Õhuvõtuava

Õhuvõtuava

Õhuvõtuava on ava, mille kaudu toidetakse mehhanismi vajamineva õhuga. Õhku kasutatakse jahutamiseks, põlemiseks ja energia tootmiseks. Näiteks lennuki puhul püütakse õhk õhuvõtuavaga kinni liikudes läbi õhu või kasutatakse mehhanismisisese ja välisrõhu erinevust, mis luuakse alarõhuga õhuvõtuavas, sest õhk soovib tasakaalustuda ja voolab tavaliselt väiksema rõhuga ala poole ehk õhuvõtuavasse.

Õhuvõtuava on mootori üks olulisemaid osasid. Õhuvõtuava peaks olema disainitud nii, et see põhjustaks minimaalset turbulentsi ning õhuvoog oleks võimalikult ühtlane, et vähendada rõhu kadu ja suurendada kasulikku energiat soovitud suunas.

Õhuvõtuavad lennukites

Õhuvõtuavade üleasanded

Õhuvõtuava ülesanne on püüda kinni õhuvool. Sõltuvalt lennuki tüübist ja selles kasutatavast mootorist saab õhuvõtuavade ülesanded jagada kaheks: jahutamine ja kütuse rikastamine hapnikuga.

Jahutus on vajalik kõigi mootoritüüpide puhul – nii kolb-, rootor- kui reaktiivmootor vajavad piisavat õhuvoolu mootori komponentide jahutamiseks ja ülekuumenemise vältimiseks. Õhuvõtuava suunab õhuvoolu soojuse efektiivseks hajutamiseks otse mootorisilindrite ja teiste kuumust tekitavate osade kohale või radiaatorile sõltuvalt sellest, milline jahutussüsteem on mootorile paigaldatud.

Hapnikuga rikastamine on vajalik kütuse põlemiseks. Reaktiiv- ja kolbmootoritega lennukitel tagavad õhuvõtuavad pideva hapnikurikka õhuvoolu mootorisse. Õhu kokkusurumisel ja hapnikuga rikastatud kütuse põlemisel paisunud kuumad suure rõhuga gaasid muundatakse energiaks.

Õhuvõtuavade disain ja tüübid

Õhuvõtuavade disain

Õhuvõtuava kuju ja asukoht sõltuvad näiteks lennuki üldisest disainist ja mootorite arvust.

Õhuvõtuavade tüübid

Hävituslennukites paikneb mootor tavaliselt lennuki kere sees. Kere on kujundatud mootori ümber, moodustades ühtlasi õhuvõtuava.

Reisilennukitel on mootorid tavaliselt paigutatud tiibade alla või kere külgedele. Seetõttu on õhuvõtuava iga mootorikomplekti oluline osa ega nõua muudatusi kere või tiibade juures.

Lennuki reaktiivmootorite õhuvõtuavad jagunevad järgnevalt :

1) hävituslennuki lihtne (ehk üksik) õhuvõtuava on integreeritud lennuki keresse ja on kollineaarne mootori keskteljega, sellepärast on see kõige lihtsam ja tõhusam õhuvõtuava tüüp;

2) hävituslennuki kahene (ehk topelt) õhuvõtuava koosneb kahest eraldi õhuvõtuavast, mis asuvad kas lennuki külgedel või tiibade juures ning ühinevad enne õhu sisenemist mootorisse;

3) alamhelikiirusline õhuvõtuava on veidi laieneva kujuga, kuna enamiku kommertsotstarbeliste rakenduste jaoks on õhu kiirus enne kompressorisse sisenemist tavaliselt umbes Mach 0,5;

4) ülehelikiiruseline õhuvõtuava peab algul kokku jooksma, et vähendada kiirust ülehelikiiruselt Mach 1-ni, ja seejärel laienema, et veelgi vähendada kiirust Mach 0,5-ni. Üks kõige lihtsamaid viise õhuvoogu aerodünaamiliselt aeglustada on suunata lööklained õhuvõtuava seintele risti;

5) muudetavad õhuvõtuava saab rakendada kas liikuvate õhuvõtuava pindade abil või kaldnurga all olevate lööklainete loomisega õhuvõtuavas. Muudetavad õhuvõtuavad on mehaaniliselt keerulisemad ja kaaluvad rohkem kui lihtsad ülehelikiiruselised õhuvõtuavad;

6) turbiin-propeller õhuvõtuava on ülesehituselt lihtne, kuid võib olla erineva kujuga.

Õhuvõtuavade filtrid

Õhuvõtuavade kaitseks võivad olla paigaldatud õhufiltrid, et vältida võõrkehade sattumist mootorisse. Filtrite kasutamine põhjustab aga ka rõhukadu õhuvõtuavas, aitab kaasa jää moodustumisele ja lisab kaalu. Filtrite kulumine ja ebakorrektne hooldus võivad põhjustada tõsiseid kahjustusi kompressorile. Seetõttu on filtrite kasutamine piiratud hävituslennukite puhul, kuna viimaste õhuvõtuavad on sageli lennuki kere alumisel küljel ja seega lähemal maapinnale. Kui filtreid siiski kasutatakse, on need kasutusel ruleerimisel, teatud juhtudel ka õhkutõusul ja lendamise ajal piirkondades, kus võõrkehadega (nt lindude parvedega) kokkupuutumiseks on suurem oht.