Jet Engine กับ Rocket Engine
เครื่องยนต์ไอพ่นและจรวดเป็นเครื่องยนต์ปฏิกิริยาตามกฎข้อที่สามของนิวตัน เครื่องยนต์จรวดยังเป็นเครื่องยนต์ไอพ่นที่มีรูปแบบเฉพาะเล็กน้อยระหว่างทั้งสอง แรงขับของทั้งสองมาจากความเร็วไอเสียของเครื่องยนต์ ไอเสียของเครื่องยนต์จรวดไปถึงความเร็วของเสียงใกล้คอของหัวฉีด และการขยายตัวในหัวฉีดจะเพิ่มความเร็วขึ้นอีกเป็นทวีคูณ ทำให้ไอพ่นไอเสียที่มีความเร็วเหนือเสียง เครื่องยนต์ไอพ่นใช้อากาศและเชื้อเพลิงในการเผาไหม้ และทำงานที่ความเร็วต่ำกว่าเสียงหรือความเร็วเสียง เครื่องยนต์ไอพ่นใช้งานได้เฉพาะในบรรยากาศ ในขณะที่จรวดสามารถทำงานในสุญญากาศและในบรรยากาศได้เครื่องยนต์ไอพ่นใช้ออกซิเจนในการเผาไหม้จากบรรยากาศ แต่จรวดมีออกซิเจนในตัวเอง
เครื่องยนต์จรวด
เครื่องยนต์จรวดหรือเรียกง่ายๆ ว่า "จรวด" เป็นเครื่องยนต์ไอพ่นชนิดหนึ่งที่ใช้มวลของตัวขับเคลื่อนเท่านั้น ซึ่งผลิตก๊าซอัดแรงดันเพื่อสร้างไอพ่นขับเคลื่อนความเร็วสูงที่พุ่งผ่านหัวฉีดเพื่อสร้างแรงขับในเครื่องยนต์จรวด. ส่วนใหญ่เป็นเครื่องยนต์สันดาปภายใน และแทนที่จะใช้วัสดุภายนอกเพื่อสร้างไอพ่น พวกมันใช้ไอเสียจากเครื่องยนต์ไอซี ความเร็วไอเสียสูงสุดของเครื่องบินไอพ่นมาจากเครื่องยนต์จรวด
หลักการทำงานของเครื่องยนต์จรวดแบ่งออกเป็นสามองค์ประกอบหลัก และแตกต่างกันเล็กน้อยตามประเภทของจรวดที่ใช้ อย่างแรกคือการเผาไหม้หรือความร้อนของเชื้อเพลิงขับเคลื่อนซึ่งผลิตก๊าซไอเสีย อย่างที่สองคือ ผ่านมันผ่านหัวฉีดที่ขับเคลื่อนด้วยความเร็วเหนือเสียง ซึ่งช่วยเร่งไอเสียให้เร็วขึ้นโดยใช้พลังงานความร้อนของก๊าซเอง จากนั้นเครื่องยนต์จะถูกผลักไปในทิศทางตรงกันข้ามเนื่องจากปฏิกิริยาต่อการไหลของไอเสียสิ่งนี้ให้ประสิทธิภาพทางอุณหพลศาสตร์ที่ดีขึ้นโดยพิจารณาจากอุณหภูมิและความดันสูง เป็นเพราะที่อุณหภูมิสูง ความเร็วของเสียงก็สูงมากเช่นกัน ความเร็วของเสียงเป็นสัดส่วนโดยประมาณกับกำลังสองของอุณหภูมิไอเสีย
การสร้างเครื่องยนต์จรวดขึ้นอยู่กับชนิดของเชื้อเพลิงที่ใช้ขับเคลื่อน เครื่องยนต์จำนวนมากเป็นเครื่องยนต์สันดาปภายใน ซึ่งใช้มวลสารขับเคลื่อนของส่วนผสมของเชื้อเพลิงและส่วนประกอบออกซิไดซ์ หรือส่วนผสมของของแข็งและของเหลว หรือสารขับเคลื่อนที่เป็นก๊าซ อีกประเภทหนึ่งคือการให้ความร้อนแก่มวลปฏิกิริยาเฉื่อยทางเคมีโดยใช้แหล่งพลังงานพลังงานสูงผ่านตัวแลกเปลี่ยนความร้อน
เครื่องยนต์เจ็ต
เครื่องยนต์เจ็ทประกอบด้วยชิ้นส่วนต่างๆ เช่น พัดลม คอมเพรสเซอร์ สันดาป กังหัน มิกเซอร์ และหัวฉีด ความพร้อมใช้งานและการจัดวางชิ้นส่วนเหล่านี้ร่วมกับกลไกขับเคลื่อนทำให้เครื่องยนต์ไอพ่นประเภทต่างๆ เครื่องยนต์ดูดอากาศและบีบอัดในคอมเพรสเซอร์ จากนั้นอากาศอัดและความร้อนจะถูกส่งไปยังห้องเผาไหม้และผสมกับเชื้อเพลิงและการเผาไหม้ไอเสียถูกส่งไปยังกังหันเพื่อสร้างแรงขับเพื่อขับเคลื่อนเครื่องยนต์
ประเภทเครื่องยนต์ไอพ่นที่มีให้บริการ ได้แก่ แรมเจ็ท เทอร์โบเจ็ท เทอร์โบแฟน ใบพัดเทอร์โบ และเพลาเทอร์โบ หลักการทำงานของเครื่องยนต์ทั้งหมดมีความคล้ายคลึงกันโดยมีข้อยกเว้นดังต่อไปนี้ ใน turbofan ส่วนหนึ่งของอากาศอัดจะถูกส่งไปยังกังหันโดยตรง แม้ว่าจะไม่ได้รับความร้อนเท่ากับไอเสียจากการเผาไหม้ แต่ก็มีมวลอากาศสูง จึงทำให้มีส่วนที่ใหญ่ขึ้นสำหรับแรงขับทั้งหมด ในเทอร์โบพร็อพและเทอร์โบแฟน แรงขับนั้นผลิตโดยใบพัดเช่นกัน ในพัดลมเทอร์โบ แรงขับทั้งหมดเกิดจากใบพัดดังที่เราเห็นในเฮลิคอปเตอร์
Jet Engine กับ Rocket Engine
– จรวดใช้สำหรับยานอวกาศและขีปนาวุธ
– การใช้เครื่องบินเจ็ทเป็นส่วนใหญ่ในอุตสาหกรรมการขนส่ง และสามารถพบได้ในเครื่องบินทหาร เครื่องบิน รถความเร็วสูง เรือ และเรือด้วย การใช้งานอื่นๆ อยู่ในขีปนาวุธล่องเรือและอากาศยานไร้คนขับ (UAV)
– เครื่องยนต์จรวดใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพน้อยที่สุดสำหรับเครื่องบินเจ็ต
– มลพิษทางเสียงจะสูงกว่าด้วยเครื่องยนต์จรวดเมื่อเทียบกับเครื่องยนต์เจ็ท
– เครื่องยนต์ไอพ่นซับซ้อนกว่าเครื่องยนต์จรวด
