0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что является холодильником в ракетном двигателе самолета

РАЗМЕЩЕНИЕ ДВИГАТЕЛЕЙ НА САМОЛЕТЕ

В общем случае на самолете могут устанавливаться как поршневые, роторные, так и воздушно-реактивные двигатели. У поршневых и роторных двигателей в качестве движителя должен быть воздушный винт. Именно поэтому такие двигатели устанавливаются в передней части самолета (на фюзеляже, на крыле с выносом воздушных винтов за переднюю кромку).

Однако, в силу определенных конструктивных особенностей на некоторых ЛА — экранопланах двигатели, в том числе и ТВД, могут располагаться на киле.

Турбореактивный двигатель при компоновке самолета позволяет рассматривать целый ряд принципиально различных вариантов размещения двигателей: в фюзеляже, на фюзеляже, на киле, в корне крыла и на крыле (под крылом на пилоне, а также непосредственное крепление двигателей под и над крылом).

Все перечисленные схемы установки двигателей использовались в компоновках реактивных самолетов (дозвуковых и сверхзвуковых, гражданских и военных). Каждая схема имеет определенные преимущества и недостатки, проявляющиеся в той или иной степени в зависимости от типа и назначения самолета. Ниже рассмотрены наиболее распространенные схемы установки двигателей.

Размещение двигателей в фюзеляже применяется практически на всех легких военных самолетах (многоцелевые истребители и др.). Тонкое крыло небольшого удлинения не позволяет устанавливать двигатели на крыле или в крыле без ущерба для механизации крыла. Двигательные гондолы заняли бы слишком много места, не только значительно сократив размах закрылков, но и существенно сократив возможность подвешивать к крылу значительную часть боевой нагрузки.

Кроме того, если для самолета необходим один воздушно-реактивный двигатель, то внутренняя полость фюзеляжа является единственным местом для установки такого двигателя.

Размещение двигателей в корне крыла широко применялось на тяжелых дозвуковых реактивных самолетах военного и гражданского назначения (Ту-16, Ту-104, Ту-124 и др.; английские самолеты «Вулкан», «Виктор», «Комета» и др.). Такая схема установки двигателей, обладая определенными положительными качествами:

— отказ одного или двух двигателей, размещенных с одной стороны, не вызывает резких разворачивающих и кренящих моментов;

— высокое расположение воздухозаборников исключает всасывание посторонних предметов с взлетной полосы, низкое аэродинамическое сопротивление двигательной установки и др.) имеет ряд существенных недостатков (особенно для пассажирских самолетов).

Данная схема имеет и ряд существенных недостатков:

— близость реактивной струи к обшивке фюзеляжа, сильный шум в пассажирском салоне;

— длинные воздухозаборники существенно уменьшают тягу двигателей;

— пожар, возникший в двигателях, может распространиться на пассажирский салон и топливные баки (требуется усиленная противопожарная защита);

— в случае разрушения лопаток компрессора или турбины возможно поражение пассажирской кабины и топливных баков (требуется специальное бронирование);

— наличие воздухозаборников на передней кромке крыла и выходных устройств на задней кромке уменьшает размещение механизации по размаху крыла;

— затрудняется создание систем для реверсирования тяги: направляемые вниз вперед реактивные струи газов, отражаясь от поверхности аэродрома, могут засасываться в воздухозаборники двигателей, вызывая помпаж этих двигателей;

— плохие условия эксплуатации двигателей из-за трудности подхода к ним;

— существенно уменьшается объем крыла для размещения топлива;

— увеличение массы конструкции самолета вследствие утяжеления крыла (из-за фасонных лонжеронов и наличия съемных панелей), длинных воздухозаборников или выхлопных труб.

Размещение двигателей на пилонах под крылом широко применяется на современных тяжелых дозвуковых самолетах.

Такая схема имеет следующие преимущества:

— двигатели разгружают конструкцию крыла в полете, уменьшая изгибающий момент от внешних нагрузок;

— двигатели являются противофлаттерными балансирами и одновременно демпфируют колебания крыла при полете в турбулентной атмосфере;

— обеспечивается удобство обслуживания двигателя и его замены (в том числе и на другой типоразмер);

— надежное изолирование источника пожара на двигателе от крыла при помощи противопожарных перегородок в пилоне;

— обеспечивается меньший шум от двигателей в пассажирском салоне;

— обеспечивается лучшая, чем на двигателях, установленных в корне крыла, изоляция конструкции самолета от звукового воздействия реактивных струй двигателей;

— создаются благоприятные условия установки двигателей с реверсом тяги и шумоглушением.

Наряду с указанными выше преимуществами, размещение двигателей на пилонах под крылом имеет следующие недостатки:

— в случае отказа двигателя, особенно внешнего, создается большой разворачивающий момент в горизонтальной плоскости;

— при посадке с креном наличие нижней пилонной подвески двигателей(чтобы избежать касание земли) требует увеличение поперечного V крыла, что ухудшает характеристики устойчивости и управляемости самолета;

— низкое расположение двигателей относительно поверхности аэродрома увеличивает возможность попадание в воздухозаборники посторонних предметов;

Размещение двигателей на хвостовой части фюзеляжа получило широкое распространение на отечественных и зарубежных пассажирских самолетах.

На тяжелых самолетах, когда для обеспечения необходимой величины тяговооруженности требуется четыре двигателя, на бортовых пилонах устанавливается по два двигателя с каждой стороны (например, самолет Ил-62).

Если для данной взлетной массы самолета требуемая тяговооруженность обеспечивается нечетным числом двигателей (три двигателя), то один из двигателей должен устанавливаться в плоскости симметрии самолета. В данном случае этот двигатель размещается внутри хвостовой части фюзеляжа, а его воздухозаборник выносится в корневую часть вертикального оперения над фюзеляжем. По такой схеме установлены двигатели на самолетах Боинг 727, Локхид L-1011, Де Хэвилленд «Трайдент» и на отечественных самолетах ЯК-40, Як-42 и Ту-154.

Размещение двигателей на хвостовой части фюзеляжа, когда двигатель крепится к фюзеляжу посредством небольшого пилона, позволяет:

— обеспечить аэродинамическое «чистое» крыло, что повышает его аэродинамическое качество на (10…15)%;

— максимально использовать размах крыла для размещения средств механизации (закрылки, предкрылки и т. д.), что улучшает взлетно-посадочные характеристики самолета;

— определять поперечное V крыла из условий обеспечения оптимальных характеристик поперечной и путевой устойчивости и управляемости;

— улучшить характеристики продольной, путевой и поперечной устойчивости самолета:( за счет площади гондол и их пилонов как дополнительного горизонтального оперения; вынос горизонтального оперения из зоны торможения потока за крылом; малый разворачивающий момент при остановке одного из двигателей).

— улучшить комфорт пассажиров (по сравнению с установкой двигателей в корне крыла) за счет уменьшения шума, так как гондолы двигателей в данном случае устанавливаются позади герметической кабины;

— облегчить установку реверсирующих устройств на всех двигателях;

— предохранить двигатели от попадания в них посторонних предметов при взлете и посадке благодаря высокому расположению воздухозаборников;

— улучшить работу устройств для реверсирования тяги двигателей (по сравнению с двигателями, размещенными в корне крыла);

— создать лучшие условия аварийной посадки самолета.

Однако наряду с указанными преимуществами схема установки двигателей на хвостовой части фюзеляжа имеет следующие существенные недостатки:

— увеличивается масса конструкции самолета(масса фюзеляжа увеличивается примерно на (10 . 15 %) вследствие усиления конструкции хвостовой части фюзеляжа из-за дополнительных весовых и инерционных нагрузок от двигателей);

— увеличения массы крыла (примерно на 10. 15 %) из-за отсутствия разгрузки крыла;

Читать еще:  Щелчки стартера при запуске двигателя калина

— увеличения массы вертикального оперения, несущего на себе горизонтальное оперение;

— центр масс пустого самолета сдвигается назад, а центр масс полностью загруженного самолета — вперед, чем создаются трудности в центровке и балансировке самолета;

— носовая часть фюзеляжа выдвигается вперед, что отрицательно сказывается на путевой и продольной устойчивости самолета;

— при попадании самолета в обледенение создается возможность попадания в двигатели обломков льда, сбрасываемых противообледенителями с крыла;

— необходимо прокладывать топливопроводы от баков к двигателям вблизи пассажирской кабины, что вызывает опасность попадания паров топлива в кабину и увеличивает массу трубопроводов;

— несколько затрудняется обслуживание двигателей, высоко расположенных над поверхностью аэродрома.

Перечисленные недостатки приводят к тому, что на современных двигатели устанавливаются, в основном, на пилонах под крылом.

Размещение двигателей под крылом (с непосредственным креплением гондол двигателей к крылу) встречается на тяжелых сверхзвуковых самолетах. В данном случае двигатели могут устанавливаться либо в одной гондоле, расположенной в плоскости симметрии самолета (самолет «Норт Америкен» ХВ-70), либо попарно в двух гондолах (пассажирские самолеты Ту-144 и «Конкорд»).

Размещение двигателей в гондолах на нижней поверхности крыла вызывает систему скачков уплотнений от специально спрофилированных воздухозаборников и мотогондол двигателей. В результате взаимодействия систем скачков уплотнения с поверхностью крыла аэродинамическое качество самолета на сверхзвуковой крейсерской скорости существенно увеличивается. Кроме того, угол атаки крыла в крейсерском полете уменьшается (так как величина М max сдвигается на меньшие углы), что также уменьшает лобовое сопротивление.

Интерференция самолета и двигателя.Обтекание воздушным потоком двигателя, установленного на крыле или фюзеляже, вызывает дополнительные потери, называемыми интерференцией. По результатам экспериментальных исследований наименьшие потери наблюдаются при размещении двигателя на крыле по схеме среднеплан. При размещении двигателя непосредственно на крыле или под крылом потери будут минимальными, если поперечное сечение мотогондолы имеет прямолинейные обводы при соблюдении правила площадей.

При размещении двигателя на пилоне под крылом на его нижней поверхности появляется разряжение, вызываемое реактивной струей (усиливается для двухконтурных ТРДД), что может приводить к возникновению местных сверх звуковых зон обтекания и, как следствие, волновых потерь.

Для уменьшения воздействия продольной составляющей скорости стреловидного крыла на внутреннюю поверхность мотогондолы ось двигателя разворачивается во внутрь (в сторону фюзеляжа) на определенный угол.

Лучшие авиадвигатели для истребителей с точки зрения их тяги

Тяга – один из ключевых параметров двигателя боевого самолета

В авиации тягой называют силу, толкающую самолет в воздушной среде. Ей противостоит лобовое сопротивление. Если машина летит прямолинейно и горизонтально с постоянной скоростью, то тяга будет примерно равна лобовому сопротивлению.

Чаще всего тягу измеряют в килоньютонах (кН) или килограмм-силах (кгс). Грубо на одну килограмм-силу приходится 10 ньютонов. А если точно, то 1 кгс = 9,80665 Н.

Используя этот показатель, отберем три самых лучших двигателя по тяге. Чтобы упростить задачу, будем сравнивать их тягу по максимальному показателю в режиме форсажа.

Двигатели для семейства истребителей Су-27

Российские истребители Су-27, Су-30 и Су-35 относятся к единому семейству. Основой для проектирования конструкции более поздних Су-30 и Су-35 стал Су-27.

В боевом самолете Су-27 используется турбореактивный двухконтурный двигатель АЛ-31Ф с форсажной камерой. На каждый истребитель устанавливают по два таких двигателя. Их также используют для оснащения истребителей Су-30. Такой двигатель в режиме форсажа способен развивать максимальную тягу 122,6 кН.

В более новом истребителе Су-35 применен уже другой двигатель – АЛ-41Ф1С, обладающий управляемым вектором тяги. Это изделие, как и предыдущее, имеет длину 4,9 метра и диаметр 1,2 метра. Несмотря на то, что новый агрегат имеет такие же габариты, он способен развивать гораздо большую тягу, чем предшественник. Она составляет уже 142,2 кН.

Американский чемпион F-22

Истребители F-22, выпускаемые в США, оборудованы двигателями Pratt&Whitney F119-PW-100. На сегодняшний день их выпущено более 500 единиц. Это изделие представляет собой двухвальный двигатель, оснащенный роторами высокого и низкого давления с противовращением.

По тяге, которая составляет почти 155 кН, F119-PW-100 имеет полное право на звание лидера среди двигателей для истребительной авиации. Правда с некоторыми оговорками.

Как говорилось ранее, тяга является далеко не единственной характеристикой. Поэтому из-за большей массы максимальная скорость, развиваемая F-22, ниже, чем скорость Су-35, хоть американец и развивает большую тягу, чем россиянин.

Помимо этого, как оказалось, двигатели F119-PW-100 вырабатывают свой ресурс быстрее, чем рассчитывали. Поэтому ВВС США уже начинают испытывать дефицит этих изделий.

С другой стороны, если ресурс двигателей подходит к концу, это говорит об их интенсивной эксплуатации. А активное использование изделий свидетельствует о том, что он нашел свое место в американской военной авиации и вполне устраивает по своим характеристикам своих пользователей.

Унифицированный российский авиадвигатель

В июле этого года управляющий директор Опытно-конструкторского бюро имени Люльки при Уфимском моторостроительном ПО Евгений Семивеличенко рассказал агентству РИА Новости о начале разработки нового универсального авиадвигателя для истребителей Су-27, Су-30 и Су-35. При этом изделие можно устанавливать на любой из трех типов самолетов без доработки планера.

Планируется улучшение технических характеристик двигателя по сравнению с предшественниками, причем в нем будут задействованы узлы, уже задействованные в предыдущих моделях.

Унификация двигателей для истребителей разных типов является положительным фактором с точки зрения экономики их производства. При этом станет дешевле и проще обслуживать эту технику в частях.

И когда создадут первый прототип нового двигателя, будет интересно узнать его технические характеристики, в том числе и развиваемую тягу.

Люди с реактивными ранцами летают с самолетами. На них жалуются пилоты

Что случилось

В конце августа человека с реактивным ранцем заметили в аэропорту Лос-Анджелеса. Его увидел пилот самолета American Airlines, заходившего на посадку на высоте 900 м, а также — пилоты двух других самолетов. ФБР начало расследование.

В феврале 2020 года человек с ранцевым двигателем поднялся еще выше — на 1,8 км. Это был француз Винс Реффет, который пролетел над Дубаем со скоростью 240 км/ч и установил мировой рекорд для джетпаков.

Полет Винса Реффета длился три минуты. Чуть позже он повторил полет, при этом взлетел полностью самостоятельно.

Однако в соцсетях не оценили его достижений, обвинив в том, что тот сжигает много топлива и вредит экологии.

Вообще-то джетпаки уже летали рядом с самолетами. Например, в 2015 году швейцарский пилот Ив Росси пролетел на высоте 1 000 м рядом с Аirbus F380. Но тогда это было согласованное мероприятие, и оно не представляло опасности для судна.

Что такое реактивный ранец?

Джетпак — самый компактный из летательных аппаратов. Это ракетный или реактивный ранец, который крепится к спине и поднимает в воздух одного человека.

Читать еще:  Ваз классика двигатель глохнет на холостом ходу

Есть два типа ранцев — с ракетным или турбореактивным двигателем:

  1. Первые — самые простые и популярные. Внутри расположен двигатель, который сжигает топливо и выбрасывает вниз реактивную струю. Ранец состоит из корсета, рамы, баллонов с перекисью водорода и азотом, а также двигателя. Управляется он двумя рычагами. Ракетные ранцы относительно безопасны, но расходуют много топлива и летать с их помощью можно недолго. Пилоту понадобится термостойкий костюм, чтобы не получить ожоги от двигателя.
  2. Ранцы с турбореактивным двигателем работают на керосине, набирают бóльшую высоту и дольше держатся в полете. Главный минус — сложная и дорогая конструкция.

У такого ранца внутри двухконтурный турбореактивный двигатель, где входящий воздух сжимается компрессором и разделяется на два потока. Один из них сгорает и выделяет энергию, а второй помогает охлаждать двигатель и защищает пилота от перегрева. Причем сопла устроены так, что реактивная струя может быть направлена не только вниз, но и в любую другую сторону.

Джетпаки постоянно совершенствуются. Например, за счет электронного управления двигателем. Это облегчает управление и вес ранца, а также позволяет зависать в воздухе и не двигать джойстиками.

Миниатюрные газовые или дизельные двигатели — до 9 кг — тоже облегчают конструкцию. Это позволяет взять с собой дополнительный запас топлива и увеличить время полета.

Эволюция джетпаков: от создания до наших дней

Весь XX век реактивные ранцы интересовали ученых-изобретателей — как революционное средство передвижения — и военных — как способ получить мобильного солдата, способного быстро переместиться из одной точки в другую. Часто они объединялись.

Первый прототип джетпака придумал и запатентовал еще в 1928-м советский инженер Александр Андреев.

Однако первую работающую модель разработал в 1952 году американец Томас Мур, который использовал наработки немецких инженеров времен Второй мировой войны. Его реактивным жилетом заинтересовались ВВС США и выплатили грант в $25 тыс. На испытаниях жилет поднял человека в воздух всего на несколько секунд, и вскоре проект свернули.

В 1958 году появился другой проект — Grasshopper, разработанный компанией Thiokol Chemical Corporation и тоже по заказу американских военных. Модель была оснащена пятью баллонами с азотом и могла летать уже около одной минуты. Кроме того, «прыжковый пояс» придавал ускорение: в нем можно было бежать со скоростью до 50 км/час. И снова эксперименты ничем не кончились.

В том же 1958-м Венделлу Муру из компании Bell Aerosystems удалось создать ранец, который поднял человека на 5 м и продержался целых три минуты. Пилот управлял ранцем, контролируя положение в воздухе, а оператор с Земли отвечал за подачу азотного топлива.

В 1961-м пилот Гарольд Грэм поднялся с летающим ранцем Мура на высоту 34 м. Корпус этой модели был сделан из стеклопластика, что сделало его намного легче металлических предшественников. Однако перекись азота, которую использовали в качестве топлива, была очень дорогой. При этом на 20 секунд полета уходила 19 л.

На следующую — более мощную — разработку в 1969-м военные выделили Муру уже $35 млн. Аппарат разгонялся до 45 км/час, но тормозить при посадке приходилось ногами (при весе ранца в 50 кг), поэтому из-за высокой опасности проект свернули.

В 1984 году другой летчик-испытатель, Уильям Сьютор, поднялся в воздух на церемонии открытия Олимпийских игр в Лос-Анджелесе. Его джетпак все еще был очень тяжелым — 54 кг, а полет длился всего 20 секунд.

В 2006 году появилась первая коммерческая модель ранцев Jetlev-Flyer. Они весили 13,6 кг и крепились к моторной лодке, чей двигатель накачивал воду для создания тяги.

В 2008 году был представлен первый Martin Jetpack. Модель выдерживала до 120 кг, летала до 30 минут на высоте 2,5 км и работала на обычном бензине. И да, судя по всему, это их ранец был замечен над Лос-Анджелесом. У новозеландской компании были все шансы стать лидером рынка. Но работа над второй серией затянулась, и в 2019-м Martin Jetpack закрылась.

Пальму первенства перехватила Jetpack Aviation. В 2015 году ее основатель — бывший коммерческий пилот Дэвид Мэйман — совершил полет вокруг Статуи Свободы в Нью-Йорке. Его ранец весил 38,5 кг, а сам полет длился 10 минут.

Это была модель JB-9, которая позволяет летать на высоте до 3 тыс. м со скоростью до 100 км/ч. В 2016-м Мэйман снова поднялся в воздух, на этот раз в Монако. Он летал около трех минут с помощью новой модели — JB-10. Она была компактнее предыдущей и уже больше походила на ранец, а не на ракетную установку. Такой джетпак летает до 10 минут на той же высоте, но уже со скоростью до 160 км/ч.

Наконец, в 2018 году показали новую версию — JB-11. Он разгоняется до 320 км/ч, набирает высоту до 4,5 км и может летать до 12 минут. Максимальная дальность полета — 32 км, а максимальный вес груза — 120 кг.

Такие аппараты закупили власти Дубая, чтобы использовать их для чрезвычайных ситуаций — например, тушить пожары.

Следующее поколение джетпаков доступно для предзаказа в двух версиях: гражданская и военная. Ранцы развивают скорость до 240 км/ч, летают до 30 минут и выдерживают до 544 кг.

Есть также облегченная версия, которая рассчитана на 19 л топлива и скорость до 100 км/ч. Она не требует лицензии пилота для управления. Экспериментальная не имеет ограничений по объему топлива и скорости, но для ее управления нужна лицензия.

Джетпаки и правда опасны?

Эксперты из ВВС утверждают, что полеты на высоте от 1 км и выше опасны для человека. Пока неизвестно, что будет, если ранец внезапно откажет из-за проблем с двигателем или топливом.

К тому же, на такой высоте пилот может повредить лопасти из-за встречи с птицей, а еще помешать пилотам самолетов. До посадки управление судном, как правило, переводят на автопилот, а любая внезапная помеха требует мгновенной реакции.

Главная проблема — в том, что джетпаки пока не стали массовыми, а многие модели не продвинулись дальше тестовых полетов. Поэтому, как и в случае с беспилотниками, полеты на них пока что вызывают немало страхов.

С другой стороны, у летающих ранцев есть хорошие перспективы стать если не личным, то коммерческим транспортом — например, для доставки грузов. Управление многими моделями простое и не требует лицензии пилота, а для вертикального взлета подойдет любая площадка размером в 1 кв. м.

Читать еще:  Двигатели cummins на какие машины

Воздушно-реактивный двигатель — Airbreathing jet engine

Airbreathing воздушно — реактивный двигатель (или обтекателе реактивный двигатель ) представляет собой реактивный двигатель , который испускает струю горячих выхлопных газов , образованных из воздуха , который нагнетается в двигатель на несколько этапов центробежного , осевого или барана сжатия , который затем нагревается и расширяется через а сопло . Обычно это газотурбинные двигатели . Большая часть массового потока через воздушно-реактивный двигатель обеспечивается воздухом, забираемым извне двигателя и нагреваемым изнутри с использованием энергии, накопленной в виде топлива.

Все практические воздушно-реактивные двигатели — это двигатели внутреннего сгорания, которые непосредственно нагревают воздух за счет сжигания топлива, в результате чего горячие газы используются для движения через пропульсивное сопло , хотя экспериментировались и другие методы нагрева воздуха (например, ядерные реактивные двигатели). Большинство современных конструкций реактивных двигателей представляют собой турбовентиляторные двигатели , которые в значительной степени заменили турбореактивные двигатели . В этих современных двигателях используется сердечник газотурбинного двигателя с высоким общим перепадом давления (около 40: 1 в 1995 году) и высокой температурой на входе в турбину (около 1800 K в 1995 году), и большую часть своей тяги они обеспечивают за счет ступени вентилятора с приводом от турбины. , а не с чистой выхлопной тягой, как в турбореактивном двигателе. Сочетание этих характеристик обеспечивает высокую эффективность по сравнению с турбореактивным двигателем. Несколько реактивных двигатели используют простой баран эффект ( ПВРД ) или сгорание импульсов ( пульсирующий воздушно-реактивный двигатель ) , чтобы дать сжатие.

СОДЕРЖАНИЕ

  • 1 Справочная информация
  • 2 Типы воздушно-реактивных двигателей
    • 2.1 Турбореактивный двигатель
    • 2.2 Турбореактивный двухконтурный двигатель
    • 2.3 Турбовинтовой и турбовальный
    • 2.4 Пропфан
  • 3 Основные компоненты
    • 3.1 Холодная секция
    • 3.2 Горячая секция
  • 4 Эксплуатация
    • 4.1 Цикл двигателя
    • 4.2 Падение тяги
  • 5 Безопасность и надежность
    • 5.1 Помпаж двигателя
    • 5.2 Сдерживание лезвия
    • 5.3 Проглатывание птиц
    • 5.4 Вулканический пепел
    • 5.5 Неограниченные отказы
  • 6 Экономические соображения
  • 7 Экологические соображения
  • 8 продвинутых дизайнов
    • 8.1 Ramjet
    • 8.2 ГПД
    • 8.3 P&W J58 Mach 3+ ТРД с форсажем
    • 8.4 Воздушно-реактивные двигатели, работающие на водороде
    • 8.5 Предварительно охлаждаемые реактивные двигатели
    • 8.6 Турбореактивный двигатель
  • 9 Терминология
  • 10 См. Также
  • 11 Источники
    • 11.1 Цитаты
    • 11.2 Цитируемые источники

Первоначальным воздушно-реактивным газотурбинным двигателем был ТРД . Это была идея, воплощенная в жизнь двумя инженерами: Фрэнком Уиттлом из Англии, Великобритания, и Хансом фон Охайном из Германии . Турбореактивный двигатель сжимает и нагревает воздух, а затем выпускает его в виде высокоскоростной высокотемпературной струи для создания тяги. Хотя эти двигатели способны создавать высокие уровни тяги, они наиболее эффективны на очень высоких скоростях (более 1 Маха) из-за низкого массового расхода и высокой скорости выхлопных газов.

Современные турбовентиляторные двигатели — это развитие турбореактивного двигателя; По сути, они представляют собой турбореактивный двигатель, который включает новую секцию, называемую ступенью вентилятора . Вместо того, чтобы использовать все выхлопные газы для обеспечения прямой тяги, как у турбореактивного двигателя, турбовентиляторный двигатель извлекает часть мощности из выхлопных газов внутри двигателя и использует ее для питания ступени вентилятора. Ступень вентилятора ускоряет большой объем воздуха через канал, минуя сердечник двигателя (фактический компонент газовой турбины двигателя) и выталкивая его сзади в виде струи, создавая тягу. Часть воздуха, проходящего через ступень вентилятора, попадает в сердечник двигателя, а не направляется назад, и, таким образом, сжимается и нагревается; часть энергии отбирается для питания компрессоров и вентиляторов, а оставшаяся часть выводится сзади. Этот высокоскоростной выхлоп горячего газа смешивается с низкоскоростным выхлопом холодного воздуха из ступени вентилятора, и оба они вносят свой вклад в общую тягу двигателя. В зависимости от того, какая часть холодного воздуха обходится вокруг сердечника двигателя, турбовентиляторные двигатели можно назвать двигателями с низким байпасом , с высоким байпасом или с очень высоким байпасом .

Двигатели с малым байпасом были первыми производимыми турбовентиляторными двигателями и обеспечивали большую часть своей тяги за счет горячих выхлопных газов ядра, в то время как ступень вентилятора только дополняет это. Эти двигатели по-прежнему часто используются на военных истребителях , поскольку они имеют меньшую лобовую площадь, что создает меньшее сопротивление тарану на сверхзвуковых скоростях, оставляя большую тягу, создаваемую двигателем, для приведения в движение самолета. Их сравнительно высокий уровень шума и дозвуковой расход топлива считаются приемлемыми для такого применения, тогда как, хотя в первом поколении авиалайнеров с турбовентиляторными двигателями использовались двигатели с малым байпасом, их высокий уровень шума и расход топлива означают, что они вышли из моды для больших самолетов. Двигатели с большим байпасом имеют гораздо большую ступень вентилятора и обеспечивают большую часть своей тяги за счет потока воздуха вентилятора; ядро двигателя обеспечивает мощность для ступени вентилятора, и только часть общей тяги создается выхлопным потоком в сердечнике двигателя. Турбореактивный двухконтурный двигатель с высокой степенью байпаса работает очень похоже на турбовинтовой двигатель, за исключением того, что он использует многолопастной вентилятор, а не многолопастной пропеллер , и полагается на воздуховод, который правильно направляет воздушный поток для создания тяги.

За последние несколько десятилетий произошел переход к двигателям с очень большим байпасом , в которых используются вентиляторы, которые намного больше, чем сам сердечник двигателя, что обычно представляет собой современную высокоэффективную двух- или трехходовую конструкцию. Этот высокий КПД и мощность — вот что делает такие большие вентиляторы жизнеспособными, а доступная увеличенная тяга (до 75000 фунтов на двигатель в двигателях, таких как Rolls-Royce Trent XWB или General Electric GENx ) позволила перейти к большому двухместному двигателю. воздушные суда с двигателями, такие как Airbus A350 или Boeing 777 , а также позволяющие самолетам с двумя двигателями выполнять полеты по протяженным надводным маршрутам , ранее являвшимся областью использования трех- или четырехмоторных самолетов .

Реактивные двигатели были разработаны для питания самолетов, но использовались для двигателей реактивных автомобилей и реактивных лодок для попыток установления рекорда скорости и даже для коммерческого использования, например, на железных дорогах для очистки от снега и льда стрелочных переводов на железнодорожных путях (установленных в специальных железнодорожных вагонах), и гоночными трассами для сушки вне трассы после дождя (устанавливаются на специальных грузовиках с продувкой струей выхлопных газов на поверхность трассы).

Типы воздушно-реактивных двигателей

Воздушно-реактивные двигатели почти всегда представляют собой двигатели внутреннего сгорания, которые получают тягу от сгорания топлива внутри двигателя. Кислород, присутствующий в атмосфере, используется для окисления источника топлива, обычно реактивного топлива на углеводородной основе . Горящая смесь сильно расширяется в объеме, прогоняя нагретый воздух через сопло .

Реактивный двигатель с тараном:

Реактивный двигатель с импульсным сгоранием:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector