Động cơ phản lực không khí

Aircraft engine that produces thrust by emitting a jet of gasBản mẫu:SHORTDESC:Aircraft engine that produces thrust by emitting a jet of gas
| Động cơ phản lực không khí |
| --- | --- |
Động cơ turbofan Pratt & Whitney F100 sử dụng trên tiêm kích F-15 Eagle đang được thử nghiệm tại căn cứ không quân Florida
Loại: Động cơ đốt trong
Ngành: Hàng không vũ trụ
Ứng dụng: Hàng không
Nguồn nhiên liệu: Nhiên liệu phản lực
Nhà phát minh: John Barber, Frank Whittle
Thời gian phát minh: 1791, 1928
Máy bay tiêm kích F-15E Strike Eagles của Không quân Mỹ
Động cơ phản lực không khí của một chiếc máy bay chở khách đang cất cánh, có thể thấy rõ luồng khí phụt phía sau động cơ (Germanwings Airbus A319)
Động cơ phản lực không khí (jet engine) là một kiểu động cơ sử dụng sức đẩy phản lực, trong đó nhờ luồng khí phụt ra phía sau ở vận tốc cao để tạo ra phản lực đẩy phương tiện về phía trước theo định luật 3 Newton. Trong khi động cơ sử dụng sức đẩy phản lực mang nghĩa rộng hơn, có thể kể đến bao gồm động cơ tên lửa, động cơ phản lực nước, động cơ lực đẩy hybrid, thì thuật ngữ động cơ phản lực không khí-jet engine chỉ bao gồm các động cơ hoạt động trong môi trường không khí, như động cơ turbojet, turbofan, ramjet, hay động cơ phản lực không khí dạng xung (pulse jet).
Động cơ phản lực lấy không khí từ môi trường khí quyển bên ngoài (air breathing) (từ đây gọi tắt là hút khí ngoài) thông thường có một khoang có các cánh quạt đảm nhận nhiệm vụ nén khí, các cánh quạt này được dẫn động bởi turbine, cùng với năng lượng từ dòng khí phụt qua miệng xả (ống đẩy-propelling nozzle)—quá trình này còn được gọi dưới cái tên chu trình nhiệt động học Brayton. Vào đầu kỷ nguyên máy bay phản lực, các máy bay sử dụng động cơ tuốc bin phản lực luồng (turbojet) cũng là loại động cơ phản lực có thiết kế đơn giản, loại động cơ này không hiệu quả khi bay ở tốc độ nhỏ hơn tốc độ âm thanh. Phần lớn các máy bay chở khách bay dưới tốc độ âm hiện nay thường sử dụng động cơ tuốc bin phản lực cánh quạt có tỉ lệ không khí chảy xung quanh/lượng không khí nạp vào lõi động cơ cao (high-bypass) rất phức tạp. Máy bay sử dụng động cơ tuốc bin phản lực cánh quạt có tốc độ bay lớn hơn, và hiệu suất sử dụng nhiên liệu tốt hơn động cơ piston và động cơ cánh quạt khi máy bay phải bay chặng hành trình dài. Các động cơ phản lực lấy khí ngoài đặc biệt được sử dụng trên các phương tiện bay tốc độ cao (động cơ phản lực dòng thẳng và động cơ phản lực tĩnh siêu âm-scramjet) sử dụng hiệu ứng búa thủy động (ram effect) khi phương tiện bay ở tốc độ cao để nén khí, thay cho cơ cấu nén khí bằng cánh quạt thông thường.
Lực đẩy của động cơ phản lực không khí thông thường từ 5.000 lbf (22.000 N) (động cơ tuốc bin phản lực luồng de Havilland Ghost) giai đoạn những năm 1950s cho tới 115,000 lbf (511,55 N) (động cơ tuốc bin phản lực cánh quạt General Electric GE90) ra đời những năm 1990s, và độ tin cậy của chúng tăng từ 40 lần ngừng động cơ mỗi 100.000 h bay cho tới ít hơn 1 lần ngưng động cơ cho mỗi 100.000 h bay vào cuối những năm 1990. Điều này cùng với sự tiết giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ đã giúp các chuyến bay vượt Đại Tây dương bằng máy bay chở khách hai động cơ được chấp nhận rộng rãi khi bước sang thiên niên kỷ mới, khi mà các chuyến bay tương tự trước đây bắt buộc phải thực hiện tiếp nhiên liệu thường xuyên trên đường bay.