Вентильно реактивный двигатель: Вентильно-реактивные двигатели — Мир Антенн

Содержание

Словарь терминов

Асинхронный электродвигатель — электродвигатель переменного тока, в котором частота вращения ротора отличается от частоты вращающего магнитного поля, создаваемого питающим напряжением.

Бесколлекторные двигатели (вентильные двигатели) — электродвигатели, выполненные в виде замкнутой системы с использованием датчика положения ротора, системы управления (преобразователя координат) и силового полупроводникового преобразователя (инвертора). Принцип работы данных двигателей аналогичен принципу работы синхронных двигателей.

Вентильный реактивный двигатель или вентильно-индукторные двигатели (ВИД) — может быть отнесен к «интеллектуальным» электромеханическим преобразователям, осуществляющим и преобразование энергии, и управление этим преобразованием по необходимым заданным законам изменения частоты вращения, механического момента, мощности, энергии, КПД и т.

п. Новые возможности электромеханических преобразователей энергии реализованы в ВИД благодаря прогрессу в создании полупроводниковых ключей, микропроцессорных элементов, а также программных средств управления этими двумя блоками.

В современном виде вентильно-индукторный двигатель — это электромеханический комплекс, сочетающий в себе электрическую машину индукторного типа и интегрированную систему регулируемого электропривода, включающую в себя преобразователь частоты, систему управления и датчик положения ротора.

Выпрямитель электрического тока — устройство, предназначенное для преобразования переменного входного электрического тока в постоянный выходной электрический ток.

Двигатель переменного тока — электрический двигатель, питание которого осуществляется переменным током. По принципу работы эти двигатели разделяются на синхронные и асинхронные электродвигатели.

Двигатель постоянного тока — электрический двигатель, питание которого осуществляется постоянным током.

Инве́ртор — устройство для преобразования постоянного тока или переменного в переменный ток с изменением величины напряжения или без и частоты.

Инверторы напряжения (DC/AC converter) — инвертором напряжения называют устройство, преобразующие электрическую энергию источника напряжения постоянного тока в электрическую энергию переменного тока.

Преобразователь частоты (ПЧ) / AC drive – это устройство, состоящее из выпрямителя, преобразующего переменный ток промышленной частоты в постоянный, и инвертора, преобразующего постоянный ток в переменный, требуемых напряжения и частоты.

Серводвигатель – это двигатель, предназначенный для работы в широком диапазоне скоростей, обеспечивающий улучшенную плавность хода, пониженные вибрацию и акустические шумы. Как правило, в его состав включен датчик позиции или скорости. Двигатель может иметь различную конструкцию в зависимости от типа питания: постоянный или переменный ток.

Синхронный электродвигатель — электродвигатель переменного тока, ротор которого вращается синхронно с магнитным полем питающего напряжения. Данные двигатели обычно используются при больших мощностях (от сотен киловатт и выше).

Виды синхронных электродвигателей:

— электродвигатели с дискретным угловым перемещением ротора — шаговые двигатели. У них заданное положение ротора фиксируется подачей питания на соответствующие обмотки. Переход в другое положение осуществляется путём снятия напряжения питания с одних обмоток и передачи его на другие.

— вентильный реактивный электродвигатель, питание обмоток которого формируется при помощи полупроводниковых элементов.

Сервопривод — это система привода, которая в широком диапазоне регулирования скорости обеспечивает динамичные, высокоточные процессы и обеспечивает хорошую повторяемость положений. Электрический сервопривод с обратной связью по положению, применяется в автоматических системах для привода управляющих элементов и рабочих органов.

Устройство плавного пуска (УПП) / Софтстартер — электротехническое устройство, используемое в асинхронных электродвигателях, которое позволяет во время запуска удерживать параметры двигателя (тока, напряжения и т.д.) в безопасных пределах. Применение УПП уменьшает пусковые токи, снижает вероятность перегрева двигателя, устраняет рывки в механических приводах, таким образом, повышает срок службы электродвигателя.

Частотно-регулируемый привод (ЧРП) — система управления частотой вращения ротора асинхронного (или синхронного) электродвигателя. ЧРП состоит из электродвигателя и частотного преобразователя.

Частотный преобразователь (ЧП) / AC drive – это устройство, состоящее из выпрямителя, преобразующего переменный ток промышленной частоты в постоянный, и инвертора, преобразующего постоянный ток в переменный, требуемых напряжения и частоты.

Частотный преобразователь служит для плавного регулирования скорости асинхронного электродвигателя или синхронного электродвигателя за счет создания на выходе преобразователя электрического напряжения заданной частоты.

Шаговый двигатель

– это электромеханическое устройство, которое преобразует электрические сигналы управления в дискретные угловые перемещения, с фиксацией ротора двигателя в заданном положении.

Основное преимущество шаговых двигателей – это точное позиционирование ротора и управление частотой вращения, без использования обратной связи.

Электрический привод (электропривод) — это электромеханическая система для приведения в движение исполнительных механизмов рабочих машин и управления этим движением в целях осуществления технологического процесса. Современный комплектный электропривод — это совокупность множества электромашин, аппаратов и систем управления ими. Он является основным потребителем электрической энергии (до 60 %) и главным источником механической энергии в промышленности.

Электрический двигатель — электрическая машина (электромеханический преобразователь), в которой электрическая энергия преобразуется в механическую.

ACdrive— это устройство, состоящее из выпрямителя, преобразующего переменный ток промышленной частоты в постоянный, и инвертора, преобразующего постоянный ток в переменный, требуемых напряжения и частоты.

DC/AC converter — инвертором напряжения называют устройство, преобразующие электрическую энергию источника напряжения постоянного тока в электрическую энергию переменного тока.

Турбовинтовой двигатель принцип работы

Двигатель турбовинтовой: устройство, схема, принцип работы

Двигатель турбовинтовой принадлежит к классу газотурбинных, которые разрабатывались как универсальные преобразователи энергии и стали широко использоваться в авиации. Они состоят из тепловой машины, где расширенные газы вращают турбину и образуют крутящий момент, а к ее валу прикрепляют другие агрегаты. Двигатель турбовинтовой снабжается воздушным винтом.

Он представляет собой нечто среднее между поршневыми и турбореактивными агрегатами.

Сначала в самолеты устанавливали поршневые двигатели, состоящие из цилиндров в форме звезды с расположенным внутри валом. Но из-за того, что они имели слишком большие габариты и вес, а также низкую возможность скорости, их перестали использовать, отдав предпочтение появившимся турбореактивным установкам. Но и эти двигатели не были лишены недостатков. Они могли развивать сверхзвуковую скорость, но потребляли очень много топлива. Поэтому их эксплуатация обходилась слишком дорого для пассажирских перевозок.

Двигатель турбовинтовой должен был справиться с подобным недостатком. И эта задача была решена. Конструкция и принцип работы были взяты из механизма турбореактивного мотора, а от поршневого — воздушные винты. Таким образом, стало возможным совмещение небольших габаритов, экономичности и высокого коэффициента полезного действия.

Устройство турбовинтового двигателя и принцип его работы

Конструкция мотора:

редуктор;
воздушный винт;
камера сгорания;
компрессор;
сопло.

Схема турбовинтового двигателя выглядит следующим образом: после нагнетания и сжатия компрессором воздух попадает в камеру сгорания. Туда же впрыскивается топливо. Полученная смесь воспламеняется и создает газы, которые при расширении поступают в турбину и вращают ее, а она, в свою очередь, вращает компрессор и винт. Нерастраченная энергия выходит через сопло, создавая реактивную тягу. Так как величина ее не является существенной (всего десять процентов), не считается турбореактивным турбовинтовой двигатель.

Рабочий вал

Бывают двигатели с одним или двумя валами. В одновальном варианте на одном валу находятся и компрессор, и турбина, и винт. В двухвальном — на одном из них установлены турбина и компрессор, а на другом — винт через редуктор. Здесь же имеются две турбины, связанные друг с другом газодинамическим способом. Одна из них предназначена для винта, а другая — для компрессора. Такой вариант наиболее распространен, так как энергия может применяться без запуска винтов. А это особенно удобно, когда самолет находится на земле.

Компрессор

Эта деталь состоит из двух-шести ступеней, позволяющих воспринимать существенные перепады температуры и давления, а также снижать обороты. Благодаря такой конструкции получается понизить вес и габариты, что является очень важным для авиационных двигателей. В компрессор входят рабочие колеса и направляющий аппарат. На последнем может быть предусмотрена или не предусмотрена регуляция.

Воздушный винт

Благодаря этой детали образуется тяга, но скорость является ограниченной. Лучшим показателем считается уровень от 750 до 1500 оборотов в минуту, так как при увеличении коэффициент полезного действия начнет падать, и винт вместо разгона будет превращаться в тормоз. Явление называется «эффектом запирания». Оно вызвано лопастями винта, которые на высоких оборотах при вращении, превышающей скорость звука, начинают функционировать некорректно. Тот же самый эффект будет наблюдаться при увеличении их диаметра.

Турбина

Турбина способна развить скорость до двадцати тысяч оборотов в минуту, но винт не сможет ей соответствовать, поэтому здесь имеется понижающий редуктор, сокращающий скорость и увеличивающий крутящий момент.

Редукторы могут быть разными, но главная их задача вне зависимости от вида — снижать скорость и повышать момент.

Именно эта характеристика ограничивает использование турбовинтового двигателя в военных самолетах.

Преимущества и недостатки

Преимуществами являются:

малый вес по сравнению с поршневыми агрегатами;
экономичность по сравнению с турбореактивными моторами (благодаря воздушному винту коэффициент полезного действия достигает восьмидесяти шести процентов).

Недостатки:

— скоростной предел — 750км/ч, что мало для современной авиации;

— высокий шум, превышающий допустимые значения Международной организации гражданской авиации.

Сфера использования

Турбовинтовые двигатели используются в тех случаях, когда скорости полета самолета относительно невелики. На большом количестве современных транспортных самолетов применяются именно ТВД. Их преимущество прежде всего в экономичности.

Для турбовинтовых двигателей сила тяги состоит из тяги воздушного винта и силы тяги, возникающей при истечении газа из сопла. В зависимости от скорости полета самолета изменяются доли двух составляющих тяги.

При малых скоростях (крейсерских для транспортных самолетов) доля тяги от воздушных винтов значительно превышает вторую составляющую.

В ТВД часто используется комбинация компрессоров.

Реактивную тягу также создает струя раскаленных газов, выходящая из сопла двигателя.

Отношение объемов воздуха, прокачиваемых через внешний контур и через камеру сгорания, называется «степенью двухконтурности».

Двигатели, у которых степень двухконтурности высока и составляет от 2 до 10, называют турбовентиляторными, а имеющее сравнительно большой диаметр первое колесо компрессора низкого давления — вентилятором.

Преимущества турбовентиляторного двигателя от турбореактивного таковы: во‑первых, если большая часть реактивной тяги создается продуваемым воздухом, а не реактивными газами, повышается топливная эффективность, а значит, экономичность и экологичность всей силовой установки. Во‑вторых, на выходе из сопла (или сопл) холодный воздух смешивается с горячими газами, снижая общее давление смеси. Это делает двигатель менее шумным.

Туробореактивные двигатели ставят на самолеты с требованием значительной скорости и соответственно мощности.

Конструкция двухконтурных турбореактивных двигателей обеспечивает поступление воздуха в значительных количествах, что на высоких скоростях обеспечивает большую тягу. Второй контур, контур низкого давления, таким образом, дает дополнительную силу тяги. Соотношение двух составляющих общей тяги зависит от конструкции двигателей и режимов работы.

Источники:

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 2 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

definition of ВОЗДУШНО РЕАКТИВНЫИ ДВИГАТЕЛЬ and synonyms of ВОЗДУШНО РЕАКТИВНЫИ ДВИГАТЕЛЬ (Russian)

Воздушно-реактивный двигатель (ВРД) — тепловой реактивный двигатель, в качестве рабочего тела которого используется разогретая смесь атмосферного воздуха и продуктов горения топлива. Нагрев происходит за счёт химической реакции окисления горючего кислородом из атмосферного воздуха. Ускорение рабочего тела происходит за счет повышения давления вследствие его нагрева.

Впервые этот термин в печатной публикации, по-видимому, был использован в 1929 г. Б. С. Стечкиным в журнале «Техника Воздушного Флота», где была помещена его статья «Теория воздушного реактивного двигателя»^{[источник не указан 205 дней]}. В английском языке этому термину наиболее точно отвечает словосочетание англ. air-breathing jet engine.^{[источник не указан 205 дней]}

Воздушно-реактивные двигатели используются, как правило, для приведения в движение летательных аппаратов на высотах до 40 км для турбореактивных двигателей, до 55 км для прямоточных и, в теории, до 75 км для гиперзвуковых прямоточных.^[1]^{[неавторитетный источник?]}

История

Первый турбореактивный самолёт Heinkel He 178. Двигатель Jumo-004 — первый в мире крупносерийный ТРД

История воздушно-реактивных двигателей неразрывно связана с историей авиации. Прогресс в авиации на всём протяжении её существования обеспечивался, главным образом, прогрессом авиационных двигателей, а всё возраставшие требования, предъявляемые авиацией к двигателям, являлись мощным стимулятором развития авиационного двигателестроения.

К концу Второй мировой войны требование повышения мощности поршневых двигателей внутреннего сгорания вошло в неразрешимое противоречие с другими требованиями, предъявляемыми к авиамоторам — компактностью и ограничением массы. Дальнейшее развитие авиации по пути совершенствования поршневых двигателей становилось невозможным.

Первый патент на турбинный двигатель был выдан англичанину Джону Барберу в 1791 году.^{[источник не указан 205 дней]} Первые проекты самолётов с воздушно-реактивным двигателем были созданы в 60-е годы XIX века П. Маффиотти (Испания), Ш. де Луврье (Франция) и Н. А. Телешовым (Россия)^[2]. В 1913 году француз Рене Лорен получил патент на прямоточный воздушно-реактивный двигатель. ^{[источник не указан 205 дней]}

Следует отметить, что ряд инженеров и учёных разных стран в 20-е и 30-е годы XX века предвидели надвигающийся кризис в авиационном двигателестроении, и искали пути выхода из него, в том числе и за счёт ВРД.^{[источник не указан 205 дней]}

Впервые в СССР проект реального истребителя с ВРД разработанным А. М. Люлькой, в марте 1943 года предложил начальник ОКБ-301 М. И. Гудков. Самолёт назывался Гу-ВРД^[3]. Проект был отвергнут экспертами, главным образом, в связи с неверием в актуальность и преимущества ВРД в сравнении с поршневыми авиадвигателями.

Первым самолётом, поднявшимся в небо с турбореактивным двигателем (ТРД) HeS 3 конструкции фон Охайна, был He 178^{[источник не указан 205 дней]} (фирма Хейнкель Германия), управляемый лётчиком-испытателем флюг-капитаном Эрихом Варзицем (27 августа 1939 года). Этот самолёт превосходил по скорости (700 км/ч) все поршневые истребители своего времени, максимальная скорость которых не превышала 650 км/ч,^{[источник не указан 205 дней]} но при этом был менее экономичен, и вследствие этого имел меньший радиус действия. К тому же у него были бо́льшие скорости взлёта и посадки, чем у поршневых самолётов, из-за чего ему требовалась более длинная взлётно-посадочная полоса с качественным покрытием.

С августа 1944 года в Германии началось серийное производство реактивного истребителя-бомбардировщика Мессершмитт Me.262, оборудованного двумя турбореактивными двигателями Jumo-004 производства фирмы Юнкерс. А с ноября 1944 года начал выпускаться ещё и первый реактивный бомбардировщик Arado Ar 234 Blitz с теми же двигателями. Единственным реактивным самолётом союзников по антигитлеровской коалиции, формально принимавшим участие во Второй мировой войне, был «Глостер Метеор» (Великобритания) с ТРД Rolls-Royce Derwent 8 конструкции Ф. Уиттла (серийное производство которого началось даже раньше, чем немецких). ^{[источник не указан 205 дней]}

Leduc 010 первый аппарат, летавший с ПВРД (Музей в Ле Бурже). Первый полёт — 19 ноября 1946

В послевоенные годы реактивное двигателестроение открыло новые возможности в авиации: полёты на скоростях, превышающих скорость звука, и создание самолётов с грузоподъёмностью, многократно превышающей грузоподъёмность поршневых самолётов.

Первым отечественным серийным реактивным самолётом был истребитель Як-15 (1946 г), разработанный в рекордные сроки на базе планера Як-3 и адаптации трофейного двигателя Jumo-004, выполненной в моторостроительном КБ В. Я. Климова под обозначением РД-10.^[4]

А уже через год прошёл государственные испытания первый, полностью оригинальный, отечественный турбореактивный двигатель ТР-1,^[5] разработанный в КБ А. М. Люльки (ныне НПО «Сатурн»).

Первым отечественным реактивным пассажирским авиалайнером был Ту-104 (1955 г), оборудованный двумя турбореактивными двигателями РД-3М-500 (АМ-3М-500), разработанными в КБ А. А. Микулина.

Запатентованный ещё в 1913 г, прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД) привлекал конструкторов простотой своего устройства, но главное — своей потенциальной способностью работать на сверхзвуковых скоростях и в самых высоких, наиболее разреженных слоях атмосферы, то есть в условиях, в которых ВРД других типов неработоспособны или малоэффективны. В 1930-е годы с этим типом двигателей проводились эксперименты в США (Уильям Эвери), в СССР (Ф. А. Цандер, Б. С. Стечкин, Ю. А. Победоносцев).

В 1937 году французский конструктор Рене Ледюк получил заказ от правительства Франции на разработку экспериментального самолёта с ПВРД. Эта работа была прервана войной и возобновилась после её окончания. 19 ноября 1946 года состоялся первый в истории полёт аппарата с маршевым ПВРД.^[6] Далее в течение десяти лет было изготовлено и испытано ещё несколько экспериментальных аппаратов этой серии, в том числе, пилотируемые,^[7]^{[неавторитетный источник?]} а в 1957 году правительство Франции отказалось от продолжения этих работ — бурно развивавшееся в то время направление ТРД представлялось более перспективным.

Обладая рядом недостатков для использования на пилотируемых самолётах (нулевая тяга на месте, низкая эффективность на малых скоростях полёта), ПВРД является предпочтительным типом ВРД для беспилотных одноразовых снарядов и крылатых ракет, благодаря своей простоте, а, следовательно, дешевизне и надёжности. Начиная с 50-х годов XX века в США было создан ряд экспериментальных самолётов и серийных крылатых ракет разного назначения с этим типом двигателя.

В СССР с 1954 по 1960 гг в ОКБ-301 под руководством С.А.Лавочкина^[8], разрабатывалась крылатая ракета «Буря», предназначавшаяся для доставки ядерных зарядов^[9] на межконтинентальные расстояния, и использовавшая в качестве маршевого двигателя ПВРД. В 1957 году на вооружение уже поступила МБР Р-7, имевшая то же назначение, разработанная под руководством С. П. Королёва. Это ставило под сомнение целесообразность дальнейшей разработки «Бури». Из числа более современных отечественных разработок можно упомянуть противокорабельные крылатые ракеты с маршевыми ПВРД: П-800 Оникс, П-270 Москит.

Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель (ПуВРД) был изобретён в XIX веке шведским изобретателем Мартином Вибергом.^{[источник не указан 205 дней]} Наиболее известным летательным аппаратом (и единственным серийным) c ПуВРД Argus As-014 производства фирмы Argus-Werken, явился немецкий самолёт-снаряд Фау-1. После войны исследования в области пульсирующих воздушно-реактивных двигателей продолжились во Франции (компания SNECMA) и в США (Pratt & Whitney, General Electric), кроме того, благодаря простоте и дешевизне, маленькие двигатели этого типа стали очень популярны среди авиамоделистов, и в любительской авиации, и появились коммерческие фирмы, производящие на продажу для этих целей ПуВРД и клапаны к ним (быстроизнашивающаяся запчасть). ^[10]

Общие принципы работы

Несмотря на многообразие ВРД, существенно отличающихся друг от друга конструкцией, характеристиками и областью применения, можно выделить ряд принципов, общих для всех ВРД и отличающих их от тепловых двигателей других типов.

Реактивная тяга

Воздушно-реактивный двигатель — реактивный двигатель, развивающий тягу за счёт реактивной струи рабочего тела, истекающего из сопла двигателя. С этой точки зрения ВРД подобен ракетному двигателю (РД), но отличается от последнего тем, что большую часть рабочего тела он забирает из окружающей среды — атмосферы, в том числе и окислитель, необходимый для горения топлива. В качестве окислителя в ВРД используется кислород, содержащийся в воздухе. Благодаря этому ВРД обладает преимуществом в сравнении с ракетным двигателем при полётах в атмосфере. Если летательный аппарат, оборудованный ракетным двигателем должен транспортировать как горючее, так и окислитель, масса которого больше массы горючего в 2-8 раз, в зависимости от вида горючего, то аппарат, оснащённый ВРД должен иметь на борту только запас горючего.

Рабочее тело ВРД на выходе из сопла представляет собой смесь продуктов сгорания горючего с оставшимися после выгорания кислорода фракциями воздуха. Если для полного окисления 1 кг керосина (обычного топлива для ВРД) требуется около 3,4 кг чистого кислорода, то, учитывая, что атмосферный воздух содержит лишь 23 % кислорода по массе, для полного окисления этого горючего требуется 14,8 кг воздуха, и, следовательно, рабочее тело, как минимум, на 94 % своей массы состоит из исходного атмосферного воздуха. На практике в ВРД, как правило, имеет место избыток расхода воздуха (иногда — в несколько раз, по сравнению с минимально необходимым для полного окисления горючего), например, в турбореактивных двигателях массовый расход горючего составляет 1 % — 2 % от расхода воздуха. ^[11] Это позволяет при анализе работы ВРД, во многих случаях, без большого ущерба для точности, считать рабочее тело ВРД, как на выходе, так и на входе, одним и тем же веществом — атмосферным воздухом, а расход рабочего тела через любое сечение проточной части двигателя — одинаковым.

Динамику ВРД можно представить следующим образом: рабочее тело, поступает в двигатель со скоростью полёта, а покидает его со скоростью истечения реактивной струи из сопла. Из баланса импульса, получается простое выражение для реактивной тяги ВРД:^[11]

(1)

Где — сила тяги, — скорость полёта, — скорость истечения реактивной струи (относительно двигателя), — секундный расход массы рабочего тела через двигатель. Очевидно, ВРД эффективен (создаёт тягу) только в случае, когда скорость истечения рабочего тела из сопла двигателя превышает скорость полёта: .

Скорость истечения газа из сопла теплового реактивного двигателя зависит от химического состава рабочего тела, его абсолютной температуры на входе в сопло, и от степени расширения рабочего тела в сопле двигателя (отношения давления на входе в сопло к давлению на его срезе).

Химический состав рабочего тела для всех ВРД можно считать одинаковым, что же касается температуры, и степени расширения, которые достигаются рабочим телом в процессе работы двигателя — имеют место большие различия для разных типов ВРД и разных образцов ВРД одного типа. Во всяком случае, для каждого ВРД существует некоторая максимальная, специфическая для данного двигателя скорость истечения рабочего тела из сопла, которая ограничивает сверху диапазон скоростей полёта, при которых данный ВРД эффективен.

С учётом вышесказанного можно сформулировать и главные недостатки ВРД в сравнении с РД:

ВРД работоспособен только в атмосфере, а РД — в любой среде и в пустоте.
ВРД эффективен только до некоторой, специфической для данного двигателя, предельной скорости полёта, а тяга РД не зависит от скорости полёта.
ВРД значительно уступает ракетному двигателю в удельной тяге по весу — отношении тяги двигателя к его весу. Например, для ТРД АЛ-31ФП этот показатель равен 9,5, а для ЖРД НК-33 — 128. Из этого следует, что при одной и той же тяге ракетный двигатель в несколько раз (иногда, более чем в десять раз) легче ВРД.

Термодинамические свойства

В основу большинства ВРД как тепловой машины положен термодинамический цикл Брайтона, в котором сначала происходит адиабатическое сжатие рабочего тела. Потом производится изобарический подвод теплоты за счёт сжигания топлива в камере сгорания. После чего следует адиабатическое расширение во время которого и формируется реактивная струя. Завершает цикл изобарический^{[источник не указан 190 дней]} отвод теплоты в процессе охлаждения реактивной струи в атмосфере.

Наиболее рациональным является формирование реактивной струи в процессе расширения до достижения статического давления рабочего тела, равного забортному атмосферному давлению.^[12]. Таким образом, для ВРД обязательно условие: давление рабочего тела перед началом фазы расширения должно превышать атмосферное, и чем больше — тем лучше, тем выше полезная работа термогазодинамического цикла и его КПД. Но в окружающей среде, из которой забирается рабочее тело, оно находится при атмосферном давлении. Следовательно, чтобы ВРД мог работать, необходимо тем или иным способом повысить давление рабочего тела в двигателе по отношению к атмосферному.

Эффективность

Эффективность ВРД определяют несколько КПД или коэффициентов полезного действия.

Эффективность ВРД как теплового двигателя определяет эффективный КПД двигателя: (2) Где Q1 — количество теплоты отданное нагревателем, Q2 — количество теплоты полученное холодильником.

Зависимость полётного КПД от отношения

Эффективность ВРД как движителя определяет полётный или тяговый КПД: (3)

Сравнивая формулы (1) и (3) можно прийти к выводу, что чем выше разница между скоростью истечения газов из сопла и скоростью полета, тем выше тяга двигателя и тем ниже полетный КПД. При равенстве скоростей полета и истечения газов из сопла полетный КПД будет равен 1, то есть 100 %, но тяга двигателя будет равна 0. По этой причине проектирование ВРД является компромиссом между создаваемой им тягой и его полетным КПД.

Общий или полный КПД ВРД является произведением двух приведенных выше КПД: (4)

Воздушно-реактивные двигатели можно разбить на две основные группы. ВРД прямой реакции, в которых тяга создается исключительно за счёт реактивной струи истекающей из сопла. И ВРД непрямой реакции, в которых тяга кроме или вместо реактивной струи создается посредством использования специального движителя, например пропеллера или несущего винта вертолёта. Применяется также классификация по признаку наличия механического воздушного компрессора в тракте двигателя: в этом случае ВРД подразделяются на бескомпрессорные (ПВРД с его вариантами, ПуВРД с его вариантами) — и компрессорные, где компрессор приводится от газовой турбины — ТРД, ТРДД, ТВД с их вариантами, а также мотокомпрессорный воздушно-реактивный двигатель, в котором компрессор приводится не от турбины, а от отдельного двигателя внутреннего сгорания (с воздушным винтом или без него).

Основные характеристики

Основные параметры характеризующие двигатели следующие:

Тяга для двигателей прямой реакции / мощность для двигателей непрямой реакции.
Масса.
Габариты (входной диаметр и длина по оси).
Удельный расход топлива. (отношение расхода топлива за единицу времени к создаваемой двигателем тяге/мощности).
Расход воздуха.
Степень повышения полного давления.
Температура газа перед турбиной.

Прямоточный воздушно-реактивный двигатель

Схема устройства ПВРД на жидком топливе.
1. Встречный поток воздуха;
2. Центральное тело.
3. Входное устройство.
4. Топливная форсунка.
5. Камера сгорания.
6. Сопло.
7. Реактивная струя.

Прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД, англ. Ramjet) является самым простым в классе ВРД по устройству. Необходимое для работы двигателя повышение давления достигается за счёт торможения встречного потока воздуха.

Рабочий процесс ПВРД кратко можно описать следующим образом:

Воздух, поступая со скоростью полёта во входное устройство двигателя, затормаживается, на выходе из входного устройства, при входе в камеру сгорания рабочее тело имеет максимальное на всём протяжении проточной части двигателя давление.
Сжатый воздух в камере сгорания нагревается за счёт окисления подаваемого в неё топлива, внутренняя энергия рабочего тела при этом возрастает.
Затем сначала сужаясь в сопле достигает звуковой скорости, а потом расширяясь — сверхзвуковой, рабочее тело ускоряется и истекает со скоростью большей, чем скорость встречного потока, что и создаёт реактивную тягу.

Препарированный ПВРД «Тор» ракеты «Бладхаунд». Хорошо видны входное устройство и вход в камеру сгорания

Конструктивно ПВРД имеет предельно простое устройство. Двигатель состоит из камеры сгорания, в которую из диффузора поступает воздух, а из топливных форсунок — горючее. Заканчивается камера сгорания входом в сопло, как правило, суживающееся-расширяющееся.

В зависимости от скорости полёта ПВРД подразделяются на дозвуковые, сверхзвукрвые и гиперзвуковые. Это разделение обусловлено конструктивными особенностями каждой из этих групп.

Дозвуковые прямоточные двигатели

Дозвуковые ПВРД предназначены для полётов на скоростях с числом Маха от 0,5 до 1. Торможение и сжатие воздуха в этих двигателях происходит в расширяющемся канале входного устройства — диффузоре.

Эти двигатели характеризуются крайне низкой эффективностью. По этому дозвуковые прямоточные двигатели оказались неконкурентоспособными в сравнении с авиадвигателями других типов и в настоящее время серийно не выпускаются.

Сверхзвуковые прямоточные двигатели

СПВРД предназначены для полётов в диапазоне 1-5 Махов. Торможение сверхзвукового газового потока происходит всегда разрывно (скачкообразно) с образованием ударной волны, называемой также скачком уплотнения. Чем интенсивнее скачок уплотнения, то есть чем больше изменение скорости потока на его фронте, тем больше потери давления, которые могут превышать 50 %.

Беспилотный разведчик Lockheed D-21B (США). ПВРД с осесимметричным входным устройством с центральным телом.

Потери давления удаётся минимизировать за счёт организации сжатия не в одном, а в нескольких последовательных скачках уплотнения меньшей интенсивности, после каждого из которых, скорость потока снижается. В промежутках между скачками параметры потока остаются постоянными. В последнем скачке скорость становится дозвуковой и дальнейшее торможение и сжатие воздуха происходит непрерывно в расширяющемся канале диффузора.

В сверхзвуковом диапазоне скоростей ПВРД значительно более эффективен, чем в дозвуковом. Например, на скорости 3 Маха для идеального ПВРД степень повышения давления составляет 36,7, что сравнимо с показателями самых высоконапорных компрессоров турбореактивных двигателей,^{[источник не указан 205 дней]} а термический КПД теоретически достигает 64,3 %. У реальных ПВРД эти показатели ниже, но даже с учётом потерь, в диапазоне полётного числа Маха от 3 до 5 сверхзвуковые ПВРД превосходят по эффективности ВРД всех других типов.

Гиперзвуковой ПВРД

Экспериментальный гиперзвуковой летательный аппарат X-43 (рисунок художника)

Гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ГПВРД, англ. Scramjet) — ПВРД, работающий на скоростях полёта свыше пяти Махов и предназначенный для полётов в стратосфере. Возможное назначение летательного аппарата с гиперзвуковым ПВРД — низшая ступень многоразового носителя космических аппаратов.

Сжатие воздуха происходит в двух скачках уплотнения: внешнем, образованным у носового окончания аппарата, и внутреннем — у передней кромки нижней стенки двигателя. Оба скачка — косые и скорость потока остаётся сверхзвуковой.

Существует несколько программ разработок гиперзвуковых ПВРД в разных странах, но на начало XXI века этот тип двигателя остается гипотетическим, не существует ни одного образца, прошедшего лётные испытания, подтвердившие практическую целесообразность его серийного производства.

Ядерный прямоточный двигатель

Во второй половине 50-х годов, в эпоху холодной войны, в США и СССР разрабатывались проекты ПВРД с ядерным реактором. Источником энергии этих двигателей является не химическая реакция горения топлива, а тепло, вырабатываемое ядерным реактором, размещённым на месте камеры сгорания. Воздух из входного устройства в таком ПВРД проходит через активную зону реактора, охлаждает его и нагревается сам до температуры около 3000 К^{[источник не указан 205 дней]}, а затем истекает из сопла со скоростью, сравнимой со скоростями истечения для самых совершенных жидкостных ракетных двигателей.^{[источник не указан 205 дней]}

Возможное назначение летательного аппарата с таким двигателем — межконтинентальная крылатая ракета, носитель ядерного заряда. В обеих странах были созданы компактные малоресурсные ядерные реакторы, которые вписывались в габариты большой ракеты. В 1964 году в США, по программам исследований ядерного ПВРД «Pluto» и «Tory», были проведены стендовые огневые испытания ядерного прямоточного двигателя «Tory-IIC». Лётные испытания не проводились, программа была закрыта в июле 1964 года.

Область применения

ПВРД неработоспособен при низких и нулевых скоростях полёта. Для достижения начальной скорости, при которой он становится эффективным, аппарат с этим двигателем нуждается во вспомогательном приводе, который может быть обеспечен, например, твёрдотопливным ракетным ускорителем, или самолётом-носителем, с которого запускается аппарат с ПВРД. Неэффективность ПВРД на малых скоростях полёта делает его практически неприемлемым для использования на пилотируемых самолётах, но для беспилотных, боевых, крылатых ракет одноразового применения, летающих в диапазоне скоростей 2-5 Махов, благодаря своей простоте, дешевизне и надёжности, он предпочтителен. Также ПВРД используются в летающих мишенях. Основным конкурентом ПВРД в этой нише является ракетный двигатель.

Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель

Изготовление авиамодели с ПуВРД

Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель (ПуВРД, англоязычный термин англ. Pulsejet), как следует из его названия, работает в режиме пульсации, тяга развивается не непрерывно, как у ПВРД или ТРД, а в виде серии импульсов, следующих друг за другом с частотой от десятков герц, для крупных двигатателей, до 250 Гц — для малых двигателей.

Конструктивно, ПуВРД представляет собой цилиндрическую камеру сгорания с длинным цилиндрическим соплом меньшего диаметра. Передняя часть камеры соединена со входным диффузором, через который воздух поступает в камеру сгорания. Между диффузором и камерой сгорания установлен воздушные клапаны, работающие под воздействием разницы давлений в камере и на выходе диффузора, когда давление в диффузоре превышает давление в камере клапан открывается и пропускает воздух в камеру, при обратном соотношении давлений он закрывается.

Схема работы ПуВРД

Цикл работы ПуВРД можно описать так:

Воздушный клапан открыт, воздух поступает в камеру сгорания, форсунка впрыскивает горючее, и в камере образуется топливная смесь.
Топливная смесь воспламеняется и сгорает, давление в камере сгорания резко возрастает и закрывает воздушный клапан и обратный клапан в топливном тракте. Продукты сгорания, расширяясь, истекают из сопла, создавая реактивную тягу.
Давление в камере падает, под напором воздуха в диффузоре воздушный клапан открывается и воздух начинает поступать в камеру, топливный клапан тоже открывается, двигатель переходит к фазе 1.

Для инициирования процесса горения в камере устанавливается свеча зажигания, которая создаёт высокочастотную серию электрических разрядов, и топливная смесь воспламеняется.

Кажущееся сходство ПуВРД и ПВРД ошибочно. В действительности ПуВРД имеет принципиальные отличия. Большинство ПуВРД могут работать при нулевой скорости.

Модификации пульсирующих двигателей

Образцы бесклапанных (U-образных) ПуВРД^[13].

Существуют другие модификации ПуВРД.

Бесклапанные ПуВРД, иначе — U-образные ПуВРД. В этих двигателях отсутствуют механические воздушные клапаны, а чтобы обратное движение рабочего тела не приводило к уменьшению тяги, тракт двигателя выполняется в форме латинской буквы «U», концы которой обращены назад по ходу движения аппарата.
Детонационные ПуВРД (англ. Pulse detonation engine) — двигатели в которых горение топливной смеси происходит в режиме детонации (а не дефлаграции).

Область применения

ПуВРД характеризуется как шумный и неэкономный, зато простой и дешёвый. Высокий уровень шума и вибрации вытекает из самого пульсирующего режима его работы.

ПуВРД устанавливается на беспилотные летательные аппараты одноразового применения с рабочими скоростями до 0,5 Маха, летающие мишени, беспилотные разведчики, в прошлом крылатые ракеты.

ПуВРД используются любительской авиации и авиамоделировании, благодаря простоте и дешевизне.

Турбореактивный двигатель

Схема работы ТРД:
1. Забор воздуха
2. Компрессор низкого давления
3. Компрессор высокого давления
4. Камера сгорания
5. Расширение рабочего тела в турбине и сопле
6. Горячая зона;
7. Турбина
8. Зона входа первичного воздуха в камеру сгорания
9. Холодная зона
10. Входное устройство

В турбореактивном двигателе (ТРД, англ. turbojet engine) сжатие рабочего тела на входе в камеру сгорания и высокое значение расхода воздуха через двигатель достигается за счёт совместного действия встречного потока воздуха и компрессора, размещённого в тракте ТРД сразу после входного устройства, перед камерой сгорания. Компрессор приводится в движение турбиной, смонтированной на одном валу с ним, и работающей на рабочем теле, нагретом в камере сгорания, из которого образуется реактивная струя. В компрессоре осуществляется рост полного давления воздуха за счёт совершаемой компрессором механической работы. Камера сгорания большинства ТРД имеет кольцевую форму.

Из камеры сгорания нагретое рабочее тело поступает на турбину, расширяется, приводя её в движение и отдавая ей часть своей энергии, а после неё расширяется в сопле и истекает из него, создавая реактивную тягу. Благодаря компрессору ТРД может стартовать с места и работать при низких скоростях полёта, что для двигателя самолёта является необходимым условием, при этом давление в тракте двигателя и расход воздуха обеспечиваются только за счёт компрессора.

ТРД J85 производства компании General Electric. Между 8 ступенями компрессора и 2 ступенями турбины расположена кольцевая камера сгорания.

Диапазон скоростей, в котором ТРД эффективен, смещён в сторону меньших значений, по сравнению с ПВРД. Агрегат турбина-компрессор, позволяющий создавать большой расход и высокую степень сжатия рабочего тела в области низких и средних скоростей полёта, является препятствием на пути повышения эффективности двигателя в зоне высоких скоростей.

Максимальная скорость истечения реактивной струи у ТРД меньше, чем у ПВРД, что ограничивает сверху диапазон скоростей, на которых ТРД эффективен, значениями числа Маха — 2,5—3.^{[источник не указан 205 дней]}

Основные конструктивные элементы

Форсажная камера

Форсажная камера ТРД General Electric J79. Вид со стороны сопла. В торце находится стабилизатор горения с установленными на нём топливными форсунками, за которым видна турбина.

Хотя в ТРД имеет место избыток кислорода в камере сгорания, этот резерв мощности не удаётся реализовать напрямую — увеличением расхода горючего в камере, из-за ограничения температуры рабочего тела, поступающего на турбину. Этот резерв используется в двигателях, оборудованных форсажной камерой, расположенной между турбиной и соплом. В режиме форсажа в этой камере сжигается дополнительное количество горючего, внутренняя энергия рабочего тела перед расширением в сопле повышается, в результате чего скорость его истечения возрастает, и тяга двигателя увеличивается, в некоторых случаях, более, чем в 1,5 раза, что используется боевыми самолётами при полетах на высоких скоростях. При форсаже значительно повышается расход топлива, ТРД с форсажной камерой практически не нашли применения в коммерческой авиации, за исключением самолётов Ту-144 и Конкорд, полеты которых уже прекратились.

Регулируемые сопла

Регулируемое сопло ТРДФ АЛ-21

ТРД самолётов летающих на сверхзвуковых скоростях^{[источник не указан 205 дней]} оборудуются так называемыми регулируемыми соплами. Эти сопла состоят из продольных элементов, называемых створками, подвижных относительно друг друга и приводимых в движение специальным приводом, позволяющим по команде пилота или автоматической системы управления двигателем изменять геометрию сопла. При этом изменяются размеры критического (самого узкого) и выходного сечений сопла, что позволяет оптимизировать работу двигателя при полётах на разных скоростях.^[14]

Отклоняемые створки сопла с ОВТ.

Специальные поворотные сопла, на некоторых двигателях, позволяют отклонять истекающий из сопла поток рабочего тела относительно оси двигателя. Отклонение вектора тяги приводит к дополнительным потерям тяги двигателя за счёт выполнения дополнительной работы по повороту потока и усложняют управление самолётом. Но эти недостатки полностью компенсируются значительным повышением маневренности и сокращением разбега самолёта при взлете и пробега при посадке, до вертикальных взлета и посадки включительно. ОВТ используется исключительно в военной авиации.

Область применения

До 70-80-х годов XX века ТРД с малой степенью двухконтурности активно применялись в качестве двигателей для военных и коммерческих самолётов. В настоящее время большую распространенность получили более экономичные двухконтурные ТРД (ТРДД).

Двухконтурный турбореактивный двигатель

Схема ТРДД.
1 — Вентилятор.
2 — Компрессор низкого давления.
3 — Компрессор высокого давления.
4 — Камера сгорания.
5 — Турбина высокого давления.
6 — Турбина низкого давления.
7 — Сопло.
8 — Вал ротора высокого давления.
9 — Вал ротора низкого давления.

Двухконтурный турбореактивный двигатель (ТРДД, англ. Turbofan) — ТРД с конструкцией позволяющей перемещать дополнительную массу воздуха, проходящую через внешний контур двигателя. Такая конструкция обеспечивает более высокие полетные КПД, по сравнению с обычными ТРД. Первым, предложившим концепцию ТРДД в отечественном авиадвигателестроении был Люлька А. М.^[15] На основе исследований, проводившихся с 1937, А. М. Люлька представил заявку на изобретение двухконтурного турбореактивного двигателя (авторское свидетельство вручили 22 апреля 1941 года).^[16]

Пройдя через входное устройство, воздух попадает в компрессор низкого давления, именуемый вентилятором. После вентилятора воздух разделяется на два потока. Часть воздуха попадает во внешний контур и, минуя камеру сгорания, формирует реактивную струю в сопле. Другая часть воздуха проходит сквозь внутренний контур, полностью идентичный с ТРД, о котором говорилось выше.

Одним из важнейших параметров ТРДД, является степень двухконтурности, то есть отношение расхода воздуха через внешний контур к расходу воздуха через внутренний контур. Где и расход воздуха через внутренний и внешний контуры соответственно.

Если вернуться к формулам (1) и (4) то принцип присоединения массы можно истолковать следующим образом. В ТРДД, согласно формуле (4) заложен принцип повышения полетного КПД двигателя, за счёт уменьшения разницы между скоростью истечения рабочего тела из сопла и скоростью полета.^{[источник не указан 205 дней]} Уменьшение тяги, которое, согласно формуле (1), вызовет уменьшение этой разницы между скоростями, компенсируется за счёт увеличения расхода воздуха через двигатель. Следствием увеличения расхода воздуха через двигатель является увеличение площади фронтального сечения входного устройства двигателя, следствием чего является увеличение диаметра входа в двигатель, что ведет к увеличению его лобового сопротивления и массы. Иными словами, чем выше степень двухконтурности — тем большего диаметра будет двигатель при прочих равных условиях.

Все ТРДД можно разбить на 2 группы: со смешением потоков за турбиной и без смешения.

В ТРДД со смешением потоков (ТРДДсм) потоки воздуха из внешнего и внутреннего контура попадают в единую камеру смешения. В камере смешения эти потоки смешиваются и покидают двигатель через единое сопло с единой температурой. ТРДДсм более эффективны, однако наличие камеры смешения приводит к увеличению габаритов и массы двигателя.

ТРДД как и ТРД могут быть снабжены регулируемыми соплами и форсажными камерами. Как правило это ТРДДсм с малыми степенями двухконтурности для сверхзвуковых военных самолётов.

Турбовентиляторный двигатель

ТРДД с высокой степенью двухконтурности (выше 2) называют турбовентиляторными. ТРДД с высокой степенью двухконтурности выполняются, как правило, без камеры смешения. По причине большого входного диаметра таких двигателей их сопло внешнего контура достаточно часто делают укороченным с целью снижения массы двигателя.

Область применения

Можно сказать, что с 1960-х и по сей день в самолётном авиадвигателестроении — эра ТРДД. ТРДД различных типов являются наиболее распространенным классом воздушно-реактивных двигателей, используемых на самолётах, от высокоскоростных истребителей-перехватчиков с малой степенью двухконтурности до гигантских коммерческих и военно-транспортных самолётов с ТРДД с высокой степенью двухконтурности.

Турбовинтовой двигатель

Турбовинтовой двигатель. Привод винта от вала турбины осуществляется через редуктор

Конструктивно ТВД схож с ТРД, в котором мощность, развиваемая двигателем, передаётся на вал воздушного винта, обычно не напрямую, а через редуктор.

Турбовинтовые двигатели используются в транспортной и гражданской авиации.

Турбовальный двигатель

Схема турбовального двигателя. — вал отбора мощности

Турбовальные двигатели конструктивно представляют собой турбореактивный двигатель, в котором мощность, развиваемая дополнительным каскадом турбины, передаётся на вал отбора мощности, чаще всего через редуктор. Так как между валом турбины и компрессора и валом отбора мощности нет механической связи, а только газодинамическая, турбовальные двигатели относят к ВРД непрямой реакции. Эти двигатели, строго говоря, не является реактивным, реакция выхлопа турбины составляет не более 10 % его суммарной тяги, однако традиционно их относят к воздушно-реактивным.

Используется для привода винтов вертолётов.

Винтовентиляторный двигатель

Як-44 с винтовентиляторными двигателями Д-27

Для улучшения характеристик эксплуатации ТВД применяют специальные многолопастные стреловидные винты с изменяемым шагом ВИШ с одним или двумя рядами лопастей. Такие ВИШ подвергаются более высокой нагрузке на ометаемую площадь при уменьшенном диаметре винта, но сохраняют относительно высокий КПД 0,8-0,85. Такие винты называются винтовентиляторами (ВВ), а двигатель – турбовинтовентиляторным (ТВВД) с открытым винтовентилятором.^[17]

На сегодня известен лишь один серийный образец двигателя этого типа — Д-27 (ЗМКБ «Прогресс» им. академика А. Г. Ивченко, г. Запорожье, Украина.), использующийся на самолёте Як-44 с крейсерской скоростью полёта 670 км/ч, и на Ан-70 с крейсерской скоростью 750 км/ч.

У двигателя Д-27 поток холодного воздуха создаётся двумя соосными, вращающимися в противоположных направлениях, многолопастными саблевидными винтами, приводимыми в движение от свободной четырёхступенчатой турбины, турбовального двигателя. Мощность передается винтам через редуктор.

Распространенные заблуждения

Винтовые B-17 над Европой

Двигатель отталкивается от воздуха турбинами. На самом деле, турбина — это только привод компрессора и вентилятора.
Тяга создается в сопле. В воздушно-реактивных двигателях тягу создает весь двигатель.^[18]^[19]
Рёв турбин. ВРД создают немало шума, однако турбина — один из самых «тихих» узлов двигателя. Основную часть шума создают компрессор, вентилятор, воздушные винты, сопло. Основная составляющая шума — «рев» — возникает при взаимодействии пограничного слоя реактивной струи с неподвижным воздухом. Один из самых эффективных способов борьбы с «ревом» — применение ВРД с большой степенью двухконтурности (см. турбовентиляторный двигатель). При этом скорость реактивной струи падает, а масса отбрасываемого воздуха растет, что благоприятно сказывается и на удельной тяге (экономичности) двигателя.
Инверсионный след — это реактивный след. Инверсионный след не имеет ни малейшего отношения непосредственно к реактивным двигателям. Инверсионный след наблюдается и у поршневых самолетов, если в атмосфере складывается благоприятные условия для этого явления. Это — результат взаимодействия частичек сгоревшего топлива и (или) поверхностей самолёта с атмосферным воздухом.

См. также

Литература

Казанджан П. К., Алексеев Л. П., Говоров А. Н., Коновалов Н. Е., Ю. Н. Нечаев, Павленко В. Ф., Федоров Р. М. Теория реактивных двигателей. М. Воениздат. 1955
Стечкин Б. С. Избранные труды. Теория тепловых двигателей. — М.: Наука, 1977. — 410 с.
В. М. Акимов, В. И. Бакулев, Р. И. Курзинер, В. В. Поляков, В. А. Сосунов, С. М. Шляхтенко. Под редакцией С. М. Шляхтенко. Теория и расчёт воздушно-реактивных двигателей. Учебник для вузов. 2-е издание, переработанное и дополненное. М.: Машиностроение, 1987
Кулагин В. В. Теория, расчёт и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок. Изд. 2-е. М. Машиностроение. 2003.
Клячкин А. Л. Теория воздушно-реактивных двигателей, М., 1969

Ссылки

Примечания

↑ Scramjet «Advanced turbojets have an extreme operational ceiling of about 40 km, while ramjets have a ceiling of about 55 km. Scramjets can operate up to 75 km high without fear of stalling.»
↑ Соболев Д. А. История самолётов. Начальный период.. — М.: РОССПЭН, 1995. — 343 с.
↑ www.aviarmor.net/aww2/projects/su_gu_vrd.htm
↑ РД-10
↑ npo-saturn.ru
↑ Статья Leduc 010^{[неавторитетный источник?]} в французской Википедии
↑ Статья Leduc 021 и Leduc 022 в французской Википедии
↑ НПО им. С.А. Лавочкина
↑ airbase.ru/sb/russia/lavochkin/la/350/index.htm Стратегическая крылатая ракета Ла-350 «Буря»
↑ http://www.laser-feinschweisstechnik.de/html/die_pulsoschmiede.html
↑ ¹ ² Теория и расчёт воздушно-реактивных двигателей. Учебник для вузов. Авторы: В. М. Акимов, В. И. Бакулев, Р. И. Курзинер, В. В. Поляков, В. А. Сосунов, С. М. Шляхтенко. Под редакцией С. М. Шляхтенко. 2-е издание, переработанное и дополненное. М.: Машиностроение, 1987
↑ В сверхзвуковых соплах реактивных двигателей давление рабочего тела при истечении может опускаться и ниже атмосферного — так называемый режим перерасширения. При проектировании ВРД его стараются избегать, поскольку он приводит к снижению тяги.
↑ Иллюстрированное описание нескольких конструкций бесклапанных ПуВРД (на английском)
↑ http://www.airshow.ru/expo/323/prod_1094_r.htm
↑ Архип Люлька — 100 великих.
↑ Двигатели — Эхо России. Общественно-политический журнал.
↑ Турбовинтовые двигатели и вертолетные ГТД
↑ www.advisers.ru/file/advisers/dvigat.pdf. — «Таким образом, чем больше степень двухконтурности ТРДД, тем меньше скорость истечения газа из выходного устройства и тем выше тяговый коэффициент полезного действия.» Архивировано из первоисточника 3 февраля 2012. Проверено 15 ноября 2011.
↑ Схемы авиационных ГТД 19. — «дополнительная масса воздуха, поступающая из вентилятора, создает дополнительную тягу, что увеличивает общую тягу двигателя» Архивировано из первоисточника 3 февраля 2012. Проверено 15 ноября 2011.

Как работает реактивный двигатель

Вы, возможно, задавались вопросом, как работает реактивный двигатель, но отказались от мысли, что вы сможете понять ракетостроение. Но на самом деле это простая для понимания концепция, которая впечатлит человека рядом с вами во время вашего следующего полета. Итак, мы собираемся объяснить задействованные процессы, чтобы каждый мог хорошо понять основные принципы, лежащие в основе реактивных двигателей.

Реактивные двигатели, чаще используемые в самолетах, представляют собой тип газотурбинных двигателей.Теперь вы, возможно, знаете паровые турбины, в которых топливо сжигается для получения высокотемпературного парового потока, который приводит в движение турбину, а затем вращает вал, прежде чем его выбросить из системы. Вращение этого вала является выходной мощностью, и именно это вращение приводит в движение вращающийся объект. Газовая турбина похожа на те же основные принципы, однако за движение турбины отвечает сжатый газ. В реактивных двигателях высокотемпературный сжатый газ приводит во вращение компрессор спереди, но, что более важно, то, что выбрасывается из системы, вылетает сзади на высоких скоростях, создавая так называемую тягу.

Проще говоря, у реактивных двигателей есть сердцевина, которая разделена на три основные части:

Компрессор — в передней части двигателя расположены лопасти вентилятора, некоторые вращающиеся (роторы) и некоторые статические (статоры), которые втягивают воздух в двигатель. двигатель. Есть много рядов лопастей, и когда воздух проходит через каждый ряд, он становится более сжатым, а температура увеличивается.
Камера сгорания — этот сжатый воздух затем распыляется с топливом (чаще всего Jet A или Jet A-1, которые относятся к керосиновому типу), а затем электрическая искра воспламеняет топливно-воздушную смесь в камере.Это вызывает горение топливно-воздушной смеси, что приводит к значительному увеличению давления и температуры.
Турбины — горячий сжатый газ всасывается из двигателя задней турбиной, которая забирает энергию из газа и вызывает падение давления и температуры. По мере того, как давление уменьшается, газ течет быстрее (подумайте о том, чтобы отпустить надутый баллон). Энергия газа, который приводит в движение заднюю турбину, приводит во вращение компрессор, который втягивает воздух спереди.

Высокоскоростные газы, выпускаемые через сопло в задней части, и являются причиной тяги. Чтобы понять это, мы обратимся к третьему закону движения Ньютона: для каждого действия существует равное и противоположное противодействие. Когда газ вырывается из спины, вперед действует равная и противоположная сила. Подумайте о том, как вы толкаете стену бассейна, чтобы скользить в противоположном направлении; даже если сила вашего толчка направлена к стене, равная и противоположная сила реакции заставляет вас двигаться в противоположном направлении.

Примерно на скорости 400 миль в час один фунт тяги равен одной лошадиной силе, но на более высоких скоростях это соотношение увеличивается, и фунт тяги превышает одну лошадиную силу. На скорости менее 400 миль в час это соотношение уменьшается. Эта сила позволяет большим самолетам, таким как 747, летать со скоростью до 600 миль в час.

Существуют также реактивные двигатели различных типов, например, турбовинтовые. Вы узнаете, является ли это турбовинтовой двигатель, по большим выдавленным гребным винтам спереди, которые отвечают за тягу, поскольку большая часть энергии от газа передается компрессору задними турбинами, поэтому поданный газ не несет ответственности за тяга.

Турбовальный вал используется в винтах вертолетов, силовых установках и даже в танках M1. Процесс аналогичен турбовинтовому, однако вместо привода пропеллеров вращающийся вал может приводить в действие различные устройства, такие как насосы, генераторы, колеса и вообще все, что вращается.

В современных больших самолетах используется турбореактивный двухконтурный двигатель, который аналогичен стандартному турбореактивному двигателю, за исключением того, что большой передний вентилятор втягивает в двигатель больше воздуха. Однако не весь воздух проходит через компрессор и турбины, при этом большая часть воздуха фактически проходит в обход сердечника и проходит по каналам снаружи сердечника (в среднем в 5 раз больше воздуха пропускается, чем фактически проходит через сердечник).Они более эффективны, особенно на дозвуковых скоростях (то есть ниже скорости звука, 768 миль в час), а также намного тише, но при этом имеют возможность разогнать транспортное средство тяжелее локомотива с 0 до 200 миль в час менее чем за 60 секунд.

Двигатели

Двигатели

Как работает реактивный двигатель?

НОВИНКА!
Видео «Как работает реактивный двигатель».

Мы считаем само собой разумеющимся, насколько легко самолет весом более половины миллион фунтов отрывается от земли с такой легкостью. Как это бывает? Ответ прост. Это двигатели.

Позвольте Терезе Бенио из NASA Glenn Research Center объяснить подробнее …

Как показано на НАСА Пункт назначения завтра.

Реактивные двигатели перемещают самолет вперед с большой силой, создаваемой огромная тяга и заставляет самолет лететь очень быстро.

Все реактивные двигатели, которые также называют газовые турбины, работают по тому же принципу. Двигатель всасывает воздух спереди с помощью вентилятора. Компрессор повышает давление воздуха. Компрессор сделан с множеством лезвий, прикрепленных к валу. Лезвия вращаются на высокой скорости и сжимают или сжимают воздух. Сжатый затем воздух распыляется с топливом, и электрическая искра зажигает смесь. В горящие газы расширяются и вылетают через сопло в задней части двигателя.Когда струи газа летят назад, двигатель и летательный аппарат толкаются вперед. Когда горячий воздух попадает в сопло, он проходит через другую группу лопастей. называется турбина. Турбина прикреплена к тому же валу, что и компрессор. Вращение турбины вызывает вращение компрессора.

На изображении ниже показано, как воздух проходит через двигатель. Воздух проходит ядро двигателя, а также вокруг ядра.Это вызывает некоторую часть воздуха чтобы было очень жарко, а некоторым было прохладнее. Затем более холодный воздух смешивается с горячим воздух на выходе из двигателя.

Это изображение того, как воздух проходит через двигатель

Что такое тяга?

Тяга это передовая сила, которая толкает двигатель и, следовательно, самолет вперед. Сэр Исаак Ньютон обнаружил, что «каждому действию соответствует и противоположная реакция. «Двигатель использует этот принцип. Двигатель принимает в большом объеме воздуха. Воздух нагревается, сжимается и замедляется. Воздух проходит через множество вращающихся лопастей. Смешивая этот воздух со струей топлива, температура воздуха может достигать трех тысяч градусов. В сила воздуха используется для вращения турбины. Наконец, когда воздух уходит, он выталкивается из двигателя назад.Это заставляет самолет двигаться вперед.

Детали реактивного двигателя

Поклонник — Вентилятор — это первый компонент в ТРДД. Большой вращающийся вентилятор всасывает большое количество воздуха. Большинство лезвий Вентиляторы изготовлены из титана. Затем он ускоряет этот воздух и разбивает его на две части. Одна часть продолжается через «ядро» или центр двигателя, где на него действуют другие компоненты двигателя.

Вторая часть «обходит» ядро двигателя. Проходит через воздуховод который окружает ядро до задней части двигателя, где он производит большую часть сила, которая толкает самолет вперед. Этот более прохладный воздух помогает успокоить двигатель, а также добавление тяги к двигателю.

Компрессор — Компрессор первый компонент в ядре двигателя. Компрессор состоит из вентиляторов с множеством лопастей. и прикреплен к валу.Компрессор сжимает попадающий в него воздух в постепенно уменьшаются площади, что приводит к увеличению давления воздуха. Этот приводит к увеличению энергетического потенциала воздуха. Сдавленный воздух попадает в камеру сгорания.

Камера сгорания — В камере сгорания воздух перемешивается с топливом, а затем воспламеняется. Имеется до 20 форсунок для распыления топлива. воздушный поток. Смесь воздуха и топлива загорается.Это обеспечивает высокую температура, высокоэнергетический воздушный поток. Топливо горит вместе с кислородом в сжатом состоянии. воздух, выделяющий горячие расширяющиеся газы. Внутри камеры сгорания часто делают из керамических материалов для создания термостойкой камеры. Жара может достигать 2700 °.

Турбина — Приближается высокоэнергетический воздушный поток из камеры сгорания попадает в турбину, в результате чего лопатки турбины вращаются. Турбины связаны валом для вращения лопаток компрессора и чтобы крутить впускной вентилятор спереди.Это вращение забирает некоторую энергию из поток высокой энергии, который используется для привода вентилятора и компрессора. Газы вырабатываемые в камере сгорания движутся через турбину и раскручивают ее лопатки. Турбины реактивного самолета вращаются тысячи раз. Они закреплены на валах между которыми установлено несколько комплектов шарикоподшипников.

Сопло — Сопло — вытяжной канал двигатель. Это та часть двигателя, которая на самом деле создает тягу для самолет.Поток воздуха с пониженным энергопотреблением, который проходил через турбину, в дополнение к более холодный воздух, проходящий мимо сердечника двигателя, создает силу при выходе из сопло, которое толкает двигатель и, следовательно, самолет вперед. Комбинация горячего и холодного воздуха удаляется и производит выхлоп, который вызывает прямую тягу. Соплу может предшествовать смеситель , который объединяет высокотемпературный воздух, поступающий из сердечника двигателя, с более низкая температура воздуха, который был обойден вентилятором.Миксер помогает сделать двигатель тише.

Первый реактивный двигатель — А Краткая история первых двигателей

Сэр Исаак Ньютон в 18 веке был первым предположил, что взрыв, направленный назад, может привести в движение машину вперед с огромной скоростью. Эта теория была основана на его третьем законе движение. Когда горячий воздух проходит через сопло назад, самолет движется вперед.

Анри Жиффар построил дирижабль, который приводился в движение первым авиадвигателем, паровым двигателем мощностью три лошадиные силы. Это было очень тяжелый, слишком тяжелый, чтобы летать.

В 1874 г. Феликс де Темпл построил моноплан. который пролетел всего лишь короткий прыжок с холма с помощью угольного парового двигателя.

Отто Даймлер , в конце 1800-х изобрел первый бензиновый двигатель.

В 1894 году американец Хирам Максим попытался привести свой трехместный биплан в движение двумя угольными паровыми двигателями.Это только пролетел несколько секунд.

Первые паровые машины приводились в действие нагретым углем и обычно слишком тяжелый для полета.

Американец Сэмюэл Лэнгли изготовил модель самолетов которые приводились в действие паровыми двигателями. В 1896 году он успешно пилотировал беспилотный самолет с паровым двигателем, получивший название Aerodrome . Он пролетел около 1 мили, прежде чем выдохся. Затем он попытался построить полную размерный самолет Aerodrome A, с газовым двигателем.В 1903 г. разбился сразу после спуска с плавучего дома.

В 1903 году братьев Райт летал, Flyer , с бензиновым двигателем мощностью 12 л.с. двигатель.

С 1903 года, года первого полета братьев Райт, до конца 1930-х гг. газовый поршневой двигатель внутреннего сгорания с воздушным винтом. единственное средство, используемое для приведения в движение самолетов.

Это был Фрэнк Уиттл, , британский пилот, который разработал и запатентовал первый турбореактивный двигатель в 1930 году.Двигатель Уиттла впервые успешно полетел в мае 1941 года. Этот двигатель имел многоступенчатый компрессор и систему внутреннего сгорания. камера, одноступенчатая турбина и сопло.

В то время, когда Уиттл работал в Англии, Ганс фон Охайн работал над подобным дизайном в Германии. Первый самолет, который успешно использовать газотурбинный двигатель был немецкий Heinkel He 178, август 1939 года. Это был первый в мире турбореактивный двигатель. рейс.

General Electric построила первый американский реактивный двигатель для ВВС США Реактивный самолет . Опытный самолет XP-59A впервые поднялся в воздух в октябре 1942 года.

Типы реактивных двигателей

Турбореактивные двигатели

Основная идея турбореактивный двигатель это просто.Воздух забирается из отверстия в передней части двигателя сжимается в 3-12 раз от исходного давления в компрессоре. Топливо добавляется в воздух и сжигается в камере сгорания, чтобы Поднимите температуру жидкой смеси примерно от 1100 ° F до 1300 ° F. Образующийся горячий воздух проходит через турбину, которая приводит в действие компрессор. Если турбина и компрессор эффективны, давление на выходе из турбины будет почти вдвое выше атмосферного давления, и это избыточное давление отправляется к соплу, чтобы создать высокоскоростной поток газа, который создает тягу.Существенного увеличения тяги можно добиться, если использовать форсаж. Это вторая камера сгорания, расположенная после турбины и перед сопло. Форсажная камера увеличивает температуру газа перед соплом. Результатом этого повышения температуры является повышение примерно на 40 процентов. тяги на взлете и гораздо больший процент на высоких скоростях, когда самолет в воздухе.

Турбореактивный двигатель — это реактивный двигатель.В реактивном двигателе расширяющиеся газы сильно надавите на переднюю часть двигателя. Турбореактивный двигатель всасывает воздух и сжимает или сжимает его. Газы проходят через турбину и заставляют ее вращаться. Эти газы отскочить назад и выстрелить из задней части выхлопной трубы, толкая самолет вперед.

Изображение турбореактивного двигателя

Турбовинтовые

А турбовинтовой двигатель это реактивный двигатель, прикрепленный к пропеллеру.Турбина на спина поворачивается горячими газами, и это вращает вал, который приводит в движение пропеллер. Некоторые малые авиалайнеры и транспортные самолеты оснащены турбовинтовыми двигателями.

Турбореактивный двигатель, как и турбореактивный, состоит из компрессора, камеры и турбины, давление воздуха и газа используется для запуска турбины, которая затем создает мощность для привода компрессора. По сравнению с турбореактивным двигателем, турбовинтовой двигатель имеет лучшую тяговую эффективность на скоростях полета ниже примерно 500 миль в час.Современные турбовинтовые двигатели оснащены гребными винтами, которые иметь меньший диаметр, но большее количество лопастей для эффективной работы на гораздо более высоких скоростях полета. Чтобы приспособиться к более высоким скоростям полета, лопасти имеют форму ятагана со стреловидными передними кромками на концах лопастей. Двигатели с такими винтами называются пропеллеры пропеллеры .

Изображение турбовинтового двигателя

ТРДД

А турбовентиляторный двигатель спереди есть большой вентилятор, который всасывает воздух.Большая часть воздуха обтекает двигатель снаружи, что делает его тише. и дает большую тягу на низких скоростях. Большинство современных авиалайнеров оснащены двигателями турбовентиляторными двигателями. В турбореактивном двигателе весь воздух, поступающий во впускное отверстие, проходит через газогенератор, состоящий из компрессора, камеры сгорания и турбина. В турбовентиляторном двигателе только часть поступающего воздуха попадает в камера сгорания. Остальное проходит через вентилятор или компрессор низкого давления, и выбрасывается непосредственно в виде «холодной» струи или смешивается с выхлопом газогенератора. для получения «горячей» струи.Целью такой системы байпаса является увеличение тяга без увеличения расхода топлива. Это достигается за счет увеличения общий массовый расход воздуха и снижение скорости при той же общей подаче энергии.

Изображение турбовентиляторного двигателя

Турбовалы

Это еще одна разновидность газотурбинного двигателя, который работает как турбовинтовой. система.Он не управляет пропеллером. Вместо этого он обеспечивает питание вертолета. ротор. Турбовальный двигатель спроектирован таким образом, чтобы скорость вертолета ротор не зависит от скорости вращения газогенератора. Это позволяет скорость ротора должна оставаться постоянной, даже если скорость генератора варьируется, чтобы регулировать количество производимой мощности.

Изображение турбовального двигателя

Рамджетс

ПВРД — это Самый простой реактивный двигатель и не имеет движущихся частей.Скорость реактивного «тарана» или нагнетает воздух в двигатель. По сути, это турбореактивный двигатель, в котором вращающийся оборудование было опущено. Его применение ограничено тем, что его степень сжатия полностью зависит от скорости движения. ПВРД не создает статического электричества. тяга и тяга вообще очень маленькая ниже скорости звука. Как следствие, ПВРД требует некоторой формы вспомогательного взлета, например другого самолета. Он использовался в основном в системах управляемых ракет.Космические аппараты используют это тип струи.

Изображение ПВРД

К началу

Электростанция

История

Первоначально в качестве силовой установки была выбрана Pratt & Whitney JT8D-1, но до того, как первый заказ был доработанный, JT8D-7 использовался для унификации с текущим 727.-7 был рассчитан на такую же тягу. (14000 фунтов стерлингов) при более высоких температурах окружающей среды, чем -1, и стал стандартной силовой установкой для -100. К концу производства -200 JT8D-17R был выпущен. до 17 400 фунтов стерлингов. тяга.

Дополнительные воздухозаборники были установлены на ранних JT8D вокруг носовой части. Эти были подпружинены и открывались автоматически всякий раз, когда перепад давления между входное и внешнее статическое давление были высокими, т.е. низкая скорость, большая тяга условия (взлет), чтобы дать двигателю дополнительный воздух и снова закрыться, как воздушная скорость увеличивается, вызывая повышение статического давления на входе.

JT8D В разрезе

Единственная силовая установка для всех 737-х после -200 — это ЦФМ-56. Ядро произведено General Electric и практически идентично сердечнику. F101 используется в Rockwell B-1. SNECMA производит вентилятор, компрессор IP, LP турбина, реверсоры тяги и все внешние аксессуары. Приходит название «CFM» от коммерческого двигателя GE, обозначенного как «CF», и от SNECMA «M» для Moteurs.

Одна проблема с таким высоким байпасом двигателя были его физические размеры и клиренс; это было преодолено установка аксессуаров на нижних сторонах для выравнивания дна гондолы и впускная губа, чтобы придать вид «мешочка хомяка».Двигатели были перемещены вперед и вверх, на уровне верхней поверхности крыла и под наклоном 5 градусов, что не только помогло дорожному просвету, но и направило выхлоп вниз, что уменьшило эффект перегрева пилона и управляемая тяга для улучшения взлетных характеристик. CFM56-3 оказался почти На 20% эффективнее, чем JT8D.

NG используют CFM56-7B с диаметром 61 дюйм. массивный титановый вентилятор с широкой хордой, новый турбинный двигатель низкого давления, FADEC и новый монокристаллический материал в HP турбина.Все это дает снижение расхода топлива на 8%, снижение затрат на техническое обслуживание на 15%. и больший запас EGT по сравнению с CFM56-3.

Одним из наиболее значительных улучшений в силовой установке стал уровни шума. Оригинальные двигатели JT8D-9 в 1967 году производили уровень шума 75 децибел, достаточно, чтобы нарушить нормальный разговор в помещении, в пределах шумового контура, который продлен на 12 миль по траектории взлета. С 1997 г. введение двигателей 737-700s CFM56-7B, контур шума 75 децибел сейчас только 3.5 миль в длину.

Основной двигатель (N2) регулируется дозирование топлива (см. ниже), а вентилятор (N1) — свободная турбина. К преимуществам этого можно отнести: минимизированное межэтапное кровотечение, меньшее количество остановок или скачков напряжения и повышенное степень сжатия без снижения эффективности.

Это цитата из CFMI в 1997 году:

«С момента ввода в эксплуатацию в 1984 году CFM56-3 зарекомендовал себя как стандарт, по которому оцениваются все другие двигатели с точки зрения надежность, долговечность и стоимость владения.Флот из почти 1800 Боинг 737 с двигателем CFM56-3, эксплуатируемых по всему миру, зарегистрировал более 61 миллиона часов и 44 миллиона циклов при сохранении 99,98% диспетчеризации степень надежности (один рейс задержан или отменен по двигательным причинам на 5000 отправлений), коэффициент посещения магазина 0,070 (одно внеплановое посещение магазина на 14 286 летных часов), а коэффициент простоя в полете — 0,003 (один происшествий за 333 333 часа) ».

В 2012 году поставленный в 1999 году двигатель CFM56-7B для самолета 737-800 стал первым в мире двигателем, наработавшим 50 000 часов без посещения магазина.

Техническая вставка

«Tech Insertion» — это обновление для CFM56-5B и 7B, доступное с начала 2007 года. Пакет включает улучшения для HP компрессор, камера сгорания и турбины высокого и низкого давления. Пакет дает более длительный время на крыле, снижение затрат на обслуживание примерно на 5%, снижение содержания оксидов азота на 15-20% (NOx) выбросы и снижение расхода топлива на 1%.

Tech Insertion станет новой производственной конфигурацией как для CFM56-7B и CFM56-5B. CFM также определяет потенциальные комплекты модернизации, которые могут быть стал доступен операторам к концу 2007 г.

CFM56-7BE «Evolution»

Пакет «Evolution» CFM56-7BE был поставлен с июля 2011 года со следующими улучшениями:

Улучшено соотношение площадей диффузора выпускной направляющей лопатки высокого давления и уменьшены потери давления.
HPT, увеличена осевая хорда, улучшена геометрия наконечника. Переделан ротор.
LPT Количество лопастей и лопаток уменьшено, а профили основаны на оптимальном распределении нагрузки. LEAP56 включен.
Первичная форсунка, заглушка и стойка — все переработаны.

Двигатель 7BE можно определить по конфигурации выпуска. Сопло на 18 дюймов короче, а выпускная пробка на 2,5 дюйма короче, хотя выглядит длиннее из-за гораздо более короткого сопла. Теплозащитный экран над соплом оснащен новыми титановыми поддонами, внутренними глушителями шлейфов и боковыми черпаками, чтобы справляться с более высокими температурами из-за новой конфигурации с коротким выхлопом. -7BE дает экономию топлива на 1% по сравнению с -7B.

CFM56-7B Выхлоп сопло / заглушка

CFM56-7BE Выхлоп сопло / заглушка

-7BE можно будет смешивать с обычными двигателями SAC / DAC или Tech Insertion в соответствии с обновленными FMC, MEDB и EEC.

Из прессы 2 августа 2010 г .:

CFM International получила сертификацию своего модернизированного двигателя CFM56-7BE от FAA и Европейского агентства по авиационной безопасности (EASA) и работает с Boeing над подготовкой к летным испытаниям Boeing 737, которые начнутся в четвертом квартале этого года.

Ввод в эксплуатацию запланирован на середину 2011 года, чтобы совпасть с усовершенствованием планера 737, которые вместе с модернизацией двигателя призваны обеспечить снижение расхода топлива на 2%.Компания CFM предварительно запланировала сертификацию двигателей на конец третьего квартала, но заявляет, что разработка, включая недавно завершенные летные испытания, идет быстрее, чем ожидалось. Усовершенствования включают новый диффузор с направляющими лопатками на выходе компрессора высокого давления, лопатки турбины высокого давления, диски и переднее наружное уплотнение. В комплект также входит новая конструкция лопаток, лопаток и диска турбины низкого давления.

Первый двигатель типовой конструкции CFM56-7BE прошел наземные испытания в январе 2010 года и в целом провел 390 часов наземных испытаний, сообщает Franco-U.Производитель двигателей S. Кроме того, модернизированный CFM завершил 60-часовую программу сертификационных летных испытаний в мае на модифицированном летающем испытательном стенде GE 747 в Викторвилле, Калифорния.

На недавнем международном авиашоу в Фарнборо официальные лица компании заявили, что с Airbus продолжаются обсуждения возможной модернизации CFM56-5B для семейства A320 на основе того же набора технологий. Решение о том, будет ли разрабатываться модернизированный вариант для Airbus, будет принято к концу года, добавляет производитель двигателей.

Прыжок -1Б

Самолет 737MAX оснащен новым двигателем CFM LEAP-1B диаметром 69,4 дюйма (передовая авиационная силовая установка). Он имеет 18 лопастей вентилятора из углеродного волокна, обеспечивающих коэффициент байпаса 9: 1 по сравнению с 5,1: 1 у CFM56-7. Номинальная тяга LEAP-1B28: 29 317 фунтов. Турбина имеет гибкие лопасти, изготовленные методом литья под давлением смолы, которые предназначены для раскручивания при увеличении скорости вращения. Это вместе с усовершенствованными материалами горячей секции обеспечивает общий коэффициент давлений 41: 1 по сравнению с 28: 1 для CFM56-7.Двигатель на 15% более экономичен, чем CFM56-7B.

Пилообразный узор или «шевроны» на задних кромках веерных сопел были разработаны НАСА для сглаживания смешивания потоков воздуха в вентиляторе и сердечнике. Это снижает турбулентность и значительно снижает шум.

Топливо

Тяга (расход топлива) регулируется главным образом гидромеханический MEC в ответ на движение рычага тяги, установленный на оригинальные 737-1 / 200с. В серии 3/4/500 расход топлива дополнительно улучшен. электронно с помощью PMC, который действует без движения рычага.Самолет 737-NG модели идут еще дальше с FADEC (EEC).

3/4/500 могут летать с PMC не работает, но налагается штраф RTOW (т.е. сокращение N1), потому что N1 во время взлета секция увеличится примерно на 4% из-за ветряной мельницы. эффекты (FOTB 737-1, январь 1985). Это сокращение должно спасти любой двигатель пределы. Рычаги тяги не следует повторно регулировать во время взлета после тяга установлена за исключением случаев превышения предела красной линии, т. е. вам следует позвольте N1 завестись.

Топливо нагревается, чтобы избежать обледенения возвращающимся маслом в MEC.

Нефть

Давление масла измеряется перед подшипниками, где вы нужно это; температура масла на возврате, максимально высокая; и количество масла на бак, который падает после запуска двигателя. Давление масла не регулируется, поэтому желтая полоса (13-26psi) действительна только при взлетной тяге, тогда как нижняя красная полоса линия (13psi) действительна всегда. Если давление масла всегда на уровне или ниже красная линия, загорится индикатор НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ МАСЛА, и двигатель должен быть неисправность.Обратите внимание на 737-1 / 200, когда указатель количества масла показывает ноль, все еще может присутствовать до 5 кварт.

Зажигание

Имеются две независимые системы зажигания переменного тока, L и R. Начиная с R, выбранного в первом рейсе дня, обеспечивает проверку Резервная шина переменного тока, которая будет вашим единственным источником электроэнергии с потерей тяги на обоих двигателях и ВСУ нет. Обычно в полете воспламенители не используются. поскольку горение является самоподдерживающимся. Во время запуска или взлета двигателя & при посадке, GND и CONT используют выбранные воспламенители.В условиях умеренного или сильные осадки, турбулентность или обледенение, или для повторного огня в полете, FLT следует выбрать использование обоих воспламенителей. Самолет NG: для бортового двигателя запускается, ГРД включает оба запальника.

737-NG позволяют EEC включать и выключать зажигание при определенных условия:

ON: Для защиты от воспламенения. EEC автоматически включит оба системы розжига при обнаружении перегорания.
OFF: Для защиты от пуска с земли.EEC автоматически выключится обе системы зажигания при обнаружении горячего или влажного пуска.

Обратите внимание, что более старые модели 737-200 имеют положения переключателя зажигания GRD, OFF, L IGN, R IGN и FLT в то время как более новые 737 используют GRD, OFF, CONT и FLT. Вот почему QRH использует «ВКЛ» (например, в контрольном списке посадки с одним двигателем), чтобы охватить как LOW IGN, так и CONT для операторов со смешанным парком, состоящим из старых и новых версии 737.

737-200 Панель зажигания

Запуск двигателя

Мин. Давление в воздуховоде для запуска (только Classics): 30 фунтов на кв. 1000 футов барометрической высоты.Макс: 48 фунтов на квадратный дюйм.

Мин. 25% N2 (или 20% N2 при максимальной скорости движения) для подачи топлива; более раннее может привести к горячему запуску. Максимальное движение — это когда N2 не увеличиваются более чем на 1% за 5 секунд.

Критерии прерывания запуска двигателя:

Нет N1 (до того, как пусковой рычаг будет поднят в положение холостого хода).
Нет давление масла (к моменту работы двигателя стабильно).
Нет EGT (в течение 10 секунд после того, как пусковой рычаг будет поднят в положение холостого хода).
Нет увеличение или очень медленное увеличение N1 или N2 (после показания EGT).
EGT быстро приближается или превышает 725˚C.

Сообщение о ненормальном запуске само по себе не означает что вы должны прервать запуск двигателя.

Выключение стартера составляет около 46% N2 -3/4/500; 56% N2 -NG.

Продолжительность включения стартера:

Первый попытка: 2 минуты включения, 20 секунд паузы.
Секунда и последующие попытки: 2 минуты включения, 3 минуты выключения.

Не включайте пусковой выключатель двигателя повторно, пока N2 не станет ниже 20%.

При пусках в холодную погоду давление масла может временно превышает зеленую полосу или может не показывать никакого увеличения, пока температура масла не повысится. Отсутствие индикации давления масла к моменту достижения числа оборотов на холостом ходу. немедленное отключение двигателя. При низких температурах окружающей среды временный высокий уровень масла давление выше зеленой полосы допустимо.

При запуске двигателей в условиях попутного ветра Boeing рекомендует нормальный старт. Ожидайте более продолжительное время запуска, чтобы убедиться, что N1 вращается в правильное направление перед перемещением пускового рычага.Значение EGT выше нормы должно можно ожидать, но должны применяться те же ограничения и процедуры.

Последовательность запуска двигателя LEAP-1B немного отличается от старого CFM-56. После того, как переключатель запуска двигателя переведен в положение GND, EEC выполняет движение с изогнутым ротором (BRM). Это необходимо для выпрямления валов N1 и N2, которые могли погнуться из-за теплового накопления после предыдущего останова. BRM будет активен от 6 до 90 секунд, а MOTORING будет отображаться на датчике N2 в диапазоне 18-24%.

При 25% N2 или максимальном движении, когда вы переводите пусковой рычаг в режим холостого хода, EEC затем выполняет проверку функций устранения неисправности управления тяговым усилием (TCMA) и электронной системы превышения скорости (EOS).Это проявляется как поток топлива, указывающий нуль, то двигатель топлива отсекатели открытия клапана и закрытием раз и РУС клапан закрыт свет, освещающего ярко-голубой, пока тест не будет закончен, после чего последовательность запуска продолжается.

Конечно, запуск двигателя на MAX занимает больше времени, чем на NG.

Инструменты для двигателя

-200Adv Инструменты для двигателя

Круглый циферблат -3/400 Инструменты для двигателя

3/4/500 EIS

NG EIS

Верхний ДУ

Нижний ДУ

Верхний DU в режиме компактного дисплея

Режим компактного дисплея может отображаться только при первом нажатии кнопки MFD ENG после полного выключения коптера.На фотографии показан этот дисплей с одним запущенным двигателем и хорошо показаны пустые параметры, которые контролируются EEC и, следовательно, отображаются только при включении EEC, когда соответствующий пусковой переключатель установлен в положение GND. Во время запуска EEC получают электроэнергию от шин переключения переменного тока, но их обычным источником энергии являются собственные генераторы переменного тока, которые включаются, когда N2 превышает 15%.

Дисплей EIS

Внедрение в конце 1988 г. системы приборов двигателя (EIS) дало многим преимущества перед электромеханическими инструментами, присутствующими с 1967 года.т.е. 10 фунтов снижение веса, повышение надежности, снижение энергопотребления, обнаружение приближающихся аварийных запусков, сохранение превышений и встроенный Средство проверки испытательного оборудования (BITE).

Доступ к проверке BITE можно получить, нажав небольшую утопленную кнопку внизу. каждой панели EIS, это возможно, только когда оба двигателя N1 ниже 10%. Нажатие этих кнопок покажет светодиодную проверку, во время которой различные проверки проводятся. Если какая-либо из проверок завершится неудачно, соответствующий код будет показан в место считывания затронутых параметров.Используются следующие коды:

JET ENGINE ▷ Испанский перевод

JET ENGINE ▷ Испанский перевод — Примеры использования Jet Engine в предложении на английском языке двигатель reacción мотор де джет Motor de un avión моторная связь Это компьютер, который управляет всей работой реактивного двигателя . Это оборудование для управления двигателем и реакцией .Немцы изобрели полиграфию, реактивный двигатель , , аспирин. Los alemanes inventoryaron la imprenta, el motor a reacción , la aspirina.Что у него там, под реактивным двигателем ?
определение jet по The Free Dictionary
jet ¹
(jĕt) n.
1. Плотный черный уголь, который требует полировки и используется для изготовления ювелирных изделий.
2. Глубокий черный.
прил.
1. Изготовлен из плотного черного хорошо отполированного угля или похож на него.
2. Черный как уголь; угольно-черный: как смоль волосы.
[среднеанглийский get, jet, от англо-нормандского geet, jeet, от латинского gagātēs, от греческого, lignite, jet , после Гагая , город Ликии (около современного Кумлуджа, Турция), где куски лигнита можно найти вымытым в устье местной реки .]
струя ²
(jĕt) n. 1.
а. Высокоскоростной поток жидкости, вытесняемый под давлением из отверстия или сопла малого диаметра.
б. Выпускное отверстие, такое как сопло, используемое для выпуска такой струи.
с. Нечто, испущенное в высокоскоростном потоке жидкости или как бы в нем: «такое мириады и такие яркие струи изображений» (Генри Рот).
2.
а. Реактивный двигатель, особенно реактивный самолет.
б. Реактивный двигатель.
v. jet · ted , jet · ting , jets
v. intr.
1. Для полета на реактивном самолете: вылетает из Хьюстона в Лос-Анджелес.
2. Очень быстро двигаться.
в. тр.
Для выталкивания наружу или струи, как под давлением: «Любой мужчина может … торчать … проливать табачный сок» (Росс Локридж, мл.).
[французский, от древнефранцузского, от jeter, , чтобы выбросить, выбросить , от вульгарной латыни * iectāre, изменение латинского iactāre, частое от iacere, , чтобы выбросить ; см. yē- в индоевропейских корнях.]
Словарь английского языка American Heritage®, пятое издание. Авторское право © 2016 Издательская компания Houghton Mifflin Harcourt. Опубликовано Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company. Все права защищены.
jet
(dʒɛt) n
1. тонкий поток жидкости или газа, вытесняемый из небольшого отверстия или сопла
2. выпускное отверстие или сопло для испускания такой струи
3. (Аэронавтика) реактивный самолет
4. (небесные объекты) астрономия длинная тонкая деталь, отходящая от активной галактики и обычно наблюдаемая в радиоволнах
vb , струи , струйная или струйная
5. к проблеме или причине выдавать струей: струя воды из шланга; он полил их водой.
6. для перевозки или перевозки на реактивном самолете
[C16: со старофранцузского jeter бросать, с латинского jactāre бросать, часто — jacere бросать]
jet
(dʒɛt) n (Минералы)
a. твердый черный уголь, который блестяще полируется и используется для изготовления ювелирных изделий, украшений и т. Д.
b. ( как модификатор ): серьги-гвоздики.
[C14: со старофранцузского jaiet, с латинского gagātēs, с греческого lithos gagatēs камень из Gagai, город в Ликии, Малая Азия]
JET
(dʒɛt) n аббревиатура
(Атомная физика) Joint European Torus; устройство для удержания плазмы токамака в Калхэме, Оксфордшир, для исследования производства энергии с помощью ядерного синтеза
Словарь английского языка Коллинза — полный и несокращенный, 12-е издание, 2014 г. © HarperCollins Publishers 1991, 1994, 1998, 2000, 2003, 2006, 2007, 2009 , 2011, 2014
jet ¹
(dʒɛt)
n., v. jet • ted, jet • ting,
adj. n.
1. поток жидкости, газа или мелких твердых частиц, с силой вырывающийся из сопла, отверстия и т. Д.
2. то, что выходит в таком потоке, как вода или газ.
3. носик или сопло для выброса жидкости или газа.
в.и.
6. для передвижения или передвижения на реактивном двигателе или реактивном самолете.
7. выбросить в поток.
в.т.
8. для перевозки на реактивном самолете.
9. стрелять (что-нибудь) вперед в потоке.
прил.
10. относящиеся к реактивному, реактивному двигателю или реактивному самолету или связанные с ним.
11. в виде реактивного или реактивного движения: реактивного сопла.
[1580–90; <Среднефранцузский jeter бросать jactāre, частый от jacere бросать]
jet ²
(dʒɛt)
n.
1. каменный черный уголь, легко отполированный, иногда используется в ювелирных изделиях.
2. темно-черный.
прил.
3. цветной струи; черный как уголь.
[1350–1400; Среднеанглийский jet, получите <старофранцузский jaiet «Latin gagātēs <греческий ( líthos ) gagatēs Gagatic (камень), после Gágai, город в Ликии]
Webster’s Random House Словарь Кернера , © 2010 ООО «К Словари».Авторские права 2005, 1997, 1991, Random House, Inc. Все права защищены.
струя
(jĕt) 1. Быстрая струя жидкости или газа, проходящая под давлением через небольшое отверстие или сопло: струя воды вылетает из шланга.
2. Летательный аппарат или другое транспортное средство, приводимое в движение реактивным двигателем.
3. Реактивный двигатель.
Научный словарь для студентов American Heritage®, второе издание. Авторские права © 2014 издательской компании Houghton Mifflin Harcourt.Опубликовано Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company. Все права защищены.
струя

Причастие прошедшего времени: струйная обработка
Герундия: струйная обработка
ИмперативПрисутствуетПретеритеПрисутствует НепрерывныйПрисутствует PerfectPast ContinuousPast PerfectFutureFuture PerfectFuture ContinuousPresent Perfect ContinuousFuture Perfect ContinuousPast Perfect ContinuousConditionalPast Conditional
932 932 932 932 932 932 932 932 932 932 932 932 932 он / она / оно струи мы струи вы струи они струи
претерит
Я струйно
вы струи
он / она / она обработали
мы обработали
вы обработали
они обработали
Настоящее время Непрерывное
Я распыляю
вы re jetting
he / she / it is jetting
we are jetting
you are jetting
they are jetting
Present Perfect
Я выполнил струю
вы выполнили струю
он / она / она выполнили струю
мы выполнили струю
вы выполнили струю
они выполнили струю
Прошлое Непрерывное
Я производил струю
вы производили струю
он / она / она производил струю
мы производили струю
вы производили струю
они производили струю
Past Perfect
Я выполнил струю
вы выполнили струю
он / она / я т было обработано
мы обработали
вы обработали
они обработали
Будущее
Я буду струей
вы будете струей
he / она / это будет струя
мы будем струей
вы будете струей
они будут струей
Future Perfect
Я сделаю струю
у вас будет струйно
он / она / она будет струйно
мы произведем струйную обработку
вы выполнили струйную очистку
они выполнили струю
900 32
Future Continuous
I будет распылять
вы будете распылять
он / она будет распылять
мы будем распылять
вы будете распылять
они будут распылять
Present Perfect Continuous
Я выполнял распыление
вы выполняли распыление
он / она / она производили струю
мы производили струю
вы выполняли струю
они производили струю
Future Perfect Continuous
Я буду струя
вы будете струйно
он / она / она будет струйно
мы будем струйно
вы будете струйно
они будут струи
Past Perfect Continuous
Я проводил струйную обработку
вы выполняли струйную очистку
он / она / она производили струю
мы выполняли струйную очистку
вы производили струйную очистку
они производили струю
условно
Я бы струйный
ты бы струйный
он / она / она бы струйный
мы бы струйный
ты бы струйный
они бы струйный
Прошлое условное
Я бы выполнил струю
вы выполнили бы струю
он / она выполнил бы струю
мы выполнили бы струю
вы выполнили бы струю
они бы сбросили
Collins English Verb Tables © HarperCollins Publishers 2011
.

Словарь терминов

Турбовинтовой двигатель принцип работы

Двигатель турбовинтовой: устройство, схема, принцип работы

Устройство турбовинтового двигателя и принцип его работы

Рабочий вал

Компрессор

Воздушный винт

Турбина

Преимущества и недостатки

Сфера использования

Источники:

definition of ВОЗДУШНО РЕАКТИВНЫИ ДВИГАТЕЛЬ and synonyms of ВОЗДУШНО РЕАКТИВНЫИ ДВИГАТЕЛЬ (Russian)

История

Общие принципы работы

Реактивная тяга

Термодинамические свойства

Эффективность

Основные характеристики

Прямоточный воздушно-реактивный двигатель

Дозвуковые прямоточные двигатели

Сверхзвуковые прямоточные двигатели

Гиперзвуковой ПВРД

Ядерный прямоточный двигатель

Область применения

Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель

Модификации пульсирующих двигателей

Область применения

Турбореактивный двигатель

Основные конструктивные элементы

Форсажная камера

Регулируемые сопла

Область применения

Двухконтурный турбореактивный двигатель

Турбовентиляторный двигатель

Область применения

Турбовинтовой двигатель

Турбовальный двигатель

Винтовентиляторный двигатель

Распространенные заблуждения

См. также

Литература

Ссылки

Примечания

Как работает реактивный двигатель

Двигатели

Двигатели

Как работает реактивный двигатель?

Что такое тяга?

Детали реактивного двигателя

Первый реактивный двигатель — А Краткая история первых двигателей

Типы реактивных двигателей

Турбореактивные двигатели

Турбовинтовые

ТРДД

Турбовалы

Рамджетс

Электростанция

История

CFM56-7BE «Evolution»

Прыжок -1Б

Топливо

Нефть

Зажигание

Запуск двигателя

Инструменты для двигателя

Дисплей EIS

JET ENGINE ▷ Испанский перевод

определение jet по The Free Dictionary

jet 1

струя 2

jet

jet

JET

jet 1

jet 2

струя

струя

Читайте также

Глухозаземленная и изолированная нейтраль отличия: Режимы работы нейтрали в электроустановках и электрических сетях

Что такое дребезг контактов: Дребезг контактов, и как с ним бороться

jet ¹

струя ²

jet ¹

jet ²