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Building a Turbojet Engine
Ceci est un ventilateur. Lorsqu'il tourne,
il pousse l'air et crée une poussée. Mais la poussée est trop faible.
Vous le placez donc dans un tube en métal et ajoutez d'autres étages d'aubes.
Pourtant, la poussée n'augmente toujours pas beaucoup.
Vous trouvez rapidement le problème.
Après avoir traversé un jeu d'aubes,
le flux d'air change de direction et ne peut pas entraîner
efficacement le jeu suivant.
Vous ajoutez donc des aubes directrices
fixes entre les pales pour rediriger le flux d'air selon le meilleur angle.
Mais les ventilateurs seuls ne peuvent toujours pas produire assez de poussée.
Vous ajoutez donc un autre jeu d'aubes à l'intérieur d'un tube qui se rétrécit.
Quand le ventilateur tourne,
chaque étage comprime l'air dans un espace plus restreint,
créant de l'air chaud et à haute pression.
Puis vous ajoutez une chambre de combustion et des injecteurs de carburant.
Lorsque le carburant est injecté,
l'air chaud et comprimé l'enflamme instantanément,
augmentant la température au- dessus de 1 000 degrés.
L'air chaud se dilate rapidement et est expulsé par l'échappement,
créant ainsi une poussée bien plus grande. Mais il y a encore un problème.
Le système dépend de l'alimentation de la soufflante avant.
Si l'alimentation s'arrête, le moteur tombe en panne.
On ajoute donc une turbine derrière la chambre de combustion.
Les gaz chauds font tourner la turbine en la traversant.
On relie la turbine et le compresseur sur le même arbre.
Désormais, l'échappement entraîne la turbine,
et la turbine entraîne le compresseur, créant un cycle autonome.
Mais le moteur devient si efficace que les températures dépassent les 2 000 degrés,
de quoi faire fondre les aubes de turbine. On divise donc le flux d'air en
deux voies. L'une va dans la chambre de combustion pour brûler le carburant.
L'autre contourne la chambre et refroidit le système, abaissant la
température à environ 1 600 degrés centigrades.
Désormais, la turbine survit et le moteur peut tourner en continu. Félicitations,
vous avez construit un turboréacteur.
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Original transcript (English)
This is a fan. When it spins, it pushes air and creates thrust. But the thrust is too weak. So you place it inside a metal tube and add more blade stages. Yet the thrust still does not increase much.
You quickly find the problem. After passing through one set of blades, the airflow changes direction and cannot efficiently drive the next set. So you add stationary guide vanes between the blades to redirect the airflow at the best angle.
But fans alone still cannot produce enough thrust. So you add another set of blades inside a narrowing tube. As the fan spins, each stage compresses the air into a smaller space, creating hot, high-pressure air. Then you add a combustion chamber and fuel injectors.
When fuel is sprayed in, the hot compressed air ignites it instantly, raising the temperature above 1,000 centigrade. The hot air expands rapidly and blasts out the exhaust, creating much greater thrust. But there is still a problem.
The system depends on the front fan being powered. If power stops, the engine fails. So you add a turbine behind the combustion chamber. Hot gases spin the turbine as they pass through. You connect the turbine and compressor on the same shaft.
Now exhaust drives the turbine, and the turbine drives the compressor, creating a self-sustaining cycle. But the engine becomes so efficient that temperatures exceed 2,000 centigrade, enough to melt turbine blades. So you split the airflow into two paths.
One goes into the combustion chamber for burning fuel. The other bypasses the chamber and cools the system, lowering temperature to around 1,600 centigrade. Now the turbine survives, and the engine can run continuously. Congratulations, you have built a turbojet engine.
