Что такое реактивный двигатель самолета

Школьная Энциклопедия

Nav view search

Navigation

Search

Двигатель называют сердцем самолёта. И это действительно так. Ведь без него самолёт перестанет быть самолётом. Чем мощнее двигатель, тем быстрее самолёт преодолеет силу сопротивления воздуха и тем большую скорость он сможет развить.

«Но то же самое можно сказать и об автомобиле», — возразите вы. И будете правы. Без двигателя ни самолёт, ни автомобиль не смогут двигаться.

Для чего же нужен двигатель?

Любой двигатель, авиационный или автомобильный, предназначен для создания тяги. И принцип работы у них почти одинаков. Но авиационные двигатели всё-таки имеют свои особенности. Они отличаются от автомобильных размерами и меньшим удельным весом, то есть, весом, приходящимся на единицу мощности. Удельный вес авиационных двигателей в десятки и даже сотни раз меньше удельного веса автомобильных. Ну и, конечно же, в авиации они выполнятся из более лёгких и прочных материалов. Конструкция авиационного двигателя такова, что он может надёжно работать в любом перевёрнутом положении, ведь самолёту иногда приходится выполнять различные манёвры в воздухе. И ещё одна его важная особенность – возможность устойчиво работать, не теряя мощность, на высоте, когда падают плотность и давление воздуха.

Авиационные двигатели

Первые двигатели, предназначенные специально для авиации, начали проектировать и строить в начале ХХ века. Они представляли собой двигатели внутреннего сгорания, устройство которых было позаимствовано у автомобильных двигателей.

По мере развития авиации изменялись и авиационные двигатели. Все известные современные их модификации можно разделить на 2 принципиально отличающиеся группы: двигатели, способные работать только в пределах атмосферы и такие, для работы которых наличие атмосферы не требуется.

Двигатели первой группы называются воздушными, или атмосферными. А вторая группа получила название ракетных. Их принципиальное различие в том, что для воздушных двигателей рабочим телом, совершающим механическую работу, является атмосфера. А у ракетных рабочее тело находится в самом летательном аппарате.

Авиационный двигатель, как и любой другой, преобразует энергию топлива в кинетическую энергию. В любом из них происходит реакция горения топлива. А для протекания этой реакции необходим кислород. В воздушных двигателях этот кислород берётся из атмосферы. А в ракетных окислитель находится на борту летательного аппарата.

Винтовые двигатели

Воздушные двигатели делятся на винтовые и реактивные.

В свою очередь, винтовые подразделяются на винто-моторные, или поршневые, и турбовинтовые. И у тех, и у других движителем служит воздушный винт. Но у винтомоторных тепловой машиной является мотор, а у турбовинтовых – турбокомпрессор.

Поршневой (винто-моторный) двигатель

Поршневые двигатели можно назвать ровесниками современной авиации. Они устанавливались на первых самолётах, поднятых в воздух братьями Райт. И вплоть до 40-х годов ХХ века альтернативы им не было. Но, несмотря на то, что впоследствии были изобретены и другие двигатели, основанные на совершенно другом принципе работы, поршневые используются в авиации и сейчас.

Современный авиационный поршневой двигатель представляет собой двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Принцип его работы такой же, как и у автомобильных ДВС. Разница лишь в том, что движение поршня через специальные механизмы в автомобиле передаётся на колёса, а в самолёте – на воздушный винт. А лопасти винта захватывают воздух, отбрасывают его назад, тем самым создавая тягу.

Турбовинтовой двигатель (ТВД)

1 — воздушный винт; 2 — редуктор; 3- турбокомпрессор.

Турбовинтовой двигатель является разновидностью газотурбинного двигателя.

Простейшую конструкцию газотурбинного двигателя можно представить как вал, на котором находятся два диска с лопатками, между которыми расположена камера сгорания. Первый диск – диск компрессора. Второй – диск турбины. Атмосферный воздух сжимается в компрессоре и подаётся в камеру сгорания. Туда же подаётся и топливо. Смесь воздуха с топливом с помощью свечи зажигания поджигается и сгорает, образуя продукты сгорания под высоким давлением, которые приводят во вращение диск турбины. Таким образом, энергия сжатого и нагретого газа преобразуется в механическую работу.

Газотурбинный двигатель первоначально был разработан вовсе не для авиации. В нём нет выходящей реактивной струи. Вся его мощность сосредоточена на валу, который вращает нужные агрегаты. Но в турбовинтовом авиационном двигателе вал приводит во вращение винт, который через редуктор укрепляется на нём перед компрессором. А винт уже и создаёт тягу.

Существуют вертолётные турбовинтовые двигатели, которые приводят в движение несущий винт вертолёта.

Реактивные двигатели

К реактивным относятся турбореактивные, турбореактивные двухконтурные, прямоточные и пульсирующие реактивные двигатели.

Турбореактивный двигатель (ТРД)

Этот тип двигателя является основным в реактивной авиации.

Сила тяги, необходимая для движения, создаётся путём преобразования внутренней энергии топлива в кинетическую энергию реактивной струи продуктов сгорания топлива.

В теплотехнике существует понятие «рабочее тело». Это какое-то условное тело, которое расширяется при нагревании и сжимается при охлаждении. Энергию рабочее тело получат при сжатии, а при расширении оно выполняет механическую работу, благодаря которой приводится в движение рабочий орган.

В турбореактивном авиационном двигателе рабочим телом является атмосферный воздух, который через входное устройство подаётся в компрессор, где и сжимается. Следующий этап – камера сгорания, где воздух нагревается и смешивается с продуктами сгорания керосина. Образовавшаяся газовоздушная смесь попадает на турбину, через рабочие лопатки вращает её, расширяется и теряет часть своей энергии. Эта энергия превращается в механическую энергию основного вала, расходуется на работу компрессора, а также на работу топливных и масляных насосов, привода электрогенераторов, которые вырабатывают электроэнергию для различных бортовых систем самолёта.

Но основная часть энергии газовоздушной смеси разгоняется в специальном сужающемся устройстве, которое называется реактивное сопло. За счёт реактивной струи появляется сила тяги двигателя.

На сверхзвуковых самолётах применяют турбореактивные двигатели с форсажной камерой. В них между турбиной и соплом установлена дополнительная камера, которая и называется форсажной. В этой камере сжигается дополнительное топливо, что вызывает увеличение тяги (форсаж) до 50 %. Но его расход в таких двигателях значительно выше, чем у обычных ТРД.

Турбореактивный двухконтурный двигатель (ТРДД)

1 — компрессор низкого давления; 2 — внутренний контур; 3 — выходной поток внутреннего контура; 4 — выходной поток внешнего контура.

Этот двигатель имеет два контура: внутренний и внешний. Его отличие от обычного турбореактивного заключается в том, что весь воздушный поток сначала попадает в компрессор низкого давления. Затем основная часть воздуха проходит по внутреннему контуру такой же путь, как и в обычном турбореактивном двигателе. То есть, попадает в другой компрессор, сжимается, нагревается, смешивается в камере сгорания с топливом и разгоняется в сопле для образования реактивной тяги. А вторая часть воздуха проходит напрямую по внешнему контуру поверх внутреннего контура, оставаясь холодной, и выбрасывается, не сгорая. Тем самым создаётся дополнительная тяга и уменьшается расход топлива, что очень важно для самолёта. А также снижается и шум двигателя.

Прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД)

1 — воздух; 2 — впрыск горючего; 3 — стабилизатор пламени; 4 — камера сгорани; 5 — сопло; 6 — форсунки.

Этот двигатель не имеет ни турбины, ни компрессора. Он состоит из трёх обязательных элементов: диффузора, камеры сгорания и сопла.

Диффузор повышает статистическое давление за счёт торможения встречного потока воздуха. В камере сгорания происходит сгорание топлива. Окислителем служит кислород воздуха, поступающий из диффузора. Тяга создаётся за счёт реактивной струи, вытекающей из сопла.

В зависимости от скорости полёта ПВРД подразделяют на дозвуковые, сверхзвуковые и гиперзвуковые. Каждая из групп имеет свои конструктивные особенности.

Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель

1 — воздух; 2 — горючее; 3 — клапанная решётка; 4 — форсунки; 5 — свеча зажигания; 6 — камера сгорания; 7 — сопло.

В таком двигателе имеется камера сгорания с входными клапанами и длинное выходное сопло цилиндрической формы. Когда клапаны открываются, в камеру сгорания подаются воздух и топливо. Искра свечи зажигания поджигает смесь. Образуется избыточное давление, которое закрывает клапаны. А продукты сгорания выбрасываются через сопло, тем самым создавая реактивную тягу.

И прямоточные, и пульсирующие воздушно-реактивные двигатели на практике применяются довольно редко.

Ракетные двигатели

В авиации ракетные двигатели используются в особых случаях как дополнительные двигатели для сокращения длины разбега самолёта при взлёте или сокращения длины пробега при посадке, а также для увеличения мощности при полётах в чрезвычайных ситуациях. Применяют их и на исследовательских или экспериментальных самолётах.

Ракетные двигатели разделяются на твёрдотопливные и жидкостные. В твёрдотопливных (РДТТ) и топливо, и окислитель находятся в твёрдом состоянии, а в жидкостных (ЖРД) – в жидком агрегатном состоянии. Сгорание топлива происходит в камере сгорания – основной части ракетного двигателя. А газы, образуемые при сгорании, выбрасываются через реактивное сопло, создавая реактивную тягу.

Так как окислитель для горения ракетные двигатели везут с собой, то они не зависят от воздушной среды, и прекрасно зарекомендовали себя в разреженном и безвоздушном пространстве. Их используют для подъёма и разгона баллистических ракет, космических кораблей, запуска спутников.

Разница между реактивным двигателем и ракетным двигателем

Реактивный двигатель против ракетного двигателя Реактивные и ракетные двигатели — это реактивные двигатели, основанные на третьем законе Ньютона. Ракетный двигатель также является реактивным двигател

Содержание:

Реактивный двигатель против ракетного двигателя

Реактивные и ракетные двигатели — это реактивные двигатели, основанные на третьем законе Ньютона. Ракетный двигатель также является реактивным двигателем с некоторыми вариациями между ними. Тяга двух зависит от скорости выхлопа двигателя.Выхлоп ракетного двигателя достигает скорости звука около горловины сопла, а расширение в сопле еще больше увеличивает скорость, создавая гиперзвуковую выхлопную струю. Реактивный двигатель использует воздух и топливо для сгорания и работает на дозвуковых или звуковых скоростях. Реактивный двигатель работает только в атмосфере, а ракеты могут работать в вакууме и в атмосфере. Реактивные двигатели для сгорания берут кислород из атмосферы, но у ракет есть собственный кислород.

Ракетный двигатель

Ракетный двигатель или просто «ракета» — это разновидность реактивного двигателя, использующего только массу топлива, который производит сжатый газ для формирования своей высокоскоростной движущей струи, которая направляется через сопло для создания тяги в ракетных двигателях. Большинство из них являются двигателями внутреннего сгорания, и вместо использования внешних материалов для формирования струи они используют выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания. Наибольшие скорости истечения струй имеют ракетные двигатели.

Принцип работы ракетного двигателя разделен на три основных компонента, которые немного отличаются в зависимости от типа используемого топлива. Во-первых, это сгорание или нагрев топлива, в результате которого образуется выхлопной газ, во-вторых, прохождение его через сверхзвуковое сопло, которое помогает ускорить выхлопной газ до высоких скоростей, используя тепловую энергию самого газа. Затем двигатель толкается в противоположном направлении, как реакция на поток выхлопных газов. Это дает лучшую термодинамическую эффективность при высоких температурах и давлениях. Это потому, что при высоких температурах скорость звука тоже очень высока. Скорость звука примерно пропорциональна квадрату температуры выхлопных газов.

Конструкция ракетного двигателя зависит от типа использования топлива. Многие двигатели являются двигателями внутреннего сгорания, в которых используются пороховые массы из смеси топлива и окисляющих компонентов или комбинации твердого и жидкого или газообразного топлива. Другой тип — нагревание химически инертной реакционной массы с использованием источника энергии высокой энергии через теплообменник.

Реактивный двигатель

Реактивный двигатель состоит из многих частей, таких как вентилятор, компрессор, камера сгорания, турбина, смеситель и сопло. Наличие и расположение этих частей вместе с приводным механизмом дают различные типы реактивных двигателей. Двигатель всасывает воздух и сжимает его в компрессоре. Затем сжатый и нагретый воздух направляется в камеру сгорания, смешивается с топливом и сжигается. Выхлопные газы направляются в турбину, чтобы создать тягу для привода двигателя.

Доступные типы реактивных двигателей: прямоточный воздушно-реактивный, турбореактивный, двухконтурный, турбовинтовой и турбовальный. Принцип работы всех двигателей аналогичен, за следующими исключениями. В турбовентиляторном двигателе часть сжатого воздуха подается непосредственно в турбину. Хотя он не нагревается как выхлоп из камеры сгорания, он несет большую массу воздуха и, таким образом, вносит вклад в большую часть общей тяги. В турбовинтовых и ТРДТ тяга также создается пропеллером. В турбореактивном вентиляторе полная тяга создается пропеллером, как мы видим на вертолетах.

Реактивный двигатель против ракетного двигателя

— Ракеты используются для космических аппаратов и ракет.

— Реактивные самолеты используются в основном в транспортной отрасли, а также на военных самолетах, самолетах, высокоскоростных автомобилях, лодках и кораблях. Другое использование — в крылатых ракетах и ​​беспилотных летательных аппаратах (БПЛА).

— Ракетный двигатель наименее энергоэффективен по сравнению с реактивным.

— Уровень шума выше у ракетных двигателей по сравнению с реактивными двигателями.

Наука, техника, изобретения

Техника

Техника

наука

Воздухоплавание и авиация

ПЕРВЫЕ РЕАКТИВНЫЕ САМОЛЕТЫ

Еще в начале XX в. российский ученый К.Э. Циолковский предсказал, что вслед за эрой винтовых аэропланов наступит эра аэропланов реактивных. Он считал, что только с реактивным двигателем можно достичь сверхзвуковых скоростей.

В 1937 г. молодой и талантливый конструктор A.M. Люлька предложил проект первого советского турбореактивного двигателя. По его расчетам, такой двигатель мог разогнать самолет до небывалых в ту пору скоростей — 900 км/ч! Это казалось фантастикой, и к предложению молодого конструктора отнеслись настороженно. Но, тем не менее, работы по этому двигателю начались, и к середине 1941 г. он был уже практически готов. Однако началась война, и конструкторское бюро, где работал A.M. Люлька, эвакуировали в глубь СССР, а самого конструктора переключили на работу над танковыми двигателями.

Но A.M. Люлька был не одинок в своем стремлении создать реактивный авиационный двигатель. Перед самой войной инженеры из конструкторского бюро В.Ф. Болховитинова — А.Я. Березняк и А.М. Исаев — предложили проект истребителя-перехватчика «БИ-1» с жидкостным реактивным двигателем.

Проект был одобрен, и конструкторы приступили к работе. Несмотря на все трудности первого периода Великой Отечественной войны, опытный «БИ-1» все же был построен.

15 мая 1942 г. первый в мире ракетный истребитель был поднят в воздух летчиком-испытателем ЕЯ. Бахчиванджи. Испытания продолжались до конца 1943 г. и, к сожалению, закончились катастрофой. В одном из испытательных полетов Бахчиванджи достиг скорости 800 км/ч. Но на этой скорости самолет вдруг вышел из повиновения и устремился к земле. Новая машина и ее отважный испытатель погибли.

Первооткрыватель реактивного двигателя англичанин Фрэнк Уитл получил свой патент еще в 7 930 г. Первый реактивный самолет «Gloster» был построен в 1941 г. ив мае прошел испытания. Правительство от него отказалось — недостаточно мощный. Полностью раскрыли потенциал этого изобретения лишь немцы, в 1942 г. собравшие «Messerschmitt Ме-262», на котором и воевали вплоть до конца войны. Первым советским реактивным самолетом был «МиГ-9», а его «потомок» — «МиГ-15» — вписал много славных страниц в боевую историю войны в Корее (1950—1953).

В эти же годы в фашистской Германии, утратившей на советско-германском фронте превосходство в воздухе, все более интенсивно развертываются работы над реактивными самолетами. Гитлер надеялся, что с помощью этих самолетов он снова перехватит инициативу в войне и добьется победы.

В 1944 г. самолет «Messerschmitt Ме-262», оснащенный реактивным двигателем, был запущен в серийное производство и вскоре появился на фронте. Немецкие летчики с большой опаской относились к этой необычной машине, не имеющей привычного винта. Кроме этого на скорости, близкой к 800 км/ч, ее затягивало в пикирование, и вывести машину из этого состояния было невозможно. В авиационных частях далее появилась строжайшая инструкция — ни в коем случае не доводить скорость до 800 км/ч.

Тем не менее, даже с таким ограничением «Ме-262» превосходил по скорости все другие истребители тех лет. Это позволило командующему гитлеровской истребительной авиацией генералу Голланду заявить, что «Ме-262» — «единственный шанс организовать реальное сопротивление противнику».

На Восточном фронте «Ме-262» появились в самом конце войны. В связи с этим конструкторские бюро получили срочное задание создать аппараты для борьбы с немецкими реактивными самолетами.

А.И. Микоян и П.О. Сухой в помощь обычному поршневому мотору, расположенному в носовой части аппарата, добавили мотокомпрессорный мотор конструкции К.В. Холщевникова, установив его в хвосте самолета. Дополнительный двигатель должен был запускаться, когда самолету требовалось придать значительное ускорение. Это было продиктовано тем обстоятельством, что двигатель К.В. Холщевникова работал не более трех-пяти минут.

Первым закончил работу над скоростным истребителем А.И. Микоян. Его самолет «И-250» совершил полет в марте 1945 г. В ходе испытаний этой машины была зарегистрирована рекордная скорость 820 км/ч, впервые достигнутая в СССР. Истребитель П.О. Сухого «Су-5» поступил на испытания в апреле 1945 г., и на нем после включения дополнительного хвостового двигателя была получена скорость, превышающая 800 км/ч.

Однако обстоятельства тех лет не позволили запустить новые скоростные истребители в серийное производство. Во-первых, война закончилась, даже хваленый «Ме-262» не помог вернуть фашистам утраченное превосходство в воздухе.

Во-вторых, мастерство советских пилотов позволило доказать всему миру, что даже реактивные самолеты можно сбивать, управляя обыкновенным серийным истребителем.

Параллельно с разработкой самолета, оснащенного «толкающим» мотокомпрессорным двигателем, в конструкторском бюро П.О. Сухого был создан истребитель «Су-7», в котором совместно с поршневым мотором работал жидкостно-реактивный «РД-1», разработанный конструктором В.П. Глушко.

Полеты на «Су-7» начались в 1945 г. Испытывал его пилот Г. Комаров. При включении «РД-1» скорость самолета увеличивалась в среднем на 115 км/ч. Это был неплохой результат, однако вскоре испытания пришлось прекратить из-за частого выхода из строя реактивного двигателя.

Аналогичная ситуация сложилась в конструкторских бюро С.А. Лавочкина и АС. Яковлева. На одном из опытных самолетов «Ла-7Р» ускоритель взорвался в полете, летчику-испытателю чудом удалось спастись. А вот при испытании «Як-3» с ускорителем «РД-1» самолет взорвался и его пилот погиб. Участившиеся катастрофы привели к тому, что испытания самолетов с «РД-1» были прекращены. К тому же стало ясно, на смену поршневым должны были прийти новые двигатели — реактивные.

После поражения Германии в качестве трофеев СССР достались немецкие реактивные самолеты с двигателями. Западным же союзникам попали не только образцы реактивных самолетов и их двигателей, но и их разработчики и оборудование фашистских заводов.

Для накопления опыта в реактивном самолетостроении было принято решение использовать немецкие двигатели «JUMO-004» и «BMW-003», а затем на их основе создать собственные. Эти двигатели получили наименование «РД-10» и «РД-20». Кроме этого конструкторам A.M. Люльке, А.А. Микулину, В.Я. Климову было поручено создать «полностью советский» авиационный реактивный двигатель.

Пока у «двигателистов» шла работа, П.О. Сухой разработал реактивный истребитель «Су-9». Его конструкция была выполнена по схеме двухмоторных самолетов — два трофейных двигателя «JUMO-004» («РД-10») размещались под крыльями.

Наземные испытания реактивного мотора «РА- 7» проводились на летном поле аэродрома в Тушино. Во время работы он издавал страшный шум и выбрасывал из своего сопла клубы дыма и огня. Грохот и зарево от пламени были заметны даже у московской станции метро «Сокол». Не обошлось и без курьеза. Однажды на аэродром примчалось несколько пожарных машин, вызванных москвичами тушить пожар.

Самолет «Су-9» трудно было назвать просто истребителем. Летчики обычно называли его «тяжелым истребителем», так как более точное название — истребитель-бомбардировщик — появилось только к середине 50-х гг. Но по своему мощному пушечному и бомбовому вооружению «Су-9» вполне можно было считать прототипом такого самолета.

У такого размещения моторов были как недостатки, так и преимущества. К недостаткам можно отнести большое лобовое сопротивление, создаваемое расположенными под крыльями моторами. Но с другой стороны, размещение двигателей в специальных подвесных мотогондолах открывало к ним беспрепятственный доступ, что было немаловажно при ремонте и регулировке.

Кроме реактивных двигателей самолет «Су-9» содержал много «свежих» конструкторских решений. Так, например, П.О. Сухой установил на свой самолет стабилизатор, управляемый специальным электромеханизмом, стартовые пороховые ускорители, катапультируемое сиденье летчика и устройство по аварийному сбросу фонаря, прикрывающего кабину летчика, воздушные тормоза с посадочным щитком, тормозной парашют. Можно сказать, что «Су-9» был целиком создан из новшеств.

Вскоре опытный вариант истребителя «Су-9» был построен. Однако было обращено внимание на то, что выполнение виражей на нем для летчика физически тяжелое.

Стало очевидным, что с возрастанием скоростей и высоты полета летчику все труднее будет справляться с управлением, и тогда в систему управления самолетом было введено новое устройство — бустер-усилитель, наподобие гидроусилителя руля. Но в те годы применение сложного гидравлического устройства на самолете вызвало споры. Даже опытные авиаконструкторы отнеслись к нему скептически.

И все же бустер установили на «Су-9». Сухой первым полностью переложил усилия с ручки управления самолетом на гидросистему. Положительная реакция пилотов не заставила себя ждать. Управление самолетом стало более приятным и неутомительным. Маневр упростился и стал возможен на всех скоростях полета.

Доклад-сообщение Реактивный двигатель

Реактивные двигатели уже около ста лет успешно используются на самолетах и в ракетостроении.

Реактивный двигатель – это устройство, которое создаёт силу тяги, необходимую для движения преобразовывая внутреннюю энергию топлива, то есть превращая ее в кинетическую энергию реактивной струи.

Для объяснения приведем пример с воздушным шариком. Если развязать горлышко шарика, то из шарика начнёт выходит струя воздуха( рабочее тело), а сам шарик под воздействием реактивной силы начнет свое движение в противоположную сторону.

Примерно таким же образом работает и реактивный двигатель, но что бы поднять ракету или самолет рабочее тело (реактивная струя) в нем должно имеет очень высокую скорость. В этом и заключается задача реактивного двигателя. Такая скорость достигается тем, что газ нагревают до очень высокой температуры.

Изобретателями первого реактивного двигателя являются Фрэнк Уиттл (1907–1996 гг.), а также Ганс фон Охайн (1911—1998гг.). В 1930 году патент на первый работающий реактивный двигатель был получен Фрэнком Уиттлом. Однако первую модель была собрана выдающимся инженером-конструктором Гансом фон Охайном.

Реактивный двигатель состоит из:

• Камера сгорания: если сильно нагреть воздух то он расшириться и на выходе образует большую скорость. Именно для этих целей и используется камера сгорания. В ней газ в месте с кислородом нагревается до большой температуры.
• После этого рабочее тело попадает в реактивное сопло, в котором скорость струи еще больше увеличивается из-за особой сужающейся формы сопла.

Но кроме того в реактивных двигателях используются также:

• Компрессор: для эффективного сгорания необходим воздух относительно высокого давления и температуры. Для этих целей используется компрессор. Лопасти компрессора вращаясь увеличивают эти показатели.
• Сам компрессор вращается благодаря турбине, установленной за камерой сгорания. Компрессор и турбина установлены на одном валу, поток выходящий из камеры сгорания поворачивает лопасти турбины, тем самым вращая его, а вместе с ним и компрессор.

Такие двигатели называются турбореактивными.

Заключение.

Изобретение реактивного двигателя совершило революцию в развитии человечества, благодаря этому стали возможны полеты в космос, перевозки пассажиров и товаров по воздуху.

Картинка к сообщению Реактивный двигатель

Популярные сегодня темы

• Интерьер

Под «Интерьером» подразумевается оформление внутреннего пространства помещения (как архитектурное, так и художественное), благотворно влияющее на эстетические ощущения личности в процессе нах

Новый год – праздник, отмечающийся в России в ночь с 31 декабря по 1 января. Сопровождается весельем, плясками и подарками (уложенными под новогоднюю ёлку), которые принято дарить друг другу

Первыми представителями нынешних турбин являются мельницы. Принцип работы у мельницы и турбины одинаковый. В наше время с помощью технологий изготавливают разные по применению турбины

Образование – это то, что необходимо каждому человеку в современном мире. Но образование подразумевает определенного рода нагрузки. Как же быть, чтобы учёба негативно не отразилась на здоровь

В различных водоемах постоянно присутствуют большие и маленькие плавучие средства. Какие-то суда перевозят пассажиров, другие транспортируют грузы. Кажется невероятным, что гигантским многото

Олимпийские игры, или же Олимпиада, являются международными спортивными соревнованиями. Существуют зимние и летние игры, и каждые проводятся раз в 4 года.

Принцип действия реактивного двигателя

С начала XX века до Второй мировой войны успешно использовались винтомоторные самолеты , оснащенные двигателями внутреннего сгорания.

Прогресс требовал все более быстрых и мощных самолетов, но изобретатели столкнулись с проблемой: даже незначительный прирост мощности двигателя приводил к значительному увеличению массы самолета. При добавлении двигателю мощности на 1 л.с., общий вес двигателя, винта и всех вспомогательных средств увеличивался примерно на 1 кг. Это означало, что для создания истребителя способного развивать скорость до 1000 км/ч пришлось бы использовать двигатель весом 6000 кг.

Увеличение веса двигателя приводило к тому, что самолет мог превратиться в аппарат, способный носить только сам себя – его грузоподъемность не смогла бы вместить ни оружия, ни какого-либо другого оборудования. Но даже за счет таких жертв значительно увеличить скорость все равно не удалось бы: увеличивается вес двигателя – увеличивается вес всей машины. Чтобы сделать самолет более быстрым – нужно увеличить площадь крыла. При этом увеличивается аэродинамическое сопротивление, преодолеть которое можно только при увеличении мощности двигателя. Получается замкнутый круг, разорвать который можно только изобретением принципиально нового двигателя.

Такой двигатель, названный реактивным, был изобретен англичанином Френком Уиллом. Принцип действия реактивного двигателя можно объяснить на действии пожарного брандспойта. Вода под давлением подается по шлангу к брандспойту, который имеет зауженный конец. Вытекая через это более узкое, чем сам шланг, отверстие, вода обретает скорость большую, чем в шланге. Реакция (сила обратного давления) воды при этом настолько сильная, что пожарнику приходится со всех сил держать шланг, направляя поток воды. Этот принцип реакции и используется в реактивных двигателях.

Самым простым реактивным двигателем является прямоточный. Представим себе его в виде трубы с открытыми концами, установленной на движущемся самолете. Передняя часть трубы имеет расширяющееся внутреннее поперечное сечение, благодаря которому скорость входящего воздуха снижается, а давление увеличивается. В самом широком месте (камере сгорания) происходит впрыскивание и сгорание горючего, что приводит к сильному нагреванию и расширению газов. Газы вырываются наружу с другого, более узкого, конца трубы с огромной скоростью, производя реактивную силу тяги. Именно эта сила и заставляет двигаться самолет.

Несовершенство этого двигателя в том, что он может использоваться только на движущемся самолете, и не может приводиться в действие с состояния спокойствия. Такой самолет приходилось бы запускать или с другого самолета, или используя какой-то стартовый двигатель.Эта проблема была решена с изобретением турбореактивного двигателя.

Основным элементом турбореактивного двигателя является газовая турбина. Она приводит в действие воздушный компрессор, через который сжатый воздух попадает в камеру сгорания. Продукты сгорания (обычно топливом является керосин) поступают сначала на лопасти турбины (приводя ее в действие), а потом в сопло, где разгоняются до больших скоростей. Для вращения турбины используется очень малое количество энергии воздушно-газового потока и при выходе из двигателя поток создает огромную реактивную силу тяги.

Увеличить на короткий период времени реактивную тягу двигателя можно при помощи дожигания: при выходе из турбины в поток газа впрыскивается дополнительное количество топлива, которое сгорает за счет кислорода, не использованного в турбине. Дожигание помогает увеличить тягу двигателя до 70% на больших скоростях и до 25-30% на малых.