reaktỹvinis varklis, šiluminis variklis, kurio reaktyvinę trauką sukelia į priešingą judėjimui pusę dideliu greičiu ištekanti deginių (dujų) čiurkšlė.
Sandara ir veikimas
Čiurkšlės kinetinė energija gaunama variklyje verčiant potencinę įvairių rūšių energiją (cheminę, branduolinę, elektros, Saulės) į kinetinę. Dažniausiai naudojamo reaktyvinio variklio pagrindinė dalis yra degimo kamera (cheminis reaktorius), kurioje jungiasi išorės medžiaga (pvz., oras) ir aparato, kuriame įrengtas reaktyvintos variklis, bakuose esanti medžiaga (kuras) – kuro cheminė energija verčiama šilumine dujų energija. Galinėje reaktyvinio variklio dalyje (reaktyvinėje tūtoje) darbinės medžiagos (degimo produktų) šiluminė energija virsta kinetine; iš tūtos dujos išteka dideliu greičiu sudarydamos reaktyvinę trauką. Reaktyvinio variklio pagrindinės charakteristikos: reaktyvinė trauka; santykinė trauka (variklio traukos ir kuro, sunaudojamo per 1 s, masės santykis, arba atvirkštinė charakteristika – santykinės kuro sąnaudos – per 1 s sudeginamo kuro kiekis, tenkantis 1 N reaktyvinio variklio traukos); santykinė variklio masė (veikiančio reaktyvinio variklio masė, tenkanti traukos vienetui).
turbokompresorinio oro reaktyvinio variklio schema: 1 – kompresorius, 2 – degimo kamera, 3 – turbina, 4 – reaktyvinė tūta, 5 – degimo zona, 6 – oro įsiurbimas
Reaktyvinio variklio santykinė trauka tiesiog proporcinga darbinės medžiagos tekėjimo iš tūtos greičiui, kuris didėja kylant ištekančios darbinės medžiagos temperatūrai ir deginant mažesnės molekulinės masės kurą. Reaktyvinio variklio reaktyvinė trauka būna nuo keliasdešimties niutonų iki kelių meganiutonų.
Rūšys ir naudojimas
tiesiasrovis oro reaktyvinis variklis
Mažos traukos reaktyviniai varikliai daugiausia naudojami skraidymo aparatų stabilizacijos ir valdymo sistemose. Didžiausios traukos reaktyviniai varikliai varo toli ir aukštai skriejančias raketas, iškelia skraidymo aparatus į kosmosą. Reaktyviniai varikliai, kurie nevartoja aplinkos medžiagos, vadinami raketiniais varikliais, o kurie ją vartoja – oro reaktyviniais varikliais. Oro reaktyviniai varikliai ima kurą su savimi, o orą gauna iš išorės. Oro deguonimi variklio degimo kameroje oksiduojamas kuras. Oras, patekęs į oro reaktyvinį variklį, iš pradžių suslegiamas, tada tiekiamas į degimo kamerą. Degant kurui susidarę deginiai plėsdamiesi iki Žemės atmosferos slėgio sukuria reaktyvinę trauką. Reaktyvinė čiurkšlė teka greičiau, jei į degimo kamerą tiekiamas suslėgtas oras.
Pagal jo slėgimo būdą šie reaktyviniai varikliai skirstomi į kompresorinius, pulsuojančiuosius ir tiesiasrovius; varikliuose be kompresoriaus oras suslegiamas oro srauto kinetine energija. Kompresoriniuose oro reaktyviniuose varikliuose kompresorius suslegia orą ir varo jį į degimo kamerą, į kurią įpurškiami degalai. Turbokompresoriniai (dujų turbininiai) oro reaktyviniai varikliai turi dujų turbinos varomą kompresorių, kuris slegia orą nepriklausomai nuo skridimo greičio. Degimo kameroje įkaitintų dujų energija suka dujų turbiną (dujinis turbininis reaktyvinis variklis), kuri varo kompresorių ir darbo mašiną arba orsraigtį (turbosraigtinis reaktyvinis variklis), arba varo kompresorių ir sukuria reaktyvinę trauką (turbotiesiasrovis reaktyvinis variklis). Kai kurie kompresoriniai oro reaktyviniai varikliai prieš kompresorių turi ventiliatorių; jis padidina reaktyvinio variklio efektyvumą, sumažina kuro sąnaudas. Reaktyviniai varikliai su kompresoriumi naudojami lėktuvams, t. p. laivams, tankams. Pulsuojantysis oro reaktyvinis variklis turi degimo kamerą (su vožtuvais arba be jų; paprasčiausias – su vožtuvais) ir ilgą cilindro pavidalo reaktyvinę tūtą. Jis dirba ciklais. Oro ir kuro mišinys tiekiamas į degimo kamerą periodiškai. Mišiniui degant slėgis kameroje kyla, įėjimo vožtuvai užsidaro. Slegiamos dujos dideliu greičiu išteka sudarydamos reaktyvinę trauką, slėgis degimo kameroje sumažėja, vožtuvai automatiškai atsidaro, į kamerą įeina oro; variklio darbo ciklas kartojasi. Šis reaktyvinis variklis naudojamas skraidymo aparatuose, kurių skridimo greitis mažesnis už garso greitį, lėktuvuose‑taikiniuose; pirmą kartą naudotas 1942 sparnuotajai raketai Fau‑1 (V‑1). Tiesiasrovis oro reaktyvinis variklis būna paprastasis, hipergarsinis ir mišrusis. Paprastajame reaktyviniame variklyje degimas vyksta ikigarsinio greičio oro sraute, hipergarsiniame reaktyviniame variklyje – viršgarsinio greičio oro sraute. Jei Macho skaičius M yra 1,5–2, pradiniam įgreitėjimui reikia starto variklio (dažniausiai raketinio). Kai M > 3,5, tiesiasrovis oro reaktyvinis variklis naudojamas kaip pagrindinis lėktuvų variklis. Šis reaktyvinis variklis yra daugelio mišriųjų variklių dalis. Naudojamas lėktuvuose, raketose oras–žemė, zenitinėse raketose.
Istorija
Pirmieji reaktyviniai varikliai buvo raketiniai. 1939 SSRS išbandytos Igorio Merkulovo konstrukcijos raketos su tiesiasroviais oro reaktyvinis variklis. Lėktuvas su Franko Whittle’io (Didžioji Britanija) konstrukcijos oro reaktyviniu varikliu su turbokompresoriumi pirmą kartą išbandytas 20 a. 5 dešimtmečio viduryje. Nuo 20 a. 6 dešimtmečio oro reaktyviniai varikliai yra dažniausiai orlaiviams naudojami varikliai.