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

Двухконтурные турбо-реактивные двигатели
Двухконтурные турбо-реактивные двигатели

Анимация

Описание

Двухконтурный турбо-реактивный двигательтепловой реактивный двигатель, в котором рабочее тело образуется посредством сжигания горючего с использованием в качестве окислителя кислорода, содержащегося в атмосферном воздухе. Сила тяги возникает в результате истечения из сопла газообразного рабочего тела, являющегося смесью продуктов сгорания горючего и оставшихся фракций воздуха. Для получения большой скорости истечения газов из сопла воздух, поступающий в камеру сгорания, подвергается сжатию.
Для повышения эффективности двигателей используют внешний контур (рис.1). Часть избыточной мощности турбины передаётся компрессору низкого давления на входе двигателя. Воздушный поток попадает в компрессор низкого давления, после чего часть потока проходит по обычной схеме через компрессор, а остальная часть (холодная) проходит через внешний контур и выбрасывается без сгорания, создавая дополнительную тягу. В результате снижается температура выходного газа, снижается расход топлива и уменьшается шум двигателя. Отношение количества воздуха, прошедшего через внешний контур, к количеству сгорающего воздуха называется степенью двухконтурности (m). При степени двухконтурности меньше 4 потоки контуров на выходе, как правило, смешиваются и выбрасываются через общее сопло, если m>4 - потоки выбрасываются раздельно, так как из-за значительной разности давлений и скоростей смешение затруднительно. Двигатели с малой степенью двухконтурности (m<2) применяются для сверхзвуковых самолётов, двигатели с m>2 для дозвуковых пассажирских и транспортных самолётов.
Схема двухконтурного турбо-реактивного двигателя:1 – компрессор низкого давления, 2 – внутренний контур, 3 – выходной поток внутреннего контура, 4 – выходной поток внешнего контура.
Рис. 1
Динамику ТРД можно представить следующим образом: рабочее тело, поступает в двигатель со скоростью полёта, а покидает его со скоростью истечения реактивной струи из сопла. Исходя из баланса импульса, получаетя простое выражение для реактивной тяги ТРД:
      (1) 
Где P – сила тяги, v – скорость полёта, c – скорость истечения реактивной струи (относитеьно двигателя), G – секундный расход массы рабочего тела через двигатель. Очевидно, ТРД эффективен (создаёт тягу) только в случае, когда скорость истечения рабочего тела из сопла двигателя превышает скорость полёта: c > v.
Скорость истечения газа из сопла теплового реактивного двигателя зависит от химического состава рабочего тела, его абсолютной температуры на входе в сопло, и от степени расширения рабочего тела в сопле двигателя (отношения давления на входе в сопло к давлению на его срезе).
Химический состав рабочего тела для всех ВРД можно считать одинаковым, что же касается температуры, и степени расширения, которые достигаются рабочим телом в процессе работы двигателя — имеют место большие различия для разных типов ТРД и разных образцов ТРД одного типа. Во всяком случае, для каждого ТРД существует некоторая максимальная, специфическая для данного двигателя скорость истечения рабочего тела из сопла, которая ограничивает сверху диапазон скоростей полёта, при которых данный ТРД эффективен.

 

 

Ключевые слова

 

Области техники и экономики

 

Применение эффекта

На рисунке 1 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.1
На рисунке 2 изображен двухконтурный турбореактивный двигатель  Д-436ТП предназначен для многоцелевого самолета-амфибии Бе-200.
турбореактивный двигатель  Д-436ТП:

Рис.2
На рисунке 3 изображен двухконтурный турбореактивный форсированный двигатель (ТРДДФ) НК-32, созданный ОКБ Н.Д.Кузнецова, результат развития многорежимных двигателей большой тяги, предназначенных для тяжелых сверхзвуковых самолетов Ту-144 (НК-144) и Ту-22М (НК-22, НК-25).
Двухконтурный турбореактивный форсированный двигатель (ТРДДФ) НК-32:
Рис.3
На рисунке 4 изображен двухконтурный турбореактивный двигатель АИ-25, который предназначен для установки на самолет Як-40.
Двухконтурный турбореактивный двигатель АИ-25:
 
Рис.4

Реализации эффекта

На рисунке 1 изображена  реализация СУ-27- одноместный, двухдвигательный реактивный истребитель четвертого поколения. Современная аэродинамическая компоновка, высокая тяговооруженность благодаря мощным и экономичным двухконтурным турбореактивным двигателям, большой запас топлива, широкий диапазон высот и скоростей полета, современное управляемое ракетное вооружение обеспечивают его высокую эффективность при перехвате воздушных целей, позволяют ему уверенно вести ближний маневренный воздушный бой, а также дальний ракетный перехват воздушных целей. Опытный самолет СУ-27 совершил первый полет 20 апреля 1981 г.
Самолет выполнен по нормальной балансировочной схеме, имеет интегральную аэродинамическую компоновку с плавным сопряжением крыла и фюзеляжа, образующих единый несущий корпус. Конструкция цельнометаллическая с широким применением титановых сплавов.
СУ-27:
Рис.1
 
Самолеты СУ-27 серийно строятся в г. Комсомольске-на-Амуре с 1982 г. и находятся на вооружении России с 1984 г. В 1991 г. ВВС приняли решение развивать СУ-27 как базовый самолет и на его основе делать и разведчик, и истребитель-бомбардировщик, и постановщик помех, всепогодный перехватчик.
 

 

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