracujące: układ paliwowy (z
pompami), układ olejowy (z pompami i czasem chłodnicą oleju), czujniki, układy
sterujące i monitorujące.
Zasada działania
Powietrze zasysane jest przez sprężarkę (osiową lub promieniową, jedno- lub wielostopniową) i sprężane przez nią. Następnie trafia do komory spalania (lub kilku komór rozmieszczonych obwodowo wokół osi silnika), tam wtryskiwacze podają paliwo (np. naftę lotniczą), które zapala się od rozgrzanych spalin (w momencie rozruchu paliwo zapalane jest świecą zapłonową). Spalanie paliwa zwiększa temperaturę gazów w komorze spalania. Gorące gazy spalinowe napędzają turbinę, która jest sprzęgnięta wałem z wymienioną wcześniej sprężarką. Turbina napędza sprężarkę, co powoduje podtrzymanie pracy silnika.Ciąg silnika wynika z różnicy pędu gazów wpadających przez wlot i opuszczających silnik przez dyszę wylotową ze zwiększoną prędkością - a bezpośrednio jest rezultatem działania ciśnień na różne elementy silnika - od sprężarki poprzez komorę spalania, turbinę lub turbiny po dyszę wylotową.
Silnik turboodrzutowy ze sprężarką osiową
Rodzaj silnika, który napędza pojazd poprzez wykorzystanie zjawiska odrzutu gazów (silnika odrzutowego). W przeciwieństwie do silnika rakietowego wykorzystuje otaczające powietrze jako masę wyrzutową a tlen zawarty w tym powietrzu jako utleniacz znajdującego się w zbiornikach pojazdu paliwa. Silnik ten montowany jest zazwyczaj w samolotach. Popularnie nazywany jest po prostu silnikiem odrzutowym.
Silnik turboodrzutowy jest najprostszym z silników turbinowych, jednak przy prędkościach poddźwiękowych wykazuje mniejszą wydajność i większe zużycie paliwa niż silnik turbowentylatorowy (nazywany też silnikiem turboodrzutowym dwuprzepływowym). Z kolei przy wysokich prędkościach naddźwiękowych duże ciśnienie powietrza i spowodowana tym wysoka temperatura strumienia powietrza może doprowadzić do przegrzania silnika i uszkodzenia sprężarki i turbiny.
Silnik turboodrzutowy dwuprzepływowy
Przez odpowiednio ukształtowany wlot powietrze wpływa do silnika turbinowego dwuprzepływowego i zmniejsza w nim swoją prędkość zwiększając jednocześnie ciśnienie.
Wchodzące powietrze w przedniej części silnika dzielone jest na dwa strumienie. Jeden przepływa po zewnętrznej stronie komory spalania powodując chłodzenie silnika i obniżając poziom hałasu, a drugi trafia do sprężarek.
W sprężarkach strumień powietrza zostaje sprężony i przetłoczony do komory spalania, w której zostaje ogrzany. Powstałe w komorze gorące spaliny rozszerzają się częściowo w turbinie napędzając sprężarki,
a częściowo w dyszy wylotowej którą opuszczają silnik łącząc się z pierwszym strumieniem. Wylatując z silnika z dużą prędkością strumienie wytwarzają ciąg (siłę odrzutu) powodujący ruch samolotu do przodu.
Silnik turbowentylatorowy
