Авиация Газотурбинный двигатель - Турбореактивный двигатель
22 января 2011Оглавление:
1. Газотурбинный двигатель
2. Одновальные и многовальные двигатели
3. Турбореактивный двигатель
4. Турбовинтовой двигатель
5. Двухконтурные двигатели
6. Наземные двигательные установки
В полёте поток воздуха тормозится во входном устройстве перед компрессором, в результате чего его температура и давление повышается. На земле во входном устройстве воздух ускоряется, его температура и давление снижаются.
Проходя через компрессор, воздух сжимается, его давление повышается в 10—45 раз, возрастает его температура. Компрессоры газотурбинных двигателей делятся на осевые и центробежные. В наши дни в двигателях наиболее распространены многоступенчатые осевые компрессоры. Центробежные компрессоры, как правило, применяются в малогабаритных силовых установках.
Далее сжатый воздух попадает в камеру сгорания, в так называемые жаровые трубы. В наши дни кольцевые камеры сгорания являются наиболее распространёнными. Трубчатые камеры сгорания используются гораздо реже, в основном на военных самолётах. Воздух на входе в камеру сгорания разделяется на первичный, вторичный и третичный. Первичный воздух поступает в камеру сгорания через специальное окно в передней части, по центру которого расположен фланец крепления форсунки и участвует непосредственно в окислении топлива. Вторичный воздух поступает в камеру сгорания сквозь отверстия в стенках жаровой трубы, охлаждая, придавая форму факелу и не участвуя в горении. Третичный воздух подаётся в камеру сгорания уже на выходе из неё, для выравнивания поля температур. При работе двигателя в передней части жаровой трубы всегда вращается вихрь раскалённого газа, постоянно поджигающего формируемую топливовоздушную смесь, происходит сгорание топлива, поступающего через форсунки в парообразном состоянии.
Газовоздушная смесь расширяется и часть её энергии преобразуется в турбине через рабочие лопатки в механическую энергию вращения основного вала. Эта энергия расходуется, в первую очередь, на работу компрессора, а также используется для привода агрегатов двигателя и привода электрогенераторов, обеспечивающих энергией различные бортовые системы.
Основная часть энергии расширяющейся газовоздушной смеси идёт на ускорение газового потока в сопле и создание реактивной тяги.
Чем выше температура сгорания, тем выше КПД двигателя. Для предупреждения разрушения деталей двигателя используют жаропрочные сплавы, оснащённые системами охлаждения, и термобарьерные покрытия.
Турбореактивный двигатель с форсажной камерой
Турбореактивный двигатель с форсажной камерой — модификация ТРД, применяемая в основном на сверхзвуковых самолётах. Между турбиной и соплом устанавливается дополнительная форсажная камера, в которой сжигается дополнительное горючее. В результате происходит увеличение тяги до 50%, но расход топлива резко возрастает. Двигатели с форсажной камерой, как правило, не используются в коммерческой авиации по причине их низкой экономичности.
Поколение/ период |
Т-ра газа перед турбиной °C |
Степень сжатия газа, πк |
Характерные представители |
Где установлены |
---|---|---|---|---|
1 поколение 1943-1949 гг. |
730-780 | 3-6 | BMW 003, Jumo 004 | Me 262, Ar 234, He 162 |
2 поколение 1950-1960 гг. |
880-980 | 7-13 | J 79, Р11-300 | F-104, F4, МиГ-21 |
3 поколение 1960-1970 гг. |
1030-1180 | 16-20 | TF 30, J 58, АЛ 21Ф | F-111, SR 71, МиГ-23Б, Су-24 |
4 поколение 1970-1980 гг. |
1200-1400 | 21-25 | F 100, F 110, F404, РД-33, АЛ-31Ф |
F-15, F-16, МиГ-29, Су-27 |
5 поколение 2000-2020 гг. |
1500-1650 | 25-30 | F119-PW-100, EJ200, F414, АЛ-41Ф |
F-22, F-35, ПАК ФА |
Начиная с 4-го поколения рабочие лопатки турбины выполняются из монокристаллических сплавов, охлаждаемые.
Просмотров: 6110
|