Moottorit

Mäntämoottori ei ole lentokonekäytössä eikä etenkään hävittäjässä kovin käytännöllinen. Tähän on useita syitä. Mäntämoottori on tehoonsa nähden varsin painava ja se menettää tehoaan nopeasti lentokorkeuden kasvaessa. Lentokorkeuden myötä alenevaa tehoa voidaan kompensoida ahtimen käytöllä, mutta tämäkin lisää monimutkaisuutta moottorin rakenteeseen. Mäntämoottorin pyörintävoima pitää muuttaa työntövoimaksi potkurin avulla, mutta potkuri on hyötysuhteeltaan huono nopeassa lennossa, eikä sen avulla päästä yliääninopeuksiin. Lentomoottorin pitää kestää pitkäaikaista yhtäjaksoista käyttöä korkeilla vakiokierroksilla ja hävittäjäkoneessa polttoaineensyötön, voitelun jne. pitäisi toimia vaikka kone olisi ylösalaisin. Kaikki nämä ominaisuudet yhdessä ovat johtaneet mäntämoottorin syrjäytymiseen suihkumoottorin tieltä hävittäjien voimanlähteenä. 
 

Ilman ahtamisen jälkeen se tulee polttokammioon jossa siihen ruiskutetaan polttoaine hienona sumuna. Vanhemmissa suihkumootoreissa polttokammioita on useita, uudemmissa mottoreissa kammio on yhtenäinen ja tavallaan kiertää koko moottorin. Polttoainesuuttimet tai useat polttokammiot on sijoitettu ympyrän muotoon niin lähelle toisiaan, että jos jokin liekeistä jostakin syystä sammuu, viereiset liekit sytyttävät sen välittömästi uudelleen. Laajenevat palokaasut pyrkivät kohti pienempää painetta, eli moottorin takaosaa. 

Purkautuessaan kohti suihkuputkea palokaasut pyörittävät kompressorin vastakohtaa, turbiinia, joka puolestaan pyörittää moottorin etuosassa olevaa komperssoria. Lisäksi tätä pyörintävoimaa käytetään muihin tarkoituksiin, kuten polttoainepumpun ja generaattorin pyörittämiseen. Purkautuessaan suihkuputkesta palokaasujen massavirta työntää moottoria eteenpäin. 

Jotta moottorin hyötysuhde olisi paras mahdollinen, ilman lämpötilan pitäisi polttokammiossa nousta niin kuumaksi kuin polttoaineen ja ilman seoksen polttamisella on mahdollista aikaansaada. Käytännössä kuumuus joudutaan materiaalirajoitusten vuoksi rajaamaan noin 1100°C lämpötilaan. Jäähdytys voidaan aikaansaada ohjaamalla osa kompressoidusta ilmasta polttokammion ohitse suoraan turbiinille (ei piirretty kuvaan). Käytännössä tämä turbiinin tuloilman lämpötilaraja rajaa nykytekniikalla suihkumoottorista saatavan tehon. 

Palokaasujen purkautumisnopeutta voidaan säädellä ja näin optimoida moottorin toimintaa muuttamalla pakoaukon kokoa. Tämä tapahtuu erityisellä suihkusuuttimella (nozzle), jota joissakin konetyypeissä käytetään myös pakovirtauksen ohjailemiseen (thrust vectoring). 

Suihkumoottorin työntövoimaa voidaan tarpeen vaatiessa kasvattaa voimakkaasti lisäämällä turbiinin ja suihkusuuttimen väliin toinen polttoaineensyöttö, jota kutsutaan jälkipolttimeksi (am.eng. afterburner, eng. reheat). Tämä on mahdollista, koska toisin kuin mäntämoottorissa, suihkumoottorissa moottorin läpi kulkee enemmän ilmaa kuin polttoaineen palamiseen tarvitaan. Tyypillisesti jälkipoltin tuo noin 50% lisätehoa, mutta polttoaineen kulutus kaksinkertaistuu. Ohivirtausmoottorissa jälkipoltin voi tuoda jopa 100% lisää työntövoimaa, koska osa moottorin läpi kulkevasta ilmasta ei kulje polttokammion läpi ja sisältää siksi paljon happea. Jälkipoltinta ei huonon polttoainetalouden vuoksi kuitenkaan käytetä (Concorde poislukien) siviilikoneissa ja sotilaskoneissakin sitä käytetään vain lyhytaikaisesti kun tehoa tarvitaan paljon esimerkiksi lentoonlähtökiihdytyksessä tai ilmataistelussa. 

Suihkumoottorissa käytetään polttoaineena kerosiinia, joka sijoittuu 'raskaudeltaan' suunnilleen bensiinin ja dieselöljyn väliin. Useimmissa suihkumoottoreissa voitaisiin käyttää myös tavallista bensiiniä, mutta se on kalliimpaa, palaa kuumemmin ja saattaa ylikuumentaa moottorin. Jotkut moottorit kykenevät hätätilassa käyttämään jopa dieselöljyä.

Turbojet on aikaisemmin ollut yleisin hävittäjistä löytyvä moottorityyppi, koska se on yksinkertainen ja tehokas yliääninopeuksissa. Uudemmissa hävittäjissä käytetään kuitenkin yleensä pienen ohivirtaussuhteen omaavaa ohivirtausmoottoria. Eri moottorit voivat erota esimerkiksi kokonsa, polttokammioiden ja komperssorivaiheiden lukumäärän, sekä ilmanottorakenteiden puolesta, mutta perusrakenne on sama. Suihkumoottori on melko kriittinen tuloilman suhteen. Jos ilman virtaus moottoriin häiriintyy, saattaa kompressori epäonnistua ilman ahtamisessa palokammioon ja moottori sammua. Suihkumoottorin käynnistäminen ilmassa on hankalaa varsinkin jos moottoreita on vain yksi, koska kompressorin pyörittämiseen tarvitaan paljon tehoa.
 

Ns. ohivirtaussuhde voi vaihdella, mutta matkustajakoneissa tyypillisesti vain noin 15 prosenttia johdetaan kompressoriin kun pääosa virtauksesta eli ohivirtaus kulkee vain 'tuuletinosan' lävitse. Matkustajakoneen ohivirtausmoottorin ensimmäinen aste onkin pääasiallinen työntövoiman lähde, sillä suurin osa polttokammiosta purkautuvan pakokaasun liike-energiasta käytetään turbiinien ja ohivirtausroottorin pyörittämiseen. Yleensä jopa 75-90% työntövoimasta tulee ohivirtauksesta, sillä ohivirtausilman nopeutta ei suuren määränsä vuoksi tarvitse kiihdyttää kovin paljon suuren työntövoiman aikaansaamiseksi. Joissakin tapauksissa ohivirtausilma voi myös auttaa jäähdyttämään polttokammiota ja turbiiniosaa ulkopuolelta. Ohivirtausmoottoreita käytetään myös hävittäjissä, mutta niissä ohivirtaussuhde on huomattavasti pienempi kuin liikennelentokoneissa.

Ohivirtausmoottorissa tarvitaan ainakin kahdet turbiinisiivet ja kaksi akselia. Toiset pyörittävät kompressoria ja muita laitteita, kuten turbojet-moottorissa, toiset taas pyörittävät ohivirtausroottoria. Ohivirtausroottori pyörii tyypillisesti n. 2500 - 4000 kierrosta minuutissa, kun kompressori pyörii yli 10000 kierroksen minuuttinopeudella.
 

Akselitehoa voidaan hyödyntää myös muissa laitteissa. Nykyisissä helikoptereissa käytetään yleisesti turbiinimoottoreita (turboshaft). Turbiinimoottori on tehoonsa nähden kevyt (esim. 80 kg, 600 hv), eikä helikopterissa tarvita suuria moottorin kierrosluvun vaihteluita koska varsinainen työntövoiman säätely hoidetaan roottorin lapakulmaa muuttamalla. 

Turbiinimoottoreita voidaan käyttää myös laivoissa, kuten Finnjetissä. Myös yhdysvaltain armeijan päätaisteluvaunussa M1A2 Abramsissa on voimanlähteenä turbiinimoottori. 
 

Käytännölliseksi tämä moottorityyppi tulee vasta yliääninopeuksissa, mutta koska tällaista moottoria käyttävä lentokone tai muu laite pitäisi kiihdyttää riittävään nopeuteen ensin muilla keinoin, on tätä moottorityyppiä käytetty lähinnä koetarkoituksissa. Alkukiihdytykseen voidaan käyttää esimekiksi moottoriin rakennettua kiinteäpolttoaineista rakettia, joka tukkii aluksi patoputken mutta kun se on palanut loppuun, putken alkupää aukeaa ja moottorissa siirrytään patoputkimoodiin. Tällaista moottoria kutsutaan englannin kielessä nimellä ramrocket tai ducted rocket. 

Tällä hetkellä ramjet-moottoria tutkitaan varteenotettavana vaihtoehtona ns. avaruuslentokoneen voimanlähteeksi. "Avaruuslentokone" nousisi tavalliselta kiitoradalta ja kiihdyttäisi jollakin keinolla noin kahden machin nopeuteen, jolloin patoputkimoottorit käynnistettäisiin. Niiden avulla noustaisiin ilmakehän yläosiin ja kiihdytettäisiin noin 6 Machin nopeuteen, jonka jälkeen pieni rakettimoottori riittäisi aluksen nostamiseen avaruuteen. Tällainen laite olisi huomattavasti nykyisiä kantoraketteja edullisempi tapa satelliittien kuljettamiseksi kiertoradalle.
 

• Beginner's guide to propulsion
• How Gas Turbine Engines Work
• How Jet Engines Work
• Usa:n ilmavoimien museon moottorispeksejä
• Principles of jet engine operation (Jet Genesis)
• Gas-Turbines
• Pratt & Whitneyn moottorit
• General Electric Aircraft Engines
• Rolls Roycen moottorit
• Rolls Royce: How a gas turbine works