1. 개요
제트 엔진의 배기 과정은 흡입구를 통해 유입된 자연 공기가 엔진을 통해 흐르면서 에너지를 제공하고 궁극적으로 항공기를 앞으로 나아갈 수 있는 터빈 동력과 추력을 얻는 과정입니다. 연소 과정에서 압력은 비교적 일정한 경향이 있지만 연소열에 반응하여 부피가 빠르게 팽창합니다. 여기서 발생하는 고온의 플래쉬 가스를 사용하여 엔진의 종류를 결정한다. 터보제트 엔진은 배기가스를 최대한 빠르게 만드는 데 중점을 두지만 터보팬과 터보프롭 엔진은 배기가스의 일부만 제트 속도에 사용하고 나머지는 터빈을 돌려 팬이나 프로펠러를 돌리는 데 사용합니다. 그리고 터보샤프트 엔진에서는 모든 배기가스가 파워터빈을 회전시키는데 사용되고 프리파워터빈은 로터의 회전력을 얻는다. 배기 시스템 설계는 엔진 유형을 결정하는 중요한 요소입니다. 제트 파이프와 배기 노즐의 면적은 터빈 입구 온도, 공기 질량 유량 및 배기 제트의 속도와 압력에 영향을 미치는 중요한 요소입니다.
배기가스의 에너지원은 온도와 압력이다. 이들의 최적 조합은 원하는 성능이나 추력을 얻는 데 중요한 역할을 합니다. 노즐의 크기가 작으면 추력은 좋아지지만 압축기 슬립이나 서지가 발생할 수 있고 반대로 노즐 면적이 너무 크면 추력이 너무 작아질 수 있습니다. 제트엔진에서 배기계통은 왕복엔진처럼 단순히 배기가스를 분출하는 장치로 사용되지 않는다. 그렇다고 해서 배기 시스템이 물리적 작업을 수행하는 복잡한 역학을 가지고 있다는 의미는 아닙니다. 추력 노즐의 형상을 정밀하게 설계함으로써 제트 엔진에 필요한 성능을 달성할 수 있습니다. 이러한 이유로 벤트를 배기 노즐 또는 배기 노즐이라고 합니다. 동일한 아음속 범위에서 고성능 왕복 엔진의 배기는 추력에 기여하지 않지만 바이패스 비율이 높은 아음속 터보팬 엔진의 제한된 배기 노즐은 상당한 추력에 기여합니다.
2. 배기 시스템 부품
일반적으로 배기 시스템은 터빈 출구에서 배기 노즐 끝까지 이어집니다. 일부 후연소 또는 재가열 전투기 엔진은 엔진 유형에 따라 터빈 출구와 배기 노즐 사이에 제트 튜브를 추가합니다. 애프터버너가 없는 일반 상용 항공기 제트엔진과 전투기 엔진의 배기계통은 배기콘, 노즐, 배기노즐로 구성된다. 또한 배기 시스템에 통합된 주요 장치로는 애프터버너, 역추력 장치 및 소음 감소 장치가 있습니다. 이러한 장치의 설치 여부에 따라 하위 구성 요소가 결정됩니다.
3. 배기 콘
제트 엔진 배기 장치의 특이한 구성 요소 중 하나는 배기 장치 중앙에 설치된 원뿔 모양의 배기 콘입니다. 배기 콘은 흡기 콘과 유사하지만 흡기 콘은 공기 통로를 좁히고 배기 콘은 가스 통로를 넓힙니다. 추력을 높이려면 배기가스가 터빈에서 배출되는 것보다 더 빨리 배출되어야 하는데, 이를 위해서는 터빈에서 배출되는 가스를 모아 직선으로 배출하도록 제트파이프를 설계해야 한다. 터빈 출구에서 배출되는 배기 가스의 속도는 약 750~1200ft/s이지만 이 속도 범위의 마찰 손실이 너무 크기 때문에 이를 줄이기 위한 확산 작용이 필요합니다. 확산 효과를 통해 지연 기능을 수행하도록 설계되었을 뿐만 아니라 배기 가스가 터빈 디스크 뒤쪽으로 흐르는 것을 방지합니다. 이 구역에서 약 마하 0.5의 가스 유량을 유지하십시오. 터빈을 빠져나가면서 약간의 선회 배기류로 인해 추가적인 손실이 발생할 수 있으므로 이를 방지하기 위해 배기가 테일파이프에 들어가기 전에 일직선으로 흐르도록 후방 터빈 스트러트를 설치한다. 설치됨
4. 추진기
노즐은 출구 면적을 조절하여 유체의 속도를 증가시키는 장치입니다. 노즐 영역을 정밀하게 설계함으로써 액체 스트림의 유량, 속도, 질량, 모양 및 압력까지 제어할 수 있습니다. 제트 엔진 내부의 고도로 팽창된 가스는 배기 노즐의 정밀한 설계로 가속될 수 있음이 분명합니다. 제트 엔진에서 배기 노즐은 기체의 속도를 최대화하도록 설계되었기 때문에 모티브 노즐이라고 합니다. 제트 엔진에서 추진 노즐은 수축 노즐과 수축 확산 노즐입니다. 수축 노즐은 아음속 속도로 제한되지만 수축 확산 노즐은 초음속 흐름으로 증가할 수 있습니다. 수축 노즐은 단면적이 고정되어 있지만 수축 확산 노즐은 작동 조건에 따라 단면이 수축 확산될 수 있어 작동 면에서 효율적입니다. 그러나 기계적 복잡성과 무게의 증가는 불가피합니다. 좋은 엔진 성능을 위해서는 압력, 온도 및 추력 사이의 정확한 관계가 필요하므로 노즐 크기와 모양이 매우 중요합니다.