Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии

Стартовая страница

О системе

Технические требования

Синтез

Обучающий модуль

Справка по системе

Контакты
Искать:
  Расширенный   Формализованый   По связи разделов
 А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я 
Общий каталог эффектов

Турбореактивные двигатели
Турбореактивные двигатели

Анимация

Описание

Турбореактивный двигатель – газотурбинный двигатель, тяга которого рдв создается за счет превращения тепловой энергии, выделяющейся при сгорании топлива, в кинетическую энергию потока газа, а возникающая при этом реакция используется как движущая сила:

рдв  = mсек(Wc - V) + fc(pc - p0),

где рдв - сила тяги двигателя, H; mсек - секундный расход воздуха и горючего (керосина) через двигатель, кг/с; Wc- скорость истечения газов из сопла, м/с; v - скорость полета, м/с;   fc - площадь среза сопла, м2; pc - давление на срезе сопла, Па; p0 - давление окружающей среды, Па.
На рисунке 1 показана схема турбореактивного двигателя.
Турбореактивный двигатель:
 
Рис.1
Поток воздуха, попадающего в двигатель, тормозится во входном устройстве 1, в результате чего давление воздуха перед осевым компрессором 2 повышается.
Ротор (вращающаяся часть) объединяет ряд рабочих колес компрессора 3, представляющих собой диски с закрепленными на них рабочими лопатками. При вращении ротор, подобно вентилятору, воздействует на воздушный поток и заставляет его двигаться вдоль оси двигателя через ряд неподвижно закрепленных по окружности на корпусе двигателя спрямляющих лопаток 4. Каждый ряд спрямляющих лопаток располагается за соответствующим рабочим колесом, образуя статор (неподвижную часть компрессора). Ряд неподвижных лопаток, называемых спрямляющим аппаратом, в совокупности с рядом рабочих лопаток рабочего колеса называется ступенью компрессора. Проходя через многоступенчатый осевой компрессор, воздух сжимается, его давление многократно (в 10–40 раз) повышается. Отношение давления воздуха на выходе р2  из компрессора к давлению на входе р1 называется степенью повышения давления:
π =р2 /р1.
Сжатый воздух из компрессора попадает в камеру сгорания, образованную несколькими расположенными по периметру корпуса жаровыми трубами 7 (или одной кольцевой трубой). Примерно 25–35% от общего потока воздуха направляется непосредственно в жаровые трубы, где происходит основной процесс сгорания керосина, поступающего в распыленном состоянии через форсунки 5.Другая часть воздуха обтекает наружные поверхности жаровых труб, охлаждая их, и на выходе из камеры сгорания смешивается с продуктами сгорания для их охлаждения, что позволяет поддерживать температуру газовоздушной смеси в камере сгорания на уровне определяемом допустимой теплопрочностью стенок камеры сгорания, лопаток 8 ротора и лопаток 9 спрямляющего аппарата турбины, на которую образовавшийся в камере сгорания и имеющий высокую температуру и давление газовый поток устремляется через суживающийся сопловой аппарат камеры сгорания.Часть потенциальной энергии газовоздушной смеси, полученной при сжатии воздуха в компрессоре и нагреве его в камере сгорания, преобразуется ротором газовой турбины, устройство которой аналогично устройству компрессора, в механическую работу вращения ротора компрессора, соединенного общим валом 6 с ротором турбины.Часть механической мощности отбирается от вала 6 для привода агрегатов двигателя (топливных подкачивающих насосов, масляных насосов и т.п.) и привода электрогенераторов, обеспечивающих энергией различные бортовые системы. От компрессора также забирается часть сжатого воздуха для различных бортовых систем.Основная часть энергии продуктов сгорания идет на ускорение газового потока в выходном устройстве ТРД (реактивное сопло 10), т.е. на создание реактивной тяги.Стартовая закрутка вала 5 осуществляется стартером, приводимым при запуске двигателя от наземного или бортового электроагрегата, при дальнейшей работе двигателя вращение вала (и ротора компрессора) поддерживается вращением ротора турбины.При запуске двигателя топливовоздушная смесь в камере сгорания зажигается специальным запальным устройством, при дальнейшей работе двигателя горение поддерживается уже имеющимся факелом пламени.

 

 


 

 

Ключевые слова

 

Области техники и экономики

 

Применение эффекта

Двигатель применяется на сверхзвуковых самолётах как маршевый двигатель, либо как подъёмный двигатель на самолётах вертикального взлёта и посадки.  Перспективно использование ТРД на первых ступенях воздушно-космических самолётов.
На рисунке 1 изображен турбореактивный двигатель АИ-22, который предназначен для применения на пассажирских самолетах Ту-324, Як-48, а также их административных модификациях.
Турбореактивный двигатель АИ-22:

Рис.1
На рисунке 2 изображен двухконтурный турбореактивный двигатель Д-30КУ-154 , устанавливается на самолеты Ту-154М, отличается высокой надежностью , низкой стоимостью, высокой ремонтопригодностью.
Двухконтурный турбореактивный двигатель Д-30КУ-15:
Рис.2
На рисунке 3 изображен турбореактивный двигатель АИ-25. Самолет Як-40 оснащен тремя такими двигателями.
Турбореактивный двигатель АИ-25:
Рис.3
 На рисунке 4 изображен турбореактивный двигатель F119-PW-100, установленный на F-22 «Raptor», позволяет изменять направление струи на угол ±20°, что значительно увеличивает запас маневренности самолета.
Турбореактивный двигатель F119-PW-100:

Рис.4

 

Реализации эффекта

На рисунке 1 изображен самолет MFI MiG-1.42 оснащен двумя двухконтурными турбореактивными двигателями с форсажной камерой двигателями АЛ-41Ф, установленными в хвостовой части фюзеляжа. Эти двигатели "двадцатитонного" класса с управляемым вектором тяги обеспечивают истребителю сверхманевренность в воздушном бою во всем диапазоне скоростей и длительный крейсерский полет на сверхзвуковых скоростях на бесфорсажном режиме.
Самолет MFI MiG-1.42:
Рис.1

Литература

1.Энциклопедический Словарь Юного Техника". Зубков.Б.В, Чумаков.С.В.

2."Тепловые Явления В Технике". Билимович.Б.Ф.

3."Физика".Кабардин.О.Ф.

4. "Физика".Евфремов.А.П.,Кутузов.Ю.А.

Формализованное описание Показать

Стартовая страница  О системе  Технические требования  Синтез  Обучающий модуль  Справка по системе  Контакты 
Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина