เมนูนำทาง
เครื่องยนต์ไอพ่น
เครื่องยนต์ไอพ่นมีหลายแบบ แต่ทุกแบบจะได้แรงผลักไปข้างหน้า (อังกฤษ: forward thrust) จากหลักการของ "การขับเคลื่อนด้วยไอพ่น"
บทความหลัก: Airbreathing jet engine
โดยทั่วไป อากาศยานจะถูกขับเคลื่อนโดยเครื่องยนต์ไอพ่นชนิดใช้อากาศหายใจ, เครื่องยนต์แบบนี้ที่มีการใช้งานส่วนใหญ่เป็นแบบเทอร์โบแฟน ซึ่งให้ประสิทธิภาพที่ดีเมื่อบินที่ความเร็วต่ำกว่าความเร็วเสียง.
บทความหลัก: Gas turbine
เครื่องยนต์กังหันแก๊สจัดเป็นเครื่องยนต์แบบโรตารี ที่สกัดพลังงานจากการไหลของแก๊สที่เผาไหม้. เครื่องยนต์นี้ประกอบด้วย ตัวอัดอากาศ (อังกฤษ: air compressor) ที่ต้นทาง เชื่อมต่อเข้ากับกังหัน (อังกฤษ: turbine) ปลายทาง โดยมีห้องเผาไหม้ (อังกฤษ: combustion chamber) อยู่ระหว่างกลาง. ในเครื่องยนต์ของอากาศยาน, ส่วนประกอบหลักทั้งสามนี้มักถูกเรียกว่า "ตัวผลิตแก๊ส" (อังกฤษ: gas generator)[2]. เครื่องยนต์กังหันแก๊สมีหลากหลายรูปแบบ แต่พวกมันทั้งหมดใช้ระบบของตัวผลิตแก๊สแบบใดแบบหนึ่งทั้งสิ้น.
บทความหลัก: Turbojet
เครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท จัดเป็นเครื่องยนต์แบบกังหันแก๊ส (อังกฤษ: gas turbine engine) ที่ทำงานตามขั้นตอนดังนี้ (1) อัดอากาศเข้าช่องนำอากาศเข้า (อังกฤษ: inlet) (2) ตัวอัดอากาศทำการอัดอากาศตามแนวแกน (อังกฤษ: axial compression) หรืออัดอากาศตามแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ (อังกฤษ: centrifugal compression) หรือทั้งสองแบบ, (3) ทำการผสมเชื้อเพลิงเข้ากับอากาศที่ถูกบีบอัดแล้วนั้น, (4) เผาใหม้ส่วนผสมนั้นในห้องเผาไหม้, (5) จากนั้นก็ส่งแก๊สร้อนที่ถูกบืบอัดผ่านกังหันและหัวฉีด (อังกฤษ: nozzle) แล้วพ่นแก๊สออกมาด้านหลัง. เท่ากับว่ากังหันจะสกัดพลังงานจากแก๊สขยายตัวที่ไหลผ่านตัวมัน, ส่งพลังงานนั้นให้กับตัวบืบอัด, เป็นการแปลงพลังงานภายในของเชื้อเพลิงให้เป็นพลังงานจลน์ในแก๊สที่ปล่อยออกมา, เป็นการสร้างแรงผลัก (อังกฤษ: thrust). อากาศทั้งหมดที่เข้าทาง inlet ถูกส่งผ่านเข้าไปยัง compressor, ผ่านห้องเผาใหม้และกังหัน, ไม่เหมือนเครื่องยนต์แบบ turbofan ที่อธิบายอยู่ข้างล่างนี้[3].
บทความหลัก: Turbofan
เครื่องยนต์เทอร์โบแฟนจัดเป็นเครื่องยนต์กังหันแก๊สที่มีความคล้ายกันกับเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท. เนื่องจากมันใช้แกนของแก๊สเจนเนอเรเตอร์ (ได้แก่ compressor, combustor, และ turbine) ในการเปลี่ยนรูปพลังงานจากเชื้อเพลิงเป็นพลังงานจลน์ในไอเสียที่พ่นที่ออกจากท้ายเครื่อง. สิ่งที่ทำให้เครื่องยนต์เทอโบแฟน แตกต่างจากเทอร์โบเจ็ท คือมันติดตั้งชิ้นส่วนเพิ่มเติมนั่นคือ พัดลม (อังกฤษ: fan). เช่นเดียวกับ compressor, พัดลมได้รับกำลังขับจากส่วนที่เป็นกังหันของเครื่องยนต์. ไม่เหมือนกับ turbojet, อากาศบางส่วนถูกเร่งความเร็วโดยพัดลมให้ไม่ผ่าน หรือ bypass แกนของแก๊สเจนเนอเรเตอร์และถูกพ่นออกผ่านหัวฉีด. อากาศที่ bypass นี้จะมีความเร็วที่ต่ำกว่า, แต่มีมวลมากกว่า, สร้างแรงผลักโดยพัดลมได้ประสิทธิภาพมากกว่าแรงผลักที่เกิดจากแกน. เทอร์โบแฟนโดยทั่วไปมีประสิทธิภาพมากกว่าเทอร์โบเจ็ทที่ความเร็วน้อยกว่าเสียง, แต่มีพื้นที่ด้านหน้าใหญ่กว่าทำให้เกิดแรงต้านมากกว่า[4].
เครื่องยนต์เทอร์โบแฟนชนิด high-bypass (CF6) สร้างโดย General Electricเครื่องยนต์เทอร์โบแฟนนี้สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทโดยทั่วไปคือแบบ low bypass และแบบ high bypass. แบบ low bypass จะมีอัตราส่วนการ bypass ประมาณ 2 : 1 หรือน้อยกว่า นั่นหมายความว่าแต่ละ 3 กิโลกรัมของอากาศที่ไหลเข้าแกนของเครื่อง (core engine) จะมีอากาศประมาณ 2 กิโลกรัมหรือน้อยกว่าไม่ไหลผ่าน หรือ bypass แกนของเครื่อง (core engine)
เครื่องยนต์เทอร์โบแฟนแบบ Low bypass นั้นมักจะใช้ท่อเป่าอากาศร้อนแบบผสม(อังกฤษ: mixed exhaust nozzle) นั่นหมายความว่า อากาศที่ผ่านแกนเครื่องและไม่ผ่านแกนเครื่องทั้งสองส่วนจะต้องผ่านหัวฉีดตัวเดียวกันเป็นไอพ่นออกจากท้ายเครื่องยนต์[5].
เครื่องยนต์เทอร์โบแฟนชนิด High bypass นั้นจะมีอัตราส่วนการ bypass ที่สูงกว่า บางครั้งอาจจะอยุ่ที่ระดับ 5:1 หรือ 6:1. เครื่องยนต์ประเภทนี้สามารถสร้างแรงขับได้มากกว่าเครื่อง low bypass หรือเทอร์โบเจ็ท เนื่องจากอากาศมีมวลปริมาณมหาศาลเกินกว่าพัดลมจะสามารถเร่งได้ และโดยทั่วไป เครื่องยนต์ high bypass จะมีประสิทธิภาพด้านการใช้เชื้อเพลิงดีกว่าด้วย[ต้องการอ้างอิง].
บทความหลัก: Turboprop และ Turboshaft
เครื่องยนต์แบบเทอร์โบพร๊อปเครื่องยนต์แบบเทอร์โบพร๊อป (อังกฤษ: Turboprop engine) เป็นอนุพันธ์ของเครื่องยนต์เจ็ท, แต่ยังคงเป็นเครื่องยนต์กังหันแก็ส, ที่สกัดกำลังจากไอเสียที่ร้อนเพื่อนำไปหมุนเพลา, จากนั้นแรงหมุนจากเพลาจึงจะถูกนำไปใช้สร้างแรงผลักด้วยวิธีการอื่นบางอย่าง. โดยที่ไม่ได้เข้มงวดนักว่ามันเป็นเครื่องยนต์เจ็ทที่มันจะต้องพึ่งพากลไกระดับรองในการสร้างแรงผลัก, เทอร์โบพร็อปก็คล้ายกันมากกับเครื่องยนต์เจ็ทแบบใช้กังหันอื่นๆ, และมักจะถูกอธิบายว่าเป็นอย่างนั้น.
ในเครื่องยนต์แบบเทอร์โบพร็อป, ส่วนหนึ่งของแรงผลักของเครื่องยนต์ถูกสร้างโดยการหมุนของใบพัด, แทนที่จะพึ่งพาไอร้อนความเร็วสูงที่พ่นออกมาแต่เพียงอย่างเดียว. เมื่อแรงผลักไอพ่นของมันถูกเสริมด้วยใบพัด, เทอร์โบพร็อปบางครั้งถูกเรียกว่าเป็นเครื่องยนต์ไอพ่นพันธ์ผสม. ในขณะที่เทอร์โบพร็อปจำนวนมากผลิตแรงผลักส่วนใหญ่ด้วยใบพัด, ไอพ่นร้อนเป็นจุดออกแบบที่สำคัญ, และแรงผลักจะได้รับสูงสุดโดยการ matching ระหว่างแรงผลักที่เกิดจากใบพัดกับแรงผลักที่เกิดจากไอพ่น. เทอร์โบพร็อปโดยทั่วไปมีการทำงานที่ดีกว่าเทอร์โบเจ็ทหรือเทอร์โบแฟนที่ความเร็วต่ำเมื่อใบพัดมีประสิทธิภาพที่สูง, แต่จะมีเสียงรบกวนมากที่ความเร็วสูง.
เครื่องยนต์แบบเทอร์โบชาฟต์ (อังกฤษ: Turboshaft engines) คล้ายกันมากกับเทอร์โบพร๊อป, แต่สิ่งที่ต่างคือกำลังเกือบทั้งหมดที่ได้จากกังหันแก๊สจะนำไปขับเพลาหมุน (อังกฤษ: rotating shaft), ซึ่งจะถูกใช้ไปหมุนเครื่องยนต์แทนที่จะเป็นใบพัด, เพราะฉะนั้น มันจึงผลิตแรงขับที่เกิดจากไอพ่นเพียงเล็กน้อยหรือไม่ได้ผลิตเลย. เฮลิคอปเตอร์จะใช้เครื่องยนต์ชนิดนี้.
เครื่องยนต์แบบพร๊อปแฟน (ชึ่งอาจเรียกว่า unducted fan หรือ open rotor หรือ ultra-high bypass ก็ได้) คือเครื่องยนต์เจ็ทที่ใช้แก๊สเจนเนอเรเตอร์เป็นตัวขับเคลื่อน fan ที่เปิดหน้าออก, คล้ายกับเครื่องยนต์แบบเทอร์โบพร๊อป. พร๊อปแฟนจะสร้างแรงผลักส่วนใหญ่จากใบพัด, ไม่ใช่จากไอพ่น.
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการออกแบบของเครื่องยนต์แบบเทอร์โบพร๊อปกับพร๊อปแฟนก็คือแผ่นของใบพัด (อังกฤษ: propeller blades) บนพร๊อปแฟนถูกทำให้สามารถกวาดไปได้ด้วยความเร็วสูงถึง 0.8 เท่าของความเร็วเสียง (อังกฤษ: 0.8 Mach) ซึ่งสูสีกับเครื่องยนต์แบบเทอร์โบแฟนที่ใช้ในเชิงพาณิชย์ที่ทันสมัย. เครื่องยนต์ชนิดนี้มีข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงเหนือเครื่องยนต์แบบเทอร์โบพร๊อปด้วยความสามารถในการทำงานของเทอร์โบแฟนในทางพานิชย์[6]. ในขณะที่การวิจัยและการทดสอบอย่างมีนัยสำคัญ (รวมทั้งการทดสอบการบิน)ได้ดำเนินการไปแล้วกับเครื่องยนต์แบบพร๊อปแฟน, ยังไม่มีเครื่องยนต์แบบนี้เข้าสู่ขบวนการผลิต.
หมายเหตุ* เครื่องยนต์เทอร์โบพร๊อปทั่วไปจะมีขีดจำกัดความเร็ว สาเหตุมาจากประสิทธิภาพของใบพัด เนื่องจากเมื่อความเร็วสูงถึงจุดหนึ่ง จะเกิดการ stall ที่ปลายสุดของใบพัด ทำให้เกิดแรงต้านการเคลื่อนที่เพิ่มขึ้นมาก นี่จึงเป็นสาเหตุที่ทำให้เครื่องยนต์เทอร์โบพร๊อปมีประสิทธิภาพต่ำเมื่อบินด้วยความเร็วสูง (ประมาณ 700 กม./ชม.)
เครื่องยนต์เจ็ทชนิดที่ใช้กำลังแบบแรม (อังกฤษ: Ram powered jet engines) คือเครื่องยนต์ชนิดใช้อากาศหายใจชนิดหนึ่ง ซึ่งคล้ายกับเครื่องยนต์กังหันแก๊สและใช้หลักการของวัฏจักรเบรย์ตันเช่นเดียวกัน. อย่างไรก็ตาม สิ่งที่แตกต่างคือวิธีการอัดอากาศที่ไหลเข้ามา. ในขณะที่เครื่องยนต์กังหันแก๊สจะใช้ตัวบีดอัดแบบรอบแกนหรือหนีศูนย์, แต่เครื่องยนต์แบบแรมจะใช้การบีบอัดโดยให้อากาศไหลผ่าน inlet หรือตัวดิฟฟิวเซอร์ (อังกฤษ: diffuser)[7]. เครื่องยนต์แบบแรมยังจัดว่าเป็นเครื่องยนต์ชนิดใช้อากาศหายใจที่ซับซ้อนน้อยที่สุด เนื่องจากไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ขณะปฏิบัติงาน[8].
บทความหลัก: Ramjet
แผนภาพแสดงการทำงานของเครื่องยนต์แรมเจ็ท โดยที่ตัวอักษร M หมายถึงตัวเลขมัค เช่น M>1 หมายถึงความเร็วของอากาศที่ไหล ณ จุดนั้นมากกว่าความเร็วเสียงแรมเจ็ท เป็นเครื่องยนต์เจ็ทที่ได้รับพลังงานจากแรมชนิดที่พื้นฐานที่สุด ประกอบด้วย 3 ส่วน คือ
เครื่องยนต์ชนิดนี้จำเป็นต้องให้อากาศไหลเข้าด้วยความเร็วค่อนข้างสูง จึงจะสามารถอัดอากาศได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพราะฉะนั้นเครื่องยนต์นี้จึงไม่สามารถทำงานได้เมื่อเครื่องบินอยู่นิ่งๆบนพื้น แต่จะสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพเมื่อบินด้วยความเร็วเหนือเสียง (อังกฤษ: supersonic).
ลักษณะเฉพาะของเครื่องยนต์ชนิดนี้คือ การเผาไหม้จะทำที่ความเร็วต่ำกว่าความเร็วเสียง. อากาศความเร็วเหนือเสียงที่ไหลเข้าถูกทำให้ช้าลงผ่าน inlet, จากนั้นมันจะถูกเผาใหม้ที่ความเร็วต่ำกว่าเสียงมากๆ[7] เพราะฉะนั้น เครื่องยนต์แรมเจ็ทจึงถูกจำกัดที่ประมาณ มัค 5 เท่านั้น[9]
บทความหลัก: Scramjet
การทำงานของเครื่องยนต์สแครมเจ็ทสแครมเจ็ทใช้กลไกที่ใกล้เคียงกับแรมเจ็ทมาก เหมือนแรมเจ็ท มันประกอบด้วยสามส่วนหลักๆ ได้แก่ inlet, combustor และ nozzle
สิ่งที่แตกต่างกันระหว่างแรมเจ็ทและสแครมเจ็ทก็คือสแครมเจ็ทจะไม่ทำให้อากาศที่ไหลเข้าช้าลงต่ำกว่าความเร็วเสียงเพื่อการเผาไหม้, แต่มันใช้การเผาใหม้แบบความเร็วเหนือเสียงแทน. คำว่าสแครมเจ็ท (อังกฤษ: scram jet) นี้มาจากคำว่า "supersonic combusting ramjet"
เนื่องจากสแครมเจ็ทใช้การเผาใหม้ที่ความเร็วเหนือเสียง, มันจึงสามารถทำงานได้ที่ความเร็วสูงกว่ามัค 6 ในที่ซึ่งแรมเจ็ททั่วไปจะมีประสิทธิภาพที่ต่ำมาก. ความแตกต่างอีกอย่างหนึ่งระหว่างแรมเจ็ทและสแครมเจ็ทมาจากวิธีที่แต่ละแบบของเครื่องยนต์บีบอัดอากาศที่ไหลเข้า: ในขณะที่ inlet ทำการบีบอัดเป็นส่วนใหญ่สำหรับแรมเจ็ท, ความเร็วสูงในจุดที่สแครมเจ็ททำงานยอมให้มันใช้ข้อได้เปรียบของการบีบอัดที่สร้างขึ้นโดยคลื่นช็อก (อังกฤษ: shock wave) ที่อ้อมๆ[10].
มีเครื่องยนต์สแครมเจ็ทไม่มากที่เคยถูกสร้างขึนและทำการบิน. ในเดือนพฤษภาคม 2010 เครื่อง Boeing X-51 ทำสถิติความอดทนสำหรับการเผาสแครมเจ็ทที่นานที่สุดที่มากกว่า 200 วินาที[11]
| ชนิด | คำอธิบาย | ข้อดี | ข้อเสีย |
|---|---|---|---|
| motor jet | เป็นชนิดที่เลิกใช้งานแล้วที่ทำงานคล้ายกับเทอร์โบเจ็ท แต่แทนที่จะใช้กังหันขับ compressor แต่ใช้ลูกสูบแทน | สร้างไอพ่นความเร็วสูงกว่าแบบใบพัด, ให้แรงผลักดีกว่าที่ความเร็วสูง | น้ำหนักมาก, ประสิทธิภาพต่ำและได้กำลังต่ำ. ยกตัวอย่าง Caproni Campini N.1 |
| Pulsejet | อากาศถูกอัดและเผาไหม้เป็นระยะๆแทนการเผาไหม้อย่างต่อเนื่อง. บางรูปแบบมีการใช้วาล์วด้วย | เป็นการออกแบบที่ธรรมดามาก, ใช้ทั่วไปกับอากาศยานต้นแบบ | เสียงดัง, ประสิทธิภาพต่ำ (อัตราส่วนการอัดต่ำ), ทำงานได้ไม่ดีเมื่อมีขนาดใหญ่, วาล์วในแบบที่ใช้วาล์วมีการสึกหรอเร็ว |
| Pulse detonation | คล้ายกับพัลส์เจ็ท, แต่การเผาไหม้จะเป็นแบบการระเบิดรุนแรง (อังกฤษ: detonation) แทนที่จะเป็นการเผาใหม้แบบ deflagration, อาจจะมีหรือไม่มีวาล์วก็ได้ | มีประสิทธิภาพเครื่องยนต์สูงสุดในทางทฤษฎี | เสียงดังมากๆ, ชิ้นส่วนเกิดความล้าทางกล (อังกฤษ: mechanical fatigue) สูง , การเริ่มต้น detonation ยาก, ยังไม่มีการนำมาใช้งานจริง |
บทความหลัก: Rocket engine
การขับเคลื่อนเครื่องยนต์ด้วยจรวดเครื่องยนต์จรวด ใช้หลักการพื้นฐานด้านกายภาพเดียวกันกับเครื่องยนต์ไอพ่นในการสร้างการขับดันโดยผ่านแรงผลัก, แต่ที่แตกต่างคือมันไม่ต้องใช้อากาศทั่วไปบนผิวโลกเพื่อสร้างออกซิเจน; เนื่องจากจรวดจะบรรทุกชิ้นส่วนทั้งหมดของวัสดุที่จำเป็นต่อการสร้างกำลังขับขึ้นไปด้วย. วิธีนี้สามารถทำให้เครื่องยนต์ชนิดนี้สามารถทำงานได้ที่ระดับความสูงใดๆก็ได้และในอวกาศ.
เครื่องยนต์ชนิดนี้จะถูกใช้สำหรับการส่งดาวเทียม, การสำรวจอวกาศและการขับเคลื่อนด้วยมนุษย์, และปฏิบัติการลงพื้นดวงจันทร์ในปี 1969.
เครื่องยนต์จรวดใช้สำหรับการบินในระดับความสูงที่สูงมาก เนื่องจากเป็นการบินโดยไม่ต้องอาศัยออกซิเจนจากบรรยากาศรอบข้าง ทำให้สามารถปฏิบัติงานได้ที่ความสูงใดๆก็ได้ หรือในกรณีที่ต้องการสร้างความเร่งที่สูงมากได้ ซึ่งเป็นเพราะเครื่องยนต์ชนิดนี้มีอัตราส่วนแรงผลักต่อน้ำหนักตัว (อังกฤษ: thrust-to-weight ratio) ที่สูงมาก
อย่างไรก็ตาม, ความเร็วไอพ่นที่สูงและสารขับหรือเชื้อเพลิงขับ (อังกฤษ: propellant)ที่อุดมไปด้วยตัว oxidizer ที่หนักกว่าจะส่งผลให้มีการใช้ propellant มากกว่าการใช้เทอร์โบแฟนมากๆ, แม้กระนั้นก็ตาม ที่ความเร็วสูงอย่างสุดขั้ว พวกมันมีประสิทธิภาพด้านพลังงานดีมากสมการหนึ่งสำหรับการประมาณค่าแรงผลักสุทธิของเครื่องยนต์จรวดเป็นดังนี้:
F N = m ˙ g 0 I s p − v a c − A e p {\displaystyle F_{N}={\dot {m}}\,g_{0}\,I_{sp-vac}-A_{e}\,p\;}โดยที่ F N {\displaystyle F_{N}} เป็นแรงผลักสุทธิ (อังกฤษ: net thrust), I s p ( v a c ) {\displaystyle I_{sp(vac)}} เป็นแรงกระตุ้นเฉพาะ (อังกฤษ: specific impulse), g 0 {\displaystyle g_{0}} เป็นแรงโน้มถ่วงมาตรฐาน (อังกฤษ: standard gravity), m ˙ {\displaystyle {\dot {m}}} คืออัตราการไหลของเชื้อเพลิงขับ มีหน่วยเป็น kg/s, A e {\displaystyle A_{e}} พื้นที่หน้าตัดของ nozzle ที่ทางออกของไอพ่น, และ P {\displaystyle P} เป็นความดันบรรยากาศ
| ประเภท | คำอธิบาย | ข้อดี | ข้อเสีย |
|---|---|---|---|
| จรวด | บรรทุกเชื้อเพลิงและสารผลิตอ๊อกซิเจนทั้งหมดไปบนเครื่อง, ปล่อยไอพ่นออกมาเพื่อผลักดัน [12] | มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหวไม่กี่ชิ้น, Mach 0 ถึง Mach 25+, ประสิทธิภาพสูงที่ความเร็วสูง(> Mach 5.0 หรือกว่านั้น), อัตราส่วนของแรงผลัก/น้ำหนักมากกว่า 100, ไม่มีช่องอากาศเข้าที่ซับซ้อน, อัตราส่วนแรงอัดสูง, ความเร็วไอพ่นสูงมาก (เร็วกว่าเสียง), อัตราส่วนค่าใช้จ่าย/แรงผลักดี, ค่อนข้างง่ายในการทดสอบ, ทำงานในสูญญากาศหรือนอกบรรยากาศของโลกได้ดีที่สุดซึ่งนุ่มนวลกว่าบนโครงสร้างยานที่ความเร็วสูง, พื้นที่ผิวหน้าค่อนข้างเล็กเพื่อรักษาความเย็น, และไม่มีกังหันในสายธารไอพ่นร้อน. เผาใหม้ที่อุณหภูมิสูงมากและอัตราส่วนการขยายตัวของหัวฉีดที่สูงทำให้มีปรธสิทธิภาพที่สูงมากที่ความเร็วสูงมากๆ | ต้องใช้เชื้อเพลิงจำนวนมาก - specific impulse ที่ต่ำมากๆ — ราว 100–450 วินาที. แรงเค้นด้านอุณหภูมิของห้องเผาใหม้ที่สูงอย่างยิ่งยวดทำให้การนำกลับมาใช้ใหม่ทำได้ยากกว่า. ทั่วไปแล้วต้องบรรทุกตัวทำอ็อกซิเจนไปบนเครื่องซึ่งเป็นการเพิ่มความเสี่ยง. มีเสียงดังเกินกว่าปกติ. |
เครื่องยนต์แบบรอบผสม (อังกฤษ: Combined cycle engines) ใช้หลักการทำงานพร้อมกันของเครื่องยนต์ไอพ่นสองเครื่องหรือมากกว่าที่แตกต่างกัน.
| ประเภท | คำอธิบาย | ข้อดี | ข้อเสีย |
|---|---|---|---|
| Turborocket | turbojet ที่ติดตั้งตัว oxidizer เช่น oxygen ผสมกับกระแสอากาศเพื่อเพิ่มความสูงเต็มที่ | ใกล้กับการออกแบบเดิมอยู่มาก, ทำงานที่ระดับความสูงมากๆ, พิสัยของความสูงและความเร็วอากาศที่กว้าง | ความเร็วอากาศถูกจำกัดที่พิสัยเดียวกันกับเครื่องยนต์ turbojet, การบรรทุกตัว oxidizer เช่น LOX อาจเป็นอันตราย. หนักกว่าจรวดธรรมดามาก. |
| Air-augmented rocket | ที่สำคัญเป็น ramjet ที่อากาศไหลเข้าถูกบีบอัดและเผาใหม้ด้วยไอพ่นจากจรวด | ความเร็วจากมัค 0 ถึงมัค 4.5+ (สามารถวิ่งนอกบรรยากาศได้ด้วย), ประสิทธิภาพดีที่มัค 2 ถึงมัค 4 | ประสิทธิภาพคคล้ายกับของจรวดที่ความเร็วต่ำหรือนอกบรรยากาศ, ช่องอากาศเข้ายุ่งยาก, เป็นประเภทที่ค่อนข้างไม่ได้รับการพัฒนาและไม่ได้รับความสนใจ, การระบายความร้อนยุ่งยาก, เสียงดังมาก, อัตราส่วนแรงผลัก/น้ำหนักคล้ายกับของ ramjets. |
| Precooled jet engine/Liquid air cycle engine (LACE) | อากาศเข้าถูกทำให้เย็นที่อุณหภูมิต่ำมากๆที่ทางเข้าในตัวแลกเปลี่ยนความร้อน (อังกฤษ: heat exchanger) ก่อนผ่านไปยัง ramjet และ/หรือ turbojet และ/หรือเครื่องยนต์จรวด. | ทดสอบบนพื้นดินได้ง่าย. อัตราส่วนแรงผลัก/น้ำหนัก ~14 พร้อมด้วยประสิทธิภาพด้านเชื้อเพลิงที่ดีตลอดพิสัยที่กว้างของความเร็วอากาศ, มัค 0 ถึง 5.5+; การผสมกันของประสิทธิภาพหลายอย่างอาจทการบินขึนสู่วงโคจร, หรือการเดินทางระหว่างทวีประยะทางไกลระยะเดียวได้รวดเร็วมาก | ยังคงอยู่ในขั้นต้นแบบเท่านั้น. ตัวอย่างเช่น RB545, Reaction Engines SABRE, ATREX. ต้องใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนเหลวซึ่งมีความเข้มข้นต่ำมากและต้องการถังเก็บที่ป้องกันความร้อนขนาดใหญ่มาก. |
บทความหลัก: Pump-jet
Water jet หรือ pump jet, เป็นระบบขับเคลื่อนทางน้ำที่ใช้การพ่นของน้ำ. เครื่องกลไกประกอบด้วยใบพัดที่เป็นท่อกับหัวฉีด, หรือตัวอัดแรงเหวี่ยงหนีศูนย์(อังกฤษ: centrifugal compressor) กับห้วฉีด.
| ประเภท | คำอธิบาย | ข้อดี | ข้อเสีย |
|---|---|---|---|
| Water jet | เพื่อขับเคลื่อน water rockets และ jetboats; พ่นน้ำออกทางด้านหลังทางหัวพ่น | ในเรือ, สามารถวิ่งในน้ำตื้นได้, ความเร่งสูง, ไม่มีความเสี่ยงเรื่องเครื่อง overload (ไม่เหมือนใบพัด), เสียงดังและลำตัวสั่นน้อย, ควบคุมการเปลี่ยนทิศทางได้ทุกความเร็วเรือ, ประสิทธิภาพด้านความเร็วสูง, เสียหายจากเศษเล็กเศษน้อยได้ยาก, เขื่อถือได้มาก, ยืดหยุ่นต่อน้ำหนักบรรทุกได้ดีกว่า, ทำอันตรายต่อสัตว์ป่าได้น้อย | อาจมีประสิทธิภาพต่ำกว่าเครื่องใบพัดที่ความเร็วต่ำ, แพงกว่า, น้ำหนักบนเรือสูงกว่าเนื่องจากน้ำที่ไหลเข้า, อาจทำงานได้ไม่ดีถ้าเรือมีน้ำหนักมากกว่าขนาดของเจ็ทที่ติดตั้ง |
เมนูนำทาง
เครื่องยนต์ไอพ่นใกล้เคียง
แหล่งที่มา
WikiPedia: เครื่องยนต์ไอพ่น