Toyota-navi.ru

АвтоКлуб Toyota
5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что приводит в движение самолеты с поршневыми двигателями

Газотурбинный двигатель самолета. фото. строение. характеристики.

Авиационные газотурбинные двигатели.

На сегодня, авиация фактически на 100% складывается из автомобилей, каковые применяют газотурбинный тип силовой установки. В противном случае говоря – газотурбинные двигатели. Но, не обращая внимания на всю возрастающую популярность авиаперелетов на данный момент, мало кто знает как именно трудится тот жужжащий и свистящий контейнер, что висит под крылом того либо иного самолета.

Принцип работы газотурбинного двигателя.

Газотурбинный двигатель, как и поршневой двигатель на любом автомобиле, относится к двигателям внутреннего сгорания. Они оба преобразуют химическую энергию горючего в тепловую, методом сжигания, а по окончании — в нужную, механическую. Но то, как это происходит, пара отличается. В обоих двигателях происходит 4 главных процесса – это: забор, сжатие, расширение, выброс.

Т.е. в любом случае в двигатель сперва входит воздушное пространство (с атмосферы) и горючее (из баков), потом воздушное пространство сжимается и в него впрыскивается горючее, по окончании чего смесь воспламеняется, почему существенно расширяется, и в итоге выбрасывается в воздух. Из всех этих действий выдает энергию только расширение, все остальные нужны для обеспечения этого действия.

А сейчас в чем отличие. В газотурбинных двигателях все эти процессы происходят неизменно и в один момент, но в различных частях двигателя, а в поршневом – в одном месте, но в различный момент времени и попеременно. К тому же, чем более сжат воздушное пространство, тем громадную энергию возможно взять при сгорании, а на сегодня степень сжатия газотурбинных двигателей уже достигла 35-40:1, т.е. в ходе прохода через двигатель воздушное пространство значительно уменьшается в количестве, а соответственно увеличивает собственный давление в 35-40 раз.

Для сравнения в поршневых двигателях данный показатель не превышает 8-9:1, в самых современных и идеальных примерах. Соответственно имея размеры и равный вес газотурбинный двигатель значительно более замечательный, да и коэффициент нужного действия у него выше. Как раз этим и обусловлено такое широкое применения газотурбинных двигателей в авиации Сейчас.

А сейчас подробней о конструкции. Четыре перечисленных выше процесса происходят в двигателе, что изображен на упрощенной схеме под номерами:

  • забор воздуха – 1 (воздухозаборник)
  • сжатие – 2 (компрессор)
  • воспламенение и смешивание – 3 (камера сгорания)
  • выброс – 5 (выхлопное сопло)
  • Таинственная секция под номером 4 именуется турбиной. Это обязательный атрибут любого газотурбинного двигателя, ее назначение – получение энергии от газов, каковые выходят по окончании камеры сгорания на огромных скоростях, и находится она на одном валу с компрессором (2), что и приводит в воздействие.

Так получается замкнутый цикл. Воздушное пространство входит в двигатель, сжимается, смешивается с горючим, воспламеняется, направляется на лопатки турбины, каковые снимают до 80% мощности газов для вращения компрессора, все что осталось и обуславливает итоговую мощность двигателя, которая возможно использована различными методами.

В зависимости от метода предстоящего применения данной энергии газотурбинные двигатели подразделяются на:

  • турбореактивные
  • турбовинтовые
  • турбовентиляторные
  • турбовальные

Двигатель, изображенный на схеме выше, есть турбореактивным. Возможно сообщить «чистым» газотурбинным, поскольку газы по окончании прохождения турбины, которая вращает компрессор, выходят из двигателя через выхлопное сопло на огромной скорости и так толкают самолет вперед. Такие двигатели на данный момент употребляются по большей части на скоростных боевых самолетах.

Турбовинтовые двигатели отличаются от турбореактивных тем, что имеют дополнительную секцию турбины, которая еще именуется турбиной низкого давления, складывающуюся из одного либо нескольких последовательностей лопаток, каковые отбирают оставшуюся по окончании турбины компрессора энергию у газов и так вращает воздушный винт, что может находится как спереди так и позади двигателя. По окончании второй секции турбины, отработанные газы выходят практически уже самотеком, не имея фактически никакой энергии, исходя из этого для их вывода употребляются легко выхлопные трубы. Подобные двигатели употребляются на низкоскоростных, маловысотных самолетах.

Турбовентиляторные двигатели имеют схожую схему с турбовинтовыми, лишь вторая секция турбины отбирает не всю энергию у выходящих газов, исходя из этого такие двигатели кроме этого имеют выхлопное сопло. Но главное отличие пребывает в том, что турбина низкого давления приводит в действия вентилятор, что закрыт в кожух.

Потому таковой двигатель еще именуется двуконтурным, поскольку воздушное пространство проходит через внутренний контур (сам двигатель) и внешний, что нужен только для направления воздушной струи, которая толкает двигатель вперед. Потому они и имеют достаточно «пухлую» форму. Как раз такие двигатели используются на большинстве современных самолётов, потому, что являются самые экономичными на скоростях, приближающихся к скорости звука и действенными при полетах на высотах выше 7000-8000м и впредь до 12000-13000м.

Турбовальные двигатели фактически аналогичны по конструкции с турбовинтовыми, за исключением того, что вал, что соединен с турбиной низкого давления, выходит из двигателя и может приводить в воздействие полностью что угодно. Такие двигатели употребляются в вертолетах, где два-три двигателя приводят в воздействие единственный несущий винт и компенсирующий хвостовой пропеллер. Подобные силовые установки на данный момент имеют кроме того танки – Т-80 и американский «Абрамс».

Читать еще:  В какую сторону крутится двигатель на дэу нексия

Газотурбинные двигатели имеют классификацию кроме этого по вторым показателям:

  • по типу входного устройства (регулируемое, нерегулируемое)
  • по типу компрессора (осевой, центробежный, осецентробежный)
  • по типу воздушно-газового тракта (прямоточный, петлевой)
  • по типу турбин (число ступеней, число роторов и др.)
  • по типу реактивного сопла (регулируемое, нерегулируемое) и др.

Турбореактивный двигатель с осевым компрессором взял широкое использование. При трудящемся двигателе идет постоянный процесс. Воздушное пространство проходит через диффузор, притормаживается и попадает в компрессор.

После этого он поступает в камеру сгорания. В камеру через форсунки подается кроме этого горючее, смесь сжигается, продукты сгорания перемещаются через турбину. Продукты сгорания в лопатках турбины увеличиваются и приводят ее во вращение.

Потом газы из турбины с уменьшенным давлением поступают в реактивное сопло и с огромной скоростью вырываются наружу, создавая тягу. Большая температура имеет место и на воде камеры сгорания.

турбина и Компрессор расположены на одном валу. Для охлаждения продуктов сгорания подается холодный воздушное пространство. В современных реактивных двигателях рабочая температура может быть больше температуру плавления сплавов рабочих лопаток приблизительно на 1000 °С.

Совокупность охлаждения подробностей выбор и турбины жаропрочных и жаростойких деталей двигателя — одни из основных неприятностей при конструировании реактивных двигателей всех типов, среди них и турбореактивных.

Изюминкой турбореактивных двигателей с центробежным компрессором есть конструкция компрессоров. Принцип работы аналогичных двигателей подобен двигателям с осевым компрессором.

Газотурбинный двигатель. Видео.

Нужные статьи по теме.

  • обработка и Сбор информации в совокупностях газотурбинных двигателей
  • Разработка ГТД, история
  • Надежность САУ и ГТД
  • Способы управления ГТД
  • Управление на режимах работы ГТД
  • Черта запаса ГДУ ВЗ
  • Инвариантная совокупность управления ГТД
  • Выбор черт канала ГТД
  • Регулирование температуры газа в ГТД
  • динамическая точность и Устойчивость устройства ГТД
  • Увеличение надежности ГТД
  • Формирование управляющих сигналов ГТД
  • Этап конструирования ГТД современность
  • Двухканальное построение цифровых совокупностей ГТД
  • Гидромеханические регуляторы ГТД
  • Регулятор частоты вращения ГТД
  • Совокупности управления на элементах струйной техники ГТД
  • Струйный регулятор компрессора ГТД
  • Что СТП обязана снабжать (ГТД)
  • Центробежные насосы (ГТД)
  • Топливопитание двигателя с ФКС
  • Производительность НВД
  • Уровень качества горючего в СТП
  • Совокупности ГТД для «электрического» самолета
  • «Электрический» ГТД
  • Функции САУ ЭГТД
  • Способы обеспечения надежности электроприводной СТП
  • Подача масла (Газотурбинный двигатель)
  • Совокупности управления ТРДЦ. Надежность САУ
  • Совокупности управления ТРДЦФ
  • Каналы регулирования в ГТД
  • Шестеренный насос НВД
  • Варианты построения САУ
  • Совокупности управления вертолетными двигателями
  • Функции современных САУ ТВГТД
  • Совокупности управления ВГТД
  • Двухвальный ВГТД
  • Вспомогательный ГТД
  • Совокупности управления сверхзвуковыми воздухозаборниками
  • Перемещение клина СВЗ
  • Совокупности защиты двигателя от помпажа
  • Математическое моделирование газотурбинного двигателя
  • Динамическая поузловая математическая модель двигателя
  • Проведение стендовых опробований ГТД
  • Характеристики топливной совокупности ГТД. Регуляторы двигателя.
  • Опробования САУ на двигательных стендах
  • Проверка исполнения функций САУ
  • Опробования электронных регуляторов САУ ГТД
  • Опробования электронных совокупностей ГТД
  • Действие влажности на ГТД
  • Частотные входы у ГТД
  • Метрологические характеристики ИК

Ещё агрегаты и узлы

Турбореактивный двигатель

Увлекательные записи:

  • Авиакомпания якутия. официальный сайт. r3. syl. як.
  • Индикативное состояние пилота. виртуальное состояние пилота.
  • Антонов ан-10. фото, история, характеристики самолета

Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны:

Неприятность применения ядерного двигателя на самолете появилась уже пара лет назад. Но ее ответ наталкивается на серьёзные трудности. Как мы знаем, в…

Ту-123 «Ястреб» ? дальний беспилотный сверхзвуковой разведчик разработки КБ Туполева. Его назначение пребывало в ведении радио- и фоторазведки на…

Советскими конструкторами был создан тяжелый грузовой самолет модели Ан-22, что был оснащен турбовинтовыми двигателями. В литературе довольно часто…

И-12, либо ранее именовавшийся АНТ-23, разрабатывался намерено под пушки динамо-реактивного типа производства Л.В. Курчевского. Проектировка началась…

Су-37 – истребитель, применяемый в качестве перехватчика любых воздушных целей независимо от габаритов. Кроме того малозаметные летательные аппараты с…

Ту-214 есть авиалайнером, что обслуживает авиалинии средней дальности. Создана эта модель в конце 80-х годов на постсоветском пространстве в…

Первые турбины Бючи

Турбина с наддувом (современный вариант турбокомпрессора) был изобретен швейцарским инженером Альфредом Дж. Бючи, который работал над паровыми турбинами. В 1905 году Бючи ​​подал патент на первую концепцию турбокомпрессора с приводом для отработанных газов – в механизме турбина и компрессор были механически связаны. Первые турбокомпрессоры были разработаны Бючи между 1909 и 1912 годами в исследовательском отделе Sulzer Brothers, специализированном экспериментальном центре города Винтертур, Швейцария.

В 1910 году был сконструирован первый двигатель с турбонаддувом: это был двухтактный двигатель компании Murray-Willat, производителя двигателей для самолетов, принявшего опыт инновационного изобретения инженера Бючи. Однако первый самолет, который начал летать в небе во время I мировой войны и приводимый в движение двигателями внутреннего сгорания, испытал значительное падение мощности на большой высоте из-за уменьшения плотности всасываемого воздуха, ограничивающего высоту полета.

Читать еще:  Что будет если меняя масло не промыть двигатель

Турбокомпрессор Бючи компенсировал разрежение воздуха, и, казалось, имел место для зарождающейся авиационной промышленности. В 1918 году специалист Сэнфорд Мосс из General Electric применил турбокомпрессор к двигателю для самолета «V12 Liberty» и проверил его в городе Пайкс-Пик, штат Колорадо, на высоте около 4600 м. С турбонаддувом мощность двигателя возросла до 377 лошадиных сил.

Срок службы первого дизельного двигателя с турбонаддувом был дольше: только в 1915 году Бючи ​​сделал первый прототип, но он оказался недостаточно эффективным для поддержания адекватного давления наддува. Несмотря на некоторые ложные шаги и неуверенность в отношении этого нововведения, в области аэронавигации всё же были побиты рекорды высоты (до 1000 м). В 1925 году успешно применено на двух немецких судах дизельный двигатель с наддувом, который развил мощность 2000 лошадиных сил. В результате, многие инженерные компании Европы, США и Японии приобрели лицензию Бючи.

В 1930-х годах турбокомпрессоры с осевыми турбинами использовались в кораблях, железнодорожных вагонах и многих стационарных установках. В 1936 году Дж. К. Гарретт основал корпорацию Garrett, которая в ближайшие годы станет одним из крупнейших и наиболее важных производителей турбокомпрессоров.

Схема турбины с наддувом

Во время II Мировой Войны скоростные реактивные самолеты вытеснили самолеты с поршневыми двигателями: появление газовых турбин принесло большие достижения в технологии материалов и дизайна, что имело положительные последствия и в области турбин. Новые материалы, более устойчивые к высоким температурам выхлопных газов, и новые технологии обработки позволили разработать радиальные турбины, меньшие и легче, чем осевые, которые лучше подходили для двигателей небольших автомобилей. Именно тогда турбокомпрессор спустился с неба, чтобы покорить землю.

Мотор М-17 (BMW-VI)

Основным авиадвигателем этого времени (1931–1934) в советской авиации стал немецкий лицен­зионный 12-цилиндровый V-образный мотор М-17 (BMW-VI) мощностью 680 л.с., произ­во­див­шийся в Рыбинске на заводе № 26.

Этот завод — старейший в российском авиапроме. Он был основан по указу Николая II во время Первой мировой войны (в 1916 г.) в тылу как один из пяти автомобильных заводов (филиал петер­бургского завода «Русский Рено»). А в 1924 г. завод, к тому времени закрытый из-за кризиса, был взят на баланс передачей из автопрома в авиапром и получил обозначение как ГАЗ (Госу­дар­ственный авиационный завод) № 6 (с 1928 г. — № 26).

В 1927 г. в СССР в связи с военной угрозой после разрыва дипотношений с Англией стали концен­трировать оборонную промышленность под единым государственным управлением. Ситуация с производством военного снаряжения в то время была катастрофическая. Так, мощность авиа­ци­он­ных заводов в 1927 г. составляла только 15 % французского авиапрома. В техническом плане отставание было еще больше: ни мощных моторов, ни современных разработок самолетов не было. Появился и мобилизационный план (С-30) на случай войны и на его основе сформированы задания на строительство и оснащение современным импортным оборудованием оборонных заводов. Эти задания и вошли в план Первой пятилетки. Было выделено 56 действующих заводов военно-промышленного комплекса и им присвоены порядковые номера. Заводы стали «номерные», как тогда говорили, в документах же они именовались «кадровыми». Символично, что номер «первый» получил именно авиационный завод (им. Авиахима у метро «Динамо»).

В 1928 г. оборонные заводы были объединены в шесть трестов (типа сегодняшних холдингов), работающих на хозрасчете, т. е. заводы работали уже достаточно экономически эффективно. Координация была возложена на Главное управление военной промышленности (ГУВП) ВСНХ (Высший Совет народного хозяйства). В авиатресте в это время было 11 авиационных заводов. Но тресты просуществовали недолго — в 1932 г. «кадровые» заводы передаются в Нарком­тяжпром, в котором организуется авиационный главк (главное управление), объединяющий 17 заводов.

В 1935 году подвели первые итоги: основные моторные заводы (№ 24 в Москве — 15 тыс. моторов/год; № 19 в Перми — 6 тыс. моторов/год; № 26 в Рыбинске — 10 тыс. моторов/год; № 29 в Запо­рожье — 5 тыс. моторов/год; № 16 в Воронеже — 16 тыс. маломощных моторов М-11 /год; новый завод в Казани № 27 — 6 тыс. моторов/год) модернизированы и построены. В СССР появилась современная авиамоторная промышленность, планировалось к 1939 г. нарастить суммар­ную мощность авиамоторных заводов до 57 тыс. штук в год.

В 1936 г. в связи с расширением объема производства из Наркомтяжпрома выделяют Наркомат оборонной промышленности, а в 1939 г. по той же причине из него Наркомат авиационной промышленности, ставший самым крупным подразделением оборонной промышленности. В него входило 86 заводов, 9 НИИ и КБ, 5 стройтрестов, 7 институтов и 15 техникумов. По объему выпускаемого валового продукта, численности работающих и объему капитального строительства Наркомат авиационной промышленности составлял 30 % всей оборонной промышленности.

Читать еще:  Что делать если горит контрольная лампа температуры двигателя

Еще в 1927 г., пользуясь только что (1926 г.) подписанным договором с Германией, в Мюнхен на стажировку выезжает группа специалистов завода, а в октябре того же года подписывается договор об оказании технической помощи заводу со стороны Баварских моторных заводов (БМВ), включая покупку лицензии на производство мотора BMW-VI, или, по советской классификации, М-17. Этот мотор производился с небольшими модификациями десять лет — с 1928 по 1938 г. Первые два года мотор собирался в Рыбинске из немецких комплектов деталей, а с 1930 г. — полностью отече­ст­вен­ного производства. Всего было выпущено 8 тыс. моторов. Этот мотор стоял тогда на всех основных типах советских самолетов: поликарповском биплане Р-5, морском ближнем разведчике Григо­ро­вича МБР-2, туполевских бомбардировщиках ТБ-1 и ТБ-3.

Вообще в начале 1930-х гг. старую инженерную школу МВТУ в авиации потеснили более энергич­ные и имевшие связи наверху военные — выпускники ВВИА им. Жуковского. Нельзя сказать, что это дало положительные результаты — фундаментальная подготовка этих двух инже­нер­ных школ сильно отличалась не в пользу военных, а амбиции у последних были большие. Собственно же авиационная инженерная школа только начала создаваться — в 1928 г. от МВТУ отпочковалось ВАМУ (Высшее Аэро-Механическое училище, позже, с 1929 г., ставшее Московским авиационным институтом).

Во многом именно это определило дальнейшее отставание нашего моторо­строения, активная молодежь успешно отодвигала грамотных и опытных специалистов, вначале в моторостроении, а позднее и в самолето­строении.

Оперение и двигатели

Оперение развитое, несущего типа. Имелось два стабилизатора и поворотные рули высоты. Для горизонтального маневрирования использовались три руля направления.

Конструкционно стабилизатор и киль повторяли крыло, два коробчатых лонжерона и поперечный набор, с обтяжкой полотном.

Рули направления и глубины скелетная конструкция обтянутая полотном. Управление через систему тяг, тросов и качалок.

На самых первых самолётах устанавливали поршневые двигатели «Аргус» мощностью 100 л.с., впоследствии использовали «Аргусы» мощностью 125-140 л.с.

Впоследствии использовались «Сальмсоны» 135-200 л.с. и другие типы двигателей:

  • «Илья Муромец» типа Б, Киевский – «Аргус» и «Сальмсон»;
  • «Илья Муромец» типа В, облегченный – «Санбим», 150 л.с., хотя встречались и ранние двигатели;
  • «Илья Муромец» типа Г, с широким крылом – встречались все типы двигателей, как отечественного производства, так и закупленные за границей, мощность в среднем 150-160 л.с.;
  • «Илья Муромец» типа Д, тандемная установка «Санбинов» в 150 л.с.;
  • «Илья Муромец» типа Е, двигатели Рено в 220 л.с.

Бензобаки внешней установки подвешивались под верхнее крыло, над двигателем. Реже на фюзеляже, внутренних баков не было. Топливо подавалось самотеком.

Двигатели и органы управления.

Двигатель может быть как поршневой, так и газотурбинный или турбовальный. В кабине пилота находятся органы управления и приборы контроля. К органам управления относятся:

  1. Ручка управления вертолетом. Посредством ее машина пилотируется по тангажу и крену;
  1. крену;
  2. Ручка контроля шага и оборотов несущего винта (ручка шаг-газ). С помощью нее производится координация по высоте и скорости полета;
  3. Педали – контролируют поворот вокруг вертикальной оси или курс.
  4. Триммеры – посредством их производится тонкая настройка.

Плюсы и минусы ГТД

Газотурбинный двигатель дает множество преимуществ при установке на танки и другие тяжелые боевые машины:

— Гораздо более высокая мощность при меньших, чем у дизеля размерах — это обеспечивает высочайшие динамические характеристики танка;

— По ресурсу ГТД в два-три раза превосходят поршневые двигатели;

— Низкая шумность. Спереди танк с ГТД почти не слышно, сзади он издает характерный гул и свист, похожий на работу реактивного двигателя самолета;

— Быстрый запуск в холодную погоду без предварительного прогрева. Чтобы завести и прогреть дизель в мороз нужно 20-30 минут, для ГТД достаточно минуты.

Но при этом газотурбинные двигатели имеют и ряд серьезных недостатков:

— Высокий расход топлива, а значит и меньший запас хода;

— ГТД очень чувствительны к качеству очистки воздуха от пыли. В отличие от авиационных турбин, танковые работают у самой земли в сверхзапыленных условиях;

— Очень высокая стоимость. В 1980-х годах новый дизельный двигатель В-46 для танка Т-72 обходился государству в 9600 рублей, тогда как ГТД-1000 — в 104 000 рублей.

Но в итоге плюсы перевесили минусы. Огромную роль в продвижении газотурбинных танков сыграл министр обороны Дмитрий Устинов. Он был убежденным сторонником внедрения новейших технологий. Для него был важен и тот факт, что развитием танковых турбин тогда активно занимались Соединенные Штаты.

Заключение

В данной статье мы рассмотрели вопрос о том, как взлетает самолет. На сегодняшний день воздушные лайнеры считаются одним из самых безопасных видов пассажирского транспорта. Изучение рассматриваемого вопроса позволяет понять базовые принципы авиации и устранить чувство страха перед воздушными путешествиями.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector