टर्बोजेट

For the Hong Kong based ferry company, see TurboJET.

जंकर्स जुमो 004 , परिचालन उपयोग में पहला उत्पादन टर्बोजेट

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एक विशिष्ट गैस टरबाइन जेट इंजन का आरेख

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फ्रैंक व्हिटेल

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हंस वॉन ओहैन

टर्बोजेट एक हवा में सांस लेने वाला जेट इंजन है जो आमतौर पर विमानों में उपयोग किया जाता है। इसमें प्रोपेलिंग नोजल के साथ गैस टरबाइन होता है। [[ गैस टर्बाइन ]] में एक एयर इनलेट होता है जिसमें इनलेट गाइड वैन, एक कंप्रेसर, एक दहन कक्ष और एक टरबाइन (जो कंप्रेसर को चलाता है) शामिल होता है। कंप्रेसर से संपीड़ित हवा को दहन कक्ष में ईंधन जलाकर गरम किया जाता है और फिर टरबाइन के माध्यम से विस्तार करने की अनुमति दी जाती है। इसके बाद टर्बाइन एग्जॉस्ट को प्रोपेलिंग नोज़ल में फैलाया जाता है, जहां इसे थ्रस्ट प्रदान करने के लिए उच्च गति पर त्वरित किया जाता है। दो इंजीनियरों, यूनाइटेड किंगडम में फ्रैंक व्हिटेल और जर्मनी में हंस वॉन ओहैन ने 1930 के दशक के अंत में अवधारणा को व्यावहारिक इंजनों में स्वतंत्र रूप से विकसित किया।

टर्बोजेट की कम वाहन गति पर खराब दक्षता होती है, जो विमान के अलावा अन्य वाहनों में उनकी उपयोगिता को सीमित करता है। टर्बोजेट इंजनों का उपयोग अलग-अलग मामलों में विमान के अलावा अन्य वाहनों को बिजली देने के लिए किया गया है, आमतौर पर भूमि गति रिकॉर्ड के प्रयासों के लिए। जहां वाहन टर्बाइन-संचालित होते हैं, यह आमतौर पर टर्बोशाफ्ट इंजन के उपयोग से होता है, गैस टरबाइन इंजन का विकास जहां एक घूर्णन आउटपुट शाफ्ट को चलाने के लिए एक अतिरिक्त टर्बाइन का उपयोग किया जाता है। ये हेलीकॉप्टर और होवरक्राफ्ट में आम हैं। कॉनकॉर्ड और TU-144 के लंबी दूरी के संस्करणों पर टर्बोजेट का उपयोग किया गया था, जिन्हें सुपरसोनिक रूप से यात्रा करने में लंबी अवधि बिताने की आवश्यकता थी। मध्यम श्रेणी की क्रूज़ मिसाइल ों में टर्बोजेट अभी भी आम हैं, उनकी उच्च निकास गति, छोटे ललाट क्षेत्र और सापेक्ष सादगी के कारण। वे अभी भी मिग -25 जैसे कुछ सुपरसोनिक लड़ाकू विमानों पर उपयोग किए जाते हैं, लेकिन सुपरसोनिक रूप से यात्रा करने में बहुत कम समय व्यतीत करते हैं, और इसलिए सुपरसोनिक स्प्रिंट के लिए निकास गति बढ़ाने के लिए टर्बोफैन और आफ्टरबर्नर का उपयोग करते हैं।

इतिहास

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Heinkel He 178 , Heinkel HeS 3 इंजन का उपयोग करते हुए शुद्ध रूप से टर्बोजेट शक्ति पर उड़ान भरने वाला दुनिया का पहला विमान

एक विमान को बिजली देने के लिए गैस टर्बाइन का उपयोग करने के लिए पहला पेटेंट 1921 में फ्रेंचमैन मैक्सिमे गुइल्यूम द्वारा दायर किया गया था। उनका इंजन एक अक्षीय-प्रवाह टर्बोजेट होना था, लेकिन इसका निर्माण कभी नहीं किया गया था, क्योंकि इसके लिए कंप्रेशर्स में कला की स्थिति पर काफी प्रगति की आवश्यकता होती।

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Whittle W.2/700 इंजन ने Gloster E.28/39 में उड़ान भरी, टर्बोजेट इंजन के साथ उड़ान भरने वाला पहला ब्रिटिश विमान, और Gloster Meteor

1928 में, ब्रिटिश आरएएफ कॉलेज क्रैनवेल कैडेट फ्रैंक व्हिटल ने औपचारिक रूप से अपने वरिष्ठों को टर्बोजेट के लिए अपने विचार प्रस्तुत किए। अक्टूबर 1929 में उन्होंने अपने विचारों को और विकसित किया। 16 जनवरी 1930 को इंग्लैंड में, व्हिटल ने अपना पहला पेटेंट (1932 में प्रदान किया गया) प्रस्तुत किया। पेटेंट ने एक एकल-पक्षीय केन्द्रापसारक कंप्रेसर को खिलाते हुए एक दो-चरण अक्षीय कंप्रेसर दिखाया। एलन अर्नोल्ड ग्रिफ़िथ|ए.ए. 1926 में एक सेमिनल पेपर में ग्रिफ़िथ (टरबाइन डिज़ाइन का एक वायुगतिकीय सिद्धांत)। Whittle ने बाद में कई तरह के व्यावहारिक कारणों से सरल केन्द्रापसारक कंप्रेसर पर ही ध्यान केंद्रित किया। 12 अप्रैल 1937 को पावर जेट्स WU चलाने वाला पहला टर्बोजेट एक व्हिटल इंजन था। यह तरल-ईंधन वाला था। जब ईंधन की आपूर्ति बंद होने के बावजूद इंजन अपेक्षाकृत उच्च गति से नियंत्रण से बाहर हो गया, तो व्हिटल की टीम ने पहली शुरुआत के प्रयासों के दौरान निकट-घबराहट का अनुभव किया। बाद में यह पाया गया कि प्री-स्टार्ट मोटरिंग चेक के दौरान ईंधन दहन कक्ष में लीक हो गया था और पूल में जमा हो गया था, इसलिए इंजन तब तक गति करना बंद नहीं करेगा जब तक कि सभी लीक हुए ईंधन जल न जाएं। अपने आविष्कार में सरकार की रुचि नहीं थी, और विकास धीमी गति से जारी रहा।

जर्मनी में, हंस वॉन ओहैन ने 1935 में इसी तरह के इंजन का पेटेंट कराया था। व्हिटल के केन्द्रापसारक प्रवाह इंजन के विपरीत उनका डिज़ाइन, एक अक्षीय-प्रवाह इंजन, अंततः 1950 के दशक तक अधिकांश निर्माताओं द्वारा अपनाया गया था। 27 अगस्त 1939 को वॉन ओहैन के डिजाइन द्वारा संचालित हिंकेल हे 178, टर्बोजेट इंजन से जोर का उपयोग करके उड़ान भरने वाला दुनिया का पहला विमान बन गया। इसे टेस्ट पायलट एरिक वारसिट्ज ने उड़ाया था। Gloster E.28/39, (जिसे Gloster Whittle , Gloster Pioneer , या Gloster G.40 भी कहा जाता है) ने 1941 में पहली ब्रिटिश जेट-इंजन वाली उड़ान भरी। इसे उड़ान में Whittle जेट इंजन का परीक्षण करने के लिए डिज़ाइन किया गया था, और ग्लॉस्टर उल्का के विकास का नेतृत्व किया। पहले दो परिचालन टर्बोजेट विमान, मैसर्सचमिट मी 262 और फिर ग्लॉस्टर उल्का, द्वितीय विश्व युद्ध के अंत की ओर, 1944 में सेवा में आए। अप्रैल में Me 262 और जुलाई में Gloster Meteor, इसलिए Meteor ने केवल लगभग 15 विमानों को WW2 की कार्रवाई में प्रवेश करते देखा, जबकि 1400 Me 262 तक का उत्पादन किया गया, जिसमें 300 ने युद्ध में प्रवेश किया, पहला जमीनी हमला किया और जेट विमानों की हवाई लड़ाई में जीत हासिल की। . हवा इनटेक के माध्यम से घूर्णन कंप्रेसर में खींची जाती है और दहन कक्ष में प्रवेश करने से पहले एक उच्च दबाव में संपीड़ित होती है। ईंधन को संपीड़ित हवा के साथ मिलाया जाता है और दहन में जलता है। दहन उत्पाद कंबस्टर को छोड़ देते हैं और टर्बाइन के माध्यम से फैलते हैं जहां कंप्रेसर को चलाने के लिए पावर (भौतिकी) निकाली जाती है। टर्बाइन निकास गैसों में अभी भी काफी ऊर्जा होती है जो प्रोपेलिंग नोजल में एक उच्च गति जेट में परिवर्तित हो जाती है।

पहले टर्बोजेट, या तो एक केन्द्रापसारक कंप्रेसर (हेन्केल एचईएस 3 के रूप में), या एक अक्षीय कंप्रेसर (जंकर्स जुमो 004 के रूप में) का इस्तेमाल करते थे, जो एक छोटा व्यास देता था, हालांकि लंबा, इंजन। पिस्टन इंजनों पर इस्तेमाल किए गए प्रोपेलर को निकास के उच्च गति वाले जेट के साथ बदलकर, उच्च विमान गति प्राप्त की जा सकती थी।

टर्बोजेट इंजन के लिए अंतिम अनुप्रयोगों में से एक कॉनकॉर्ड था जिसने ओलिंप 593 इंजन का उपयोग किया था। हालांकि, कॉनकॉर्ड के सेवा में आने से तीन साल पहले 593 कोर का उपयोग कर दूसरी पीढ़ी के एसएसटी इंजन के लिए रोल्स-रॉयस और स्नेकमा द्वारा संयुक्त अध्ययन किया गया था। उन्होंने बेहतर टेक-ऑफ और क्रूज़िंग प्रदर्शन देने के लिए 0.1 और 1.0 के बीच बाईपास अनुपात वाले बाईपास इंजनों का मूल्यांकन किया। फिर भी, 593 कॉनकॉर्ड कार्यक्रम की सभी आवश्यकताओं को पूरा करते थे।मच 2.2 पर कॉनकॉर्ड डिज़ाइन के लिए 1964 में किए गए अनुमानों ने सुपरसोनिक एयरलाइनर के लिए मील प्रति गैलन के संदर्भ में, मैक 0.85 (बोइंग 707, DC-8) पर सबसोनिक एयरलाइनर की तुलना में रेंज में दंड को अपेक्षाकृत छोटा दिखाया। ऐसा इसलिए है क्योंकि ड्रैग में बड़ी वृद्धि की काफी हद तक पॉवरप्लांट दक्षता में वृद्धि से भरपाई की जाती है (इंजन की दक्षता राम के दबाव में वृद्धि से बढ़ जाती है जो कंप्रेसर के दबाव में वृद्धि को जोड़ती है, उच्च विमान की गति निकास जेट की गति को बढ़ाती है जिससे प्रणोदन क्षमता बढ़ जाती है)। टर्बोजेट इंजनों का व्यावसायिक विमानन पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ा। तेज़ उड़ान गति देने के अलावा, टर्बोजेट में पिस्टन इंजन की तुलना में अधिक विश्वसनीयता थी, कुछ मॉडलों ने 99.9% से अधिक की प्रेषण विश्वसनीयता रेटिंग का प्रदर्शन किया। इन-फ्लाइट विफलताओं पर चिंताओं के कारण प्री-जेट वाणिज्यिक विमानों को आंशिक रूप से चार इंजनों के साथ डिजाइन किया गया था। लैंडिंग क्षेत्र के एक घंटे के भीतर विमानों को रखने के लिए विदेशी उड़ान पथ तैयार किए गए थे, जिससे उड़ानें लंबी हो गईं। टर्बोजेट के साथ आई विश्वसनीयता में वृद्धि ने तीन और दो-इंजन डिजाइनों और अधिक सीधी लंबी दूरी की उड़ानों को संभव बनाया। उच्च-तापमान मिश्र धातुएं एक उल्टा नमकीन थीं, एक प्रमुख तकनीक जिसने जेट इंजनों पर प्रगति को खींच लिया। 1930 और 1940 के दशक में निर्मित गैर-यूके जेट इंजनों को रेंगना विफल होने और ब्लेड को अन्य प्रकार की क्षति के कारण हर 10 या 20 घंटे में ओवरहाल करना पड़ता था। हालांकि, ब्रिटिश इंजनों ने निमोनिक मिश्र धातुओं का उपयोग किया, जो ओवरहाल के बिना विस्तारित उपयोग की अनुमति देते थे, रोल्स-रॉयस वेलैंड और रोल्स-रॉयस डेरवेंट जैसे इंजन, और 1949 तक बिना रखरखाव के 500 घंटे के लिए प्रमाण पत्र टाइप करें होने के कारण डी हैविलैंड गोबलिन यह 1950 के दशक तक नहीं था कि सुपर मिश्रधातु तकनीक ने अन्य देशों को आर्थिक रूप से व्यावहारिक इंजन बनाने की अनुमति दी थी।

प्रारंभिक डिजाइन

टर्बाइनों के लिए उपयुक्त उच्च तापमान सामग्री की कमी के कारण प्रारंभिक जर्मन टर्बोजेट चलाने की मात्रा पर गंभीर सीमाएं थीं। रोल्स-रॉयस वेलैंड जैसे ब्रिटिश इंजनों ने बेहतर स्थायित्व प्रदान करने वाली बेहतर सामग्री का उपयोग किया। वेलैंड शुरू में 80 घंटे के लिए टाइप सर्टिफिकेट था। टाइप-सर्टिफाइड, बाद में ओवरहाल के बीच 150 घंटे तक बढ़ा दिया गया, क्योंकि परीक्षणों में 500 घंटे की विस्तारित दौड़ हासिल की जा रही थी।

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जनरल इलेक्ट्रिक से J85-GE-17A टर्बोजेट इंजन (1970)

संयुक्त राज्य अमेरिका में जनरल इलेक्ट्रिक द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान अपने टर्बोसुपरचार्जर में प्रयुक्त उच्च तापमान सामग्री के साथ अपने अनुभव के कारण जेट इंजन व्यवसाय में प्रवेश करने की अच्छी स्थिति में था।

जल इंजेक्शन एक सामान्य विधि थी जिसका उपयोग थ्रस्ट बढ़ाने के लिए किया जाता था, आमतौर पर टेकऑफ़ के दौरान, शुरुआती टर्बोजेट में जो उनके स्वीकार्य टरबाइन प्रवेश तापमान द्वारा थ्रस्ट-सीमित थे। पानी ने तापमान की सीमा पर जोर बढ़ाया, लेकिन पूर्ण दहन को रोका, अक्सर एक बहुत ही दृश्यमान धुएं का निशान छोड़ दिया।

बेहतर मिश्र धातुओं और कोटिंग्स की शुरूआत और ब्लेड कूलिंग डिजाइनों की शुरूआत और प्रगतिशील प्रभावशीलता दोनों के साथ समय के साथ स्वीकार्य टरबाइन प्रवेश तापमान में तेजी से वृद्धि हुई है। प्रारंभिक इंजनों पर, टर्बाइन तापमान सीमा की निगरानी की जानी थी, और पायलट द्वारा, आमतौर पर शुरू करने के दौरान और अधिकतम थ्रस्ट सेटिंग्स पर टाला जाता था। पायलट वर्कलोड को कम करने और अधिक तापमान के कारण टरबाइन क्षति की संभावना को कम करने के लिए स्वत: तापमान सीमित करना शुरू किया गया था।

अवयव

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एक अक्षीय कंप्रेसर का एक एनीमेशन। स्थिर ब्लेड स्टेटर हैं।

योजनाबद्ध आरेख एक केन्द्रापसारक प्रवाह टर्बोजेट इंजन के संचालन को दर्शाता है। कंप्रेसर टर्बाइन चरण द्वारा संचालित होता है और हवा को बाहर फेंकता है, जिससे इसे जोर के धुरी के समानांतर पुनर्निर्देशित करने की आवश्यकता होती है।

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योजनाबद्ध आरेख एक अक्षीय प्रवाह टर्बोजेट इंजन के संचालन को दर्शाता है। यहां, कंप्रेसर को फिर से टरबाइन द्वारा संचालित किया जाता है, लेकिन हवा का प्रवाह थ्रस्ट के अक्ष के समानांतर रहता है

वायु सेवन

आने वाली हवा को घूर्णन कंप्रेसर ब्लेड में सुचारू रूप से निर्देशित करने में मदद करने के लिए कंप्रेसर के सामने एक सेवन या ट्यूब की आवश्यकता होती है। पुराने इंजनों में गतिमान ब्लेडों के सामने स्थिर फलक होते थे। इन वैनों ने ब्लेडों पर हवा को निर्देशित करने में भी मदद की। विमान की गति की परवाह किए बिना, टर्बोजेट इंजन में बहने वाली हवा हमेशा सबसोनिक होती है।

सेवन को इंजन को हवा की आपूर्ति दबाव में स्वीकार्य रूप से छोटे बदलाव (विकृति के रूप में जाना जाता है) और रास्ते में जितना संभव हो उतना कम ऊर्जा खोने के साथ करना पड़ता है (दबाव वसूली के रूप में जाना जाता है)। सेवन में राम दबाव वृद्धि प्रणोदन प्रणाली के समग्र दबाव अनुपात और थर्मल दक्षता में इनलेट का योगदान है।

उच्च गति पर सेवन प्रमुखता प्राप्त करता है जब यह कंप्रेसर चरण की तुलना में अधिक संपीड़न उत्पन्न करता है। जाने-माने उदाहरण कॉनकॉर्ड और लॉकहीड SR-71 ब्लैकबर्ड प्रोपल्शन सिस्टम हैं जहां कुल कंप्रेशन में इनटेक और इंजन का योगदान 63%/8% था। मैक 2 और 54%/17% पर मैक 3+ पर। इंटेक शून्य-लंबाई से लेकर हैं लॉकहीड C-141 स्टारलिफ्टर में प्रैट एंड व्हिटनी TF33 टर्बोफैन इंस्टालेशन पर, ट्विन के लिए 65 feet (20 m) लंबे समय तक, उत्तरी अमेरिकी XB-70 Valkyrie पर सेवन करता है, प्रत्येक तीन इंजनों को खिलाता है, जिसमें सेवन वायु प्रवाह होता है 800 pounds per second (360 kg/s).

कंप्रेसर

कंप्रेसर टरबाइन द्वारा संचालित होता है। यह उच्च गति से घूमता है, वायु प्रवाह में ऊर्जा जोड़ता है और साथ ही इसे एक छोटी सी जगह में निचोड़ (संपीड़ित) करता है। हवा को दबाने से उसका दबाव और तापमान बढ़ जाता है। कंप्रेसर जितना छोटा होता है, उतनी ही तेजी से मुड़ता है। रेंज के बड़े सिरे पर, जनरल इलेक्ट्रिक GE90 |GE90-115B पंखा लगभग 2,500 RPM पर घूमता है, जबकि एक छोटा हेलीकॉप्टर इंजन कंप्रेसर लगभग 50,000 RPM पर घूमता है।

टर्बोजेट विभिन्न उप-प्रणालियों के संचालन के लिए कंप्रेसर से वायुयान को ब्लीड वायु की आपूर्ति करते हैं। उदाहरणों में पर्यावरण नियंत्रण प्रणाली , ओह-आइसिंग |एंटी-आइसिंग, और ईंधन टैंक दबाव शामिल हैं। इंजन को चालू रखने के लिए विभिन्न दबावों और प्रवाह दरों पर हवा की जरूरत होती है। यह हवा कंप्रेसर से आती है, और इसके बिना, टर्बाइन ज़्यादा गरम हो जाएगी, चिकनाई वाला तेल असर वाली गुहाओं से रिस जाएगा, रोटर थ्रस्ट बियरिंग स्किड हो जाएगी या ओवरलोड हो जाएगी, और नोज कोन पर बर्फ बन जाएगी। कंप्रेसर से हवा, जिसे सेकेंडरी एयर कहा जाता है, का उपयोग टर्बाइन कूलिंग, बियरिंग कैविटी सीलिंग, एंटी-आइसिंग, और यह सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है कि इसके थ्रस्ट बियरिंग पर रोटर अक्षीय भार इसे समय से पहले खराब नहीं करेगा। विमान को ब्लीड एयर की आपूर्ति करने से इंजन की दक्षता कम हो जाती है क्योंकि इसे कंप्रेस किया गया है, लेकिन फिर यह थ्रस्ट पैदा करने में योगदान नहीं देता है।

टर्बोजेट में प्रयुक्त कंप्रेसर प्रकार आमतौर पर अक्षीय या केन्द्रापसारक थे। शुरुआती टर्बोजेट कंप्रेशर्स में लगभग 5:1 तक कम दबाव का अनुपात था। वायुगतिकीय सुधार जिसमें कंप्रेसर को दो अलग-अलग घूमने वाले भागों में विभाजित करना, एंट्री गाइड वेन्स और स्टेटर के लिए वेरिएबल ब्लेड एंगल शामिल करना, और कंप्रेसर से ब्लीडिंग एयर शामिल है, जो बाद में टर्बोजेट को 15:1 या अधिक के समग्र दबाव अनुपात में सक्षम बनाता है। तुलना के लिए, आधुनिक सिविल टर्बोफैन इंजनों का समग्र दाब अनुपात 44:1 या उससे अधिक होता है। कंप्रेसर छोड़ने के बाद, हवा दहन कक्ष में प्रवेश करती है।

दहन कक्ष

दहनशील में जलने की प्रक्रिया पिस्टन इंजन में जलने की प्रक्रिया से काफी भिन्न होती है। एक पिस्टन इंजन में, जलती हुई गैसें एक छोटी मात्रा तक ही सीमित होती हैं, और जैसे ही ईंधन जलता है, दबाव बढ़ जाता है। एक टर्बोजेट में, दहन में हवा और ईंधन का मिश्रण जलता है और बिना किसी दबाव के निर्माण के बिना निरंतर बहने वाली प्रक्रिया में टरबाइन से गुजरता है। इसके बजाय, कंबस्टर में एक छोटा दबाव नुकसान होता है।

ईंधन-हवा का मिश्रण केवल धीमी गति से चलने वाली हवा में ही जल सकता है, इसलिए प्राथमिक क्षेत्र में लगभग स्टोइकोमेट्रिक जलने के लिए ईंधन नलिका द्वारा रिवर्स प्रवाह का एक क्षेत्र बनाए रखा जाता है। आगे संपीड़ित हवा पेश की जाती है जो दहन प्रक्रिया को पूरा करती है और दहन उत्पादों के तापमान को उस स्तर तक कम कर देती है जिसे टरबाइन स्वीकार कर सकता है। आमतौर पर दहन के लिए 25% से कम हवा का उपयोग किया जाता है, क्योंकि टर्बाइन तापमान सीमा के भीतर रखने के लिए समग्र दुबला मिश्रण आवश्यक होता है।

टर्बाइन

दहनशील से निकलने वाली गर्म गैसें टर्बाइन के माध्यम से फैलती हैं। टर्बाइनों के लिए विशिष्ट सामग्रियों में inconel और निमोनिक शामिल हैं। एक इंजन में सबसे गर्म टर्बाइन वैन और ब्लेड में आंतरिक शीतलन मार्ग होते हैं। धातु के तापमान को सीमा के भीतर रखने के लिए कंप्रेसर से हवा इनके माध्यम से पारित की जाती है। शेष चरणों को ठंडा करने की आवश्यकता नहीं होती है।

पहले चरण में, टर्बाइन काफी हद तक एक आवेग टर्बाइन (एक पेल्टन व्हील के समान) है और गर्म गैस धारा के प्रभाव के कारण घूमता है। बाद के चरण अभिसारी नलिकाएं हैं जो गैस को गति देती हैं। कंप्रेसर में ऊर्जा हस्तांतरण के विपरीत ऊर्जा को संवेग विनिमय के माध्यम से शाफ्ट में स्थानांतरित किया जाता है। टर्बाइन द्वारा विकसित शक्ति कंप्रेसर और सहायक उपकरण जैसे ईंधन, तेल और हाइड्रोलिक पंपों को चलाती है जो गौण गियरबॉक्स द्वारा संचालित होते हैं।

नोक

Main article: Propelling nozzle

टर्बाइन के बाद, गैसें निकास नोजल के माध्यम से फैलती हैं और एक उच्च वेग जेट का निर्माण करती हैं। एक अभिसरण नोजल में, डक्टिंग धीरे-धीरे गले तक जाती है। टर्बोजेट पर नोज़ल दबाव अनुपात उच्च थ्रस्ट सेटिंग्स पर काफी अधिक होता है जिससे नोज़ल चोक हो जाता है।

यदि, हालांकि, एक अभिसारी-अपसारी डी लवल नोजल फिट किया जाता है, तो अपसारी (बढ़ता हुआ प्रवाह क्षेत्र) खंड गैसों को अपसारी खंड के भीतर सुपरसोनिक वेग तक पहुंचने की अनुमति देता है। अतिरिक्त जोर उच्च परिणामी निकास वेग द्वारा उत्पन्न होता है।

जोर वृद्धि

पानी इंजेक्शन (इंजन) | पानी/मेथनॉल इंजेक्शन या ऑफ़्टरबर्नर वाले टर्बोजेट में सबसे अधिक जोर दिया गया था। कुछ इंजन एक ही समय में दोनों का इस्तेमाल करते थे।

1941 में पावर जेट्स W.1 पर तरल इंजेक्शन का परीक्षण शुरू में पानी और फिर पानी-मेथनॉल में बदलने से पहले अमोनिया का उपयोग करके किया गया था। ग्लॉस्टर ई.28/39 में तकनीक का परीक्षण करने के लिए एक प्रणाली तैयार की गई थी लेकिन इसे कभी फिट नहीं किया गया।

आफ्टरबर्नर

Main article: Afterburner

एक आफ्टरबर्नर या रिहीट जेटपाइप एक दहन कक्ष है जिसे टर्बाइन निकास गैसों को फिर से गर्म करने के लिए जोड़ा जाता है। ईंधन की खपत बहुत अधिक है, आम तौर पर मुख्य इंजन की चार गुना। आफ्टरबर्नर का उपयोग लगभग विशेष रूप से सुपरसोनिक विमान ों पर किया जाता है, जिनमें से अधिकांश सैन्य विमान हैं। दो सुपरसोनिक एयरलाइनर, कॉनकॉर्ड और Tu-144 , आफ्टरबर्नर का भी उपयोग करते हैं जैसा कि स्केल्ड कम्पोजिट व्हाइट नाइट करता है, प्रायोगिक स्केल्ड कम्पोजिट स्पेसशिपवन suborbital अंतरिक्ष यान के लिए एक वाहक विमान है।

1944 में ग्लॉस्टर उल्का में पावर जेट्स W.2|W.2/700 इंजन पर रिहीट का उड़ान-परीक्षण किया गया था।

नेट थ्रस्ट

शुद्ध जोर $F_{N}\;$ एक टर्बोजेट द्वारा दिया जाता है:

$F_{N}=({\dot {m}}_{air}+{\dot {m}}_{f})V_{j}-{\dot {m}}_{air}V$ कहाँ पे:

${\dot {m}}_{air}$	is the rate of flow of air through the engine
${\dot {m}}_{f}$	is the rate of flow of fuel entering the engine
$V_{j}\;$	is the speed of the jet (the exhaust plume) and is assumed to be less than sonic velocity
$V\;$	is the true airspeed of the aircraft
$({\dot {m}}_{air}+{\dot {m}}_{f})V_{j}$	represents the nozzle gross thrust
${\dot {m}}_{air}V$	represents the ram drag of the intake

यदि जेट की गति ध्वनि वेग के बराबर है तो नोज़ल को चोक प्रवाह कहा जाता है। यदि नोज़ल चोक हो जाता है, तो नोज़ल निकास तल पर दाब वायुमंडलीय दाब से अधिक होता है, और दाब प्रणोद को ध्यान में रखते हुए उपरोक्त समीकरण में अतिरिक्त शब्द जोड़े जाने चाहिए। हवा के प्रवाह की दर की तुलना में इंजन में प्रवेश करने वाले ईंधन के प्रवाह की दर बहुत कम है।यदि नोज़ल ग्रॉस थ्रस्ट में ईंधन के योगदान की उपेक्षा की जाती है, तो नेट थ्रस्ट है:

$F_{N}={\dot {m}}_{air}(V_{j}-V)$ जेट की गति $V_{j}\;$ विमान के असली airspeed से अधिक होना चाहिए $V\;$अगर एयरफ्रेम पर नेट फॉरवर्ड थ्रस्ट होना है। रफ्तार $V_{j}\;$ एडियाबेटिक विस्तार के आधार पर थर्मोडायनामिक रूप से गणना की जा सकती है।

चक्र सुधार

टर्बोजेट का संचालन लगभग ब्रेटन चक्र द्वारा तैयार किया गया है।

गैस टर्बाइन की दक्षता समग्र दबाव अनुपात को बढ़ाकर, उच्च तापमान कंप्रेसर सामग्री की आवश्यकता होती है, और टर्बाइन प्रवेश तापमान को बढ़ाकर बेहतर टर्बाइन सामग्री और/या बेहतर वेन/ब्लेड कूलिंग की आवश्यकता होती है। यह घाटे को कम करके भी बढ़ाया जाता है क्योंकि प्रवाह अंतर्ग्रहण से प्रोपेलिंग नोजल तक बढ़ता है। इन नुकसानों को कंप्रेसर और टरबाइन की क्षमता और डक्टिंग प्रेशर लॉस द्वारा निर्धारित किया जाता है। जब एक टर्बोजेट अनुप्रयोग में उपयोग किया जाता है, जहां गैस टर्बाइन से उत्पादन एक प्रोपेलिंग नोजल में उपयोग किया जाता है, टर्बाइन तापमान बढ़ाने से जेट वेग बढ़ जाता है। सामान्य सबसोनिक गति पर यह प्रणोदन क्षमता को कम करता है, जिससे समग्र नुकसान होता है, जैसा कि उच्च ईंधन खपत, या एसएफसी द्वारा परिलक्षित होता है। हालांकि, सुपरसोनिक विमानों के लिए यह फायदेमंद हो सकता है, और यही कारण है कि कॉनकॉर्ड ने टर्बोजेट का इस्तेमाल किया। टर्बोजेट प्रणालियाँ जटिल प्रणालियाँ हैं इसलिए ऐसी प्रणाली के इष्टतम कार्य को सुरक्षित करने के लिए, स्वचालन के क्षेत्रों से नवीनतम ज्ञान को लागू करने के लिए अपने नियंत्रण प्रणालियों को उन्नत करने के लिए नए मॉडल विकसित किए जा रहे हैं, इसलिए इसकी सुरक्षा और प्रभावशीलता में वृद्धि करें।

यह भी देखें

• एयर-स्टार्ट सिस्टम
• एक्सोस्केलेटल इंजन
• जेट कार
• टर्बाइन इंजन की विफलता
• RAE में टर्बोजेट विकास
• चर चक्र इंजन

आगे की पढाई

• Springer, Edwin H. (2001). Constructing A Turbocharger Turbojet Engine. Turbojet Technologies.

बाहरी कड़ियाँ

• Erich Warsitz, the world's first jet pilot: includes rare videos (Heinkel He 178) and audio commentaries
• NASA reciprocating Engine Description: includes a software model
• Possibilities of Jet Propulsion: 1941 survey with discussion of experimental designs of the 1920s and 1930s.
• Whittle Power Jet Papers – Correspondence from the archives of Peterhouse, Cambridge College relating to the development of Whittle's reciprocating engine in Cambridge Digital Library
• [1]