Принцип работы самолетного двигателя: Как устроен поршневой авиадвигатель | Красные соколы нашей РодиныКрасные соколы нашей Родины — Автоблог 24premier.ru

Содержание

3.3.1. Трудовая функция / КонсультантПлюс

Трудовые действия	Получение технической документации для выполнения работы, планирование работы
	Проверка исправности и правильности применения СИЗ
	Проверка соответствия рабочего места требованиям охраны труда и промышленной безопасности
	Внешние осмотры двигателя и его систем
	Осмотр оптическим прибором жаровой трубы камеры сгорания и соплового аппарата турбины высокого давления
	Осмотр оптическим прибором рабочих лопаток турбины высокого давления, турбины низкого давления, турбины вентилятора
	Ручная прокрутка роторов двигателя для проверки плавности их вращения и отсутствия посторонних шумов
	Проверка заправки гидробака системы управления реверсивным устройством
	Осмотр входного канала двигателя, лопаток входного направляющего агрегата, рабочих лопаток I, II, III ступеней первого компрессора, рабочих лопаток I ступени второго каскада компрессора
	Осмотр двигателя, его агрегатов, коммуникаций, проводки управления
	Осмотр лопаток VI ступени турбины и реактивного сопла
	Осмотр реверсивного устройства
	Замер давления азота в гидроаккумуляторах системы управления реверсивным устройством
	Проверка чистоты входных отверстий термопар замера температуры газов за турбиной
	Проверка состояния и промывка фильтров тонкой очистки агрегатов
	Проверка состояния и промывка масляных фильтров агрегатов
	Проверка состояния и промывка фильтропакетов топливного радиатора
	Проверка состояния воздушных фильтров магистралей подвода воздуха к топливному автомату запуска, автомату приемистости и механизму ограничения давления воздуха за вторым каскадом компрессора
	Проверка состояния и промывка фильтров гидравлической системы реверсивного устройства двигателя
	Отбор проб масла на спектральный анализ
	Проверка наличия топлива в дополнительном дренажном баке замкнутой системы дренажа
	Осмотр и промывка фильтра воздухоотделителя замкнутой системы дренажа
	Осмотр и промывка фильтра дополнительного дренажного бака замкнутой системы дренажа
	Проверка настройки регулятора привода постоянных оборотов
	Замена масла в маслосистеме двигателя
	Замена рабочей жидкости в гидробаке реверсивного устройства двигателя
	Прокрутка ротора второго каскада компрессора
	Запуск и опробование двигателя
	Осмотр гондолы двигателя
	Осмотр передних и задних узлов крепления двигателя к пилону
	Проверка правильности срабатывания концевых выключателей механизма управления двигателем
	Осмотр механизмов управления двигателем на центральном пульте
	Осмотр проводки управления двигателем в грузовой кабине
	Проверка натяжения тросов проводки управления двигателями
	Осмотр проводки управления двигателем в носках крыла и пилонах
	Проверка натяжения тросов проводки «газ — реверс» и «останов» на двигателе
Необходимые умения	Применять СИЗ
	Выполнять регламентные работы по техническому обслуживанию двигателя
	Производить проверки и осмотры двигателей летательных аппаратов в соответствии с регламентом
	Пользоваться инструментом, оптическими приборами и оборудованием при выполнению работ по обслуживанию двигателя
Необходимые знания	Эксплуатационно-технические данные и конструкция обслуживаемого двигателя
	Принцип работы систем авиационного двигателя
	Правила эксплуатации авиационного двигателя
	Содержание и технология технического обслуживания авиационного двигателя
	Порядок работ общего вида по запуску и апробированию двигателя
	Требования охраны труда, электробезопасности, пожарной, промышленной и экологической безопасности при выполнении обслуживания летательных аппаратов и двигателей
	Нормативные требования к СИЗ
	Требования к организации рабочего места при выполнении работ по обслуживанию двигателя
Другие характеристики	—

Поршневой авиационный двигатель. Устройство и принцип работы

Известно, наверное, всем, кто имеет отношение к двигателям. На заре развития воздухоплавания их одними из первых стали устанавливаться на самолеты всех мыслимых схем. Таким вот был таким двигатель М11 (Рис.1) — первенец отечественного моторостроения.

Да и сегодня вся «кукурузная авиация» до сих пор летает на двигателях построенных по схеме — звезда. Классический пример: девятицилиндровый двигатель «М14-В26» (рис.2), он устанавливается на вертолетах серии КА.26 , и питается только низкооктановым бензином. Среди наиболее известных звездообразных двигателей необходимо особо отметить отечественный двигатель АШ-82 конструкции А.Д. Швецова (Рис.3), зарекомендовавший себя, как один из лучших авиадвигателей Великой Отечественной войны,… к сожалению, опыт постройки таких моторов уже полностью утрачен. А вместе с тем и полностью забыто, что еще в конце тридцатых годов прошлого века на этих, и им подобным двигателях, одними из первых в мире был осуществлен непосредственный впрыск легкого топлива в камеру сгорания.

Это та тема, которую сегодня средства массовой информации при активной поддержке моторостроительных фирм пытаются представить как новейшее достижение человеческой мысли начала ХХІ века… изобретено и внедрено у нас почти 80 лет назад! Из того, что сказано, уже можно сделать кое какие выводы: на самом деле только сегодня автомоторостроительная промышленность западных стран достигла уровня авиационной промышленности, существовавшей в нашей стране более полувека назад. Неплохо бы вспомнить, и где находится сегодня наш Автопром — он слепо следует в кильватере далеко не лучших производителей автомобилей. А ведь еще в 1962 году в ЦНИТА (Институт топливной аппаратуры) была разработана документация и изготовлены опытные образцы топливных насосов высокого давления для бензиновых двигателей, развивающих давление до 400 атмосфер. Все испытания впрысковых систем проводились на базе автомашины «Волга» М21. Как говорится, внедряй, не хочу…. По этим чертежам сорокалетней давности! уже в наши времена для наших «английских друзей» в ЦНИТА были изготовлены опытные партии насосов, наверное, для развития науки, только уже не отечественной. Сегодня же в системах топливоподачи всех затмила фирма «Bosch», почти все, даже лодочные двухтактные моторы оборудуются ее системами впрыска топлива. А мы до сих пор пользуемся в основном карбюраторами, доля же выпуска последних составляет в мире не более 7% от всего числа выпускаемых автомобилей. В эти проценты попадают только самые отсталые в техническом плане страны, такие как Россия, Румыния….

Другой пример. Старшее поколение должно помнить автомобиль ГАЗ 52 с форкамерным двигателем. На этом двигателе для своего времени были получены прекрасные результаты по снижению расхода топлива доходящего до 15 %, повышенный моторесурс цилиндропоршневой группы, и как в продолжение темы выпуск Газ 31 (Волга) с форкамерным двигателем. В серию двигатель пошел настолько обезображенный в угоду производственникам, что в наши дни о нем уже никто не вспоминает…, а кто и вспоминает, то только недобрыми словами.

На этом экскурс в историю мы закончим, так как сильно отклонились от первоначально заданной темы.

Любой звездообразный тип мотора при сопоставимых с рядным двигателем мощностях в полтора, а то и в два раза легче — и все это из-за особенностей его кинематической схемы. В двигателе при большом числе цилиндров (от трех до девяти) присутствует всего одна шатунная шейка.

Но, как и любой двигатель, он имеет свои ограничения, Звездообразные двигатели очень сложно эксплуатировать в наземном варианте, а в привычной комплектации их практически невозможно использовать на автомобилях. Надо учесть, что горизонтальное расположение коленчатого вала просто гипнотизирует конструкторов практически всех моторостроительных фирм. Этому способствует и незыблемость традиций, где продольно установленный двигатель, за которым стоят сцепление, коробка, кардан, дифференциал, колеса, считается непревзойденной классикой. Для переднеприводных машин в отличие от описанной только классической компоновки автомобиля все тоже самое, только двигатель располагается поперек автомобиля. Да и распространение на автомобилях переднеприводные схемы получили сравнительно недавно, в основном из-за стремления получить максимальный объем салона, как в микролитражных автомобилях, так и в автомобилях среднего класса. Хотя справедливости ради надо сказать, что первая самодвижущая паровая повозка Кюньо как раз и была переднеприводной. Раз уж начали перечислять компоновочные схемы автомобилей, то надо упомянуть и о заднемоторных автомобилях, их довольно многочисленное семейство появилось в тридцатые — сороковые годы 20 века из-за потребности в недорогих автомобилях — для семей с малым достатком. Эта схема обеспечивала самую благоприятную компоновку микроавтомобиля при минимальной его длине и весе, например по такой схеме собирался «Фольцваген — Жук», и наш «Запорожец». Сегодня этот класс автомобилей возрождается вновь, но уже с более высоким уровнем комфорта и конечно ценой. Казалось бы, больше и добавить нечего, да и какое отношение имеют звездообразные двигатели к автомобилям?

В наше время в условиях жесточайшей конкуренции автомобильных фирм в их нелегкой борьбе за покупателя основные предпочтения отдаются росту количества кнопок в салоне, скоро машину, на которой Вы ездите, можно будет, например, попросить почесать Вам спину, или приготовить салат из крабовых палочек. Открывая же капот автомобиля, редко увидишь под ним совершенно новый двигатель, обычная картина — какой нибуть модернизированный силовой агрегат, базовая версия которого была запущена на конвейер еще в пятидесятые годы прошлого века. Главный показатель — топливная экономичность автомобилей, достигается, прежде всего, за счет «всеобщей дизелизации» автопарка, снижения веса самого автомобиля путем широкого использования в нем пластмасс. Ну и оптимизация рабочего процесса двигателя с помощью всевозможных электронных следящих и управляющих систем. Сегодня уже почти все, даже дизельные версии двигателей управляются от бортового компьютера автомобиля. При выходе из строя, какого нибуть индуктивного датчика такой автомобиль без надлежащего сервиса становится со временем просто обузой для своего патрона. Для России с ее огромными просторами и бездорожьем, прежде всего, нужен автомобиль с минимальным количеством электроники. Механика, эта та область, в которой у нас разбирается каждый второй гражданин, вот с учетом такого «менталитета» и хотелось бы, что бы по дорогам нашей страны бегали автомобили, не уступающие лучшим зарубежным «аналогам», но с нашим национальным уклоном. Проектов отвечающих «нашим» требованиям достаточно много. Вот только один пример:

«Звездообразный дизельный двигатель с вертикальной осью вращения в моноблоке с коробкой передач и дифференциалом — основа трансмиссии легкового переднеприводного автомобиля, … например автомобиля Ока». (Рис.4). Такой, или ему подобный двигатель-трансмиссию мог бы спокойно освоить флагман отечественного дизелестроения — Санкт-Петербургский завод «Звезда». Ему это вполне по силам. Трехлучевая звезда прекрасно вписывается в объем моторного отсека. И для этого не надо перепрофилироваться, или искать, чем загрузить невостребованные мощности завода. Надо просто захотеть.

Да и надеяться все равно больше не на кого, уже фактически не существует головных институтов таких как, например ЦНИДИ (Центральный научно-исследовательский дизельный институт), который как раз и был призван для того, что бы своевременно решать подобные задачи. Сегодня во всем институте по пальцам пересчитать оставшихся специалистов, «старая школа» вся ушла, а нового поколения, увы, нет…и так по всей России. Конечно, подобные истории плохо увязываются с научными темами, но это тоже реалии нашего времени. Поступательное движение вперед возможно только тогда, когда известно на чем «замешена экономика», на которую приходится опираться. Остается только надеться, что здравый смысл, и в нашем вопросе, все равно победит и наступит то завтра, когда придет новое поколение специалистов, которое не будет сомневаться, в каком направлении развивать двигателестроение, в нем обязательно найдется место и звездообразным двигателям с вертикально установленным коленчатым валом.

Тем более, что при такой компоновке общий вес трансмиссии автомобиля снижается в 1.5-2.0 раза. Объединение в одном моноблоке двигателя, коробки передач и дифференциала, да еще с общей системой принудительной смазки (Рис 5) сделает эту схему четвертым типом трансмиссии от рождества…. автомобиля, но первой по своим потенциальным возможностям. Да и как иначе, вся трансмиссия может собираться по принципу матрешки, двигатель к коробке и дифференциалу можно крепить даже карабинами! Отличный доступ ко всем системам и агрегатам. Заглядывая под капот автомобиля с такой компоновкой можно также смело заглянуть и под двигатель,… слегка его приподняв! Ведь никого же не удивляет, что уже полвека все лодочные моторы строятся по схеме с вертикальным коленчатым валом, пора начинать осваивать и автомобили. Плоский как блин мотор отлично уместится под капотом автомобиля, оставляя много места для фантазии разработчикам передней подвески автомобилей.

На Рис.6 представлена одна из возможных компоновочных схем моторного отсека на базе звездообразного двигателя с несколько необычной комплектацией силового механизма и его вспомогательных систем. Для этой компоновки проработан принципиально новый тип газораспределения — посредством шторкового механизма, как разновидности гильзового газораспределения системы «Рикардо», сама же схема была «вымучена» автором на основе длительного анализа существующего положения вещей в этой области, и заслуживает отдельного разговора на эту тему.

В этом силовом механизме, в отличие от традиционной звезды количество шатунов превышает вдвое количество цилиндров. Необычность конструктивного решения продиктована соображениями обеспечения симметричности рабочего процесса по цилиндрам двигателя. Все существующие звездообразные моторы строятся по схеме с одним главным шатуном, на него навешиваются и все остальные шатуны, отсюда и их название — прицепные шатуны. Последнее обстоятельство накладывает определенные трудности по обеспечению рабочего процесса, как по его неравномерности вращения, так и уравновешиванию двигателя. Разработанную кинематическую схему можно отнести к классу двигателей только с прицепными шатунами, они обеспечивают центральной втулке плоскопараллельное вращение идеально подходящее для этого класса двигателей, нельзя скидывать со счетов и полную взаимозаменяемость деталей цилиндропоршневой группы. Сама же схема «звезда» позволяет при определенных условиях построить двигатель с переменной степенью сжатия, а изменения в силовой схеме двигателя будут при этом весьма и весьма незначительными.

Сегодня уже предпринимаются, в том числе и на западе первые робкие попытки построить двигатель с вертикально стоящим коленчатым валом на базе пока классических двигателей. Очень неплохие результаты можно получить по компоновке моторного отсека с оппозитными цилиндрами. Наконец, вертикально установленные бесшатунные двигатели отлично компонуются в моторном отсеке, как в оппозитном исполнении, так и построенные по схеме «крест».

Интересную разработку на эту тему предлагает и руководитель Минской творческой лаборатории — Владимир Голубев. В одном из его проектов, плоский двигатель — «шайба», предолагается устанавливать на автомобили аналогично, с вертикальным коленчатым валом. Далее как и обычно следует сцепление, планетарная коробка передач и главная передача. В своей разработке Автор опирался на опыт фирмы «Guiberson», строившей для американской армии с 1942 года легкие танки с трехсотсильными звездообразными двигателями воздушного охлаждения.

Хотя, если еще немного глубже заглянуть в историю, то можно вспомнить, что звездообразные двигатели прилаживали до этого еще и на автомобили, и порой вполне успешно. Так еще в 1935 году был построен гоночный автомобиль «Trossi-monako», где впервые в мире под руководством президента компании Карло Феличе Тросси (Karlo Felice Trossi) в переднем свесе автомобиля установили 16-цилиндровый звездообразный двигатель. Однако поставили его почему-то как и всегда горизонтально.

Нам же, рядовым пользователям дорог и интернета, простым автолюбителям остается только надеяться на то, чтобы пробить брешь в сознании « наших» автопроизводитетелей, которые надеемся, когда нибуть начнут выпускать современные, в том числе и «звездные» автомобили, не пытаясь при этом догнать запад.

Поршневой двигатель воздушного охлаждения М-62 разработан в ОКБ А.Д.Швецова в 1933 году. За основу был взят американский двигатель Wright «Cyclone» R-1820 F3. В конструкции применён ряд оригинальных решений: двухдемпферный коленчатый вал, элестичная шестерня газораспределения, боковое уплотнение главного шатуна, фланкирование зуба неподвижной шестерни редуктора (на АШ-62ИР). Серийное производство организовано в 1937 году на заводе № 19 в Перми, позже — на Воронежском механическом заводе. М-62 (АШ-62) представляет собой поршневой, 9-цилиндровый, однорядный, звездообразный двигатель. Охлаждение воздушное. Карбюратор типа АКМ-62ИРА оснащён автоматической регулировкой высотного газа. Запуск двигателя осуществляется от электростартера РИМ-У-24ИР или вручную путём раскрутки маховика стартера. Вал двигателя вращается по часовой стрелке, если смотреть со стороны задней крышки картера. В качестве топлива используется авиационный бензин марки Б-70 (Б-91). Топливо подаётся топливным насосом типа БНК-12БК. Зажигание осуществляется от магнето типа БСМ-9. Для смазки применяется моторное масло марок МК-22, МС-20. Двигатель АШ-62ИР снабжён планетарным редуктором со степенью редукции 11:16. Двигатель АШ-62ИР стал самой массовой модификацией М-62: всего было построено более 3500 моторов. Начиная с 1942 года, АШ-62ИР стал единственной модификацией М-62, находящейся к тому времени в производстве. Двигатель имел 12 серий и достиг ресурса в 600 часов. Модификация АШ-62ИР выпускалась по лицензии в Китае (HS5) — не менее 2600 экз. и в Польше (ASz-62) — 25106 экз. До сих пор эксплуатируется на самолёте Ан-2. Мотор серийно производился в СССР и России более 50 лет. Модификации двигателя: М-62 (АШ-62) — базовый. Применялся на самолётах И-153, И-16 (типы 18 и 27), И-207, КОР-2 (Бе-4), Р-10 (ХАИ-5), ХАИ-52. АШ-62ИР — редукторный. Разработан в 1938 году. Применялся на Ан-2, Ли-2, ГСТ, ПС-35, БШ-1. АШ-62М — доработанный. Применялся на Ан-2М. М-62Р — высотный. Отличался 2 турбокомпрессорами ТК-19. HS-5 — китайский вариант АШ-62ИР. Выпускается на авиаремонтном заводе в Сучжоу. Изготовлено не менее 2600 двигателей. ASz-62 — польский вариант, выпущено 25106 двигателей. Технические характеристики: Длина, мм: 1328 Диаметр, мм: 1380 Количество цилиндров: 9 Рабочий объем цилиндров, л: 29,87 Степень сжатия: 6,4 Сухой вес, кг: 560 Мощность на взлетном режиме, л.с.: 1000 Мощность у земли, л.с.: 820 Мощность на высоте 1500 м, л.с.: 840 Удельный расход топлива, г/(л.с. час), -эксплуатационный: 260-290 -земной номинальный: 280-300 -высотный номинальный: 280-300 -взлетной мощности: не менее 300 Частота вращения, об/мин: 2200 Расход масла: 4% от расхода топлива Турбонаддув: крыльчатый нагнетатель Плюсы и минусы радиального поршневого двигателя. К единственному недостатку таких двигателей относят возможность попадания масла в нижние цилиндры двигателя при стоянке самолета. Это может привести к мгновенному гидроудару и соответственно к поломке всего кривошипно-шатунного механизма. Чтобы избежать подобного срача, перед запуском двигателя, постоянно необходимо проверять нижние цилиндры на отсутствие в них масла. Из плюсов радиального двигателя стоит отметить его сравнительно небольшие размеры, простоту в эксплуатации и приличную мощность (часто устанавливают на спортивные самолеты).

Устройство и принцип работы звездообразного двигателя — видео

Общий вид с внутренней стороны

Напишите отзыв о статье «Звездообразный двигатель»

Примечания

Ссылки

// //autokadabra.ru — DIY , 1 мая 2012

Возвратно-поступательные

Количество тактов

Расположение цилиндров

Типы поршней

Способ воспламенения

Роторные

Комбинированные

Основные типы

Бескомпрессорные

Модификации
и гибридные системы



Химические

Ядерные

Электрические

Другие

По виду рабочего тела

По конструктивным особенностям

Отрывок, характеризующий Звездообразный двигатель

– То то сила! – говорил один. – И крышку и потолок так в щепки и разбило.
– Как свинья и землю то взрыло, – сказал другой. – Вот так важно, вот так подбодрил! – смеясь, сказал он. – Спасибо, отскочил, а то бы она тебя смазала.
Народ обратился к этим людям. Они приостановились и рассказывали, как подле самих их ядра попали в дом. Между тем другие снаряды, то с быстрым, мрачным свистом – ядра, то с приятным посвистыванием – гранаты, не переставали перелетать через головы народа; но ни один снаряд не падал близко, все переносило. Алпатыч садился в кибиточку. Хозяин стоял в воротах.
– Чего не видала! – крикнул он на кухарку, которая, с засученными рукавами, в красной юбке, раскачиваясь голыми локтями, подошла к углу послушать то, что рассказывали.
– Вот чуда то, – приговаривала она, но, услыхав голос хозяина, она вернулась, обдергивая подоткнутую юбку.
Опять, но очень близко этот раз, засвистело что то, как сверху вниз летящая птичка, блеснул огонь посередине улицы, выстрелило что то и застлало дымом улицу.
– Злодей, что ж ты это делаешь? – прокричал хозяин, подбегая к кухарке.
В то же мгновение с разных сторон жалобно завыли женщины, испуганно заплакал ребенок и молча столпился народ с бледными лицами около кухарки. Из этой толпы слышнее всех слышались стоны и приговоры кухарки:
– Ой о ох, голубчики мои! Голубчики мои белые! Не дайте умереть! Голубчики мои белые!..
Через пять минут никого не оставалось на улице. Кухарку с бедром, разбитым гранатным осколком, снесли в кухню. Алпатыч, его кучер, Ферапонтова жена с детьми, дворник сидели в подвале, прислушиваясь. Гул орудий, свист снарядов и жалостный стон кухарки, преобладавший над всеми звуками, не умолкали ни на мгновение. Хозяйка то укачивала и уговаривала ребенка, то жалостным шепотом спрашивала у всех входивших в подвал, где был ее хозяин, оставшийся на улице. Вошедший в подвал лавочник сказал ей, что хозяин пошел с народом в собор, где поднимали смоленскую чудотворную икону.
К сумеркам канонада стала стихать. Алпатыч вышел из подвала и остановился в дверях. Прежде ясное вечера нее небо все было застлано дымом. И сквозь этот дым странно светил молодой, высоко стоящий серп месяца. После замолкшего прежнего страшного гула орудий над городом казалась тишина, прерываемая только как бы распространенным по всему городу шелестом шагов, стонов, дальних криков и треска пожаров. Стоны кухарки теперь затихли. С двух сторон поднимались и расходились черные клубы дыма от пожаров. На улице не рядами, а как муравьи из разоренной кочки, в разных мундирах и в разных направлениях, проходили и пробегали солдаты. В глазах Алпатыча несколько из них забежали на двор Ферапонтова. Алпатыч вышел к воротам. Какой то полк, теснясь и спеша, запрудил улицу, идя назад.

Долгое время, с конца XIX века и до середины XX, поршневой авиационный двигатель оставался единственным мотором, который обеспечивал полеты самолетов. И только в сороковых годах прошлого века он уступил свое место двигателям с иными принципами работы — турбореактивным. Но, несмотря на то, что поршневые моторы и утратили свои позиции, они не исчезли со сцены.

Современные области применения поршневых моторов

В настоящее время авиационные поршневые двигатели применяют в основном на спортивных самолетах, а также на малых летательных аппаратах, изготовленных по персональным заказам. Одной из главных причин того, что моторы этого типа используются крайне мало, является то, что соотношение единицы мощности к единице массы поршневого двигателя существенно меньше по сравнению с газотурбинными. Поршневые по скоростным показателям не выдерживают никакой конкуренции с иными моторами, применяемыми в авиастроении. Более того, КПД их не превышает 30 %.

Виды поршневых авиамоторов

Поршневые авиационные двигатели имеют различия в основном по порядку расположения цилиндров по отношению к коленвалу. Вследствие этого имеется достаточно большое количество разнообразных видов поршневых моторов. Наиболее широкое применение получили следующие:

двигатели, у которых V-образное расположение цилиндров;
поршневой радиальный двигатель, где цилиндры расположены звездообразно;
оппозитный двигатель, у него цилиндры располагаются рядно.

Двигатели с V-образным расположением цилиндров

Они являются самыми известными и применяемыми типами в авиастроении и не только. Их название связано с характерным расположением цилиндров по отношению к коленвалу. При этом они имеют различный уровень наклона по отношению друг другу. Он может составлять от 10 до 120 градусов. Такие моторы работают по тем же принципам, как и иные двигатели внутреннего сгорания.

К достоинствам двигателей с V-образным расположением цилиндров относится относительная их компактность при сохранении мощностных показателей, а также возможность получать приличный крутящий момент. Конструкция позволяет достигать значительных ускорений вала вследствие того, что инерция, создаваемая при работе, значительно выше, чем у иных типов двигателей внутреннего сгорания. По сравнению с другими типами, эти отличаются наименьшей высотой и длиной.

Моторы этого вида имеют высокую жесткость коленвала. Это обеспечивает большую конструктивную прочность, что увеличивает сроки службы всего двигателя. Рабочие частоты таких моторов отличаются большими диапазонами. Это позволяет быстро набирать обороты, а также устойчиво работать на предельных режимах.

К недостаткам поршневых авиационных двигателей с V-образным мотором относят сложность их конструкции. Вследствие этого они стоят значительно дороже других типов. Более того, они отличаются достаточно большой шириной двигателя. Также V-образные моторы характеризуются высоким уровнем вибрации, сложностями при балансировке. Это приводит к тому, что приходится специально утяжелять различные их части.

Радиальный авиационный поршневой двигатель

В настоящее время радиальные опять стали востребованы в авиации. Они активно применяются в спортивных моделях самолетов, либо в изготовленных по персональным заказам. Все они малых размеров. Устройство авиационного поршневого двигателя радиального вида, в отличие от иных моторов, заключается в том, что его цилиндры расположены вокруг коленвала через равные углы, как радиальные лучи (звездочки). Это и дало ему название — звездообразный. Такие моторы оборудуются выхлопной системой, которая расходится радиальными лучами. Более того, двигатель этого типа может иметь несколько звезд — отсеков. Это возможно вследствие того, что коленвал увеличивают в длину. Как правило, радиальные двигатели изготавливают с нечетным количеством цилиндров. Это позволяет подавать искру в цилиндр через один. Но делают и радиальные моторы с четным числом цилиндров, однако их количество должно быть больше двух.

Самым большим недостатком двигателей радиального типа является возможность проникновения масла к нижним цилиндрам мотора, когда самолет находится на стоянке. Эта проблема достаточно часто приводит к возникновению мгновенного гидроудара, что влечет поломку всего кривошипно-шатунного механизма. Для недопущения таких проблем перед пуском мотора требуется постоянная проверка состояния нижних цилиндров на предмет отсутствия проникновения к ним масла.

К достоинствам двигателей радиального типа относят их малые габариты, простоту эксплуатации и приличную мощность. Обычно их устанавливают на моделей.

В настоящее время оппозитные авиационные моторы начинают переживать свое второе рождение. Вследствие того, что они обладают небольшими размерами и сравнительно малым весом, их ставят на легкие спортивные самолеты. Они способны развивать достаточную мощность и обеспечивают очень высокие скорости.

Оппозитные двигатели имеют несколько типов конструкций:

1. Мотор, изготовленный по методу «боксер» (Subaru). В таких двигателях поршни цилиндров, расположенных против друг друга, двигаются равноудалено. Это приводит к тому, что в каждом цикле один находится в верхней мертвой точке, а противоположный — в нижней.

2. Двигатели, снабженные устройством ОРОС (Opposed Piston Opposed Cylinder). В таких моторах цилиндры по отношению к коленвалу, расположены горизонтально. В каждом из них находится по два поршня, которые при работе двигаются навстречу. Дальний поршень связан с коленвалом специальным шатуном.

3. Двигатель, сделанный на основании принципа, примененного в советском В таком изделии поршни передвигаются навстречу друг другу, работая попарно в каждом отдельном цилиндре. При достижении обоих поршней верхней мертвой точки между ними впрыскивается топливо. Двигатели такой разновидности могут функционировать на горючем различных видов, от керосина до бензина. Для увеличения мощности оппозитных моторов их снабжают турбонаддувом.

Главное достоинство в двигателях оппозитного типа — это компактность, малые габариты. Их можно применять на самолетах очень маленьких размеров. Мощность их достаточно высока. В настоящее время они находят все большее распространение в спортивных летательных аппаратах.

В качестве основного недостатка отмечается высокий расход топлива и особенно моторного масла. По отношению к двигателям других типов оппозитные моторы расходуют горюче-смазочные материалы в два раза больше. Они требуют постоянной замены масла.

Современные авиадвигатели

Современные поршневые авиационные двигатели — это очень сложные системы. Они оснащены современными узлами и агрегатами. Их работу обеспечивают и контролируют современные системы и приборы. Вследствие применения передовых технологий весовая характеристика двигателя существенно снижена. Мощности их возросли, что способствует широкому применению в легкомоторной — спортивный авиации.

Авиационные масла

Масло в поршневых авиационных двигателях работает в достаточно сложных условиях. Это высокие температуры в зонах поршневых колец, на внутренних частях поршней, на клапанах и иных узлах. Поэтому для качественного обеспечения работы мотора в условиях значительных температур, давления, нагрузок, в них используют высоковязкие масла, которые подвергают специальной очистке. Они должны обладать высокой смазочной способностью, оставаться нейтральными к металлам и иным конструктивным материалам двигателя. Авиационные масла для поршневых моторов должны быть стойкими к окислению при воздействии высоких температур, не терять своих свойств при хранении.

Отечественные поршневые авиационные моторы

История производства поршневых моторов в России начинается с 1910 года. Массовый выпуск начался в годы Первой мировой войны. В Советском Союзе советские поршневые авиационные двигатели собственной конструкции стали создавать с 1922 года. С ростом промышленного производства, в том числе авиационного, страна стала массово выпускать поршневые моторы 4-х производителей. Это были двигатели В. Климова, А. Швецова, завода № 29, А. Микулина.

После войны начинается процесс модернизации авиации СССР. Проектируются и создаются авиадвигатели для новых самолетов. Активно развивается реактивное самолетостроение. В 1947 году вся военная авиация, работающая на высоких скоростях, переходит на реактивную тягу. Поршневые авиадвигатели применяются только на учебных, спортивных, пассажирских и военно-транспортных самолетах.

Самый большой поршневой авиадвигатель

Самый мощный поршневой авиационный двигатель был создан в США В 1943 году. Он назывался Lycoming XR-7755. Это был мотор с тридцатью шестью цилиндрами. Его рабочий объем составляла 127 литров. Он был способен развить мощность в 5000 лошадиных сил. Предназначался для самолета Convair B-36. Однако в серию не пошел. Был создан в двух экземплярах, в качестве прототипов.

История поршневых двигателей насчитывает на несколько десятилетий больше, чем история самой авиации . Они сдвинули с места первый автомобиль, подняли в небо первый самолет и первый вертолет, прошли две Мировые войны и до сих пор используются в 99.9% автомобилей мира. Однако в авиации на сегодняшний день поршневые двигатели практически полностью вытеснены газотурбинными двигателями и используются исключительно в малоразмерных персональных либо спортивных самолетах.

Это произошло по причине того, что даже самый простой и неэффективный газотурбинный двигатель имеет большую удельную мощность (единица мощности на единицу массы двигателя), чем самый современный поршневой, а в авиации масса – исключительно важный параметр. Кроме того, газотурбинный двигатель более универсальный и может двигать самолет за счет реактивной струи, исключительно этот факт позволил самолетам достичь скоростей в 2, 3 или даже 4 раза выше скорости звука.

Но вернемся к поршневым двигателям. Как же они устроены? На схеме продемонстрировано устройство цилиндра четырехтактного бензинового двигателя воздушного охлаждения: 1 – впускной патрубок (подача топливно-воздушной смеси в цилиндр), 2 – стенка цилиндра (в данном случае ребристая с внешней стороны, для повышения охлаждаемой площади, поскольку цилиндр имеет воздушное охлаждение), 3 – поршень (возвратно-поступательным движением обеспечивает впуск смеси, ее сжатие, получение энергии и дальнейший вывод отработанных газов), 4, 5 – шатун и коленвал (преобразование возвратно-поступательного импульса в крутящий момент), 6 – свеча зажигания (дает искру, которая поджигает смесь), 7 – выхлопной патрубок (вывод отработанных газов), 8 – впускной и выпускной клапаны («открывают» цилиндр для входа смеси (впускной) и выхода отработанных газов (выпускной), герметизируют цилиндр во время сжатия и воспламенения. Следует отметить, что изображен лишь пример конструкции, но ее вариации могут быть значительными, к примеру цилиндры дизельных двигателей не имеют свечей зажигания, а если двигатель жидкостного охлаждения – отсутствуют «ребра», но присутствуют каналы для прогона охлаждающей жидкости и т.д. По количеству тактов (действия, происходящие поочередно в цилиндре двигателя) различают 3 типа двигателя – двухтактный, четырехтактный и шеститактный. Наиболее широко используемым является четырехтактный двигатель, четыре его такта показаны на схеме.

Коэффициент полезного действия самых современных поршневых двигателей не превышает 25-30%, т.е. реально около 70% всей энергии, получаемой во время сгорания топлива, превращается в тепло, которое необходимо выводить из двигателя. Система охлаждения очень важный компонент в силовой установке и во многом определяет ее характеристики. По типу вывода тепла (иначе охлаждения) двигатели подразделяются на воздушный и жидкостный тип.

И если в автомобилях воздушное охлаждение практически не используется, из-за своей низкой эффективности на малых скоростях и ее полного отсутствия при остановке, то в поршневой авиации двигатели воздушного охлаждения очень и очень широко используются, ведь имеют ряд преимуществ перед двигателями жидкостного охлаждения. А именно меньшая масса, соответственно большая удельная мощность и более простая, а значит и более надежная конструкция. Кроме того, из-за большой силы набегающего потока во время полета, эффективность охлаждения обычно достаточна для нормальной работы двигателя.

Большинство поршневых двигателей – многоцилиндровые, это необходимо для повышения мощности и общей их эффективности. В связи с этим их классифицируют по расположению цилиндров относительно коленвала. В пик своего развития, авиационные двигатели имели до 24 цилиндров, а некоторые, несерийные экземпляры и более. И основными, наиболее широко используемыми вариантами расположения цилиндров является V-образное, рядное и звездообразное.

Различить их нетрудно, ведь если смотреть спереди они и выглядят как буква V в первом случае, один ряд (колонна) – во втором случае, и звезда (или при наличии большого количества цилиндров — скорее блюдечко) в третьем. Традиционно два первых типа используют систему жидкостного охлаждения, в то время как последний – воздушного. Соответственно кроме вышеназванных преимуществ и недостатков двигателей по типу их охлаждения, можно еще добавить, что рядные двигатели компактные, могут быть установлены в перевернутом положении, но при наличии большого количества цилиндров, они получаются очень уж длинными.

V-образные имеют 2 цилиндра в ряду, соответственно они имеют в два раза меньшую длину, чем рядные, но зато менее компактны, хотя также могут быть установлены в перевернутом положении, имеют большее фронтальное сечение, а значит и большее лобовое сопротивление. Звездообразные, или радиальные двигатели, имеют цилиндры, распложенные вокруг коленвала, соответственно они наиболее громоздкие, имеют просто таки огромное фронтальное сечение и лобовое сопротивление, но благодаря этому могут эффективно охлаждаться набегающим потоком и имеют очень незначительные показатели длины.

Сверхпроводник на борту: в России создали мощный электрический авиадвигатель | Статьи

Российские ученые впервые применили сверхпроводниковые материалы для разработки мощных электрических двигателей. Такие моторы могут стать альтернативой реактивным, которые наносят вред окружающей среде и являются источниками повышенного шума. Специалисты из Московского авиационного института (МАИ) сумели добиться большей мощности электродвигателя по сравнению с реактивным, что долгое время оставалось непреодолимой проблемой.

Сегодня реактивные двигатели полностью обеспечивают энергетические потребности самолетов. Их принцип действия основан на сжигании топлива и образовании выхлопных газов, которые и создают силу тяги. Однако использование такого двигателя наносит ущерб экологии. Именно из-за него уровень шума повышен как в салоне самолета, так и на расположенной вблизи аэродрома местности.

Альтернатива реактивному двигателю — электрический. Проблема в том, что удельная мощность современных электродвигателей для авиации не превышает 5 кВт/кг, в то время как реактивные обладают мощностью до 8 кВт/кг. То есть замена повлечет за собой снижение грузоподъемности самолета. Поэтому пока такой переход экономически нецелесообразен.

Однако применение сверхпроводниковых материалов способно увеличить удельную мощность электродвигателей. Ведь главная особенность сверхпроводников — значительное снижение или даже полное отсутствие электрического сопротивления. Следовательно, величина тока, обратно пропорциональная сопротивлению, возрастает, а вместе с ней увеличивается и мощность двигателя.

Ученые МАИ задействовали сверхпроводниковые материалы при создании различных типов электрических машин. Пока это еще не полноценные самолетные двигатели, а лишь база для них — участок, где происходит преобразование энергии из электрической в механическую.

— Наш коллектив рассмотрел концепцию электрического самолета с гибридной силовой установкой и сверхпроводниковыми электрическими машинами, — рассказал «Известиям» завкафедрой «Электроэнергетические, электромеханические и биотехнические системы» МАИ Константин Ковалев. — Эта система состоит из газотурбинного двигателя, вращающего электрический генератор, электродвигателя и кабельной линии, соединяющей их. Удельная мощность такой установки составляет свыше 10 кВт/кг, то есть больше, чем у реактивного двигателя.

Также в установку входит система криогенного обеспечения. Дело в том, что сверхпроводники обладают низким сопротивлением только при очень низких температурах. Сейчас для охлаждения разработчики применяют жидкий азот, температура которого -196 градусов по Цельсию. Использование хладагента также практически полностью блокирует возможность возгорания в случае короткого замыкания проводки, что повышает безопасность на борту самолета. Поддерживать криогенную температуру планируется бортовыми системами криообеспечения, которые сегодня достаточно компактны для применения в авиации.

— Основная сложность перевода летательных аппаратов с реактивных на электрические двигатели заключается в необходимости перестроения всех внутренних систем самолета, — пояснил доцент МАИ Дмитрий Дежин. — Чтобы такой переход был эффективен с точки зрения экономики, необходимо не просто сравнять удельную мощность электрических двигателей с турбинными, а значительно увеличить.

По мнению авторов работы, это можно будет осуществить, перейдя на охлаждение сверхпроводниковых двигателей жидким водородом (-253 градуса по Цельсию). Данная степень охлаждения сверхпроводников способна повысить удельную мощность двигателя до 30 кВт/кг. Но на данный момент проблема применения жидкого водорода заключается в том, что он взрывоопасен, дорого стоит и требует немало энергии для производства.

По словам ведущего научного сотрудника лаборатории сверхпроводящих метаматериалов НИТУ «МИСиС» Александра Карпова, использовать сверхпроводящие электромоторы может быть выгодно скорее для больших кораблей, чем для самолетов, причем основной интерес будет вызывать уменьшение размеров и веса, а не экологические факторы, пока зарядка батарей для электродвигателя осуществляется от станций, сжигающих газ или мазут.

Как работает двигатель самолета

Впервые самолет с турбореактивным двигателем (ТРД) поднялся в воздух в 1939 году. С тех пор устройство двигателей самолетов совершенствовалось, появились различные виды, но принцип работы у всех них примерно одинаковый. Чтобы понять, почему воздушное судно, имеющий столь большую массу, так легко поднимается в воздух, следует узнать, как работает двигатель самолета. ТРД приводит в движение воздушное судно за счет реактивной тяги. В свою очередь, реактивная тяга является силой отдачи струи газа, которая вылетает из сопла. То есть получается, что турбореактивная установка толкает самолет и всех находящихся в салоне людей с помощью газовой струи. Реактивная струя, вылетая из сопла, отталкивается от воздуха и таким образом, приводит в движение воздушное судно.

Устройство турбовентиляторного двигателя

Конструкция

Устройство двигателя самолета достаточно сложное. Рабочая температура в таких установках достигает 1000 и более градусов. Соответственно, все детали, из которых двигатель состоит, изготавливаются из устойчивых к воздействию высоких температур и возгоранию материалов. Из-за сложности устройства существует целая область науки о ТРД.

ТРД состоит из нескольких основных элементов:

вентилятор;
компрессор;
камера сгорания;
турбина;
сопло.

Перед турбиной установлен вентилятор. С его помощью воздух затягивается в установку извне. В таких установках используются вентиляторы с большим количеством лопастей определенной формы. Размер и форма лопастей обеспечивают максимально эффективную и быструю подачу воздуха в турбину. Изготавливаются они из титана. Помимо основной функции (затягивания воздуха), вентилятор решает еще одну важную задачу: с его помощью осуществляется прокачка воздуха между элементами ТРД и его оболочкой. За счет такой прокачки обеспечивается охлаждение системы и предотвращается разрушение камеры сгорания.

Возле вентилятора расположен компрессор высокой мощности. С его помощью воздух поступает в камеру сгорания под высоким давлением. В камере происходит смешивание воздуха с топливом. Образующаяся смесь поджигается. После возгорания происходит нагрев смеси и всех расположенных рядом элементов установки. Камера сгорания чаще всего изготавливается из керамики. Это объясняется тем, что температура внутри камеры достигает 2000 градусов и более. А керамика характеризуется устойчивостью к воздействию высоких температур. После возгорания смесь поступает в турбину.

Вид самолетного двигателя снаружи

Турбина представляет собой устройство, состоящее из большого количества лопаток. На лопатки оказывает давление поток смеси, приводя тем самым турбину в движение. Турбина вследствие такого вращения заставляет вращаться вал, на котором установлен вентилятор. Получается замкнутая система, которая для функционирования двигателя требует только подачи воздуха и наличия топлива.

Читайте также: Когда лучше лететь в Турцию с детьми

Далее смесь поступает в сопло. Это завершающий этап 1 цикла работы двигателя. Здесь формируется реактивная струя. Таков принцип работы двигателя самолета. Вентилятор нагнетает холодный воздух в сопло, предотвращая его разрушение от чрезмерно горячей смеси. Поток холодного воздуха не дает манжете сопла расплавиться.

В двигателях воздушных судов могут быть установлены различные сопла. Наиболее совершенными считаются подвижные. Подвижное сопло способно расширяться и сжиматься, а также регулировать угол, задавая правильное направление реактивной струе. Самолеты с такими двигателями характеризуются отличной маневренностью.

Виды двигателей

Двигатели для самолетов бывают различных типов:

классические;
турбовинтовые;
турбовентиляторные;
прямоточные.

Классические установки работают по принципу, описанному выше. Такие двигатели устанавливают на воздушных судах различной модификации. Турбовинтовые функционируют несколько иначе. В них газовая турбина не имеет механической связи с трансмиссией. Эти установки приводят самолет в движение с помощью реактивной тяги лишь частично. Основную часть энергии горячей смеси данный вид установки использует для привода воздушного винта через редуктор. В такой установке вместо одной присутствует 2 турбины. Одна из них приводит компрессор, а вторая – винт. В отличие от классических турбореактивных, винтовые установки более экономичны. Но они не позволяют самолетам развивать высокие скорости. Их устанавливают на малоскоростных воздушных судах. ТРД позволяют развивать гораздо большую скорость во время полета.

Турбовентиляторные двигатели представляют собой комбинированные установки, сочетающие элементы турбореактивных и турбовинтовых двигателей. Они отличаются от классических большим размером лопастей вентилятора. И вентилятор, и винт функционируют на дозвуковых скоростях. Скорость перемещения воздуха понижается за счет наличия специального обтекателя, в который помещен вентилятор. Такие двигатели более экономично расходуют топливо, чем классические. Кроме того, они характеризуются более высоким КПД. Чаще всего их устанавливают на лайнерах и самолетах большой вместительности.

Размер двигателя самолета относительно человеческого роста

Прямоточные воздушно-реактивные установки не предполагают использование подвижных элементов. Воздух втягивается естественным путем благодаря обтекателю, установленному на входном отверстии. После поступления воздуха двигатель работает аналогично классическому.

Читайте также: Музей авиации в Таганроге: время работы

Некоторые самолеты летают на турбовинтовых двигателях, устройство которых гораздо проще, чем устройство ТРД. Поэтому у многих возникает вопрос: зачем использовать более сложные установки, если можно ограничиться винтовой? Ответ прост: ТРД превосходят винтовые двигатели по мощности. Они мощнее в десятки раз. Соответственно, ТРД выдает гораздо большую тягу. Благодаря этому обеспечивается возможность поднимать в воздух большие самолеты и осуществлять перелеты на высокой скорости.

Принцип работы турбореактивного двигателя самолёта

Совершая полет в самолете в большинстве случаев люди никогда не задумываются о том, как работает его двигатель. Но на самом деле о работе двигателя и реактивной тяги с помощью, которой работает сам двигатель, знали ее в Античное время. Но применить эти знания на практике смогли не так давно, так как раньше не технологии не позволяли никому достичь его исправной работы. Гонка вооружения между Англией и Германией стала толчком к созданию ТРД (турбореактивного двигателя).

В работе ТРД самолета нет никаких сложностей, принцип его работы может понять почти каждый человек. Но данный двигатель имеет несколько нюансов, их соблюдение контролируется под строгим присмотром руководства. Для того чтобы авиалайнер смог держаться в небе, необходима идеальная работа двигателя. Так как от работы двигателя напрямую зависят жизни пассажиров находящихся на борту авиатранспорта.

Принцип работы реактивного двигателя

За работу двигателя отвечает реактивная тяга. Для создания реактивной тяги необходима определенная жидкость, которая подается из задней части двигателя и по ходу ее продвижения увеличивается ее скорость движения вперед. Работу тяги отлично объясняет один из законов Ньютона, звучит он так «Любое действия вызывает равное противодействие».

Вместо жидкости в ТРД используется горючая смесь (газы и воздух со сгоревшими частичками топлива). Благодаря этой смеси самолет толкает вперед и позволяет ему лететь дальше.

Разработки таких двигателей начались в тридцатых годах. Первыми кто начал разрабатывать двигатели такого типа стали немцы и англичане. Но в гонке вооружений одержали победу ученные из Германии, так как они выпустили самый первый в мире самолет с ТРД под названием «Ласточка», данный самолет впервые взлетел в небеса над Люфтваффом. Спустя некоторое время появился и Английский самолет «Глостерский метеор»

Также сверхзвуковые двигатели принято считать турбореактивными, но они отличаются более совершенными модификациями, в отличие от ТРД.

Устройство двигателя имеет четыре главные детали, а именно:

Компрессор.
Камера горения.
Турбина.
Выхлоп.

Компрессор

В компрессоре находиться несколько турбин, с помощью которых происходит засасывание и сжатие воздуха. Во время сжатия воздуха, его давление и температура начинает нагнетаться и расти.

Камера горения

После того как воздух проходит турбину и его сжимает до необходимых размеров. Часть сжатого воздуха поступает в камеру горения, где воздух начинает смешиваться с топливом, после чего его поджигают. Благодаря этому увеличивается тепловая энергия воздуха. После смесь выходит из камеры с большой скорости и расширяется.

Турбина

После выхода эта смесь снова попадает в турбину, с помощью высокой энергии газа лопасти в турбине начинают свое вращение. Турбина тесно связанна с компрессором, который находиться в начале двигателя. Благодаря этому турбина начинает свою работу. Остатки воздуха выходят в выхлоп. В момент выхода смеси температура достигает рекордных размеров. Но она продолжает повышать свою температуру с помощью эффекта Дросселирования. После того как температура воздуха доходит до своего пика, она начинает идти на спад и выходит из турбины.

Принцип работы турбореактивного двигателя

В отличие от реактивного двигателя, который пользуется спросом почти у всех самолетов, турбореактивный двигатель больше подходит для пассажирских авиалайнеров. Так как для работы реактивного двигателя необходимо не только топливо, но и окислитель.

Благодаря своему строению окислитель поступает вместе с топливом из бака. А в случаи с ТРД окислитесь, поступает напрямую из атмосферы. А в остальном их работа совершенно идентична и не отличается друг от друга.

У турбореактивного двигателя главной деталью является лопасть турбины, так как от ее исправной работы напрямую зависит мощность двигателя. Благодаря этим лопастям и образуется тяга, которая необходима для поддержания скорости самолета. Если сравнить одну лопасть с автомобильным двигателем, то она сможет обеспечить мощностью целых десять машин.

Лопасти устанавливаются за камерой сгорания, так как там нагнетается самое высокое давления, также температура воздуха в данной части двигателя может доходить до 1400 градусов Цельсия.

В целях улучшения прочности и устойчивости лопасти перед различными факторами их монокристаллизируют, благодаря этому они могут держать высокую температуру и давление. Прежде чем установить такой двигатель на самолет его тестируют на полном тяговом усилителе. Также двигатель должен получить сертификат от Европейского совета по безопасности.

Атомный двигатель

В период холодной войны в мире были попытки создания атомного двигателя, за основу был взят турбореактивный двигатель. Главной задумкой ученых было создание двигателя, основанного не на химической реакции радиоактивных веществ, а на вырабатываемом тепле от ядерного реактора. Он должен был находиться на месте камеры сгорания.

В теории воздух должен был проходить через работающую зону реактора, благодаря этому реактор должен был остужаться, а температура воздуха наоборот возрастать. После чело воздух должен был расширяться и выходить через сопла (выхлоп) на этот момент скорость воздуха должна была превышать скорость полета самолета.

В Советском союзе были попытки проведения испытаний подобного двигателя, также ученные в соединенных штатах Америки, вели разработку данного двигателя, и их работа почти подходила к тестам двигателя на настоящем самолете.

Но по ряду причин разработки этого двигателя было решено закрыть. Так как у двигателя было множество недостатков, а именно:

Пилоты были подвержены постоянному радиоактивному облучению на протяжении всего полета.
Вместе с воздухом через сопла выходили и частички радиоактивного элемента в атмосферу.
В том случае если самолет терпел крушение, был очень большой шанс взрыва радиоактивного реактора, что влекло за собой радиоактивное отравление на довольно большой площади.

Как работает двигатель самолета: тонкости и нюансы

Двигатель самолета – конструкция достаточно сложная, мощная, но при этом деликатная. От него, пожалуй, в первую очередь зависит правильная работа лайнера. Специалисты дают подробные объяснения, как работает двигатель самолета, чтобы огромная воздушная машина могла преодолевать большие расстояния и добираться без проблем из одной точки в другую.

История развития авиадвигателей

Первый самолет, который запустили братья Райт, имел двигатель с 4-мя цилиндрами. Конечно же, это значительно более простая конструкция, чем те, которые используются сейчас. И, как отмечают эксперты, без эволюции самолетного двигателя было бы невозможно развитие авиаотрасли вообще – примитивные первые моторы просто бы не потянули огромные и мощные машины, летающие сегодня.

Первый авиационный двигатель создал Джон Стрингфеллоу – он считается изобретателем специального двигателя на пару, предназначенный для неуправляемой модели. Но, как показала практика, паровые двигатели не подошли для авиации – они оказались чрезмерно тяжелыми.

C 1903 года началась, как назвали ее эксперты и аналитики, настоящая война моторов. Чарльз Тэйлор поставил на лайнер братьев Райт двигатель, так называемой рядной конструкции – в нем цилиндры находятся один за другим. Есть здесь аналогия с простым автомотором.

Однако практически сразу же был создан другой мотор – звездообразный с радиальным расположением цилиндров. Такие варианты широко применялись до самого появления реактивных двигателей.

Цилиндры в ряд не давали двигателю необходимой мощности, которая требовалась для самолетов. В 1906 году появился двигатель, где цилиндры разместились под прямым углом друг к другу. Также такой вариант мотора имел впрыск. Далее промышленность развивалась, прием достаточно активно. Вследствие этого авиаотрасль имеет современные и мощные моторы.

Как устроен двигатель

Сам по себе двигатель довольно сложен по конструкции. Учитывать тут надо огромное количество деталей и нюансов. Так, например, важно помнить, что при разгоне двигателя температура воздуха в нем повышается до 1000 градусов. При этом он не должен деформироваться, загораться и т.д.

Для изготовления авиационного двигателя берут только самые современные и безопасные материалы. Главное условие, предъявляемое к ним – они должны быть негорючими.

Авиационный двигатель включает в себя такие элементы, как:

Вентилятор
Компрессор
Камера сгорания
Сопло
Турбина

Перед турбиной стоит вентилятор, который позволяет затягивать воздух во время полета снаружи. У авиавентиляторов много лопастей, которые имеют определенную форму. И их размер, а также форма имеют крайне важное значение, т.к. именно за счет этого обеспечивается оптимальное заглатывание воздуха.

Вентилятор также решает и такую задачу, как прокачка воздушных масс в пространстве между элементами двигателя и его оболочкой. Это способствует охлаждению системы.

Здесь же находится и компрессор, обладающий высокой мощностью, – он способствует транспортировке воздуха в камеру сгорания. Все происходит под давлением достаточно высокого уровня. Именно в камере начинается смешение воздушных масс и топлива. Такая смесь поджигается, начинается нагрев как самой смеси, так и всех элементов, которые находятся рядом. Чаще всего камеру делают из керамических составляющих – обусловлено такое состояние тем, что температура здесь доходить до 2 тысяч гр., а керамическая чаша устойчива к таким нагревам.

Смесь после прохождения всех этих этапов попадает в турбину. Она по своему внешнему виду напоминает довольно большое число лопаток. Они влияют на давление проходящего смесевого потока, вследствие чего и начинает приходить в свое движение турбина двигателя. После этого она начинает вращать вал, где стоит еще один необходимый элемент — вентилятор.

Двигатель по сути своей представляет систему достаточно замкнутую – для нее требуется только, чтобы подавался воздух и было топливо в наличии.

Движение смеси продолжается, и она переходит в сопло. И на этом заканчивается первый этап рабочего состояния двигателя. Начинает создаваться струя, которую называют реактивной. Вентилятор начинает гонять воздух, который еще холодный, через сопло, за счет чего он не разрушается от слишком высокой температуры смеси.

Сегодня, как отмечают эксперты, самыми лучшими считаются подвижные сопла – они могут расширяться и сжиматься. Кроме того, такие варианты могут регулировать угол, что помогает дать правильное направление воздуху. Самолет за счет этого приобретает наибольшую маневренность.

Какие варианты двигателей есть

Эксперты уверяют, что сегодня есть несколько вариантов двигателей:

Классика
Турбовинтовые
Турбовентиляторные
Прямоточные

Первые варианты функционируют по стандартному варианту. Такие варианты хорошо подходят для воздушных судов самых разных модификаций. Варианты с турбовинтовым устройством будут работать по несколько иным принципам. В таких конструкциях газовая турбина не связана с трансмиссией. Подобные варианты конструкций двигают лайнер лишь частично с использованием реактивной тяги. Для создания основной части энергии используется редуктор. Винтовые установки более экономичные, но при этом они не дают самолету развить необходимую скорость. Поэтому их зачастую ставят только на малоскоростных лайнерах.

Турбовентиляторные варианты – комбинированные варианты, в которых есть детали и нюансы от турбовинтовых и турбовентиляторных. У них большие лопасти вентилятора. Скорость вращения может снижаться за счет применения обтекателя, где и стоит вентилятор. Подобные варианты считаются экономичными, т.к. меньше расходуют топливо. КПД же у них существенно выше, чем у других. Поэтому подобные варианты двигателей зачастую устанавливают на крупных самолетах.

Прямоточные варианты не работают с подвижными элементами. Втягивание воздуха в такие происходит естественно за счет применения обтекателя, который стоит на входе.

Принцип работы реактивного двигателя

Реактивный двигатель – так называемое устройство, предназначенное для передвижения, как правило, в воздухе этого же устройства и, как правило, сопряженное совместно с каким-либо агрегатом (аппаратом для полетов).

Перемещение двигателя производится за счет силы тяги, называемой реактивной, которая возникает при превращении энергии разного рода веществ или топливв (электроэнергии, химической, ядерной). Реактивная сила отдающих свою энергию истекающих струй и образующаяся на выходном сопле устройства, способна приводить в движение весь аппарат без помощи посторонних узлов и механизмов.

Саму теорию практического применения энергии реактивной силы, которая бы справилась с притяжением Земли, предложил ученый-инженер из России Циолковский К.Э. Однако ученому понадобилось достаточно много времени, в том числе политической смены власти, чтобы его научные исследования были приняты в практическом использовании.

Рисунок 1 – Общий снимок реактивного двигателя, который устанавливается в самолетах

В общем виде принцип работы реактивного двигателя практически аналогичен принципу работы ядерного двигателя. Для первого применяется химическая движущая энергия, для вотрого же — энергия ядерных элементов.

Многие из нас, особенно мужская половина населения (на службе в армии, на охоте, в тире, на полигоне), стреляли из огнестрельного оружия и, соответственно, чувствовали на себе действие реактивной силы в виде отдачи. Этот же принцип, основанный на законе сохранения импульса, применяется в реактивных двигательных установках, в которых главным двигательным веществом является топливо.

Если рассмотреть вариант реактивного двигателя, функционирующего на керосиновом топливе, то в смесительном отсеке агрегата, где топливо смешивается с окислителем и происходит горение состав, выпускается огромнейшая энергия в виде тепла и мгновенного повышения давления в 10-20-30 и более раз выше атмосферного.

При постоянном поступлении топлива и окислителя (воздуха, жидкого кислорода, азотной кислоты) выходная кинетическая энергия рабочей отработанной смеси будет обладать высоким движущим импульсом. И истекающие струи через «Лавальское» сопло агрегата в окружающее пространство будут приводить в движение установку за счет выталкивающего момента.

Рисунок 2 – Иллюстрационное изображение работы реактивного двигателя

Как работает реактивный двигатель

Рисунок 3 – Схема работы реактивного двигателя

Воздух из окружающего пространства поступает на всас вентиляторов, которые подают его далее лопатки вращающегося с очень высокой скоростью турбокомпрессора. При этом поступающий воздух выполняет 2 функции:

окислитель для сгорания топлива;
охладитель агрегата.

В лопаточном аппарате турбокомпрессора воздух крепко уплотняется и под высоким давлением (от 3 МПа) подается в топливную смесительную камеру реактивного двигателя. Из рисунка 3 видно, что камера сгорания устроена таким образом, что смешение воздуха производится в несколько ступеней — на входе и в самой камере. Сюда же подводится топливо.

Хорошо перемешанная и в достаточном количестве обогащенная смесь воспламеняется, и в результате сгорания образуется тепловая энергия с выделением огромного объема газов. Последние приводят во вращение турбину горячей части двигателя, привод которой служит приводом турбокомпрессора.

В отдельных моделях реактивных двигателей турбины на выходе не монтируются. По большей части данное исполнение применяется в конструкции и принципе работы ракетного двигателя, где продукты сгорания после камеры попадают на выходные сопла.

Покидая горячую ступень, газы во всех реактивных аппаратах проходят через сопла. Эти элементы отличаются по своим конструкциям для разных моделей реактивных агрегатов и представляют собой «трубу», которая сначала сужается, а к выходу газов увеличивается в диаметре. За счет такой конструкции отработавшие газы увеличивают свою скорость до сверхзвука и образуют реактивную силу.

Температура горения в «сердце» реактивного агрегата достигает 2500°С, поэтому конструктивно требовательны в постоянстве охлаждения.

Устройство реактивного двигателя

С первого взгляда кажется устройство конструкции реактивной установки достаточно простым, однако характеристики использования топлива и его сгорания требуют применения высокопрочных материалов.

На рисунке 4 изображено устройство реактивного двигателя.

Рисунок 4 — Устройство реактивного двигателя

Из рисунка 4 видно, что на входе в аппарат установлен вентилятор всасывающий воздух в двигатель. Вентилятор состоит из мощных и объемных по размеру лопастей, которые, как правило, изготавливаются из титана. Далее вслед за вентилятором установлен многоступенчатый турбокомпрессор для подачи воздуха непосредственно в камеру, где происходит сгорание рабочего тела.

После воспламенения и сгорания поток реактивных газов направляется на рабочие лопатки турбоагрегата, чем и приводят его во вращение. На валу турбины горячей ступени имеется жесткая связь с компрессором, который вращается от работы турбины.

Отработанный газовый вихрь через сопла набирает реактивную скорость и покидает полость аппарата. Для предотвращения перегрева и расплавки на сопла подводится охлаждающий воздух от турбокомпрессора по специальным каналам в корпусе двигателя.

Разновидности реактивных двигателей

Существует несколько реактивных двигателей отличающихся по своему принципу работы и подобию. Так, принцип работы ядерного двигателя, в основу которого положена синтезная реакция разложения химического элемента, к примеру — урана.

Данный элемент помещается в реактор. Туда же подводится при помощи турбонасосов рабочее вещество. Распылительными форсунками производится его рассеивание по рабочей камере, в которой происходит контакт с химическим ураном. В результате выделяется энергия большой силы, которая и является движущей.

Не смотря на всю конфиденциальность и секретность информации о ядерном вооружении стран во всем мире, самую большую опасность представляет крылатая ракета, работающая на ядерном топливе.

Системы противовоздушной обороны настолько совершенны, что обмануть простыми полетами и маневрами уже не так-то просто. В этом случае и выступает на передний план ядерный двигатель. Увы, принцип работы ядерного двигателя для крылатой ракеты недоступен и, вряд ли, когда-нибудь будет раскрыт для общественности.

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

Проголосовавших: 11 чел.Средний рейтинг: 4.8 из 5.

О шуме авиационного двигателя и не только… /»Военно-промышленный курьер» — О нас пишут — Медиабанк — Пресс-центр

16 Апреля 2014

Значение акустических характеристик авиационной техники растет год от года. Именно это стало темой беседы сотрудников пресс-службы ОАО «Авиадвигатель» и ведущих специалистов-акустиков Юрия Данииловича Халецкого, начальника сектора отделения 100 ФГУП «ЦИАМ им. П. И. Баранова», и Виктора Феликсовича Копьева, начальника научно-исследовательского отделения по акустике ФГУП «ЦАГИ». Газета «ВПК» предлагает вниманию читателей фрагменты этой беседы.

— На 9-й сессии КАЕП ИКАО были сформулированы, а на 38-й сессии Ассамблеи ИКАО приняты новые нормы по шуму. Они на 7 EPNdB строже предыдущих. Не считаете ли вы их чрезмерно жесткими? Не станут ли они инструментом «выдавливания» России с мирового авиационного рынка?

Юрий Халецкий: Не считаю, что новые нормы слишком жесткие. Международная организация гражданской авиации (ИКАО) и входящий в ее структуру Комитет по защите окружающей среды от воздействия авиации (КАЕП) призваны защищать население, особенно тех, кто живет в районах аэропортов. Путем планомерного ужесточения норм на шум и эмиссию вредных веществ ИКАО побуждает производителей авиационной техники применять на новых самолетах наиболее эффективные технологии снижения шума двигателей и эмиссии вредных веществ. КАЕП никогда не принимает нормы, которые в текущий момент вообще нельзя удовлетворить.

Коллаж Андрея Седых

Виктор Копьев: То, что нормы ИКАО — инструмент «выдавливания» России с мирового авиарынка, — это слишком громко сказано. Минус 7 EPNdB — не такое серьезное ужесточение, все ждали большего: снижения и на 10, и на 15 единиц. Это, во-первых. Во-вторых, западные самолеты, и не только новые, легко достигают барьера в 7 EPNdB и даже больше. По-видимому, последнее снижение своей умеренной величиной обязано идее продвижения технологии открытого ротора. В двигателях с открытым ротором невозможно расположить звукопоглощающие конструкции (ЗПК) вокруг лопаточной машины, вообще средств снижения шума для такого типа двигателей очень мало. Доведение их до соответствия предыдущей Главе 4 — уже большая проблема. Наша страна подобную силовую установку (турбовентиляторный двигатель Д-27 с винтами СВ-27) для самолета Ан-70 создала первой в мире. И мы знаем, что для ее доводки по шуму нужно еще много работать. На Западе считают, что создаваемые новые СУ с открытым ротором барьер в 7 EPNdB преодолеют. Поэтому и была введена эта норма, что нам, конечно, на руку. Хотя задача ее соблюдения для наших самолетов тоже непростая.

Ю. Х.: Конечно, ужесточение норм можно рассматривать как инструмент «выбивания» конкурента с поля, если конкурент не считает одним из главных приоритетов своей деятельности производство экологически чистой продукции. Но жизнь не стоит на месте, конкурентная борьба расширяет поле деятельности, вскоре появится новый стандарт на выбросы СО2.

Что касается новых российских самолетов — «Сухой RRJ», Ту-204 и Ту-214, МС-21, то вопрос соблюдения этими самолетами новых требований, содержащихся в Главе 14, технически решаем.

В. К.: За последние десятилетия ведущие авиапроизводящие страны без остановки вели мощную работу по доведению своих самолетов до качественно нового уровня по шуму и весьма преуспели. И если сравнить наш Ту-204 с западными аналогами — А 319, А 320, А 321, B 737, будет понятно, что последние прошли путь от Главы 3 ИКАО минус 25 EPNdB. Некоторые модификации имеют еще больший запас по шуму. А наш Ту-204 по всем имеющимся модификациям имеет запас относительно Главы 3 от 8 до 14,7 EPNdB и все.

Это связано с тем, что на Западе не перестают работать над самолетами, постоянно их сертифицируют, внедряют новшества, борются за каждую долю децибела. В России же доводкой занимаются мало. Да, конкурентное давление есть. Несмотря на то, что количество российских самолетов на мировом рынке ничтожно, их, конечно, имеют в виду. Но нельзя же свои недоделки списывать на конкурентов, надо работать.

— Получается, что у отечественного авиапрома нет перспективы?

Ю. Х.: Не совсем так. Мы, проектируя и производя авиатехнику, всегда занимались вопросами снижения шума и эмиссии вредных веществ. Хорошую перспективу имеют названные мной выше новые российские самолеты — «Сухой RRJ», Ту-204 и −214, МС-21. На мой взгляд, для всех нас очень важно, чтобы в назначенный срок была осуществлена разработка двигателя ПД-14.

В. К.: У российского авиапрома есть перспектива, кто ее может отнять? Есть специалисты и не хуже европейских или американских. В сложившейся ситуации нашего отставания мы имеем одно преимущество: Запад уже прошел этот путь и мы видим, что и как они делали, поэтому сокращение разрыва можно осуществить быстрее, если заниматься этим серьезно, конечно. Беда еще и в другом: в вопросах шума самолета на местности у нас доминирует двигателецентристская модель, то есть убеждение, что шум самолета — это проблема двигателя. Такая модель всех устраивает — и двигателистов, и разработчиков самолета. Но она давно устарела, и для самолетов с большими запасами надо исходить из самолетоцентристской модели, в соответствии с которой все источники, включая такой важный, как двигатель, находятся во взаимосвязи. Эту ситуацию фактически и фиксирует Глава 14, для выполнения требований которой потребуется «настройка» по шуму всего самолета, а она неотделима от его аэродинамики. Но об этом в России пока мало кто задумывается серьезно. Нормы Главы 14 ИКАО и перспективные нормы заставят понять, что одним только совершенствованием двигателя проблему не решить. Причем это касается и новых, и существующих самолетов, включая Ту-204/214. Аналогичные самолеты на Западе имеют требуемый запас!

— На ваш взгляд, у двигателя ПС-90А2 есть будущее?

Ю. Х.: Я думаю, его резервы по снижению шума не исчерпаны. Где их искать? В первую очередь нужно не разбрасываться на мелочи, а обратить внимание на основной источник шума — вентилятор. Тут возможны варианты. Можно его модифицировать, можно улучшить систему шумоглушения двигателя. Если самолету Ту-204СМ будет дан зеленый свет, «Авиадвигатель» доведет ПС-90А2 до требований Главы 14. ЦИАМ готов помогать.

В. К.: Расчетные характеристики ПС-90А2, на мой взгляд, приличные, но проверить их на Ту-204СМ не удалось, к сожалению. Как часто бывает, сертификация проходила в спешке, мы успели только продекларировать ожидаемый высокий результат перед достаточно агрессивным «общественным» мнением, но не получить его. Надо просто признать, что самолет Ту-204СМ можно довести до новых норм (примеры уже упоминались) и спокойно этим заниматься, привлекая специалистов.

— ПС-90А создавался в 80-е годы XX столетия как малошумный двигатель. Сейчас пермское КБ разрабатывает принципиально новый ПД-14. Есть ли преемственность подходов к созданию ПС-90А и ПД-14?

Ю. Х.: А как же без этого? Есть, конечно. К сожалению, преемственность порой переходит в инертность. Конструкторы привыкли при разработке двигателя на начальном этапе решать ряд задач, в число которых почему-то до сих пор не входит экология. Вот недавний пример такого некомплексного подхода к проектированию ПД-14. При разработке конструкции спрямляющего аппарата вентилятора была успешно решена задача снижения веса. Позднее выяснилось, что это решение влечет значительную потерю запаса по шуму. Акустики получают некую конструкцию как данность. Их задача — минимизировать шум двигателя в предлагаемых конструктором рамках. Мы предлагаем какое-либо решение. Слишком часто реакция конструктора: нет, нельзя, мы здесь другую проблему решаем и т. д.

— Как вы относитесь к популярной сегодня идее доминирования численных методов проектирования: больше расчетов, меньше испытаний, экономия средств?

Ю. Х.: На мой взгляд, сегодня никакого доминирования численных методов проектирования над эмпирическими нет. И я, честно говоря, не слышал, чтобы кто-то провозглашал такую идею. Не верьте тому, кто с юношеским запалом утверждает, что он все может рассчитать в аэродинамике и акустике. Пока во всем мире матрицу шума двигателя получают экспериментально. Но наука развивается быстро.

В. К.: Конечно, развитие численных методов нужно и неизбежно: они значительно увеличивают культуру работы с двигателем. Но в любом случае многое из просчитанного надо проверять экспериментом, иногда дорогостоящим. Да, на Западе развивают численные методы, вкладывают огромные деньги в суперкомпьютеры и т. д. Но они одновременно строят новые установки, испытательные стенды, заглушенные камеры, новые симуляторы, на которых проверяют свои расчеты.

Согласен, что проверка на маломасштабных моделях не всегда гарантирует автомодельность, то есть правильное моделирование всех источников, поэтому есть риск смоделировать не то, что является определяющим в шуме самолета. С установками больших масштабов результаты, конечно, будут лучше, но где они у нас?! Поэтому на открытом стенде в Перми необходимо развернуть сейчас именно исследовательскую работу. Это же уникальная установка, особенно в условиях России. Должен быть проведен целый комплекс работ — от малых масштабов до натурных, включая летный эксперимент. Приведу пример из собственной практики. Мы в ЦАГИ в течение ряда лет измеряли шум крыла на малых моделях, при этом узнавали, как отдельные элементы крыла шумят. Для снижения одного из этих шумов придумали некий способ, даже запатентовали его. А вот в измерениях на большом крыле, проведенных нами только что в трубе DNW, когда все источники шума работают одновременно, оказалось, что этот элемент крыла с точки зрения шума малозаметен и шумит слабее некоторых других. Такое ранжирование показывает, чем в первую очередь надо заниматься. Но у нас до этих измерений не было возможности посмотреть интегрально на всю картину, на соотношение источников. А западные исследователи постоянно работают не только на малых, но и на больших испытательных стендах и в больших камерах, используют летный эксперимент. Так происходит планомерное развитие технологий.

Убежден: развивать численные методы надо параллельно с экспериментальной работой. Плюс надо иметь в виду, что не все можно померить. Например, шум в салоне самолета от двигателя в крейсерском режиме нельзя напрямую измерить — нет таких установок. Можно пытаться измерять его в дорогостоящем летном эксперименте или посчитать. Двигатель ПД-14 с этой точки зрения — хороший пример. Формы его кромок таковы, что скачки уплотнения в струе на круизных режимах очень слабые и струя не создает большого дополнительного шума в салоне по сравнению с шумом пограничного слоя. Это один из примеров, где численные методы действительно необходимы, поскольку иначе оценить вклад струи затруднительно.

— Существуют известные миру технологии снижения шума. Быть может, достаточно применить их и гарантированно получить «тихий» двигатель и самолет?

В. К.: Действительно, кажется, что рецепт есть: купи западный хороший двигатель — и вперед. Но решим ли мы таким образом проблемы шума самолета? Нет. Люди, которые разрабатывали этот двигатель, создавали эти технологии, видят подводные камни, знают область применимости, осведомлены о том, где технологии перестают работать, где начинают «выпирать» эффекты взаимодействия, не имеющие, вообще говоря, отношения к двигателю. Если мы слепо будем повторять или использовать чужие наработки, я боюсь, ничего не получится.

Ю. Х.: Любую известную в мире или неизвестную, то есть вами придуманную, технологию снижения шума необходимо проверять на конкретной конструкции двигателя, поскольку его реакция на применение того или иного способа снижения шума неоднозначна. Во всем мире проверка эффективности новых технологий выполняется на модельных стендах — так быстрее и дешевле. В частности, в ЦИАМе есть модельный стенд с заглушенной камерой, где на имитаторе двигателя можно отрабатывать акустические технологии. Не знаю, по каким причинам, но, к сожалению, при разработке ПД-14 «Авиадвигатель» этот стенд практически не использовал. Да и в целом доля НИР по акустике оказалась невелика, что может сказаться на уровне экологического совершенства нового двигателя.

— «Авиадвигатель» впервые в истории отечественного двигателестроения занимается разработкой мотогондолы. На ваш взгляд, это пойдет на пользу двигателю?

Ю. Х.: Я считаю, что да. Так повелось в нашей стране, что двигателисты отвечали за шум выходного устройства, а самолетчики — за шум вентилятора и воздухозаборников. В то время не было открытых стендов, двигатели испытывались в боксах, с лемнискатой. Самолетный воздухозаборник появлялся, когда машина уже выходила на летные испытания. Конструкторам двигателя и самолета на этом этапе нужно было искать точки соприкосновения, что не всегда получалось. Жизнь показала, что шумоглушение — это система, а не набор средств. И то, что мотогондолу отдали пермскому конструкторскому бюро, — шаг вперед. Это значительно упростило взаимодействие конструкторов самолета и двигателя.

В. К.: Сам вопрос отражает отчасти двигателецентристскую точку зрения на предмет шума самолета. Кто создает мотогондолу — самолетчики или двигателисты — не так важно, если есть понимание комплексности задачи. Слишком все взаимосвязано: и ЗПК, и режимы работы двигателя, и аэродинамика взлета. А вот когда самолетчики заказывают двигатель (пусть с воздухозаборником) и в ТЗ ставят характеристики, относящиеся к шуму их же самолета, считая такую работу по двигателю самодостаточной с точки зрения шума, это неправильно, и я пытался об этом сказать выше. Мы все делаем общее дело. Создание атомизированного конкурентного поля в сегодняшней ситуации опасно или по меньшей мере неэффективно.

— А как вы воспринимаете появление акустического центра в «Авиадвигателе»?

Ю. Х.: Двояко. С помощью этой акустической установки в конечном счете можно как-то оценивать характеристику глушителя шума. Но в нашей промышленности уже есть две подобные установки, причем, на мой взгляд, дающие более качественную оценку эффективности глушителя шума. Так ли уж необходима третья? Насколько мне известно, General Electric и Pratt & Whitney не страдают от отсутствия каких-либо экспериментальных установок. Они тесно связаны с центрами НАСА, где выполняются совместные исследования. Такой принцип работал и в нашей стране. Теперь настали другие времена — своя рубаха ближе. Было бы замечательно, чтобы экспериментальная акустическая база пополнилась другими стендами и все это действительно стало центром.

С другой стороны, хорошо, что в пермском конструкторском бюро появились новые рабочие места, которые заняли молодые специалисты. У нас проблема преемственности кадров по существу не решается.

В. К.: Мне очень нравится новая экспериментальная база «Авиадвигателя». Во-первых, делается все, чтобы поддерживать свою науку, университетскую, молодых ученых, выпускников, которых нужно заинтересовывать в работе.

Во-вторых, система взаимоотношений КБ и отраслевых институтов, когда КБ заказывает работу только нам (будь то ВИАМ, ЦИАМ, ЦАГИ), мы ее делаем, получаем деньги, отдаем результат, несколько устарела. КБ должно понимать, что за услуги ему предлагают, а не брать «кота в мешке» только потому, что этот мешок от ЦАГИ или от ЦИАМа.

Но одновременно «Авиадвигатель» создает конкурентное поле на ровном месте, о котором я уже говорил. Это в наших условиях не очень хорошо, поскольку обязательно появятся желающие с помощью вашей лаборатории, не опираясь на научные школы ЦАГИ или ЦИАМа, оторвать больший кусок бюджетного пирога. Для реального дела ничего не получат ни они, ни вы. Вот это вызывает опасения. Посмотрите, как устроено взаимодействие в Европе при работе над проектами ЕС. Различные хорошо оснащенные лаборатории включены в единый процесс, и прямая конкуренция коллективов значительно снижена (если не преодолена). Поэтому база пермского КБ в совокупности с базами институтов при правильной организации должна бы давать прекрасный результат. В конце концов все мы входим в единую кооперацию создателей двигателя ПД-14.

— Если отечественному авиапрому так сложно угнаться за конкурентами, может, не стоит для внутреннего потребления создавать самолеты, соответствующие Главе 14 ИКАО? Пусть внутри страны летают наши машины, а за рубеж — Airbus и Boeing…

В. К.: Россия как постоянный член ИКАО должна поддерживать экологические инициативы, это правильно. Есть, правда, особенности у нас с труднодоступными областями (а их, считай, полстраны!), где может потребоваться особая техника. Но для полетов по европейской части России нужна хорошая современная техника — мы же страна, прославившая мировую авиацию выдающимися достижениями. Есть проблема старого парка, конечно. Я слышал от авторитетных авиаперевозчиков, что российским авиакомпаниям выгодны только перевозки за границу. И это несмотря на страшную дороговизну авиабилетов по России. Однако чтобы летать за границу, авиакомпания должна быть членом Международной ассоциации воздушного транспорта (ИАТА). А это автоматически означает, что компании запрещено в своем парке иметь самолеты экологически несовершенные.

С другой стороны, китайцы вскоре сделают свой самолет, и создается впечатление, что им не важно, какой Главе ИКАО он будет соответствовать. Страна большая, народу много — летать надо. И никто не запретит внутри страны использовать те самолеты, какие они захотят. Пусть какая-то авиакомпания Поднебесной не войдет в ИАТА, ее не для того и создавали, как и самолет.

В российском безумном бизнес-пространстве не работает принцип «пусть цветут все цветы». Укрупнение авиакомпаний неизбежно. А крупные компании хотят летать за границу. Следовательно, должны входить в ИАТА и подчиняться ее правилам. Круг замыкается. С другой стороны, конечно же, надо всячески поддерживать инициативы ИКАО по «выдавливанию» старой техники, заменяя ее новыми отечественными самолетами. Где здесь золотая середина, я не знаю.

Ю. Х.: В России действуют авиационные правила АП-36, гармонизированные с правилами США и Европы, в соответствии с которыми мы обязаны и на внутренних рейсах использовать хорошие самолеты. Я считаю, что наши люди ничем не хуже европейцев или американцев и должны летать на экологически совершенных самолетах.

— Что вы хотели бы пожелать специалистам «Авиадвигателя»?

Ю. Х.: Главное пожелание — успешно завершить цикл испытаний и осуществить запуск в серию двигателя ПД-14. Ведь после разработки ПС-90А прошло около тридцати лет. Сейчас мы обязаны догонять и наверстывать упущенное время. Другое пожелание: хотелось бы, чтобы в результате наших совместных усилий возник мостик в завтрашний день. Ведь использовать известные сегодня технологии — значит создавать двигатель вчерашнего дня. А наша общая задача — создавать перспективу отечественной авиации. Для этого нужно постоянно пробовать что-то новое. Вот над этим надо серьезно задуматься. Уверен: настало время думать не только о сегодняшних проблемах, а еще и о том, чтобы Россия восстановила статус авиационной супердержавы. В этом и экономическая безопасность страны, и сохранение ее высокого научно-технического потенциала.

В. К.: Несмотря на то, что пермяки работают над перспективным проектом ПД-14, нельзя оставлять без внимания ПС-90А. За него надо бороться, совершенствовать его постоянно, предлагать новые модификации. Я убежден: самолетам с двигателями семейства ПС-90А найдется применение и надолго.

Мне многое импонирует в работе пермского КБ: желание объединять специалистов всей отрасли для реализации главной цели, понимание правильного устройства кооперации и совместной работы. Наша общая задача — честно делать свое дело в современных условиях. Других условий у нас нет и не скоро появятся. «Авиадвигатель», на мой взгляд, олицетворяет ту жизнь, которая пытается преодолеть бюрократическую и коррупционную мертвечину, заполонившую все вокруг

Беседовали Виктор и Ольга Осиповы

Вернуться к списку

Глава первая Закат славы поршневого авиационного двигателя

Глава первая

Закат славы поршневого авиационного двигателя

Ноябрь 1935 года. Известный советский летчик Владимир Коккинаки поднимает свою стальную птицу на высоту 14 575 ж, установив этим новый мировой рекорд высоты. Безотказно работает двигатель его самолета на огромной высоте, в крайне разреженном воздухе, в условиях, в которых не пришлось еще побывать ни одному другому двигателю в мире.

Июнь 1937 года. Весь мир, затаив дыхание, следит за небывалым полетом краснозвездного самолета Валерия Чкалова через Северный полюс из Советского Союза в Америку (рис. 1). 63 часа летит самолет над неисследованными просторами ледяных полей Арктики, сквозь туман и снег, сквозь штормы и непогоду. И все это время неутомимо, как часы, работает двигатель самолета, радуя экипаж своим мощным, ровным гулом.

— Замечательный мотор! — говорит Чкалов после посадки.

Тысячи километров без посадки пролетели советские самолеты в известных дальних перелетах Чкалова, Громова, Коккинаки, Гризодубовой и других советских летчиков. Эти победы советской авиации были бы невозможны без совершенных, мощных и экономичных авиационных двигателей, созданных отечественной авиационной промышленностью.

В годы Великой Отечественной войны советская авиация покрыла себя неувядаемой славой в борьбе за свободу и независимость нашей Родины. Десятки тысяч самолетов Военно-воздушных сил нашей страны громили тогда в воздухе фашистских стервятников. На этих самолетах были установлены поршневые авиационные двигатели различных типов, построенные на советских авиационных заводах.

Неудивительно, что поршневой авиационный двигатель стяжал себе большую славу и обеспечил авиации столько замечательных побед. В результате полувекового развития этот двигатель стал высокосовершенной машиной.

Рис. 1. Маршруты дальних перелетов В. П. Чкалова

Представьте себе, что вы находитесь на зеленом ковре Тушинского аэродрома в один из традиционных дней авиации еще в предвоенный период.

Вот над вашей головой стремительно пронесся истребитель, наполнив воздух густым, могучим ревом. Мгновение — и высоко в небе вы видите только серебристую точку, которая вскоре сливается с общим голубым фоном. Там, в бездонной глубине неба, в четком строю проплывают какие-то большие самолеты. Это летят воздушные «линкоры» — тяжелые бомбардировщики. Даже большая высота не скрывает огромных размеров этих многотонных машин.

Что же это за могучая сила, которая поднимает в воздух на многокилометровую высоту воздушные корабли весом в несколько десятков тонн и делает кажущуюся такой неповоротливой на земле машину похожей на стремительную птицу, молнией пересекающую голубой купол небосвода?

Эта сила создается воздушным винтом. Он вращается с огромной скоростью, совершая каждую минуту более тысячи оборотов: его лопасти сливаются в один сверкающий диск (рис. 2).

Рис. 2. Лопасти вращающихся винтов сливаются в сплошные диски (советский тяжелый бомбардировщик в период Великой Отечественной войны в полете)

Каким же образом воздушный винт создает движущую силу, или тягу, как ее называют? Почему он способен служить «движителем», т. е. устройством, создающим движущую силу?

Мы не можем видеть того, как создается тяга винтом, ибо окружающий нас воздух прозрачен. Однако, если захотим, мы можем почувствовать это. Станьте позади работающего винта — на вас тотчас обрушится стремительный поток воздуха, сильнее любого урагана. Но сделайте два шага в сторону, и вы выйдете из сферы действия воздушного потока — «ураган» исчезнет. Этот «ураган» создается винтом. Оказывается, винт — это мощный вентилятор. Он засасывает спереди окружающий неподвижный воздух и с огромной скоростью отбрасывает его назад.

Если бы мы могли сделать воздух видимым, например, окрашенным в зеленый цвет, причем не просто окрашенным, а так, что по мере ускорения движения воздуха окраска его становилась бы все темнее, то мы увидели бы необыкновенно красивое зрелище.

Вот в светлозеленом океане начал вращаться воздушный винт. Взволновался океан перед винтом, и со всех сторон — спереди, сбоку, сверху, снизу — стали притекать к прозрачному диску вращающегося винта воздушные струйки, образуя огромную зеленую воронкообразную чашу. Чем ближе к винту, тем уже и темнее эта чаша. Вот струйки прошли через едва различимую преграду — диск вращающегося винта; за ним огромная воздушная воронка стала темнозеленой. Воздушный поток — «ураган» — стал видимым. Винт оказался работающим внутри образованной им в воздушном океане своеобразной «аэродинамической трубы», заполненной быстро движущимся воздухом (рис. 3).

Рис. 3. Такую невидимую воздушную струю образует воздушный винт

Вот, оказывается, в чем заключается действие винта — он неустанно отбрасывает назад воздух так же, как мы с вами могли бы бросить камень или мяч.

Но ведь «бросить» —это значит толкнуть. Чем тяжелее камень и чем большую скорость он приобретает при толчке, тем большей должна быть сила толчка. Винт отбрасывает каждую секунду сотни и тысячи килограммов воздуха со скоростью в десятки метров в секунду, поэтому он действует на воздух с огромной силой в сотни и тысячи килограммов.

Но в природе всегда и неразрывно связаны между собой действие и противодействие — силы, равные по величине друг другу, но противоположно направленные. Так и гласит один из основных законов механики, установленный создателем этой науки — Ньютоном (третий закон Ньютона): действие равно противодействию.

Следуя этому закону, воздух сопротивляется действию винта, оказывает ему противодействие. Если винт толкает воздух, то воздух с такой же силой толкает винт.

Вот это противодействие воздуха, т. е. та сила, с которой отбрасываемый воздух действует на винт, и есть движущая сила винта, его тяга. Значит, тяга винта — это сила реакции отбрасываемого им воздуха (по латыни «реакция» и есть противодействие). Мы здесь встречаемся, следовательно, с движущим устройством, использующим принцип реактивной отдачи.

Так как вращающийся воздушный винт непрерывно отбрасывает с большой скоростью огромную массу воздуха, то легко видеть, что для вращения его нужно затрачивать большую работу. «Ураган», бушующий за винтом, обходится недешево.

Для приведения во вращение воздушного винта и устанавливается на самолете авиационный поршневой двигатель. Вместе они образуют силовую установку, без которой самолет не может совершать полет. Двигатель развивает необходимую для совершения полета мощность, а воздушный винт использует эту мощность для создания силы тяги, движущей самолет.

Понятно, какое огромное значение имеет для самолета совершенство установленного на нем двигателя. Не зря говорят, что двигатель — это сердце самолета. Чем надежнее, мощнее, легче и меньше по размерам двигатель, чем меньше топлива он расходует, тем быстрее, выше и дальше может летать самолет.

Наши ученые, конструкторы, инженеры и рабочие авиационной промышленности настойчиво развивали и совершенствовали авиационные двигатели, обеспечивая высокое качество советской авиации.

Три четверти века назад был создан авиационный поршневой двигатель внутреннего сгорания. С тех пор этот двигатель прошел замечательный путь развития. Современные поршневые авиационные двигатели так же не похожи на первые двигатели, как и современные самолеты не похожи на «летающие этажерки» и «летающие гробы» начала нашего века.

Вот перед нами на взлетной полосе аэродрома стоит готовый к взлету самолет с поршневым двигателем (рис. 4). Уже получено разрешение на взлет; сейчас летчик «даст газ» — передвинет рычаг управления вперед, двигатель перейдет на полную мощность и самолет начнет разбег для взлета.

Но задержим самолет на взлетной полосе, положив под его колеса деревянные колодки. Теперь, сколько ни будет «газовать» летчик, самолет не тронется с места. Воспользуемся возможностью и познакомимся с двигателем самолета.

Рис. 4. Самолет Як-18 перед взлетом

Двигатель установлен в передней части фюзеляжа. Его совсем не видно, так как он укрыт капотом — обтекателем, создающим самолету плавные обтекаемые формы. Из-под капота наружу выглядывают только небольшие выхлопные патрубки, из которых вырываются языки голубоватого пламени. Это выбрасываются в атмосферу из цилиндров двигателя раскаленные газы, продукты сгорания бензина, на котором работает двигатель.

В цилиндрах двигателя происходят очень сложные процессы. Много раз в секунду осуществляется в каждом из них рабочий цикл: засасывается свежий воздух, который на пути в цилиндры перемешивается с топливом — бензином; бензовоздушная смесь сжимается и мгновенно сгорает, при этом образуются раскаленные газы высокого давления. В этих-то газах и заключена вся тепловая энергия, выделившаяся при сгорании топлива, в них источник той силы, которая неутомимо вращает воздушный винт. Но путь энергии от газов к винту весьма сложен. Газы расширяются и давят на поршни, движущиеся вверх-вниз в цилиндрах; поршни связаны шатунами с коленчатым валом. Так с помощью сложного кривошипно-шатунного механизма энергия расширяющихся газов сообщается коленчатому валу двигателя. От коленчатого вала двигателя, обычно через шестеренчатую передачу — редуктор, получает вращение воздушный винт.

Если бы капот самолета и стенки двигателя были стеклянными, то мы все равно не смогли бы разобраться в том, что происходит внутри двигателя. Протекающие в нем различные процессы чередуются так быстро, что потребовалась бы «лупа времени», замедленная киносъемка для того, чтобы уловить направление движения частей двигателя или разобраться в последовательности происходящих в нем явлений.

Рис. 5. Отечественный поршневой авиационный двигатель АШ-82

Современный поршневой авиационный двигатель (рис. 5) состоит из тысяч различных деталей. Он развивает мощность до нескольких тысяч лошадиных сил, способен работать десятки часов подряд, даже в разреженной атмосфере, на высотах в 15 км и более, выдерживает огромную нагрузку, которой подвергается в полете при выполнении фигур высшего пилотажа или в воздушном бою. И вместе с тем он во много раз легче и меньше любого другого двигателя внутреннего сгорания такой же мощности.

Поршневой авиационный двигатель — это сложнейшая машина, исключительно точная, изготовленная из особо высококачественных материалов; в нем воплощены достижения различных отраслей пауки и техники. Только страны с высокоразвитой тяжелой индустрией в состоянии строить такие машины.

Десятилетия служил поршневой двигатель авиации, завоевав всеобщее признание, достигнув вершины славы. И тем стремительнее было падение этого двигателя, хотя неизбежный закат его славы ученые предсказывали еще тогда, когда она находилась в самом зените.

Что же послужило причинами этому падению?

Таких причин было по существу две, хотя обе они касаются одного и того же.

Дело в том, что поршневой авиационный двигатель не смог решить задачу резкого увеличения скорости полета, задачу, которая поставлена перед авиацией всем ходом ее развития. И в то же время появился новый двигатель, который обеспечивает решение этой задачи.

Нет ничего удивительного в том, что именно борьба за скорость полета решила участь поршневого двигателя.

Увеличение скорости полета — одно из важнейших направлений развития авиации. Весь опыт, накопленный авиацией за полвека ее развития, подтверждает правильность слов, ставших за последнее время крылатыми: кто быстрее в воздухе, тот и сильнее в воздухе.

Но почему же именно дальнейшее увеличение скорости стало неразрешимой задачей для поршневого двигателя? Ведь этот двигатель выдержал немало испытаний еще совсем в недалеком прошлом; он одержал немало побед и в борьбе за скорость полета. Непрерывное усовершенствование двигателя было одной из причин непрерывного увеличения скорости полета самолетов. К концу минувшей войны истребители с поршневыми двигателями обладали скоростью полета 700—750 км/час — это в 15 раз больше скорости полета самолетов начала нашего века. Замечательный успех! Ни в одном другом виде транспорта не было таких темпов роста скоростей движения.

Конечно, достигнутый рубеж в борьбе за скорость полета не является еще пределом для поршневого авиационного двигателя. Настойчивая работа по дальнейшему совершенствованию этого двигателя вместе с совершенствованием самого самолета привела бы к увеличению скорости полета, и достигнутый рубеж можно было бы перейти. И все же предел возможностей поршневого двигателя в борьбе за скорость полета существует; к концу второй мировой войны авиация, выражаясь военным языком, была уже на ближних подступах к этому пределу.

Предел, через который не может перешагнуть самолет с поршневым двигателем, это — полет со скоростью звука.

Еще в прошлом веке русский ученый профессор Н. В. Маиевский указал на тот качественный рубеж, который представляет собой полет со скоростью звука, т. е. с той скоростью, с которой в воздухе распространяются звуковые волны, звуковые колебания. Эта скорость вблизи земли равна примерно 1225 км/час.

В начале нашего века другой русский ученый, глава советской школы аэродинамиков С. А. Чаплыгин в своей магистерской диссертации первым в мире раскрыл суть процессов, происходящих при полете со скоростью, близкой к скорости звука или больше звуковой.

Теперь эти процессы изучены и теоретически, и практически. Хорошо известно, что когда скорость полета приближается к звуковой, то сопротивление, оказываемое воздухом летящему самолету, резко увеличивается. При этом характер обтекания воздушным потоком самолета, прежде всего его крыла, резко изменяется. Секрет этих изменений обусловливается сжимаемостью воздуха.

Когда скорость полета начинает приближаться к звуковой, то в воздухе, обтекающем самолет, появляются зоны сильного местного сжатия и правильное обтекание нарушается. Сопротивление, которое приходится преодолевать летящему самолету, при этом резко увеличивается. Преодолеть такое сопротивление поршневой двигатель с винтом оказывается не в состоянии.

Опыт показывает, что с увеличением скорости полета сопротивление летящему самолету увеличивается пропорционально квадрату скорости, если скорость полета остается значительно меньшей скорости звука; при увеличении скорости вдвое сопротивление возрастает вчетверо и т. д. Но если сопротивление увеличивается пропорционально квадрату скорости, то и тяга, развиваемая винтом, должна расти пропорционально квадрату скорости полета, ибо в установившемся горизонтальном полете тяга равна лобовому сопротивлению самолета. В действительности тяга, развиваемая поршневым двигателем и винтом, с ростом скорости полета не только не увеличивается, а даже, как это будет показано ниже, уменьшается. Уже одно это говорит о том, что поршневой двигатель непригоден для скоростного полета.

Вся мощность, получаемая на валу поршневого авиационного двигателя, затрачивается на вращение воздушного винта. Большая часть этой мощности расходуется на создание тяги, т. е. на отбрасывание воздуха винтом. Другая, меньшая часть мощности расходуется на завихрение воздуха, закрутку воздушного потока за винтом и другие виды потерь. Эти потери учитываются коэффициентом полезного действия винта (к. п. д.), который показывает, какая доля мощности, получаемой на валу поршневого авиационного двигателя, затрачивается полезно, т. е. на создание тяги. Коэффициент полезного действия воздушного винта в обычных условиях достигает 80— 85%; остальные 15—20% мощности двигателя — это энергия, теряемая воздушным винтом без совершения полезной работы.

Если, допустим, мощность двигателя, передаваемая им винту, равна 1000 л. с., а к. п. д. винта равен 80%, то мощность, равная 200 л. с., теряется винтом бесполезно, а 800 л. с. затрачивается на полезную работу винта. Когда этот двигатель с винтом установлен на самолете, то полезной работой его в полете является работа продвижения самолета в окружающей воздушной среде, т. е. работа, затрачиваемая на преодоление воздушного сопротивления. Как известно, работа есть произведение силы на пройденный в направлении ее действия путь, а мощность, являющаяся секундной работой, может быть представлена как произведение силы на скорость движения. В нашем случае силой, производящей работу, является сила тяги. Поэтому полезная мощность N в лошадиных силах равна произведению силы тяги Р в килограммах на скорость полета V в метрах в секунду, т. е.

(деление на 75 связано с переходом от килограммометров к лошадиным силам). Если, например, скорость полета самолета V равна 100 м/сек, т. е. 360 км/час, то полезная мощность может быть выражена формулой

Значит, сила тяги Р, развиваемая винтом, будет равна

Если же скорость полета V увеличится до 200 м/сек, т. е. станет вдвое большей (720 км/час), то при той же полезной мощности 800 л. с. сила тяги винта будет равна

т. е. уменьшится вдвое.

Таким образом, тяга, развиваемая воздушным винтом, приводимым во вращение поршневым авиационным двигателем, и тяга, потребная для осуществления полета самолета, с ростом скорости полета меняются неодинаково, как это нужно было бы для непрерывного роста скорости. Мало того, их изменения оказываются диаметрально противоположными: потребная тяга быстро растет, а тяга воздушного винта падает.

Это расхождение между тягой, развиваемой воздушным винтом, и тягой, потребной для полета, и является той причиной, вследствие которой поршневой авиационный двигатель оказывается малопригодным для полета на больших скоростях. Чтобы получить большую тягу, потребную при увеличении скорости полета, на самолете необходимо установить и более мощные двигатели.

Но увеличение мощности двигателя скоростного самолета возможно лишь за счет значительного увеличения его размеров и веса. При этом неизбежно увеличиваются и размеры самолета, растет его сопротивление и, как следствие, снова увеличивается потребная тяга.

Поэтому установка нового, более мощного двигателя на самолете сравнительно немного увеличивает скорость его полета. Чем больше скорость полета, тем труднее, с помощью поршневого авиационного двигателя добиться нового увеличения скорости. Но еще хуже обстоит дело, когда скорость полета приближается к скорости звука. Из-за потерь, связанных со сжимаемостью воздуха при скоростях полета, близких к скорости звука, сопротивление летящему самолету увеличивается уже пропорционально не квадрату, а пятой и даже шестой степени скорости полета. Это значит, что для увеличения скорости полета всего на 10% винт должен развивать тягу, увеличенную почти на 80°/о. А так как мощность двигателя, как указывалось выше, при неизменном к. п. д. винта пропорциональна произведению тяги на скорость полета, то она должна при этом возрасти примерно в 2 раза!

Кроме того, следует учесть, что при значительном увеличении скорости полета и винт также начинает работать хуже. Это объясняется тем, что при движении лопасти винта с околозвуковой скоростью появляются известные нам неприятности, связанные с сжимаемостью воздуха. В результате при той же тяге на вращение винта приходится затрачивать большую мощность — к. п. д. винта падает.

Следовательно, при увеличении скорости полета на 10% мощность двигателя должна возрасти более чем в 2 раза. При этом размеры и вес двигателя должны остаться прежними, иначе потребная тяга увеличится и весь расчет придется начинать сначала.

Понятно, почему увеличение скорости полета и приближение ее к скорости звука оказались роковым для поршневого двигателя. Пробить «звуковой барьер» (рис. 6) поршневому двигателю не под силу. Для решения этой задачи потребовался двигатель принципиально другого типа. Слава поршневого двигателя как основного двигателя авиации закатилась.

Это не значит, конечно, что поршневые двигатели стали вовсе непригодными для авиации. Они все еще находят широкое применение и будут применяться в авиации долгое время. Но их применение ограничится самолетами с малой скоростью и главным образом большой продолжительностью полета. При этих условиях поршневые авиационные двигатели сохраняют свои достоинства.

Таким образом, поршневые авиационные двигатели уже не только перестали быть единственными двигателями авиации, какими они были в течение почти полувека ее развития, но и не занимают в ней ведущего положения, они отошли на второй план. Основное внимание уделяется теперь не им, а тем новым двигателям, которые пришли им на смену.

Рис. 6. «Звуковой барьер» — непреодолимое препятствие для самолетов с поршневыми двигателями (с увеличением высоты температура воздуха понижается, поэтому скорость звука уменьшается)

Что же это за двигатели, вызвавшие техническую революцию в авиации?

Это — реактивные двигатели.

Испытания гибридной силовой установки в составе летающей лаборатории начались в Новосибирске » Авиация России

На аэродроме Сибирского научно-исследовательского института авиации им. Чаплыгина начался этап наземных отработок летающей лаборатории на базе самолёта Як-40 с демонстратором гибридной силовой установки, оснащенной электродвигателем на высокотемпературных сверхпроводниках (ВТСП).

Специалисты СибНИА исследовали условия электромагнитной совместимости бортового и ВТСП-оборудования, проверили основные режимы работы электродвигателя и его систем: захолаживание, пуск, остановка, работа под нагрузкой. В ходе испытаний подтверждена правильность выбранных электротехнических решений, отмечена корректная совместная работа самолётного оборудования и ВТСП электродвигателя.

«Сегодня проверяется взаимодействие двигательной установки с системами самолёта, — пояснил на взлётно-посадочной полосе перед началом наземных испытаний Директор СибНИА Владимир Барсук. – Важно проверить, как влияет работа силовой установки на системы самолёта. Владимир Барсук. Фото: ЧС-ИНФО

Таким образом мы начинаем проверять работоспособность электрического мотора: какую мощность он может выдать. Основная дальнейшая задача – проверка работоспособности системы двигателей и генератора во всём диапазоне скоростей: от 150 до 600 километров в час при высотах от нуля метров до девяти с половиной километров», — цитирует директора СибНИА Владимира Барсука новосибирское издание ЧС-ИНФО.

«Чтобы протестировать новые технологии, проверить, как они работают не в расчётах, а в реальности, мы совместно с Фондом перспективных исследований и компанией «СуперОкс» в этом году планируем в рамках полёта на летающей лаборатории Як-40 испытать электродвигатель на сверхпроводниках. После этого проекта мы про сверхпроводящие технологии будем знать больше, чем кто-либо в мире», — рассказал генеральный директор Центрального института авиационного моторостроения имени П.И. Баранова Михаил Гордин.

По его словам, необходимость проверки на практике обусловлена большим количеством конструкционных, физических, химических тонкостей.

Фото: НИЦ «Институт им. Жуковского»

Особенность двигателя заключается в применении в качестве обмоток высокотемпературных сверхпроводников второго поколения. Постоянный ток вырабатывает генератор на постоянных магнитах. Это первый в России производитель электроэнергии авиационного назначения мощностью более 150 кВт. КПД агрепытанягата достигает 96%.

Максимальная частота вращения ротора электродвигателя составляет 2500 оборотов в минуту, номинальное напряжение — 800 В, мощность 500 кВт, масса двигателя — 95 кг, диаметр — 0,45 м, длина — 0,4 м. Расход жидкого азота для охлаждения обмоток оценивается в 6 л/ч.

Фото: Фонд перспективных исследований

В ЦИАМ уточнили, что КПД электрических двигателей на ВТСП составляет 98%. При мощностях от 500 до 1000 кВт удельная масса подобных электрических машин будет существенно ниже, чем у традиционных.

Как рассказали в пресс-службе Фонда перспективных исследований, совместный проект ФПИ и ЗАО «СуперОкс» «Контур» стартовал в 2016 году. Целью проекта было определено создание электроэнергетических систем на основе принципа сверхпроводимости и разработка технологии производства высокотемпературных сверхпроводников в виде ленты (ВТСП-ленты). Более высокая плотность тока, допустимая в ВТСП-материалах, приводит к значительному улучшению основных характеристик электродвигателей и кабелей. Полученный в ходе выполнения проекта «Контур» научно-технический задел обеспечивает возможность двукратного повышения удельной мощности электрических машин, а также снижение расхода топлива при их использовании в составе гибридных силовых установок.

Успешная реализация данных исследований в перспективе позволит создать отечественные ГСУ и электроэнергетические комплексы для полностью электрических самолётов и вертолётов, отличающихся от существующих образцов авиационной техники более совершенными эксплуатационными характеристиками.

Фото: ЧС-ИНФО

Разработка гибридной силовой установки, включающей в себя газотурбинный турбовальный двигатель с генератором, выполнена в кооперации ЗАО «СуперОкс», НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского», СибНИА им. Чаплыгина, Уфимский государственный авиационный технический университет, Московский авиационный институт, ООО «Экспериментальная мастерская «Наука-софт», ООО «Авиа-Турбо». ЦИАМ выступает в роли головного разработчика.

Летающая лаборатория на базе самолета Як-40 разработана в СибНИА. Для испытаний электродвигатель с воздушным винтом был установлен в носовую часть самолёта. В хвостовой части фюзеляжа вместо штатного двигателя АИ-25 установлен турбовальный газотурбинный двигатель с электрическим генератором. В центральной части фюзеляжа были установлены литий-ионные аккумуляторные батареи, которые также входят в состав ГСУ.

Решение использовать самолёт Як-40 было принято в 2018 году. В том же году была создана и испытана аэродинамическая модель летающей лаборатории в аэродинамической трубе. Для оснащения электродвигателем Як-40 был ремоторизирован (два из трёх маршевых двигателей были заменены на современные с большей тягой), доработана конструкция планера, произведены детали и сборочные единицы, с помощью которых демонстратор устанавливается на борт летающей лаборатории.

В конце 2020 года СибНИА совместно с ЦИАМ и ЗАО «СуперОкс» установили оборудование демонстратора технологий на борт. Тогда же были выполнены первые пробные запуски электрического двигателя с воздушным винтом.

Результатом работы, которую планируется завершить в 2022 году, будут лётные испытания демонстратора гибридной силовой установки. Они позволят проверить конструктивные подходы к созданию подобных силовых установок, оценить эффективность применяемых технических решений.

«В НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» сформирована комплексная научно-техническая платформа «Электрический ЛА» (ЛА — летательный аппарат), в рамках которой все ведущие научно-исследовательские центры авиационной промышленности – ЦАГИ, ЦИАМ, ГосНИИАС, СибНИА совместно создают новейшие технологические решения», — заявил генеральный директор НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» Андрей Дутов.

Фото: ЧС-ИНФО

Направление малошумных и экологичных гибридных и электрических силовых установок – одна из определяющих технологий для будущего авиации. Их исследованием, прежде всего для перспективных серийных самолетов малой и региональной авиации, занимаются все авиаконцерны мира и профильные научные центры. Преимущество гибридных силовых установок состоит в возможности, с одной стороны, получить выгоду от энергоэффективных, экологически чистых электрических технологий, с другой – сохранить приемлемую весовую эффективность за счёт оптимизации конструкции и режимов работы газотурбинных или поршневых авиационных двигателей.

«Применение гибридных технологий в авиации позволит уменьшить расход топлива до 70% и существенно сократить вредные выбросы. Кроме того, в связи с тем, что авиационные требования к технологиям наиболее жёсткие, это даёт возможность их использования в других отраслях промышленности при создании новой техники. И именно здесь прикладная наука является драйвером высоко интеллектуальных и сложных инновационных технологий», — отметил Андрей Дутов.

Загрузка…

Поршневые двигатели

Узнайте, как работают поршневые двигатели

Знание нескольких общих принципов работы двигателя эксплуатация помогает пилотам эффективно управлять двигателями, продлевает срок службы электростанции, и помогает избежать отказов двигателя.

Основные принципы поршневого двигателя

Поршневые двигатели с возвратно-поступательным движением являются наиболее распространенными. силовые установки на самолетах авиации общего назначения.Эти двигатели практически идентичны автомобильным двигателям, за тремя важными исключениями:

Большинство авиационных двигателей имеют воздушное охлаждение. Этот подход экономит вес радиатора и охлаждающей жидкости и добавляет меру безопасности. Потеря охлаждающей жидкости или отказ системы охлаждения в жидкостном охлаждении двигатель быстро вызывает полный отказ двигателя.
Авиационные двигатели имеют двойную систему зажигания, с энергия для создания искры, генерируемой магнето. Магнето, вращаемое коленчатым валом, не зависимо на батарее самолета. Каждый цилиндр также имеет два Свечи зажигания. При выходе из строя одной вилки или магнето другой обеспечивает искру для сжигания топлива.
Поскольку авиационный двигатель работает на протяжении всего широкий диапазон высот, регуляторы мощности включают ручное управление смесью, которое пилот использует для поддерживать надлежащее соотношение воздух / топливо, пока самолет поднимается и спускается.

Четырехтактный цикл

Типичный поршневой двигатель работает в соответствии с четырехтактный цикл.

Впуск: Поршень движется вниз в цилиндр, всасывающий воздух и топливо через открытый впускной клапан.

Компрессия: Впускные и выпускные клапаны в цилиндр закрывается, и поршень движется вверх в цилиндр, сжимающий топливно-воздушную смесь.

Мощность: По мере приближения поршня к верхней части цилиндр во время такта сжатия произошел взрыв электричество от системы зажигания генерирует искру в свечах зажигания. Искры воспламеняют воздух / топливо смесь, которая быстро расширяется при горении. Сила этого расширения толкает поршень обратно в цилиндр. Когда поршень движется вниз, он поворачивает коленчатый вал, вращающий винт.

Выхлоп: Когда поршень достигает дна цилиндра открывается выпускной клапан. Поршень затем перемещается обратно в цилиндр, толкая сгоревшие воздушно-топливная смесь из цилиндра.

Каждый цилиндр проходит эти четыре хода в поверните, убедившись, что хотя бы один поршень всегда производящая мощность.

Карбюраторы и топливные форсунки

Большинство поршневых двигателей, используемых в самолетах, имеют либо карбюратор или система впрыска топлива для подачи топлива и воздух в цилиндры.Карбюратор смешивает топливо и воздух до того, как он попадет в цилиндры. Карбюраторы распространены на меньших двигателях, потому что они относительно недорого. В более крупных двигателях обычно используется система впрыска топлива. системы, которые впрыскивают топливо прямо в цилиндры, где он смешивается с воздухом во время всасывания Инсульт.

Системы зажигания

Система зажигания дает искру для зажигания воздушно-топливная смесь в цилиндрах поршневого двигателя.Большинство современных авиационных двигателей используют магнето для генерации Искра. Хотя и не такой изощренный, как электронные системы зажигания, используемые в новейших автомобилях, магнето полезны в самолетах, потому что:

Они дают более горячую искру при высоких оборотах двигателя. чем аккумуляторная система, используемая в автомобилях.
Они не зависят от внешнего источника энергия, такая как аккумулятор, генератор или генератор.

Начало работы
При вращении магнето генерирует электричество. Итак, чтобы запустить двигатель, пилот должен включить аккумуляторный стартер, который вращает коленчатый вал. После того, как магнето начинают вращаться, они подают искра в каждый цилиндр для воспламенения топливовоздушной смеси и система стартера отключена.Батареи нет больше не участвует в работе двигателя. Если выключен аккумуляторный (или главный) выключатель, двигатель продолжает работать.

Двойное зажигание

Большинство авиадвигателей оснащены двойным зажиганием. система — два магнето, которые снабжают электричеством ток на две свечи зажигания на каждый цилиндр. Один магнито-система подает ток на один комплект заглушки; вторая система подает ток на другой комплект заглушек.Вот почему зажигание включено. Cessna Skyhawk SP Model 172 (с обозначением MAGNETO на некоторых самолетах) имеет пять позиций: ВЫКЛ , L ( слева ), R ( правый ), ОБЕ и START . С переключатель в положении L или R , только один магнето подает ток и только один комплект искры заглушки пожаров.С переключателем в ОБЕИХ положение, оба магнето подают ток и оба набора свечи зажигания огонь.

Преимущества двойного зажигания
Самолеты имеют двойную систему зажигания для безопасности и эффективность.

При выходе из строя одной магнитосистемы двигатель может работайте с другой системой, пока не создадите безопасный посадка.
Две свечи зажигания улучшают горение и горение смесь, обеспечивающая улучшенные характеристики.

Эксплуатация системы зажигания
Вы должны повернуть ключ зажигания в положение ОБА после запуска двигателя и оставьте его на ОБЕИХ во время полета. Выключите его OFF после выключения двигатель.Если вы оставите зажигание включенным ОБА (или L или R ), двигатель мог огонь, если винт перемещается из-за пределов самолет — даже если главный электрический выключатель выключенный.

Проверка перед взлетом
Чтобы убедиться, что обе системы зажигания работают правильно, проверьте каждую систему во время обкатки двигателя перед взлетом.Обычная процедура — установить мощность примерно при 1700 об / мин. Поверните ключ зажигания из ОБЕИХ до R , затем обратно на ОБЕИХ , затем на L , а затем обратно на ОБА . Вам следует вижу небольшое снижение оборотов при каждом переключении с ОБА от до R или L . Если оба магнето работают нормально, капля должна быть не более примерно 75 об / мин.

Выключение двигателя
Вы не должны останавливать поршневой двигатель, поворачивая переключатель зажигания в положение ВЫКЛ . Вместо этого переместите регулятор смеси в положение отключения холостого хода, чтобы выключить подача топлива в цилиндры. После двигателя останавливается, поверните ключ зажигания в положение OFF . Этот процедура гарантирует, что топливо не останется в цилиндрах и что двигатель не заведется случайно, если кто-то поворачивает опору или если нагар внутри цилиндры создают горячие точки, которые воспламеняют остаточные топливо.

Органы управления поршневым двигателем

Большинство современных поршневых двигателей имеют два или три основных контролирует.

A дроссельная заслонка , орган управления, имеющий наибольшее прямое влияние на мощность.
Управление воздушным винтом (если самолет оснащен винтом постоянной скорости) для регулировки частота вращения винта, измеренная в оборотов в минуту (об / мин).
Контроль смеси для регулировки воздуха / топлива смеси, когда самолет набирает и опускается.

Карбюраторные двигатели также нагреваются карбюратором до предотвратить образование или растопить лед в карбюраторе. Двигатели мощностью около 200 лошадиных сил и более обычно имеют закрылки капота, чтобы пилот мог регулировать количество охлаждающий воздух, обтекающий двигатель.Открытие заслонки капота особенно важны при большой мощности такие операции, как взлет и длительный поднимается.

Винты

Поршневые двигатели обычно подключаются к винт фиксированного шага или постоянной скорости вращения.

Гребные винты фиксированного шага прикручены непосредственно к коленчатый вал двигателя и поэтому всегда поворачивайте на той же скорости, что и двигатель.Стойка с фиксированным шагом что-то вроде трансмиссии только с одной передачей. Этот конфигурация компенсирует неэффективность за счет очень проста в эксплуатации. Единственный измеритель, который вы нужно следить за тахометром.

Винт постоянной частоты вращения имеет регулятор который регулирует угол лезвий для поддержания оборотов в минуту, которые вы выбираете.Этот тип пропеллера делает гораздо больше. эффективное использование мощности двигателя. На низкой скорости, когда требуется максимальная мощность (как при взлете), вы выберите максимальные обороты или «полное увеличение» с помощью управление пропеллером, и лопасти пропеллера соответствуют воздух под небольшим углом. Во время круиза вы регулируете обороты на более низкую настройку, и лезвия откусывают больше воздуха при повороте на более низкой скорости.

Управление мощностью

С гребным винтом фиксированного шага управляющая мощность просто. Нажмите на дроссельную заслонку и обороты (и мощность) увеличивается. Вытяните дроссельную заслонку, и обороты уменьшатся. Быть осознавая, однако, что по мере увеличения воздушной скорости обороты имеют тенденцию тоже подкрасться. Внимательно следите за тахометром во время спусков на высокой скорости, чтобы убедиться, что обороты остается в пределах.

Винт с постоянной скоростью делает управление мощностью немного сложнее. Вы должны контролировать коллектор манометр, управляемый дроссельной заслонкой, и тахометр, показывающий число оборотов винта. Вы настраиваете об / мин с управлением пропеллером.

При установке мощности винтом с постоянной частотой вращения помните эти основные правила, чтобы не переоценивать двигатель:

Для увеличения мощности

Увеличить число оборотов за счет продвижения гребного винта контроль.
Увеличьте давление в коллекторе с помощью дроссель.

Для уменьшения мощности

Уменьшите давление в коллекторе с помощью дроссель.
Уменьшить частоту вращения гребного винта контроль.

Двигатели с карбюраторами

Во многих авиационных поршневых двигателях карбюраторы используются для объединить воздух и топливо для создания горючей смеси что горит в цилиндрах.

Как работает карбюратор

Наружный воздух проходит через воздушный фильтр, затем попадает в карбюратор. Воздух проходит через трубку Вентури, узкое горло в карбюраторе. Воздух ускоряется в Вентури и ее давление падает в соответствии с Принцип Бернулли. Частичный вакуум заставляет топливо течь через струю в воздушный поток, где он смешивается с потоком воздуха.Затем воздушно-топливная смесь течет во впускной коллектор, который направляет его к каждому цилиндр.

Правильное соотношение

Карбюратор смешивает воздух и топливо по весу. Поршень двигатели обычно развивают максимальную мощность, когда смесь воздух / топливо примерно 15: 1. откалиброван при давлении на уровне моря для измерения правильного количество топлива с контролем смеси в полном объеме богатое положение.По мере увеличения высоты плотность воздуха уменьшается. Чтобы компенсировать эту разницу, пилот использует регулятор смеси для регулировки воздушно-топливной смеси попадание в камеру сгорания.

Для контроля количества топлива, которое смешивается с воздух, большинство карбюраторов используют поплавок в топливной камере. А игла, прикрепленная к поплавку, открывает и закрывает отверстие в топливной магистрали, дозирование правильного количества топлива в карбюратор.Положение поплавка, контролируется уровнем топлива в поплавковой камере, определяет, когда клапан открывается и закрывается.

Запуск Rich

Слишком богатая топливно-воздушная смесь, т. Е. он содержит слишком много топлива — вызывает избыток топлива расход, грубая работа двигателя и потеря мощности. Запуск слишком богатого двигателя также охлаждает двигатель, вызывая температуру ниже нормы при сгорании камеры, что приводит к засорению свечей зажигания, среди другие проблемы.

Бережливое производство

Работа со слишком бедной смесью — слишком малой топливо для текущего веса воздуха — приводит к грубая работа двигателя, детонация, перегрев и потеря мощности.

Карбюратор Ice

Испарение топлива и расширение воздуха в карбюратор вызывает внезапное охлаждение воздуха / топлива смесь.Температура может упасть на 60 F (15 C) за доли секунды. Это охлаждение вызывает водяной пар в воздухе конденсируется, а если температура в карбюраторе достигает 32 градусов F (0 В) вода замерзает внутри каналов карбюратора. Даже небольшое накопление этого депозита может ограничить поток воздуха в карбюратор, снижающий мощность. Обледенение карбюратора также может привести к сбою двигателя. отказ, особенно когда дроссельная заслонка частично или полностью закрыта.

Условия обледенения

В засушливые дни или когда температура значительно ниже замерзание, влага в воздухе обычно не вызвать обледенение карбюратора. Но если температура между 20 F (-7 C) и 70 F (21 C), с видимой влажностью или высокая влажность, пилот должен постоянно находиться на предупреждение об обледенении карбюратора.

Показания обледенения карбюратора

Для самолетов с винтами фиксированного шага первый Индикация обледенения карбюратора — падение оборотов на тахометр.Для самолетов с регулируемым шагом (с постоянной скоростью) пропеллеры, первая индикация обычно падение давления в коллекторе. В обоих случаях двигатель может начать работать с перебоями. В самолетах с винты с постоянной частотой вращения, частота вращения остается постоянной.

Оттаивание

Для предотвращения образования льда в карбюраторе и устраняет образование льда, карбюраторы оснащены обогреватели.Нагреватель карбюратора предварительно нагревает воздух перед он достигает карбюратора. Этот предварительный нагрев растапливает лед или снег, попадая в водозабор, тает лед, образующийся в каналы карбюратора (при условии, что скопление не слишком велика), и держит воздушно-топливную смесь выше замерзание, чтобы предотвратить образование льда в карбюраторе.

Использование нагрева карбюратора

При полете в условиях, благоприятных для карбюратора обледенение, следите за приборами двигателя, чтобы следить за признаки образования льда.Если вы подозреваете, что Обледенение карбюратора, необходимо полностью нагреть карбюратор немедленно. Не выключайте, пока не убедитесь, что весь лед удален. Частичное нагревание или оставление тепла на слишком короткое время может усугубить ситуация.

При первом нагреве карбюратора ожидайте падения в об / мин в самолетах с фиксированным шагом пропеллеры; в самолетах с постоянной скоростью пропеллеры, ожидайте падения давления в коллекторе.Если нет Обледенение карбюратора, обороты или давление в коллекторе будет оставаться ниже обычного, пока карбюратор не нагреется. выключен. Если карбюратор обледенел, ожидайте рост оборотов или давления в коллекторе после начального падения (часто сопровождается периодической неровностью двигателя). Когда вы выключаете обогрев карбюратора, частота вращения или коллектор давление поднимается выше значения до подачи тепла.Двигатель также должен работать более плавно после обледенения. растаял.

В крайних случаях обледенения карбюратора, после обледенения был удален, вам может потребоваться подать достаточно нагрейте карбюратор, чтобы предотвратить дальнейшее образование льда.

Нагрев карбюратора в качестве меры предосторожности

Каждый раз, когда дроссельная заслонка закрывается во время полета, особенно когда вы готовитесь к приземлению, двигатель остывает быстро и испарение топлива менее полное чем если двигатель теплый.Если вы подозреваете карбюратор условия обледенения, полностью нагреть карбюратор перед закрыв дроссельную заслонку и оставьте огонь включенным.

Больше мощности

Использование тепла карбюратора приводит к снижению производительности двигатель и увеличить его работу температура. Поэтому не используйте обогрев карбюратора, когда нужна полная мощность (как при взлете) или во время нормальная работа двигателя, за исключением проверки наличие или удаление наледи карбюратора.

Двигатели с впрыском топлива

Поршневые двигатели мощностью более 200 л.с. часто используют систему впрыска топлива, а не карбюратор.

Система впрыска топлива впрыскивает топливо непосредственно в цилиндров или прямо перед впускным клапаном. В затем топливо смешивается с воздухом в цилиндрах. Потому что это тип системы требует наличия насосов высокого давления, блок управления воздухом / топливом, распределитель топлива и напорные патрубки для каждого цилиндра, это обычно дороже карбюратора.

Как и в случае с двигателем, оснащенным карбюратором, пилот контролирует расход топлива, регулируя контроль смеси.

Преимущества системы впрыска топлива

Впрыск топлива имеет ряд преимуществ перед карбюраторная топливная система, которые компенсируют ее большая стоимость и сложность.

Нет возможности обледенения карбюратора (хотя при ударе лед может блокировать воздухозаборники).
Улучшенный расход топлива.
Более быстрый отклик дроссельной заслонки.
Точный контроль смеси.
Лучшее распределение топлива.
Более легкий запуск в холодную погоду.

Недостатки впрыска топлива

Впрыск топлива имеет некоторые недостатки, самое важное существо:

Сложность запуска горячего двигателя.
Паровые пробки при наземных операциях на горячих дней.
Сложность перезапуска двигателя, который выключается из-за результат топливного голодания.

Принципы работы реактивного двигателя

Основная функция силовой установки любого самолета — обеспечить силу для преодоления лобового сопротивления самолета, эта сила равна называется тяга.И винтовые, и реактивные двигатели. получают свою тягу от ускорения потока воздуха — Основное различие между ними — количество воздуха ускоренный. Пропеллер ускоряет большой объем воздуха за счет небольшое количество, тогда как реактивный двигатель ускоряет небольшой объем воздуха большим количеством. Это можно понять по 2-й закон движения Ньютона, который резюмируется уравнением F = ma (сила = масса x ускорение) .По сути сила или тяга (F) создается за счет ускорения массы воздух (м) на ускорение (а).

Пропеллер ускоряет большой объем воздуха за счет небольшое количество

Реактивный двигатель ускоряет небольшой объем воздуха за счет крупная сумма

Учитывая, что тяга пропорциональна скорости воздушного потока и что двигатели должны быть спроектированы так, чтобы давать большую тягу на единицу двигателя. размера, из этого следует, что конструктор реактивного двигателя обычно попытаться максимизировать воздушный поток на единицу размера двигателя.Это означает максимальную скорость, с которой воздух может попасть в двигатель, и часть впускной площади, которая может быть выделена к воздушному потоку. Газотурбинные двигатели обычно намного превосходят поршневые двигатели в этом отношении, поэтому поршневые реактивные двигатели не разрабатывались.

Рабочий цикл газовая турбина

Газотурбинный двигатель — это, по сути, тепловой двигатель, использующий воздух. в качестве рабочего тела для обеспечения тяги.Для этого воздух прохождение двигателя должно быть ускорено; это означает что скорость или кинетическая энергия воздуха должна быть повысился. Сначала повышается энергия давления, затем добавление тепловой энергии перед окончательным преобразованием обратно в кинетическая энергия в виде высокоскоростной струи.

Основное механическое устройство газовой турбины относительно просто.Он состоит только из четыре части:

1. В компрессор, который используется для увеличения давления (и температура) входящего воздуха.

2. Один или несколько камер сгорания в какое топливо впрыскивается в воздух высокого давления в виде штрафа брызг, и сгорел, тем самым нагревая воздух. Давление остается (почти) постоянным во время горения, но поскольку повышается температура, каждый килограмм горячего воздуха должен занимать больший объем, чем в холодном состоянии, и поэтому расширяется через турбину.

3. Турбина, преобразующая часть этой температуры повышается до энергии вращения. Этот энергия используется для привода компрессора.

4. Выхлоп сопло, которое ускоряет воздух, используя остаток энергия, добавляемая в камеру сгорания, создающая высокую скорость струйный выхлоп.

Схема газотурбинный двигатель (турбореактивный)

Однако это обобщение не распространяется на подробные сведения. конструкция компонентов двигателя, где необходимо учитывать высоких рабочих температур камер сгорания и турбина; влияние различных потоков через лопатки компрессора и турбины; и конструкция выхлопа система, через которую газы выбрасываются, чтобы сформировать пропульсивная струя.

В газовой турбине двигатель, сжатие воздуха осуществляется одним из двух основные типы компрессоров, один из которых обеспечивает центробежный поток и другой осевой поток. Оба типа приводятся в движение двигателем. турбины и обычно присоединяются непосредственно к валу турбины.

А крыльчатка центробежная

Компрессор с центробежным потоком работает крыльчатка для ускорения воздуха и диффузора для производства необходимого повышение давления.Выход потока центробежного компрессора в радиальном направлении. (под углом 90 к направлению полета), поэтому он должен быть перенаправляется обратно в камеру сгорания, в результате чего падение эффективности. В компрессоре с осевым потоком используются чередуйте ряды вращающихся (роторных) лопастей, чтобы ускорить воздуха и неподвижных (статорных) лопаток для рассеивания воздуха до тех пор, пока достигается необходимый подъем давления.

Повышение давления что может быть получено в одной ступени осевого компрессора намного меньше, чем рост давления, достижимый за один центробежная ступень.Это означает, что при одинаковом повышении давления осевой компрессор требует много ступеней, но центробежный компрессор может понадобиться всего один-два.

Осевой компрессор (статоры для ясности опущены). Это высокое давление компрессор от двигателя General Electric F404

Камера сгорания выполняет сложную задачу сжигания больших количества топлива, подаваемого через форсунки, с большие объемы воздуха, подаваемого компрессором, и выделяя образовавшееся тепло таким образом, чтобы воздух расширен и ускорен, чтобы дать плавный поток равномерно подогретый газ.Эта задача должна быть выполнена с минимальными затратами. потеря давления и максимальное тепловыделение в пределах ограниченное пространство.

Количество топлива, добавленного в воздух будет зависеть от требуемого повышения температуры. Тем не мение, максимальная температура ограничена диапазоном 850 до 1700 C материалами, из которых изготовлены лопатки турбины и насадки сделаны.Воздух уже нагрелся до 200 и 550 C за счет работы, проделанной в компрессоре, что дает требование повышения температуры от 650 до 1150 C от процесс горения. Поскольку температура газа определяет тяги двигателя, камера сгорания должна обеспечивать поддержание стабильного и эффективного горения в широком диапазоне условий эксплуатации двигателя.

Температура газа после температура горения составляет от 1800 до 2000 C, что слишком жарко для вход в сопловые направляющие лопатки турбины.Воздух не используется для сжигания, что составляет около 60 процентов общий воздушный поток, поэтому постепенно вводится в жаровая труба. Примерно треть этого газа используется для снизить температуру внутри камеры сгорания; остаток используется для охлаждения стенок жаровой трубы.

Есть три основных типа камер сгорания, используемых для газотурбинные двигатели.Это многокамерные, канально-кольцевая камера и кольцевая камера.

Многокамерный

Этот тип камеры сгорания используется в центробежных компрессорных двигателях и более ранних типы осевых компрессорных двигателей. Это прямой развитие раннего типа Двигатель Whittle камера сгорания.Камеры расположены радиально вокруг нагнетательный воздух двигателя и компрессора направляется по воздуховодам в отдельные камеры. Каждая камера имеет внутреннюю жаровую трубу. вокруг которого находится воздушный кожух. Отдельные жаровые трубы все взаимосвязаны. Это позволяет каждой лампе работать при такое же давление, а также позволяет горению распространяться вокруг жаровых труб при запуске двигателя.

А многокамерная камера сгорания

Канцелярская камера кольцевая

Этот тип камера сгорания ликвидирует эволюционный разрыв между множественные и кольцевые типы. Установлен ряд жаровых труб. внутри общего воздушного кожуха.Воздушный поток подобен этому уже описано. Эта компоновка сочетает в себе легкость капитальный ремонт и тестирование многоканальной системы с компактность кольцевой системы.

А камера сгорания кольцевая

Кольцевая камера

Этот тип камера сгорания состоит из одной жаровой трубы, полностью кольцевая по форме, которая содержится во внутреннем и внешнем кожух.Главное преимущество кольцевой камеры сгорания состоит в том, что при той же выходной мощности длина камеры составляет всего 75 процентов от системы с кольцевым каналом тот же диаметр, что дает значительную экономию веса и стоимость. Еще одно преимущество — исключение возгорания. проблемы распространения из камеры в камеру.

An кольцевая камера сгорания

Турбина

Турбина предназначена для обеспечение питания для привода компрессора и вспомогательного оборудования.Это делает это за счет извлечения энергии из горячих газов, выделяемых из системы сгорания и расширяя их до нижнего давление и температура. Непрерывный поток газа, к которому открытая турбина может войти в турбину при температуре между 850 и 1700 C, что намного выше точки плавления современной технологии материалов.

Турбина высокого давления ступень от ТРДД CFM56

Чтобы создать крутящий момент, турбина может состоять из нескольких ступеней, в каждой из которых используется одна ряд неподвижных направляющих лопаток и один ряд подвижных лопаток.Количество этапов зависит от соотношения между мощность, требуемая от газового потока, частота вращения при который он должен быть произведен, а диаметр турбины разрешенный. Конструкция направляющих лопаток сопла и турбины. проходы лопастей в основном основаны на аэродинамических соображениях, и для достижения оптимального КПД, совместимого с компрессором и конструкции камеры сгорания, направляющих лопаток сопла и турбины лопасти имеют базовую форму крыла.

Лопатка турбины с отверстия для охлаждения

Стремление обеспечить высокий КПД двигателя требует высокого температура на входе в турбину, но это вызывает проблемы, поскольку лопатки турбины должны будут работать и долго жить периоды эксплуатации при температурах выше их точки плавления.Эти лезвия, хотя и раскаленные докрасна, должны быть достаточно сильными, чтобы нести центробежные нагрузки из-за вращения с высокой скоростью.

Для работы в этих условиях холодный воздух вытесняется из много мелких отверстий в лезвии. Этот воздух остается близким к лезвие, не давая ему расплавиться, но не отвлекая значительно от общей производительности двигателя. Никель сплавы используются для изготовления лопаток турбин и сопла. направляющие лопатки, потому что эти материалы демонстрируют хорошие свойства при высоких температурах.

Выхлопная форсунка

Газовая турбина двигатели для самолетов имеют выхлопную систему, которая проходит через отвод газов турбины в атмосферу со скоростью в необходимое направление, чтобы обеспечить необходимую тягу.В конструкция выхлопной системы, таким образом, оказывает значительное влияние на влияние на производительность двигателя. Крест площади сечения струйной трубы и выталкивателя или выхода сопло влияет на температуру на входе в турбину, массовый расход, а также скорость и давление выхлопной струи.

Основная функция выхлопной системы состоит в том, чтобы сформировать правильную зону выхода и предотвратить перегрев проводка к остальной части самолета.Использование тяги реверсор (чтобы помочь замедлить самолет при посадке), шум подавитель (для подавления шумной выхлопной струи) или регулируемый выходной площади (для повышения эффективности двигателя в течение более широкий диапазон условий эксплуатации) производит более сложные Система вытяжки.

Форсажные камеры

Помимо основных компонентов газотурбинного двигателя, еще один процесс иногда используется для увеличения тяга данного двигателя.Дожигание (или повторный нагрев) — это метод увеличения основной тяги двигателя для улучшения взлет, набор высоты и (для военных самолетов) боевой представление.

Дожиг состоит из введения и сжигания сырых топливо между турбиной двигателя и реактивным двигателем сопло, использующее несгоревший кислород в выхлопных газах для поддерживать горение.Возникающее в результате повышение температуры выхлопных газов увеличивает скорость струи, выходящей метательное сопло и, следовательно, увеличивает мощность двигателя толкать. Эту увеличенную тягу можно было получить за счет использования двигатель большего размера, но при этом увеличился бы вес, лобовой площадь и общий расход топлива. Форсаж обеспечивает лучший метод увеличения тяги на короткое время.

Форсажные камеры очень неэффективны, так как требуют непропорциональное увеличение расхода топлива за доп. тяга, которую они производят. Дожигание используется в тех случаях, когда топливо эффективность не имеет решающего значения, например, при взлете самолета с коротких взлетно-посадочных полос и в бою, где быстрое увеличение время от времени может потребоваться скорость.

Типовое струйное оборудование дожигания

Принципы работы самолетов

В то время как подъемная сила зависит от формы профиля крыла, тяга во многом зависит от силовой установки самолета.В пропеллер и двигатель — два самых важных элемента в создание тяги. Пропеллеры — это изогнутые лопасти, которые создают тяга почти так же, как крыло создает подъемную силу. Лезвия ударить в воздух под малым углом атаки.

Продвинутые пропеллеры могут измените угол атаки, чтобы получить максимальную степень тяги. Эти продвинутые гребные винты с регулируемым шагом можно настроить для полная мощность на малых скоростях, необходимая для взлета. Их также можно установить грубая для высоких скоростей движения при пониженных оборотах двигателя.Винты на малых самолетах авиации общего назначения обеспечивают надлежащую тяга только с легкопоршневым двигателем. Однако более тяжелые самолеты приходится полагаться на более мощные газотурбинные двигатели по тяге.

Реактивные двигатели используются в большинстве современных крупногабаритных самолетов. Процесс , с помощью которого работает реактивный двигатель, лучше всего можно описать следующим образом: «сосать, сжимать, бухать, дуть». Сначала воздух втягивается в всасывание (сосать) и сжатый (сжатие), что приводит к повышение давления воздуха. Затем добавляется топливо и сжигается в камера сгорания (взрыв).При сгорании воздух нагревается, что приводит к его быстрому расширению. и производят высокоскоростной поток горячего воздуха.

Затем воздух проходит через турбину, которая напоминает веер. Высота Скорость воздуха вращает лопатки турбины, которые, в свою очередь, вращают вал. Вал соединен с компрессором. Таким образом, турбина извлекает небольшое количество энергии из газа для питания компрессора. Большая часть энергии выбрасывается с такой же силой, как и горячий воздух. выхлопное сопло (дуть) и продвигает самолет вперед.Реактивные двигатели построены по одноступенчатой конструкции, компрессор на одном конце вала с турбиной на другом. Гибридный самолет, как и Harrier Jet, используйте подвижные форсунки. который может указывать вниз, чтобы обеспечить тягу для вертикального взлета и вернуться для обычного полета вперед.

Важным событием в конструкции силовой установки стал турбовентилятор двигатель. Воздушный поток через эти двигатели намного больше, что снижает внутреннюю температуру и значительно увеличение тяги.Эти двигатели также тише, их легче поддерживать и использовать меньше топлива. Турбореактивные двухконтурные двигатели, в отличие от реактивных двигателей, являются двухшпульный или трехшпульные конструкции.

реактивный двигатель | инженерия | Britannica

Газовая турбина работает по циклу Брайтона, в котором рабочая жидкость представляет собой непрерывный поток воздуха, попадающего во впускное отверстие двигателя. Сначала воздух сжимается турбокомпрессором до степени сжатия, обычно в 10-40 раз превышающего давление входящего воздушного потока (как показано на рисунке 1).Затем он поступает в камеру сгорания, куда вводится постоянный поток углеводородного топлива в форме капель распыляемой жидкости и пара или того и другого, и он сгорает при приблизительно постоянном давлении. Это приводит к возникновению непрерывного потока продуктов сгорания под высоким давлением, средняя температура которого обычно составляет от 980 до 1540 ° C или выше. Этот поток газов проходит через турбину, которая связана с компрессором крутящим моментом вала и отбирает энергию из газового потока для приведения в действие компрессора.Поскольку тепло было добавлено к рабочему телу при высоком давлении, поток газа, который выходит из газогенератора после расширения через турбину, содержит значительное количество избыточной энергии, т. Е. Газовую мощность, из-за своего высокого давления, высокой температура и высокая скорость, которые могут быть использованы для двигательных целей.

Рис. 1: Поперечное сечение турбореактивного двигателя и (ниже) график типичных условий эксплуатации его рабочего тела.
Британская энциклопедия, Inc.
Тепло, выделяемое при сжигании типичного реактивного топлива в воздухе, составляет примерно 43 370 килоджоулей на килограмм (18 650 британских тепловых единиц на фунт) топлива. Если бы этот процесс был на 100 процентов эффективен, он бы производил мощность газа на каждую единицу расхода топлива в 7,45 лошадиных сил / (фунтов в час) или 12 киловатт / (кг в час). Фактически, некоторые практические термодинамические ограничения, которые являются функцией максимальной температуры газа, достигаемой в цикле, ограничивают эффективность процесса примерно до 40 процентов от этого идеального значения.Пиковое давление, достигаемое в цикле, также влияет на эффективность производства энергии. Это означает, что нижний предел удельного расхода топлива (SFC) для двигателя, производящего газовую мощность, составляет 0,336 (фунта в час) / лошадиная сила или 0,207 (кг в час) / киловатт. На практике SFC даже выше этого нижнего предела из-за неэффективности, потерь и утечек в отдельных компонентах первичного двигателя.
Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчас
Поскольку вес и объем имеют большое значение в общей конструкции самолета и поскольку силовая установка составляет значительную долю от общего веса и объема любого самолета, эти параметры должны быть минимизированы в конструкции двигателя. Воздушный поток, который проходит через двигатель, является представительной мерой площади поперечного сечения двигателя и, следовательно, его веса и объема. Следовательно, важным показателем качества первичного двигателя является его удельная мощность — количество энергии, которое он вырабатывает на единицу воздушного потока.Эта величина очень сильно зависит от максимальной температуры газа в активной зоне на выходе из камеры сгорания. Современные двигатели вырабатывают от 150 до 250 лошадиных сил / (фунт в секунду) или от 247 до 411 киловатт / (кг в секунду).

Движитель

Мощность газового двигателя, создаваемая первичным двигателем в виде горячего газа под высоким давлением, используется для приведения в действие движителя, позволяя ему создавать тягу для приведения в движение или подъема самолета. Принцип создания такой тяги основан на втором законе движения Ньютона.Этот закон обобщает наблюдение, что сила ( F ), необходимая для ускорения дискретной массы ( м ), пропорциональна произведению этой массы на ускорение ( a ). Фактически, где масса принимается как вес ( w ) объекта, деленный на ускорение свободного падения ( g ) в том месте, где объект был взвешен. В случае реактивного двигателя обычно имеют дело с ускорением постоянного потока воздуха, а не с дискретной массой.Здесь эквивалентное утверждение второго закона движения состоит в том, что сила ( F ), необходимая для увеличения скорости потока жидкости, пропорциональна произведению скорости массового потока ( M ) потока и изменение скорости потока, где скорость на входе ( V ₀) относительно двигателя принимается за скорость полета, а скорость выброса ( V _j) — за выхлоп или струю скорость относительно двигателя. W — это скорость массового расхода рабочего тела (т. Е. Воздуха или продуктов сгорания), деленная на ускорение свободного падения в месте измерения массового расхода. Относительно небольшой эффект массового расхода топлива на создание разницы между массовым расходом входящего и выхлопного потоков намеренно не принимается во внимание.

Таким образом, можно сделать вывод, что компоненты движителя должны оказывать силу F на поток воздуха, проходящий через движитель, если это устройство ускоряет воздушный поток от скорости полета V ₀ до скорости нагнетания V _к.Реакция на эту силу F в конечном итоге передается от опор движителя к летательному аппарату как движущая сила.

Существует два общих подхода к преобразованию мощности на газе в тягу. В одном из них вторая турбина (то есть турбина низкого давления или мощная турбина) может быть введена в проточный тракт двигателя для извлечения дополнительной механической мощности из доступной газовой мощности. Затем эту механическую мощность можно использовать для привода внешнего движителя, такого как винт самолета или винт вертолета.В этом случае тяга развивается в движителе, поскольку он возбуждает и ускоряет воздушный поток, проходящий через движитель, то есть воздушный поток, отдельный от потока, проходящего через первичный движитель.

Во втором подходе высокоэнергетический поток, подаваемый первичным двигателем, может подаваться непосредственно в реактивное сопло, которое ускоряет газовый поток до очень высокой скорости на выходе из двигателя, что характерно для турбореактивного двигателя. В этом случае тяга развивается в компонентах первичного двигателя, поскольку они приводят в действие газовый поток.

В других типах двигателей, таких как турбореактивный, тяга создается обоими подходами: большая часть тяги создается вентилятором, который приводится в действие турбиной низкого давления и который возбуждает и ускоряет байпасный поток ( см. Ниже ). Оставшаяся часть общей тяги получается за счет основного потока, который выходит через реактивное сопло.

Подобно тому, как первичный двигатель является несовершенным устройством для преобразования теплоты сгорания топлива в мощность газа, так и движитель является несовершенным устройством для преобразования мощности двигателя на газе в тяговое усилие.Обычно в высокотемпературном высокоскоростном реактивном потоке, выходящем из движителя, остается много энергии, которая не полностью используется для движения. Эффективность движителя, тяговая эффективность η _p, представляет собой часть доступной энергии, которая эффективно используется для приведения в движение летательного аппарата, по сравнению с полной энергией реактивного потока. Для простого, но представительного случая, когда поток нагнетаемого воздуха равен входящему потоку газа, было обнаружено, что

Хотя скорость струи V _j должна быть больше, чем скорость воздушного судна V ₀ для создания полезная тяга, большая скорость реактивной струи, значительно превышающая скорость полета, может быть очень пагубной для тяги.Максимальный тяговый КПД достигается, когда скорость струи почти равна (но, при необходимости, немного выше) скорости полета. Этот фундаментальный факт привел к появлению большого количества реактивных двигателей, каждый из которых предназначен для создания определенного диапазона скоростей реактивной струи, который соответствует диапазону скоростей полета самолета, на котором он должен работать.

Чистая оценка эффективности реактивного двигателя — это измерение расхода топлива на единицу создаваемой тяги (например,g. в фунтах или килограммах в час израсходованного топлива на фунты или килограммы создаваемой тяги). Простого обобщения значения удельного расхода топлива тягового двигателя не существует. Это не только сильная функция эффективности первичного двигателя (и, следовательно, его степени давления и температуры пикового цикла), но также и тягового КПД движителя (и, следовательно, типа двигателя). Это также сильно зависит от скорости полета самолета и температуры окружающей среды (которая, в свою очередь, сильно зависит от высоты, времени года и широты).

Авиационные двигатели — обзор

Сама газовая турбина работает практически одинаково, независимо от того, находится ли она на суше, в воздухе или в море. Однако операционная среда и критичность рассматриваемого приложения могут потребовать внесения изменений в конструкцию и систему. Например, газогенератор, показанный на Рисунке 1-1, может работать в режиме механического привода, чтобы приводить в действие компрессоры, которые перемещают газ по трубопроводу. По сути, одна и та же машина может использоваться для выработки энергии.Его также можно использовать в качестве силовой установки на самолете. Однако компоновка, другое турбомашинное оборудование, поставляемое с газовой турбиной, и дополнительные системы будут различаться в каждом случае.

Прямой привод и механический привод

В наземных отраслях промышленности газовые турбины могут использоваться как с прямым, так и с механическим приводом.

При производстве электроэнергии вал газовой турбины соединяется с валом генератора либо напрямую, либо через редуктор: применение «прямой привод». Коробка передач необходима в приложениях, где производитель предлагает пакет для приложений 60 и 50 (Герц, Гц).В этих случаях коробка передач будет использовать примерно 2 процента мощности, развиваемой турбиной.

Приложения для выработки электроэнергии распространяются на использование морских платформ. Минимизация веса является основным соображением для этой услуги, и используемые газовые турбины, как правило, являются «авиационными производными» (производными от более легких газовых турбин, разработанных для использования в самолетах).

Для применений с механическим приводом компоновка турбинного модуля отличается. В этих случаях комбинация компрессорного модуля, модуля камеры сгорания и турбинного модуля называется газогенератором.За турбинным концом газогенератора находится свободно вращающаяся турбина. Это может быть один или несколько этапов. Он не связан механически с газогенератором, а вместо этого механически связан, иногда через коробку передач, с оборудованием, которым он управляет. Компрессоры и насосы относятся к числу потенциально «приводных» узлов турбомашин (см. Рисунок 1-4).

Рисунок 1-4. Типичная турбина свободной мощности.
(Источник: Bloch and Soares, Process Plant Machinery, Second Edition. Boston: Butterworth-Heinemann, 1998.)
В приложениях для выработки электроэнергии мощность / размер газовой турбины измеряется мощностью, которую она вырабатывает в генераторе (единицы ватты, киловатты, мегаватты). В приложениях с механическим приводом мощность газовой турбины измеряется в лошадиных силах (л.с.), которые представляют собой развиваемый крутящий момент, умноженный на скорость вращения турбины.

В авиационных двигателях, если турбина приводит в движение ротор (вертолет) или пропеллер (турбовинтовой самолет), то ее мощность измеряется в лошадиных силах. Это означает, что передача крутящего момента от вала газовой турбины, в принципе, является разновидностью применения механического привода.Если авиационный газотурбинный двигатель работает в турбореактивном или прямоточном режиме (т.е. газовая турбина вытесняет выхлопные газы, и тяга этого выброса толкает самолет вперед), его мощность измеряется в фунтах тяги. Ниже приведены примеры эксплуатационных характеристик наземных газовых турбин.

Alstom GT 24 / GT 26 (188 МВт 60 Гц, 281 МВт 50 Гц). Оба используются в простом цикле, комбинированном цикле и других приложениях Cogen.
9019 Степень давления компрессора
<25 902 ppm13

GT24 (ISO 2314: 1989)

Топливо Природный газ

Частота 60 Гц

2 9019 Общая электрическая мощность .7 МВт *

Общий электрический КПД 36,9%

Полная тепловая мощность 9251 БТЕ / кВтч

Скорость вращения турбины 3600 об / мин

Расход выхлопных газов 445 кг / с

Температура выхлопных газов 612 ° C

NO _x выбросы (соответствует 15% O2, сухой)

(Источник: Alstom Power.)
12

GT26 (ISO 2314: 1989)

Топливо Природный газ

Частота 50 Гц

MW 9019 902 901 Общий электрический КПД 38,3%

Полная мощность нагрева 8910 БТЕ / кВт · ч

Скорость турбины 3000 об / мин

Степень давления выхлопного газа Степень давления выхлопного газа 32 632 кг / с

Температура выхлопных газов 615 ° C

NO _x выбросы (корр.до 15% O2, сухой) <25 об / мин

Alstom GT 11N2, 60 Гц или 50 Гц (с коробкой передач). Используется в простом цикле, комбинированном цикле и других приложениях когенерации.
399/ с

GT11N2 (50 Гц)

Топливо Природный газ

Частота 50 Гц

2 9019 M 9019 Gross электрическая мощность 902 33.1%

Общий расход тепла 10,305 БТЕ / кВтч

Скорость вращения турбины 3600 об / мин

Степень давления компрессора 15,5: 1

Температура выхлопных газов 531 ° C

NO _x выбросы (соответствует 15% O2, сухой) <25 vppm

(Источник: Alstom Power.)

Gross электрический выход

GT11N2 (60 Гц)

Топливо Природный газ

Частота 60 Гц

33,6%

Полная мощность нагрева 10,150 БТЕ / кВтч

Скорость турбины 3600 об / мин

Степень давления компрессора 15.5: 1

Расход выхлопных газов 399 кг / с

Температура выхлопных газов 531 ° C

NO _x Выбросы <25 млн. 15% O2, сухой)

Промышленная газовая турбина SGT-600 — 25 МВт (бывшее обозначение, Alstom GT10)
12 9019 9019

Технические характеристики:

19 Двойное топливо Природный газ 901 и жидкость

Частота 50/60 Гц

Электрический выход 24.8 МВт

Электрический КПД 34,2%

Тепловая мощность 10,535 кДж / кВтч

Скорость вращения турбины 7,700 об / мин

Степень давления компрессора Расход выхлопных газов 80,4 кг / с

Температура выхлопных газов 543 ° C

NO _x выбросы (соответствует 15% O2, сухой) <25 vppm000
9682 (Источник: Siemens Westinghouse.)

Универсальность применения с наземными газовыми турбинами

Рабочий режим газовой турбины дает ей уникальный потенциал адаптации к размеру. Самые большие газовые турбины сегодня имеют мощность более 200 МВт (мегаватт), что затем помещает газовые турбины в категорию приложений, которой до недавнего времени владели только паровые турбины.

Самые маленькие газовые турбины — это микротурбины. Наименьшие коммерчески доступные микротурбины часто используются в приложениях для малой выработки электроэнергии (распределенная мощность) и могут достигать 50 кВт (киловатт).Продолжается работа над микротурбинами, размер которых будет уменьшен. Мир «личных турбин», где можно было бы подключить эту турбину к «разъему для привода» в машине, прийти домой с работы и подключить ее к «домашнему слоту» для всей своей домашней мощности, — это заметный, хотя и непредсказуемый , цель.

Понимание исторического происхождения газовой турбины и других применений дает сообществу газовых турбин лучшее решение для оптимизации конструкции, эксплуатации и технического обслуживания. Газовые турбины проявили себя во время Второй мировой войны.В мирное время НАСА взяло на себя исследования, которые привели к созданию лучших сплавов, компонентов и методов проектирования. Затем эта технология была передана военной авиации, а затем коммерческой авиации.

Однако одни и те же производители обычно также производят газовые турбины для наземного и морского использования. Таким образом, газовые турбины с «авиационным двигателем» были естественным ответвлением своих летучих предшественников.

Авиационные газовые турбины — это, по сути, авиационные газовые турбины, которые устанавливаются на легкую раму и устанавливаются на плоской поверхности (наземные, морские суда или морские платформы).Авиационные производные обычно используются в сфере производства электроэнергии, особенно там, где требуется относительно легкий корпус, например, в морских условиях.

Двигатели Rolls Royce Spey и Olympus, например, оба являются авиационными двигателями, но они также популярны, когда комплектуются как авиационные двигатели для наземных и морских платформ.

Пратт и Уитни (PW) JT-8D когда-то был самым большим из существующих семейств авиадвигателей. Двигатель впервые появился в 1950-х годах и уже тогда развивал около 10 000 фунтов тяги.Несколько вариантов основного сердечника привели к версии, которая примерно двадцать лет спустя обеспечивала тягу около 20 000 фунтов. Это постепенное развитие мощности на основе той же базовой конструкции позволяет сэкономить на затратах на разработку, складских запасах и обслуживании. FT-8D от PW — их авиационный эквивалент, используемый как в производстве электроэнергии, так и в механических приводах.

Аналогично, семейства LM2500 и LM6000 от General Electric (GE) (авиационные) по сути являются авиационными двигателями CF6-80C2, адаптированными для наземного использования.То, что было GT35 от ABB (наземный), затем GT35 от Alstom (смена корпоративного владельца), затем SGT500 от Siemens Westinghouse (еще одна корпоративная покупка) — еще один пример авиационного производства. Большинство авиационных производных могут также использоваться в морских (паромных, корабельных) приложениях. Некоторые из них также используются в мобильных наземных приложениях, например, в военных танках.

Авиационные и авиационные газотурбинные двигатели, вероятно, будут построены по модульному принципу. Это означает, что один модуль газотурбинного двигателя может быть выведен из эксплуатации, а другие модули оставлены на месте.Заменяющий модуль может быть вставлен вместо снятого модуля, чтобы газовая турбина могла возобновить работу. Промышленный двигатель, скорее всего, будет построен в немодульном формате. Если в какой-либо части промышленного двигателя возникнут серьезные проблемы, вполне вероятно, что весь двигатель будет «остановлен на обслуживании».

Термин «промышленная» газовая турбина подразумевает более тяжелую раму и модель газовой турбины, которая не была предназначена для работы, где соотношение массы (веса) к мощности (другими словами минимизация веса для электростанции) являлось первостепенной задачей.Тем не менее, металлургические отборы для современных промышленных предприятий отражают лучшие разработки металлургических отборов. Сфера газовых турбин является высококонкурентной, и ведется поиск самых высоких температур на входе в турбину (TIT), которые могут быть допущены при выборе металлургии и топлива, поскольку это оптимизирует пиковую мощность газовой турбины. Другими словами, промышленные рамы 7 и 9 GE (будь то технологии «-F», «-G» или «-H») могут включать в себя металлургию, аналогичную той, которая используется в их авиационных двигателях.Буквы F, G и H относятся к предельным значениям температуры и, следовательно, подразумевают более высокую мощность (с «более поздними» буквами алфавита).

Некоторые обозначения моделей турбин могут сбивать с толку с точки зрения их корпоративной собственности. Частично это связано с тем, что рынок газовых турбин OEM (производитель оригинального оборудования) постоянно меняется в связи с корпоративными слияниями, частичными слияниями, выкупом определенных подразделений и совместных предприятий. Поэтому в этом разделе и разделе о комбинированных циклах есть несколько примечаний об истории обозначений моделей конкретных двигателей и предыдущих владениях.Это имеет большое значение, когда речь идет о нюансах конструкции любой газовой турбины. Это очень важно для операторов, поскольку они могут принимать более обоснованные решения относительно капитального ремонта, оптимизации производительности, обновления компонентов и модернизации систем своих турбин.

Любое применение газовой турбины может многое предложить конечным пользователям в других отраслях промышленности . Производство электроэнергии часто является наименее требовательным приложением для данной газовой турбины, если оно не используется в режиме переменной нагрузки / пиковой нагрузки.Механические приводы чаще испытывают колебания нагрузки. Одним из примеров могут быть турбины, приводящие в действие насосы, которые повторно закачивают (в почву) различные объемы морской воды, которые сопровождают добычу нефти и газа на «смешанных месторождениях» (месторождения нефти, газа и морской воды).

Турбины авиационных двигателей могут подвергаться различным нагрузкам в зависимости от условий их эксплуатации. Если, например, рассматривать пилотажную эскадрилью, необходимо знать, что двигатели самолетов, пытающихся держаться на фиксированном расстоянии от законцовки крыла лидера формирования, могут накапливать потери жизненного цикла в двадцать раз больше, чем у двигателей лидера формирования. .

Другими словами, вариации всех параметров, которые относятся к общему сроку службы газовой турбины, сроку службы компонентов или времени между капитальными ремонтами (TBO), дают возможность операторам газовых турбин получить представление о том, работает эта турбина в «их» отрасли или нет. Уроки, извлеченные в одном секторе промышленности в области металлургии газовых турбин и операционных систем, таких как средства управления или мониторинг состояния, могут быть некоторым образом применены к другим приложениям газовых турбин.

Как мы увидим в главе 2, историки газовых турбин могут утверждать, что авиационный газотурбинный двигатель был разработан задолго до своего наземного аналога, или наоборот.По этому предмету будут представлены различные школы мысли, чтобы читатель мог сделать свои собственные выводы. Однако бесспорно то, что газовая турбина также является универсальным двигательным механизмом с точки зрения авиационных применений.

Общие требования к авиационным двигателям
Движущая сила достигается за счет вытеснения рабочего тела (опять же атмосферного воздуха). Этот воздух не обязательно является тем же воздухом, который используется в двигателе. Путем вытеснения воздуха в направлении, противоположном направлению движения самолета, можно развивать тягу.Это приложение третьего закона движения Ньютона. В нем говорится, что на каждое действие есть равная и противоположная реакция. Таким образом, когда воздух вытесняется в заднюю часть самолета, он движется вперед по этому принципу. Одно из неверных толкований этого принципа состоит в том, что воздух толкает воздух позади самолета, заставляя его двигаться вперед. Это неправда. У ракет в космосе нет воздуха, чтобы толкнуть их, но они могут создавать тягу, используя третий закон Ньютона. Атмосферный воздух является основной жидкостью, используемой для приведения в движение силовой установки любого типа самолета, за исключением ракеты, в которой все газы сгорания ускоряются и вытесняются.Ракета должна обеспечивать все топливо и кислород для сгорания и не зависит от атмосферного воздуха. Ракета несет в себе собственный окислитель, а не использует для сгорания окружающий воздух. Он выпускает газообразные побочные продукты сгорания через выхлопное сопло с чрезвычайно высокой скоростью (действие) и движется в другом направлении (реакция).
Воздушные винты самолетов с поршневыми или турбовинтовыми двигателями ускоряют большие массы воздуха с относительно меньшей скоростью за счет вращения воздушного винта.Такую же тягу можно создать, разогнав небольшую массу воздуха до очень высокой скорости. Рабочая жидкость (воздух), используемая для создания движущей силы, представляет собой количество воздуха, отличное от количества воздуха, используемого в двигателе для выработки механической энергии для вращения гребного винта.

Турбореактивные, прямоточные и импульсные двигатели являются примерами двигателей, которые ускоряют меньшее количество воздуха за счет большого изменения скорости. В качестве движущей силы они используют ту же рабочую жидкость, что и двигатель.Одной из проблем этих типов двигателей является шум, производимый высокоскоростным воздухом, выходящим из двигателя. Термин турбореактивный двигатель использовался для описания любого газотурбинного двигателя, но с учетом различий в газовых турбинах, используемых в самолетах, этот термин используется для описания типа газовой турбины, которая пропускает все газы через сердечник двигателя напрямую.

Турбореактивные, прямоточные и импульсные двигатели практически не используются в современных самолетах из-за шума и расхода топлива. В малых самолетах авиации общего назначения используются в основном поршневые двигатели с горизонтально расположенными поршневыми двигателями.Хотя на некоторых самолетах по-прежнему используются радиально-поршневые двигатели, их использование очень ограничено. Многие самолеты используют форму газотурбинного двигателя для выработки тяги. Эти двигатели обычно представляют собой турбовинтовые, турбовальные, двухконтурные и несколько турбореактивных двигателей. «Турбореактивный двигатель» — это прежнее название любого газотурбинного двигателя. Теперь, когда существует так много различных типов газотурбинных двигателей, для описания большинства газотурбинных двигателей используется термин «газотурбинный двигатель». Все четыре ранее упомянутых двигателя относятся к семейству газотурбинных двигателей.

Все авиационные двигатели должны отвечать определенным общим требованиям эффективности, экономичности и надежности. Помимо экономичности в расходе топлива, авиационный двигатель должен быть экономичным в отношении стоимости первоначальной закупки и стоимости обслуживания; и он должен соответствовать строгим требованиям к эффективности и низкому соотношению веса и мощности. Он должен обеспечивать стабильно высокую выходную мощность без ущерба для надежности; он также должен быть долговечным, чтобы работать в течение длительного времени между капитальными ремонтами.Он должен быть как можно более компактным, но при этом иметь легкий доступ для обслуживания. Он должен быть максимально свободным от вибраций и иметь возможность охватывать широкий диапазон выходной мощности на различных скоростях и высотах.

Эти требования диктуют использование систем зажигания, которые подают импульс зажигания на свечи зажигания в нужное время при любой погоде и других неблагоприятных условиях. Системы подачи топлива двигателя обеспечивают дозированное количество топлива в правильном соотношении топливо / воздух, попадающее в двигатель, независимо от положения, высоты или типа погоды, в которой работает двигатель.Двигатель нуждается в масляной системе, которая подает масло под нужным давлением для смазки и охлаждения всех рабочих частей двигателя во время его работы. Также он должен иметь систему демпфирующих устройств для гашения колебаний двигателя во время его работы.

Мощность и вес

Полезной выходной мощностью всех силовых установок самолета является тяга, сила, которая движет самолет. Поскольку поршневой двигатель рассчитан на тормозную мощность (л. значение 375 миль-фунтов в час выводится из базовой формулы мощности следующим образом:

1 л.с. = 33000 фут-фунт в минуту

33000 × 60 = 1 980 000 фут-фунт в час

1 980 000 = 375 миль- фунтов в час

5280 футов на милю

Одна лошадиная сила равна 33000 фут-фунт в минуту или 375 миль-фунт в час.В статических условиях тяга оценивается примерно как 2,6 фунта в час.

Если газовая турбина создает тягу 4000 фунтов и самолет, на котором установлен двигатель, движется со скоростью 500 миль в час, thp составляет:

4000 × 500 = 5 333,33 thp

375

Необходимо, чтобы рассчитайте мощность для каждой скорости самолета, поскольку мощность зависит от скорости. Следовательно, нецелесообразно пытаться оценивать или сравнивать мощность газотурбинного двигателя на основе лошадиных сил.Авиационный двигатель работает на относительно высоком проценте своей максимальной выходной мощности на протяжении всего срока службы. При взлете двигатель самолета работает на полную мощность. Он может удерживать эту мощность в течение определенного периода времени до пределов, установленных производителем. Двигатель редко работает на максимальной мощности более 2 минут и обычно не так долго. В течение нескольких секунд после отрыва мощность снижается до мощности, которая используется для набора высоты и может поддерживаться в течение более длительных периодов времени.После того, как самолет наберет крейсерскую высоту, мощность двигателя (ов) дополнительно снижается до крейсерской мощности, которая может поддерживаться в течение всего полета.

Если вес двигателя на каждую тормозную мощность (называемую удельным весом двигателя) уменьшается, полезная нагрузка, которую может нести самолет, и его летно-технические характеристики, очевидно, увеличиваются. Каждый лишний фунт веса, переносимый авиационным двигателем, снижает его производительность. Значительное улучшение в снижении веса авиационного двигателя за счет улучшенной конструкции и металлургии привело к созданию поршневых двигателей с значительно улучшенным удельным весом (удельной массой).

Топливная экономичность

Базовым параметром для описания топливной экономичности авиационных двигателей обычно является удельный расход топлива. Удельный расход топлива для газовых турбин — это расход топлива, измеренный в (фунт / час), деленный на тягу (фунты), а для поршневых двигателей — расход топлива (фунт / час), деленный на тормозную мощность. Они называются удельным расходом топлива на тягу и удельным расходом топлива на тормоз, соответственно. Эквивалентный удельный расход топлива используется для турбовинтового двигателя и представляет собой расход топлива в фунтах в час, деленный на эквивалентную мощность на валу турбовинтового двигателя в лошадиных силах.Можно сравнивать различные двигатели на основе конкретного расхода топлива. На малых оборотах поршневые и турбовинтовые двигатели имеют лучшую экономичность, чем чисто турбореактивные или турбовентиляторные двигатели. Однако на высоких скоростях из-за потери эффективности воздушного винта эффективность поршневого или турбовинтового двигателя становится ниже на 400 миль в час ниже, чем у турбовентиляторного двигателя. Эквивалентный удельный расход топлива используется для турбовинтового двигателя и представляет собой расход топлива в фунтах в час, деленный на эквивалентную мощность на валу турбовинтового двигателя в лошадиных силах.Можно сравнивать различные двигатели на основе конкретного расхода топлива.

Долговечность и надежность

Долговечность и надежность обычно считаются идентичными факторами, поскольку трудно упомянуть одно, не включив другое. Авиационный двигатель является надежным, если он может работать с заданными характеристиками в самых разных положениях полета и в экстремальных погодных условиях. Производитель двигателя обеспечивает надежность продукта путем проектирования, исследований и испытаний.Поддерживается тщательный контроль процессов производства и сборки, и каждый двигатель тестируется перед отправкой с завода.

Долговечность — это срок службы двигателя при сохранении желаемой надежности. Тот факт, что двигатель успешно прошел типовые или контрольные испытания, указывает на то, что он может эксплуатироваться в нормальном режиме в течение длительного периода, прежде чем потребуется капитальный ремонт. Однако в номинальных характеристиках двигателя не указывается и не подразумевается определенный интервал времени между капитальными ремонтами.Время между капитальными ремонтами (TBO) зависит от условий эксплуатации, таких как температура двигателя, количество времени, в течение которого двигатель работает с настройками высокой мощности, и полученное техническое обслуживание. Рекомендуемые межремонтные периоды указываются производителем двигателя.

Надежность и долговечность заложены в двигатель производителем, но постоянная надежность двигателя определяется обслуживающим, капитальным ремонтом и обслуживающим персоналом. Тщательные методы технического обслуживания и капитального ремонта, тщательные периодические и предполетные проверки, а также строгое соблюдение эксплуатационных ограничений, установленных производителем двигателя, делают отказ двигателя редким явлением.

Эксплуатационная гибкость

Эксплуатационная гибкость — это способность двигателя работать плавно и обеспечивать желаемую производительность на всех скоростях от холостого хода до полной выходной мощности. Авиационный двигатель также должен эффективно функционировать при всех вариациях атмосферных условий, встречающихся при широкомасштабных операциях.

Компактность

Для обеспечения надлежащей обтекаемости и балансировки самолета форма и размер двигателя должны быть как можно более компактными. В самолетах с одним двигателем форма и размер двигателя также влияют на обзор пилота, делая двигатель меньшего размера лучше с этой точки зрения, в дополнение к уменьшению сопротивления, создаваемого большой площадью лобовой части.

Ограничения по весу, естественно, тесно связаны с требованием компактности. Чем более вытянутый и разложенный двигатель, тем труднее удерживать удельный вес в допустимых пределах.

Выбор силовой установки

Удельный вес двигателя и удельный расход топлива обсуждались в предыдущих параграфах, но для определенных требований к конструкции окончательный выбор силовой установки может быть основан на факторах, отличных от тех, которые могут быть рассмотрены с аналитической точки зрения.По этой причине следует общее обсуждение выбора силовой установки.

Для самолетов, крейсерская скорость которых не превышает 250 миль в час, поршневой двигатель является обычным выбором силовой установки. Когда требуется экономия в диапазоне низких скоростей, выбирается обычный поршневой двигатель из-за его превосходной эффективности и относительно низкой стоимости. Когда требуются высотные характеристики, может быть выбран поршневой двигатель с турбонаддувом, поскольку он способен поддерживать номинальную мощность на большой высоте (более 30 000 футов).Газотурбинные двигатели наиболее экономично работают на больших высотах. Хотя в большинстве случаев газотурбинный двигатель обеспечивает превосходные характеристики, стоимость газотурбинных двигателей является ограничивающим фактором. В диапазоне крейсерской скорости от 180 до 350 миль в час турбовинтовой двигатель работает очень хорошо. Он развивает большую мощность на фунт веса, чем поршневой двигатель, что позволяет увеличить топливную нагрузку или полезную нагрузку для двигателей заданной мощности. От 350 миль / ч до 0,8–9 Маха турбовентиляторные двигатели обычно используются в авиалиниях.Самолеты, предназначенные для работы на скорости 1 Маха или выше, оснащены чисто турбореактивными двигателями / двигателями дожигания (усиленными) или турбовентиляторными двигателями с малым байпасом.

СВЯЗАННЫЕ ЗАПИСИ

Как запускают реактивные двигатели на самолетах?

Газотурбинные двигатели бывают разных форм и размеров. Один из типов, обсуждаемых в статье «Как работают газотурбинные двигатели», включает в себя обычный «реактивный» двигатель самолета. Горячие газы, производимые горящим топливом, приводят в движение лопатки точно так же, как ветер вращает ветряную мельницу.Лопатки соединяются с валом, который также вращает компрессор турбины. Другой тип газотурбинного двигателя, популярный в танках и вертолетах, имеет один набор лопаток для привода компрессора, а также отдельный набор лопаток, приводящих в движение выходной вал. В обоих этих типах двигателей вам нужно заставить вращаться главный вал, чтобы запустить двигатель.

В этом процессе пуска обычно используется электродвигатель для вращения вала главной турбины. Двигатель привинчен к внешней стороне двигателя и использует вал и шестерни для соединения с главным валом.Электродвигатель вращает главный вал до тех пор, пока через компрессор и камеру сгорания не пройдет достаточно воздуха, чтобы зажечь двигатель. Топливо начинает течь, и воспламенитель, похожий на свечу зажигания, воспламеняет топливо. Затем поток топлива увеличивается, чтобы раскрутить двигатель до его рабочих оборотов. Если вы когда-нибудь были в аэропорту и наблюдали запуск большого реактивного двигателя, вы знаете, что лопасти начинают медленно вращаться. Этим занимается электрический стартер. Затем вы (иногда) слышите хлопок и видите, как из задней части двигателя выходит дым.Затем двигатель раскручивается и начинает развивать тягу.

На небольших газотурбинных двигателях (особенно домашних моделях) другой способ запустить двигатель — просто продуть воздухозаборник с помощью фена или воздуходувки.

No related posts.

GT24 (ISO 2314: 1989)
Топливо	Природный газ
Частота	60 Гц
2 9019 Общая электрическая мощность	.7 МВт *
Общий электрический КПД	36,9%
Полная тепловая мощность	9251 БТЕ / кВтч
Скорость вращения турбины	3600 об / мин
Расход выхлопных газов	445 кг / с
Температура выхлопных газов	612 ° C
NO _x выбросы (соответствует 15% O2, сухой)

Технические характеристики:
19 Двойное топливо Природный газ 901 и жидкость
Частота	50/60 Гц
Электрический выход	24.8 МВт
Электрический КПД	34,2%
Тепловая мощность	10,535 кДж / кВтч
Скорость вращения турбины	7,700 об / мин
		Степень давления компрессора Расход выхлопных газов	80,4 кг / с
Температура выхлопных газов	543 ° C
NO _x выбросы (соответствует 15% O2, сухой)	<25 vppm000

3.3.1. Трудовая функция / КонсультантПлюс

Поршневой авиационный двигатель. Устройство и принцип работы

Устройство и принцип работы звездообразного двигателя — видео

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ НА САЙТЕ

Напишите отзыв о статье «Звездообразный двигатель»

Примечания

Ссылки

Отрывок, характеризующий Звездообразный двигатель

Современные области применения поршневых моторов

Виды поршневых авиамоторов

Двигатели с V-образным расположением цилиндров

Радиальный авиационный поршневой двигатель

Современные авиадвигатели

Авиационные масла

Отечественные поршневые авиационные моторы

Самый большой поршневой авиадвигатель

Сверхпроводник на борту: в России создали мощный электрический авиадвигатель | Статьи

Как работает двигатель самолета

Как работает двигатель самолета

Конструкция

Виды двигателей

Принцип работы турбореактивного двигателя самолёта

Принцип работы реактивного двигателя

Компрессор

Камера горения

Турбина

Принцип работы турбореактивного двигателя

Атомный двигатель

Как работает двигатель самолета: тонкости и нюансы

История развития авиадвигателей

Как устроен двигатель

Какие варианты двигателей есть

Принцип работы реактивного двигателя

Как работает реактивный двигатель

Устройство реактивного двигателя

Разновидности реактивных двигателей

О шуме авиационного двигателя и не только… /»Военно-промышленный курьер» — О нас пишут — Медиабанк — Пресс-центр

Глава первая Закат славы поршневого авиационного двигателя

Испытания гибридной силовой установки в составе летающей лаборатории начались в Новосибирске » Авиация России

Поршневые двигатели

Принципы работы реактивного двигателя

Принципы работы самолетов

реактивный двигатель | инженерия | Britannica

Движитель

Авиационные двигатели — обзор

Прямой привод и механический привод

Универсальность применения с наземными газовыми турбинами

Общие требования к авиационным двигателям

Мощность и вес

Топливная экономичность

Долговечность и надежность

Эксплуатационная гибкость

Компактность

Выбор силовой установки

Как запускают реактивные двигатели на самолетах?

Добавить комментарий Отменить ответ