Работа реактивного двигателя: Принцип работы реактивного двигателя

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.

org/ImageObject»> Рисунок 1 – Общий снимок реактивного двигателя, который устанавливается в самолетах

Принцип работы реактивного двигателя

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: 26 чел.
Средний рейтинг: 4.7 из 5.

Принцип работы турбины самолета

Как работает авиационный двигатель — простым языком.

 То что вы видите под крылом — это не турбина, а именно авиационный двигатель, а турбина — это его составная часть.

Авиационный турбовентиляторный реактивный двигатель необходим для создания тяги, которая преодолеет сопротивление воздуха, сопротивление самолета и его частей, разгонит самолет до скорости, на которой вырастет подъемная сила, способная оторвать самолет от земли и унести его с полной загрузкой в небо.

Передняя часть двигателя называется воздухозаборник. Воздух, попадая в него, начинает частично сжиматься. Далее воздух попадает на ступени вентилятора и ряд лопаток, где его давление и температура от сжимания начинает расти.

Воздух дальше идет по двум контурам. Внешний контур сжимает воздух благодаря своей форме. Воздух, который пошел во внутренний контур все больше сжимается, проходя каждый ряд статичных и крутящихся лопаток, сделанных из титана.

В компрессоре высокого давления он сжимается и его температура растет. И вот воздух попадает в камеру сгорания, где он смешивается с топливом. В результате этого резко растет тепловая энергия.⠀

Разогретые до огромной температуры газы выходят с бешеной скоростью из камеры сгорания и расширяются. Попадая на колесо турбины, они приводят ее в вращение.Турбина сидит на одном валу с компрессором. Компрессор начинает вращаться и получается замкнутая цепь. Воздух вновь засасывается компрессором и процесс продолжается.

Далее происходит следующее: разогретые до огромной температуры газы выходят с бешеной скоростью из камеры сгорания и расширяются. Попадая на колесо турбины, они приводят ее во вращение.

Турбина сидит на одном валу с компрессором. Компрессор начинает вращаться. Получается замкнутая цепь: воздух вновь засасывается компрессором, и процесс повторяется.

Выходящие газы попадают в сопло и на выходе из него смешиваясь с воздухом с внешнего контура создают реактивную струю, которая и толкает самолет сквозь воздушную среду. 

Турбореактивный двигатель (ТРД)

ТРД стал самым распространённым в авиации воздушно-реактивным двигателем. Он является базой для создания целого семейства двигателей, объединяемых под общим названием газотурбинных двигателей. ТРД используют в качестве горючего керосин, находящийся в топливных баках, а в качестве окислителя – кислород воздуха.

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 колёс компрессора (3), представляющих собой диски с закреплёнными на них рабочими лопатками.

 Сжатый воздух из компрессора попадает в камеру сгорания (7). Примерно 25–35% от общего потока воздуха направляется непосредственно в жаровые трубы, где происходит основной процесс сгорания керосина, поступающего в распылённом состоянии через форсунки (5).

Другая часть воздуха обтекает наружные поверхности жаровых труб, 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 ротора (8) и лопаток спрямляющего аппарата турбины (9). 

Часть механической мощности отбирается от вала (6) для привода агрегатов двигателя  и привода электрогенераторов, обеспечивающих энергией различные бортовые системы. Основная часть энергии продуктов сгорания идёт 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 поддерживается вращением ротора турбины.

 Турбонаддув

Турбонаддув – это система, позволяющая увеличить максимальную мощность двигателя, используя для этого энергию выхлопных газов. 

Первые турбины хотя и давали весьма ощутимую прибавку в мощности, но из-за своей громоздкости во много раз увеличивали и без того немаленький вес двигателей автомобилей тех лет.

Конструкторы со временем усовершенствовали технологию, сделав элементы системы более легковесными, одновременно повысив ее производительность. Но одним из существенных недостатков оставался повышенный расход топлива.

Конструкторам удалось решить одну из главных проблем турбодвигателя – расход топлива, ведь, как известно, дизельный агрегат менее «прожорливый», чем бензиновый.

Еще один несомненный плюс дизельного топлива – его отработанные газы имеют температуру ниже, чем бензиновые, стало быть, основные агрегаты системы турбонаддува можно было производить из менее тяжеловесных и жаростойких материалов. 

Работа реактивного двигателя

Реактивное движение – это такой процесс, при котором от определенного тела с некоторой скоростью отделяется одна из его частей. Сила, которая возникает при этом, работает сама по себе, без малейшего контакта с внешними телами. Реактивное движение стало толчком к созданию реактивного двигателя.

Представим выстрел из любого огнестрельного оружия. Струя раскаленного газа, который образовался в процессе сгорания заряда в патроне, отталкивает оружие назад. Чем мощнее заряд, тем сильнее будет отдача.

В качестве горючего для реактивных двигателей вначале применяли дымный порох. Реактивные двигатели требовали топлива с основой из нитроцеллюлозы, которая растворялась в нитроглицерине. В больших агрегатах сегодня используют специальную смесь полимерного горючего с перхлоратом аммония в качестве окислителя.

Принцип действия РД

В качестве топлива в реактивных двигателях используется жидкий кислород либо азотная кислота. В качестве горючего применяют керосин. 

Компоненты поступают в камеру сгорания из двух отдельных баков. После смешивания они превращаются в массу, которая при сгорании выделяет огромное количество тепла и десятки тысяч атмосфер давления. Окислитель подается в камеру сгорания.

Топливная смесь по мере прохождения между сдвоенными стенками камеры и сопла охлаждает эти элементы. Далее горючее попадет через огромное количество форсунок в зону воспламенения. Струя вырывается наружу. За счет этого и обеспечивается толкающий момент.

Несмотря на то что жидкостные двигатели потребляют очень много горючего, их до сих пор используют в качестве маршевых агрегатов для ракеты-носителей и маневровых для орбитальных станций.

Устройство

Устроен РД следующим образом:

— компрессор;

— камера для сгорания;

— турбины;

— выхлопная система.

Компрессор представляет собой несколько турбин. Их задача – всасывать и сжимать воздух по мере того, как он проходит через лопасти. В процессе сжатия повышается температура и давление воздуха. 

Смесь выходит из камеры сгорания на высокой скорости, а затем расширяется. Далее она следует через турбину, лопасти которой вращаются за счет воздействия газов. Эта турбина, соединяясь с компрессором, находящимся в передней части агрегата, и приводит его в движение. Воздух, нагретый до высоких температур, выходит через выпускную систему. 

Двухконтурный РД

Эти агрегаты имеют массу преимуществ перед турбореактивными (меньший расход топлива при той же мощности).

Воздух, захватываемый турбиной, частично сжимается и подается в первый контур на компрессор и на второй – к неподвижным лопастям. Турбина при этом работает в качестве компрессора низкого давления.

В первом контуре двигателя воздух сжимается и подогревается, а затем подается в камеру сгорания. Здесь происходит смесь с топливом и воспламенение. Образуются газы, которые подаются на турбину высокого давления, за счет чего и вращаются лопасти турбины.

Затем газы проходят через турбину низкого давления. Она приводит в действие вентилятор, и газы попадают наружу, создавая тягу.

Турбовинтовой двигатель 

Конструкция и принцип работы были взяты из механизма турбореактивного мотора, а от поршневого — воздушные винты. Таким образом, стало возможным совмещение небольших габаритов, экономичности и высокого коэффициента полезного действия.

Однако для сверхзвуковой скорости они годными не были. Поэтому с появлением таких мощностей в военной авиации от них отказались. Зато гражданские самолеты в основном снабжаются именно ими.

Схема турбовинтового двигателя выглядит следующим образом: после нагнетания и сжатия компрессором воздух попадает в камеру сгорания. Туда же впрыскивается топливо. Полученная смесь воспламеняется и создает газы, которые при расширении поступают в турбину и вращают ее. Нерастраченная энергия выходит через сопло, создавая реактивную тягу.

Турбина

Турбина способна развить скорость до 20 тысяч оборотов в минуту, но винт не сможет ей соответствовать, поэтому здесь имеется понижающий редуктор. Редукторы могут быть разными, но главная их задача — снижать скорость и повышать момент.

Для повышения тяги иногда двумя винтами снабжается турбовинтовой двигатель. Принцип работы при этом у них реализуется за счет вращения в противоположные стороны, но при помощи одного редуктора.

Преимуществами турбовинтового двигателя являются:

• малый вес по сравнению с поршневыми агрегатами;
• экономичность по сравнению с турбореактивными моторами.

Турбокомпрессор

Принцип работы турбокомпрессора сводится к следующему:

• при попадании в мотор топливовоздушной смеси происходит ее сгорание, которая затем выходит через выхлопную трубу. В начале выпускного коллектора установлена крыльчатка, крепко соединенная с другой крыльчаткой, расположенной во впускном коллекторе;
• поток выходящих из двигателя выхлопных газов раскручивает крыльчатку, находящуюся в выпускном коллекторе, которая в свою очередь приводит в движение крыльчатку, установленную на впуске;
• в мотор поступает большее количество воздушной массы, в него подается больше топлива. 

Преимущества и недостатки турбонаддува

Турбокомпрессор используется ввиду простоты конструкции и хороших эксплуатационных параметров. Турбонаддув позволяет увеличить мощность двигателя. 

Двигатель с турбокомпрессором имеет меньший выброс вредных газов в атмосферу, так как вырабатываются дополнительные выхлопные газы в двигатель. У сгораемого топлива становится меньше отходов.

Использование двух турбокомпрессоров и других турбо деталей

На некоторые двигатели устанавливается два турбокомпрессора разного размера. Малый турбокомпрессор быстрее набирает обороты, снижая тем самым задержку ускорения, а большой обеспечивает больший наддув при высокой скорости вращения двигателя.

Охладитель воздуха или охладитель наддувочного воздуха является дополнительным устройством, которое выглядит как радиатор, только воздух проходит как внутри, так и снаружи охладителя. 

Охладитель увеличивает мощность двигателя, охлаждая сжатый воздух от компрессора перед его подачей в двигатель. 

Турбокомпрессоры также обладают преимуществом на большой высоте, где плотность воздуха ниже. Обычные двигатели будут работать слабее на большой высоте над уровнем моря, т.к. на каждый ход поршня подаваемая масса воздуха будет меньше. Мощность двигателя с турбокомпрессором также снизится, но менее заметно, т.к. разреженный воздух легче сжимать.

Принцип работы газовых турбин

Газовой турбиной принято называть своеобразный тепловой двигатель, его рабочим частям предопределено только одно задание – вращаться вследствие воздействия струи газа.

История создания газовой турбины

Интересно, что механизмы турбин начали разрабатываться инженерами уже очень давно. Первая примитивная паровая турбина была создана ещё в I веке до н. э.

Активно разрабатываться турбины начали в конце XIX века одновременно с развитием термодинамики, машиностроения и металлургии.

Технические характеристики газовой турбины

Главная часть турбины представлена колесом, на которое прикреплены наборы лопаток. Газ, воздействуя на лопатки газовой турбины, заставляет их двигаться и вращать колесо. Колесо жёстко скреплено с валом.

Это ротор турбины. Вследствие этого движения достигается получение механической энергии, которая передаётся на электрогенератор, на гребной винт корабля, на воздушный винт самолёта и другие рабочие механизмы аналогичного принципа действия.

 

Активные и реактивные турбины

Активная турбина характеризуется тем, что здесь отмечается большая скорость поступления газа на рабочие лопатки. При помощи изогнутой лопатки струя газа отклоняется от своей траектории движения. В результате отклонения развивается большая центробежная сила.

В реактивной турбине поступление газа к рабочим лопаткам осуществляется на незначительной скорости и под воздействием большого уровня давления. Форма лопаток так же отлична, благодаря чему скорость газа значительно увеличивается.

 

Схема и принцип действия газотурбинного двигателя

Газотурбинным двигателем (ГТД)  называют тепловую машину, в которой энергия топлива преобразуется в кинетическую энергию струи и в механическую работу на валу. Основными элементами ГТД являются компрессор, камера сгорания и газовая турбина.

Принцип действия ГТД следующий.

1. Воздух из атмосферы поступает в компрессор (сечение «В-В»), где происходит сжатие воздуха (плотность, давление и температура возрастают). Если компрессор идеальный, то сжатие воздуха осуществляется в адиабатном процессе (  ), показатель адиабаты к=1.4.

Отношение давления воздуха на выходе из компрессора к давлению на входе называется степенью повышения давления в компрессоре:  .

2. Из компрессора (сечение «К-К») воздух поступает в камеру сгорания, где при постоянном давлении происходит подвод тепла к потоку воздуха при горении топлива. В результате подогрева в камере сгорания газ на её выходе имеет высокую температуру. Отношение температуры газа на выходе из камеры сгорания к температуре атмосферного воздуха называется степенью подогрева воздуха в двигателе:  .

3. Из камеры сгорания газ поступает в турбину (сечение «Г-Г»), где происходит расширение газа (плотность газа уменьшается). Если турбина идеальная, то процесс расширения принимается адиабатным. Показатель адиабаты газа равен 1.33.

4. Из турбины (сечение «Т-Т») газ направляется в выходной канал двигателя. Таким образом, ГТД представляет собой открытую термодинамическую систему, в которой реализуется цикл Брайтона.

Принцип действия и устройство турбин. Активные и реактивные принципы работы турбин

Особенности турбины как теплового двигателя

Турбина является тепловым ротационным двигателем, в котором потенциальная тепловая энергия пара (или газа) превращается в кинетическую, а последняя в свою очередь преобразуется в механическую работу вращения вала.

Пар с давлением более высоким, чем за турбиной, поступает в одно или несколько неподвижных каналов 5. В сопловых каналах пар расширяется, давление его падает, а скорость возрастает.  

Из сопл пар поступает в рабочие каналы, образованные рабочими лопатками 3, закрепленными на диске 2. Двигаясь в рабочих каналах между рабочими лопатками и изменяя свое направление, поток пара оказывает силовое воздействие на рабочие лопатки. В результате чего они вращаются вместе с диском и валом 1, установленным в опорных подшипниках 4.

Комплект, состоящий из сопл и рабочих лопаток, в которых совершается процесс расширения пара, называется ступенью давления турбины. Простейшие турбины, имеющие лишь одну ступень, называются одноступенчатыми, в отличие от более сложных многоступенчатых турбин.

Тремя основными элементами, содержащимися в конструкции турбокомпрессора являются: центробежный компрессор, турбина и центральный корпус. Кинетическая энергия отработанных газов под воздействием турбины преобразуется во вращательное движение компрессора.

Также турбина соединяет турбинное колесо, помещённое в специальный корпус в форме улитки.

Поступая в улитку, отработавшие газы перемещаются по каналу и попадают на лопасти турбинного колеса. Вал, к которому приварено турбинное колесо, передаёт на колесо компрессора энергию, которая придаёт его вращению.

Лопасти турбинного колеса становятся проводниками отработавших газов, которые затем покидают турбину через отверстие в центре турбокомпрессора и выходят в выпускную систему.

От формы и размера турбины напрямую зависит производительность турбокомпрессора. Значительный прирост мощности наблюдается в турбинах большего размера, потому что они могут использовать большее давление отработавших газов. Однако в таких турбокомпрессорах, на низких оборотах, значительна вероятность возникновения турбоямы.

 

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

Проголосовавших: 3 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Электроракетный двигатель принцип работы

Электрический ракетный двигатель (электроракетный двигатель)

Электрический ракетный двигатель (электроракетный двигатель) – ракетный двигатель, принцип работы которого основан на преобразовании электрической энергии в направленную кинетическую энергию частиц.

Электроракетный двигатель, сущность, устройство, принцип работы

Принцип работы основан на преобразовании электрической энергии в направленную кинетическую энергию частиц.

В таких двигателях в качестве источника энергии для создания тяги используется электрическая энергия бортовой энергоустановки космического аппарата.

Электрические ракетные двигатели имеют исключительно высокий удельный импульс, составляющий до 100 км/с и более. Однако большой потребный расход энергии (1-100 кВт/Н тяги) и малое отношение тяги к площади поперечного сечения реактивной струи (не более 100 кН/м2) ограничивают максимальную целесообразную тягу ЭРД несколькими десятками ньютон. Недостатком электрических ракетных двигателей также является малое ускорение космического аппарата, которое составляет десятые или даже сотые доли ускорения свободного падения (g), что ограничивает применение таких двигателей только космическим пространством. Поэтому для запуска космического аппарата с Земли к другим планетам необходимо комбинировать обычные химические ракетные двигатели с электрическими.

История возникновения электрических ракетных двигателей

Впервые идею использования электрической энергии высказывал К.Э. Циолковский в 1912 г.  В статье «Исследование мировых пространств реактивными приборами» (Вестник воздухоплавания, №9, 1912 г.) он писал: «… с помощью электричества можно будет придавать громадную скорость выбрасываемым из реактивного прибора частицам…»

В 1916-1917 гг. Р. Годдард экспериментально подтвердил реальность осуществления этой идеи.

В 1929-1933 гг. под руководством В. П. Глушко был создан один из первых действующих электрических ракетных двигателей. Впоследствии на некоторое время работы по разработке ЭРД были прекращены.

Они возобновились только в конце 1950-х – начале 1960-х гг. и уже к началу 1980-х гг. в СССР и США испытано около 50 различных конструкций электрических ракетных двигателей в составе космических аппаратов и высотных атмосферных зондов.

В настоящее время ЭРД широко используются в космических аппаратах: как в спутниках, так и в межпланетных космических аппаратах.

Классификация, типы и виды электрических ракетных двигателей

По принципу действия:

– электротермические (электронагревные) ракетные двигатели,

– электростатические ракетные двигатели,

– электромагнитные ракетные двигатели.

Для каждого типа и вида двигателя используется определенное рабочее тело: газ, жидкость или твердое вещество.

По режиму работы различают стационарные и импульсные электромагнитные ракетные двигатели.

Стационарные электромагнитные ракетные двигатели работают непрерывно. Их разновидностями являются холловские двигатели (двигатели на основе эффекта Холла) и МГД-двигатели.

Импульсные электромагнитные ракетные двигатели работают в режиме кратковременных импульсов длительностью от нескольких микросекунд до нескольких миллисекунд. Варьируя частоту включений двигателя и длительность импульсов, можно получать любые необходимые значения суммарного импульса тяги.

Разновидностями импульсных электромагнитных ракетных двигателей являются пинчевые двигатели, двигатели с бегущей волной, коаксильные и линейные (шинные, рельсовые) двигатели.

На базе указанных основных типов (классов) ЭРД создаются различные промежуточные и комбинированные варианты, в наибольшей степени отвечающих конкретным условиям использования.

Как работают ракетные двигатели?

Освоение космоса — самое удивительное из мероприятий, когда-либо проводимых человечеством. И большую часть удивления составляет сложность. Освоение космоса осложняется массой проблем, которые нужно решить и преодолеть. Например, безвоздушное пространство, проблема с температурой, проблема повторного входа в атмосферу, орбитальная механика, микрометеориты и космический мусор, космическая и солнечная радиация, логистика в условиях невесомости и другое. Но самая сложная проблема — это просто оторвать космический корабль от земли. Здесь не обойтись без ракетного двигателя, поэтому в этой статье мы рассмотрим именно это изобретение человечества.

С одной стороны, ракетные двигатели настолько просто устроены, что за небольшую копейку вы сможете построить ракету самостоятельно. С другой стороны, ракетные двигатели (и их топливные системы) настолько сложны, что доставкой людей на орбиту, по сути, занимаются только три страны мира.

Когда люди задумываются о двигателе или моторе, они думают о вращении. К примеру, бензиновый двигатель автомобиля производит энергию вращения, чтобы двигать колеса. Электродвигатель производит энергию вращения для движения вентилятора или диска. Паровой двигатель делает то же самое, чтобы вращать паровую турбину.

Ракетные двигатели принципиально отличаются. Ракетные двигатели — это реактивные двигатели. Основной принцип движения ракетного двигателя — это знаменитый принцип Ньютона, «на каждое действие есть равное противодействие». Ракетный двигатель выбрасывает массу в одном направлении, а благодаря принципу Ньютона движется в противоположном направлении.

Ракетный двигатель, как правило, выбрасывает массу в форме газа под высоким давлением. Двигатель выбрасывает массу газа в одном направлении, чтобы получить реактивное движение в противоположном направлении. Масса идет от веса топлива, которое сгорает в двигателе ракеты. Процесс горения ускоряет массы топлива так, что они выходят из сопла ракеты на высокой скорости. Тот факт, что топливо превращается из твердого тела или жидкости в процессе сгорания, никак не меняет его массу. Если вы сожжете килограмм ракетного топлива, вы получите килограмм выхлопа в виде горячих газов на высокой скорости. Процесс сжигания ускоряет массу.

Тяга

«Сила» ракетного двигателя называется тягой. Тяга измеряется в ньютонах в метрической системе и «фунтах тяги» в США (4,45 ньютона тяги эквивалентны одному фунту тяги). Фунт тяги — это количество тяги, необходимое для удержания 1-фунтового объекта (0,454 кг) неподвижным относительно силы тяжести Земли. Ускорение земной гравитации составляет 9,8 м/с².

Одной из забавных проблем ракет является то, что топливный вес, как правило, в 36 раз больше полезной нагрузки. Потому что помимо того, что двигателю нужно поднимать вес, этот же вес и способствует собственному подъему. Чтобы вывести крошечного человека в космос, нужна огромная ракета и много-много топлива.

Обычная скорость для химических ракет составляет от 8000 до 16 000 км/ч. Топливо горит около двух минут и вырабатывает 3,3 миллиона фунтов тяги на старте. Три основных двигателя космического шаттла, например, сжигают топливо в течение восьми минут и вырабатывают около 375 000 фунтов тяги каждый в процессе горения.

Будущее ракетных двигателей

Мы привыкли видеть химические ракетные двигатели, которые сжигают топливо для производства тяги. Но есть масса других способов для получения тяги. Любая система, которая способна толкать массу. Если вы хотите ускорить бейсбольный мячик до невероятной скорости, вам нужен жизнеспособный ракетный двигатель. Единственная проблема при таком подходе — это выхлоп, который будет тянуться через пространство. Именно эта небольшая проблема приводит к тому, что ракетные инженеры предпочитают газы горящим продуктам.

Многие ракетные двигатели крайне малы. К примеру, двигатели ориентации на спутниках вообще не создают большую тягу. Иногда на спутниках практически не используется топливо — газообразный азот под давлением выбрасывается из резервуара через сопло.

Новые конструкции должны найти способ ускорить ионы или атомные частицы до высокой скорости, чтобы сделать тягу более эффективной. А пока будем пытаться делать электромагнитные двигатели и ждать, что там еще выкинет Элон Маск со своим SpaceX.

Основные типы ракетных двигателей

Источники:

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

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Принцип работы реактивного двигателя. Описание и устройство :: SYL.ru

Реактивное движение – это такой процесс, при котором от определенного тела с некоторой скоростью отделяется одна из его частей. Сила, которая возникает при этом, работает сама по себе, без малейшего контакта с внешними телами. Реактивное движение стало толчком к созданию реактивного двигателя. Принцип работы его основан именно на этой силе. Как же действует такой двигатель? Попробуем разобраться.

Исторические факты

Идею использования реактивной тяги, которая позволила бы преодолеть силу притяжения Земли, выдвинул в 1903 году феномен российской науки – Циолковский. Он опубликовал целое исследование на данную тему, но оно не было воспринято серьезно. Константин Эдуардович, пережив смену политического строя, потратил годы трудов, чтобы доказать всем свою правоту.

Сегодня очень много слухов о том, что первым в данном вопросе был революционер Кибальчич. Но завещание этого человека к моменту публикации трудов Циолковского было погребено вместе с Кибальчичем. Кроме того, это был не полноценный труд, а лишь эскизы и наброски – революционер не смог подвести надежную базу под теоретические выкладки в своих работах.

Как действует реактивная сила?

Чтобы понять принцип работы реактивного двигателя, нужно понимать, как действует эта сила.

Итак, представим выстрел из любого огнестрельного оружия. Это наглядный пример действия реактивной силы. Струя раскаленного газа, который образовался в процессе сгорания заряда в патроне, отталкивает оружие назад. Чем мощнее заряд, тем сильнее будет отдача.

А теперь представим процесс зажигания горючей смеси: он проходит постепенно и непрерывно. Именно так выглядит принцип работы прямоточного реактивного двигателя. Подобным образом работает ракета с твердотопливным реактивным двигателем – это наиболее простая из его вариаций. С ней знакомы даже начинающие ракетомоделисты.

В качестве горючего для реактивных двигателей вначале применяли дымный порох. Реактивные двигатели, принцип работы которых был уже более совершенен, требовали топлива с основой из нитроцеллюлозы, которая растворялась в нитроглицерине. В больших агрегатах, запускающих ракеты, выводящие шаттлы на орбиту, сегодня используют специальную смесь полимерного горючего с перхлоратом аммония в качестве окислителя.

Принцип действия РД

Теперь стоит разобраться с принципом работы реактивного двигателя. Для этого можно рассмотреть классику – жидкостные двигатели, которые практически не изменились со времен Циолковского. В этих агрегатах применяется топливо и окислитель.

В качестве последнего используется жидкий кислород либо же азотная кислота. В качестве горючего применяют керосин. Современные жидкостные двигатели криогенного типа потребляют жидкий водород. Он при окислении кислородом увеличивает удельный импульс (на целых 30 процентов). Идея о том, что можно использовать водород, также родилась в голове Циолковского. Однако на тот момент по причине чрезвычайной взрывоопасности пришлось искать другое горючее.

Принцип работы состоит в следующем. Компоненты поступают в камеру сгорания из двух отдельных баков. После смешивания они превращаются в массу, которая при сгорании выделяет огромное количество тепла и десятки тысяч атмосфер давления. Окислитель подается в камеру сгорания. Топливная смесь по мере прохождения между сдвоенными стенками камеры и сопла охлаждает эти элементы. Далее горючее, подогретое стенками, попадет через огромное количество форсунок в зону воспламенения. Струя, которая формируется при помощи сопла, вырывается наружу. За счет этого и обеспечивается толкающий момент.

Кратко принцип работы реактивного двигателя можно сравнить с паяльной лампой. Однако последняя устроена значительно проще. В схеме ее работы нет различных вспомогательных систем двигателя. А это компрессоры, нужные для создания давления впрыска, турбины, клапана, а также прочие элементы, без которых реактивный двигатель просто невозможен.

Несмотря на то что жидкостные двигатели потребляют очень много горючего (расход топлива составляет примерно 1000 грамм на 200 килограммов груза), их до сих пор используют в качестве маршевых агрегатов для ракеты-носителей и маневровых для орбитальных станций, а также других аппаратов космического назначения.

Устройство

Устроен типичный реактивный двигатель следующим образом. Основные его узлы — это:

— компрессор;

— камера для сгорания;

— турбины;

— выхлопная система.

Рассмотрим данные элементы более подробно. Компрессор представляет собой несколько турбин. Их задача – всасывать и сжимать воздух по мере того, как он проходит через лопасти. В процессе сжатия повышается температура и давление воздуха. Часть такого сжатого воздуха подается в камеру сгорания. В ней воздух смешивается с топливом и происходит воспламенение. Этот процесс еще больше увеличивает тепловую энергию.

Смесь выходит из камеры сгорания на высокой скорости, а затем расширяется. Далее она следует еще через одну турбину, лопасти которой вращаются за счет воздействия газов. Эта турбина, соединяясь с компрессором, находящимся в передней части агрегата, и приводит его в движение. Воздух, нагретый до высоких температур, выходит через выпускную систему. Температура, уже достаточно высокая, продолжает расти за счет эффекта дросселирования. Затем воздух выходит окончательно.

Мотор самолета

В самолетах также используются эти двигатели. Так, например, в огромных пассажирских лайнерах устанавливают турбореактивные агрегаты. Они отличаются от обычных наличием двух баков. В одном находится горючее, а в другом – окислитель. В то время как турбореактивный мотор несет только топливо, а в качестве окислителя используется воздух, нагнетаемый из атмосферы.

Турбореактивный мотор

Принцип работы реактивного двигателя самолета основан на той же реактивной силе и тех же законах физики. Самая важная часть – это лопасти турбины. От размеров лопасти зависит итоговая мощность.

Именно благодаря турбинам вырабатывается тяга, которая нужная для ускорения самолетов. Каждая из лопастей в десять раз мощнее обыкновенного автомобильного ДВС. Турбины установлены после камеры сгорания там, где наиболее высокое давление. А температура здесь может достигать полутора тысяч градусов.

Двухконтурный РД

Эти агрегаты имеют массу преимуществ перед турбореактивными. Например, значительно меньший расход топлива при той же мощности.

Но сам двигатель имеет более сложную конструкцию и больший вес.

Да и принцип работы двухконтурного реактивного двигателя немного другой. Воздух, захватываемый турбиной, частично сжимается и подается в первый контур на компрессор и на второй – к неподвижным лопастям. Турбина при этом работает в качестве компрессора низкого давления. В первом контуре двигателя воздух сжимается и подогревается, а затем посредством компрессора высокого давления подается в камеру сгорания. Здесь происходит смесь с топливом и воспламенение. Образуются газы, которые подаются на турбину высокого давления, за счет чего и вращаются лопасти турбины, подающие, в свою очередь, вращательное движение на компрессор высокого давления. Затем газы проходят через турбину низкого давления. Последняя приводит в действие вентилятор и, наконец, газы попадают наружу, создавая тягу.

Синхронные РД

Это электрические моторы. Принцип работы синхронного реактивного двигателя аналогичен работе шагового агрегата. Переменный ток подается на статор и создает магнитное поле вокруг ротора. Последний вращается за счет того, что пытается минимизировать магнитное сопротивление. Эти моторы не имеют отношения к освоению космоса и запуску шаттлов.

как работает, устройство, виды двигателей

Путешествуя на самолетах, вы задумывались когда-нибудь о том, как работает двигатель реактивного самолета? О реактивной тяге, которая приводит его в действие, знали еще в Античные времена. Применить же ее на практике смогли только в начале прошлого века, в результате гонки вооружений между Англией и Германией.

Принцип работы двигателя реактивного самолета довольно прост, но имеет некоторые нюансы, которые строго соблюдаются при их производстве. Чтобы самолет смог надежно держаться в воздухе, они должны работать идеально. Ведь от этого зависят жизни и безопасность всех, кто находится на борту самолета.

Как работает реактивный двигатель?

Его приводит в действие реактивная тяга. Для этого нужна какая-то жидкость, выталкиваемая из задней части системы и придающая ей движение вперед. Здесь работает третий закон Ньютона, который гласит: “Любое действие вызывает равное противодействие”.

У реактивного двигателя вместо жидкости применяется воздух. Он создает силу, обеспечивающую движение.

В нем используются горячие газы и смесь воздуха со сгораемым топливом. Эта смесь выходит из него с высокой скоростью и толкает самолет вперед, давая ему лететь.

Если говорить об устройстве двигателя реактивного самолета, то оно представляет из себя соединение четырех самых важных деталей:

• компрессора;
• камеры горения;
• турбины;
• выхлопа.

Компрессор состоит из нескольких турбин, которые засасывают воздух и сжимают его по мере прохождения через расположенные под углом лопасти. При сжатии температура и давление воздуха повышаются. Часть сжатого воздуха попадает в камеру горения, где смешивается с топливом и поджигается. Это увеличивает тепловую энергию воздуха.

Реактивный двигатель.

Горячая смесь на высокой скорости выходит из камеры и расширяется. Там она проходит через еще одну турбину с лопастями, которые вращаются, благодаря энергии газа.

Турбина соединена с компрессором в передней части двигателя, и таким образом приводит его в движение. Горячий воздух выходит через выхлоп. К этому моменту температура смеси очень высока. И еще увеличивается, благодаря эффекту Дросселирования. После этого воздух выходит из него.

Разработка самолетов с реактивным двигателем началась в 30х годах прошлого века. Англичане и немцы начали разрабатывать подобные модели. В этой гонке победили немецкие ученые. Поэтому первым самолетом с реактивным двигателем стала “Ласточка” в Люфтваффе. “Глостерский метеор” поднялся в воздух немного позднее. О первых самолетах с такими двигателями подробно рассказано в этой статье.

Двигатель сверхзвукового самолета — тоже реактивный, но уже в совершенно другой модификации.

Как работает турбореактивный двигатель?

Реактивные двигатели применяются повсеместно, а турбореактивные устанавливаются больших пассажирских лайнерах. Отличие их в том, что первый несет с собой запас топлива и окислителя, а конструкция обеспечивает их подачу из баков.

Турбореактивный двигатель самолета несет с собой лишь топливо, а окислитель — воздух — нагнетается турбиной из атмосферы. В остальном принцип его работы совпадает с тем же, что и у реактивного.

Одна из самых важных деталей у них — это лопасть турбины. От нее зависит мощность двигателя.

Схема турбореактивного двигателя.

Именно они вырабатывают тяговые усилия, необходимые для ускорения самолета. Каждый из лопастей производит в 10 раз больше энергии, чем самый обычный, автомобильный двигатель. Они устанавливаются позади камеры сгорания, в той части двигателя, где самое высокое давление, а температура доходит до 1400 градусов по Цельсию.

В процессе производства лопастей они проходят через процесс монокристаллизации, что придает им твердости и прочности.

Перед тем, как установить на самолет, каждый двигатель проверяется на полное тяговое усилие. Он должен пройти сертификацию Европейского совета по безопасности и компанией, которая его произвела. Одной из самых крупных фирм по их производству является Роллс-Ройс.

Что такое самолет с атомным двигателем?

Во время Холодной войны были предприняты попытки создания реактивного двигателя не на химической реакции, а на тепле, который бы вырабатывал ядерный реактор. Его ставили вместо камеры сгорания.

Воздух проходит через активную зону реактора, понижая его температуру и повышая свою. Он расширяется и истекает из сопла со скоростью, большей чем скорость полета.

Комбинированный турбреактивно-атомный двигатель.

В СССР проводились его испытания на базе ТУ-95. В США тоже не отставали от ученых в Советском Союзе.

В 60х годах исследования в обеих сторонах постепенно прекратились. Основными тремя проблемами, которые помешали разработке, стали:

• безопасность летчиков во время полета;
• выброс радиоактивных частиц в атмосферу;
• в случае падения самолета, радиоактивный реактор может взорваться, нанеся непоправимый вред всему живому.

Как производят реактивные двигатели для моделей самолетов?

Их производство для моделей самолетов занимает около 6 часов. Сначала вытачивается базовая пластина из алюминия, к которой крепятся все остальные детали. По размеру она совпадает с хоккейной шайбой.

К ней прикрепляют цилиндр, поэтому получается что-то вроде консервной банки. Это будущий двигатель внутреннего сгорания. Далее устанавливается система подачи топлива. Чтобы его закрепить, в основную пластину вкручиваются шурупы, предварительно опущенные в специальный герметик.

Двигатель для модели самолета.

Каналы стартера крепятся с другой стороны камеры, чтобы перенаправлять выбросы газа в турбинное колесо. В отверстие сбоку от камеры сгорания устанавливается спираль накаливания. Она поджигает топливо внутри двигателя.

Потом ставят турбину и центральную ось цилиндра. На нее ставят колесо компрессора, которое нагнетает воздух в камеру сгорания. Его проверяют с помощью компьютера, прежде чем закрепить пусковую установку.

Готовый двигатель еще раз проверяют на мощность. Его звук немногим отличается от звука двигателя самолета. Он, конечно, меньшей силы, но полностью напоминает его, придавая больше схожести модели.

Принцип работы реактивного двигателя | КакУстроен.ру

Кто придумал реактивный двигатель

Идею применения реактивной тяги для преодоления земного притяжения впервые довел до практической осуществимости в 1903 году российский ученый К. Э. Циолковский в своем труде «Исследование мировых пространств реактивными приборами». Опубликованная в «Научном обозрении» статья утвердила за ним репутацию мечтателя и не была воспринята всерьез. Константину Эдуардовичу потребовались годы трудов и смена политического строя, чтоб доказать свою правоту.

Сейчас много говорят о первенстве в этом вопросе одного из цареубийц Александра 2, революционера Кибальчича. Хотя его завещание и датировались 1881 годом, но к моменту выхода работы Константина Эдуардовича еще было погребено в тюремных архивах. К тому же это были лишь наброски, тогда как ученый сумел подвести надежный грунт под теорию уже в своих ранних работах.

Принцип действия реактивной силы

Если вам доводилось стрелять из огнестрельного оружия, или хотя бы наблюдать процесс со стороны, вы уже сталкивались с реактивной силой. Именно струя раскаленных газов, образовавшихся при сгорании пороха, отталкивает ствол назад. Чем больше количество заряда, тем круче отдача. А теперь представьте, что процесс воспламенения смеси постепенен и непрерывен. Получаем ракету с твердотопливным РД. Это самый простой вид двигателя, хорошо знакомый ракетомоделистам.

В качестве топлива в РДТТ сначала использовали дымный порох, более сложные варианты уже имеют основу в виде нитроцеллюлозы, растворенной в нитроглицерине. Топливом для небольших ракет выступает натриевая или калиевая селитра, смешанная с углеводами типа сахара или сорбита. Сделать такой движок можно самостоятельно, можно найти готовую модель и топливо в продаже. Большие твердотопливные двигатели использовались для запуска ракет, выводивших на орбиту шаттлы (характерный густой оранжевый дым при запуске ракеты дают именно такие двигатели), а также в военных целях для МБР. У них топливом выступает смесь полимерного горючего и перхлорат аммония как окислитель. Знаменитый «Тополь-М» основан именно на твердотопливных двигателях.

Твердотопливные двигатели относительно простые в конструкции, имеют нетоксичное топливо, надежные и пожаробезопасные, могут долго храниться, представляя собой стратегический арсенал. Однако удельный импульс у них небольшой, ими трудно управлять (включая не только направление тяги, но и запуск, а также остановку двигателя), а потому для космических полетов более предпочтительны ракетные двигатели на куда более эффективном жидком топливе.

Как работает реактивный двигатель

Разобравшись с реактивной силой, можно понять принцип работы реактивного двигателя. Рассмотрим классический вариант — жидкостный реактивный двигатель, или ЖРД, не претерпевший принципиальных изменений со времени его разработки Циолковским. Для создания толкающей струи или, как принято говорить, рабочего тела, в них применяют смесь топлива с окислителем.

Окислителем чаще всего выступает жидкий кислород или азотная кислота, как топливо применяют керосин. Современные криогенные ЖРД используют жидкий водород, при окислении кислородом позволяющий на 30% увеличить удельный импульс по сравнению с керосиново-кислородными. Кстати, идею применения водорода также предложил Циолковский в том же труде 1903 года, но чрезвычайная взрывоопасность и технически непреодолимые, на тот момент, трудности заставили искать другое топливо.

Поступающие из отдельных баков в рабочую камеру, компоненты превращаются в смесь, сгорающую с выделением колоссального количества тепла и давлением в десятки атмосфер. Окислитель вводится непосредственно в камеру. Топливо, проходя между сдвоенными, словно в термосе, стенками сопла и камеры, охлаждает их. Разогретое таким образом, оно впрыскивается многочисленными форсунками в зону горения. Сформированная соплом струя, вырываясь наружу, обеспечивает толкающий момент.

Почти паяльная лампа, только несколько сложнее. Ведь в предложенной схеме, не упоминаются различные компрессоры, создающие необходимое для впрыска давление, питающие их турбины, клапана и многие другие компоненты, без участия которых эксплуатация двигателя невозможна.

Несмотря на большое потребление топлива – приблизительно 1 кг смеси для подъема 200 кг груза, ЖРД продолжают использовать как основные маршевые двигатели ракетоносителей и маневровые для орбитальных станций и других космических аппаратов.

Виды ракетных двигателей

Самым экзотичным видом ракетных двигателей можно назвать электрореактивные, или плазменные движки. Принцип их действия основан не на поджигании топлива, а на использовании энергии выброса заряженного инертного газа (как правило, ксенона), который разгоняется с помощью электрического тока и магнитов. Удельный импульс у них небольшой, и на Земле они не применяются. Но зато для космических аппаратов, где масса двигателя имеет критическое значение, большая скорость выброса рабочего тела (а это означает его небольшой требуемый запас) и компактность двигателя сделало плазменный движок отличным вариантом для выполнения маневров и коррекции орбиты у малых спутников.

В авиации получили распространение другие виды РД – воздушные прямоточные и турбореактивные, но они имеют несколько иную конструкцию и рабочие характеристики.

Принципы работы реактивного двигателя

Принципы работы реактивного двигателя Принципы реактивного двигателя Операция

Основная функция силовой установки любого самолета — обеспечивают силу для преодоления сопротивления самолета, эта сила называется тягой. И то и другое пропеллерные самолеты и реактивные двигатели получают свою тягу от ускорения поток воздуха — основное различие между ними — количество воздуха ускоренный. Пропеллер ускоряет большой объем воздуха небольшим количеством воздуха, тогда как реактивный двигатель ускоряет небольшой объем воздуха на большое количество.Этот можно понять с помощью 2-го закона движения Ньютона, который резюмируется уравнение F = ma (сила = масса x ускорение) . В основном сила или тяга (F) создается путем ускорения массы воздуха (м) за счет ускорения (а).

Пропеллер ускоряет большой объем воздуха за счет небольшое количество	Реактивный двигатель ускоряет небольшой объем воздуха за счет крупная сумма

Учитывая, что тяга пропорциональна расходу воздуха и что двигатели должны быть сконструированы так, чтобы обеспечивать большую тягу на единицу мощности двигателя, из этого следует что конструктор реактивного двигателя обычно пытается максимизировать воздушный поток на размер агрегата двигателя.Это означает максимальную скорость, с которой воздух может войти в двигатель, и часть впускной площади, которая может быть отведена под воздушный поток. Газотурбинные двигатели обычно намного превосходят поршневые двигатели в этим уважением, поэтому поршневые реактивные двигатели не использовались развит.

Рабочий цикл газа турбина

Газотурбинный двигатель по сути является тепловым двигателем, использующим воздух в качестве рабочее тело для обеспечения тяги.Для этого воздух, проходящий через двигатель должен быть ускорен; это означает, что скорость или кинетическая энергия воздух должен быть увеличен. Сначала повышается энергия давления, а затем добавление тепловой энергии перед окончательным преобразованием обратно в кинетическую энергию в форма высокоскоростной струи.

Основное механическое устройство газовой турбины относительно просто. Он состоит всего из четырех частей:

1. Компрессор который используется для увеличения давления (и температуры) входящего воздуха.
2. Один или несколько горение камеры, в которых топливо впрыскивается в воздух высокого давления в виде мелких брызги, и сгорели, тем самым нагревая воздух. Давление остается (почти) постоянна при горении, но по мере повышения температуры каждый килограмм горячего воздух должен занимать больший объем, чем в холодном состоянии, и поэтому расширяется через турбину.
3. Турбина который преобразует часть этого повышения температуры в энергию вращения. Эта энергия используется для привода компрессора.
4. Выхлоп сопло, которое ускоряет воздух, используя остаток энергии, добавленной в камера сгорания, производящая выхлоп струи с высокой скоростью.

Схема газотурбинный двигатель (турбореактивный)

Это обобщение, однако, не распространяется на детальный проект компонентов двигателя, в котором необходимо учитывать высокие рабочие температуры камер сгорания и турбины; эффекты переменных потоков через лопатки компрессора и турбины; и дизайн выхлопная система, через которую газы выбрасываются для образования движущей струи.

В газотурбинном двигателе сжатие воздуха осуществляется одним из двух основных типов компрессора, один из которых обеспечивает центробежный поток. и другой осевой поток. Оба типа приводятся в движение турбиной двигателя и обычно соединяется непосредственно с валом турбины.

Центробежный компрессор использует импеллер для ускорения воздуха и диффузор для создания необходимого повышения давления.Выход потока центробежный компрессор в радиальном направлении (под углом 90 к направлению полета), поэтому он должен быть перенаправляется обратно в камеру сгорания, что приводит к падению эффективность. Осевой компрессор использует чередующиеся ряды вращающихся (роторных) лопасти, чтобы ускорить воздух, и неподвижные (статорные) лопатки, чтобы рассеивать воздух, пока не будет достигнуто необходимое повышение давления.

Повышение давления, которое может быть получаемое в одной ступени осевого компрессора, намного меньше давления подъем достижим за одну центробежную ступень.Это означает, что для того же повышение давления, осевой компрессор требует много ступеней, а центробежный компрессор может понадобиться всего один или два.

А центробежный рабочее колесо

Камера сгорания выполняет сложную задачу сжигания больших количества топлива, подаваемого через форсунки для распыления топлива, с большими объемами воздуха, подаваемого компрессором, и выделяя образующееся тепло в такой способ, которым воздух расширяется и ускоряется, давая плавный поток равномерно нагретый газ.Эта задача должна быть выполнена с минимальными потерями в давление и с максимальным тепловыделением в ограниченном пространстве имеется в наличии.

Количество добавляемого в воздух топлива будет зависеть от требуется повышение температуры. Однако максимальная температура ограничена в пределах диапазон от 850 до 1700 ° C по материалам, из которых изготовлены лопатки турбины и насадки сделаны. Воздух уже нагрет до температуры от 200 до 550 C за счет работы компрессора, что приводит к повышению температуры потребность от 650 до 1150 ° C в процессе сгорания.Поскольку газ температура определяет тягу двигателя, камера сгорания должна быть способной для поддержания стабильного и эффективного сгорания в широком диапазоне двигателей условия эксплуатации.

Температура газа после сгорания составляет около 1800 ° C. 2000 C, который слишком горячий для попадания в направляющие лопатки сопла турбина. Воздух, не используемый для горения, что составляет около 60 процентов поэтому весь воздушный поток постепенно вводится в жаровую трубу.Примерно треть этого газа используется для понижения температуры внутри камера сгорания; остаток используется для охлаждения стенок жаровой трубы.

Есть три основных типа камер сгорания, используемых для газа. газотурбинные двигатели. Это многокамерная камера, баночно-кольцевая камера и кольцевая камера.

---

Турбина

Турбина высокого давления ступень от ТРДД CFM56 двигатель

Задача турбины — обеспечивать мощность для привода компрессор и аксессуары.Это достигается за счет извлечения энергии из горячих газов. выпускаются из системы сгорания и расширяют их до более низкого давления и температура. Непрерывный поток газа, которому подвергается турбина, может входить в турбину при температуре от 850 до 1700 C, что далеко выше точки плавления современной технологии материалов.

Лопатка турбины с охлаждением отверстия

Для создания крутящего момента турбина может состоять из несколько ступеней, на каждой из которых используется один ряд неподвижных направляющих лопаток, и один ряд движущиеся лезвия.Количество этапов зависит от соотношения между мощность, требуемая от газового потока, скорость вращения, при которой он должен быть произведен, а диаметр турбины разрешен. Конструкция направляющей насадки лопатки и проходы лопаток турбины в целом основаны на аэродинамических соображениях, и для достижения оптимального КПД, совместимого с компрессором и камерой сгорания. конструкции, направляющие лопатки сопла и лопатки турбины имеют базовый профиль форма.

Стремление производить двигатель с высоким КПД требует высокого температура на входе турбины, но это вызывает проблемы, поскольку лопатки турбины могут должны работать и выдерживать длительные периоды эксплуатации при температурах выше их точка плавления.Эти лезвия, хотя и раскалены докрасна, должны быть достаточно прочными. нести центробежные нагрузки из-за вращения на высоких скорость.

Для работы в этих условиях требуется холодный воздух. вытеснен из множества мелких отверстий в лезвии. Этот воздух остается близким к лезвие, не допуская его плавления, но не сильно отвлекая общая производительность двигателя. Никелевые сплавы используются для изготовления турбины. лезвия и направляющие лопатки сопла, потому что эти материалы демонстрируют хорошие свойства при высоких температурах.

---

Выхлоп Сопло

Газотурбинные двигатели для самолетов имеют выхлопную систему, выпускает газы из турбины в атмосферу с требуемой скоростью. направление, чтобы обеспечить необходимую тягу. Конструкция выхлопной системы, следовательно, оказывает значительное влияние на производительность двигателя. В площади поперечного сечения струйного трубы и метательные или выходное сопло влияют температура на входе в турбину, массовый расход, скорость и давление выхлопной жиклер.

Основная функция выхлопной системы — формирование правильного выхода области и для предотвращения передачи тепла остальной части самолета. Использование реверсор тяги (для замедления самолета при посадке), шумоглушитель (для уменьшить шумную выхлопную струю) или выпускное отверстие с изменяемой площадью (для улучшения КПД двигателя в более широком диапазоне условий эксплуатации) обеспечивает более сложная выхлопная система.

Базовый выхлоп система	Более сложная выхлопная система с двумя положение форсунки и шум подавитель

---

Форсажные камеры

Помимо основных компонентов газотурбинного двигателя, один другой процесс иногда используется для увеличения тяги данного двигателя.Дожигание (или повторный нагрев) — это метод увеличения основной тяги двигателя. для улучшения взлета, набора высоты и (для военных самолетов) боевых спектакль.

Дожиг состоит из введения и сжигания сырого топливо между турбиной двигателя и соплом реактивного двигателя, используя несгоревший кислород в выхлопных газах для поддержки горения. Результирующий повышение температуры выхлопных газов увеличивает скорость струи покидая метательное сопло, увеличивает тягу двигателя.Этот Увеличенная тяга может быть получена за счет использования более мощного двигателя, но это увеличить вес, площадь лобовой части и общий расход топлива. Дожигание обеспечивает лучший метод увеличения тяги на короткое время.

Форсажные камеры очень неэффективны, поскольку требуют непропорционально большой расход топлива из-за дополнительной тяги, которую они создают. Дожигание используется в случаях, когда топливная экономичность не критична, например при взлете самолетов с коротких взлетно-посадочных полос и в бою, где происходит быстрое увеличение в скорости иногда может потребоваться.

Типовая дожигательная труба оборудование

---

Принцип работы (кратко). Принцип действия реактивного двигателя

Под реактивным понимается движение, при котором от тела с определенной скоростью отделяется одна из его частей. Сила, возникающая в результате такого процесса, действует сама по себе.Другими словами, у нее нет даже малейшего контакта с внешними телами.

Реактивное движение в природе

Во время летнего отдыха на юге почти все мы, купаясь в море, встречались с медузами. Но мало кто думал, что эти животные двигаются так же, как реактивный двигатель. Принцип действия в природе такого агрегата можно наблюдать при перемещении определенных видов морского планктона и личинок стрекоз. Причем эффективность этих беспозвоночных зачастую выше, чем у технических средств.

Кто еще может наглядно продемонстрировать, какой из реактивных двигателей работает? Кальмары, осьминоги и каракатицы. Подобное движение совершают многие другие морские моллюски. Возьмем, например, каракатицу. Она втягивает воду в свою жаберную полость и энергично выбрасывает ее через воронку, которая направляется назад или в сторону. При этом моллюск способен совершать движения в нужную сторону.

Принцип действия реактивного двигателя можно наблюдать и при перемещении барабана. Это морское животное берет воду в широкой впадине.После этого мышцы его тела сокращаются, выталкивая жидкость через отверстие, которое находится позади. Реакция образовавшейся струи позволяет саженцу двигаться вперед.

Sea Missiles

Но наибольшего совершенства в реактивной навигации достиг все тот же кальмар. Даже форма самой ракеты словно скопирована с этого морского обитателя. При движении с небольшой скоростью кальмар периодически выгибает ромбовидный плавник. Но для быстрого броска ему приходится использовать собственный «реактивный двигатель». Принцип работы всех его мышц и тела стоит рассмотреть подробнее.

Кальмар имеет своеобразную мантию. Это мышечная ткань, которая окружает его тело со всех сторон. Во время движения животное засасывает в эту мантию большой объем воды, резко выбрасывая струю через специальную узкую насадку. Такие действия позволяют кальмарам двигаться назад со скоростью до семидесяти километров в час. Во время движения животное собирает в пучок все свои десять щупалец, что придает телу обтекаемую форму. На насадке есть специальный клапан. Его поворачивает животное сокращением мышц.Это позволяет моряку менять направление. Роль штурвала при передвижении кальмара выполняют его щупальца. Он направляет их влево или вправо, вниз или вверх, легко уворачиваясь от столкновений с различными препятствиями.

Существует вид кальмаров (stenoteutis), имеющий звание лучшего летчика среди моллюсков. Опишите принцип работы реактивного двигателя — и вы поймете, почему, преследуя рыбу, это животное иногда выпрыгивает из воды, даже попадая на палубы кораблей, плывущих по океану.Как это произошло? Пилот-кальмар, находясь в водной стихии, развивает для себя максимальную реактивную тягу. Это позволяет ему летать над волнами на расстоянии до пятидесяти метров.

Если мы рассмотрим реактивный двигатель, принцип Какое животное работает, мы можем упомянуть еще? Это, на первый взгляд, мешковатый осьминог. Пловцы не так быстры, как кальмары, но в случае опасности их скорости могут позавидовать даже лучшие спринтеры. Биологи, изучавшие миграцию осьминогов, выяснили, что они движутся по принципу действия реактивного двигателя.

Животное при каждой струе воды, выбрасываемой из воронки, делает рывок на два или даже два с половиной метра. При этом плывет осьминог своеобразным образом — задом наперед.

Другие примеры реактивного движения

В мире растений есть ракеты. Принцип работы реактивного двигателя можно наблюдать, когда даже при очень легком прикосновении «бешеный огурец» с большой скоростью отскакивает от ножки, одновременно отталкивая липкую жидкость с семенами. При этом сам плод летит на значительное расстояние (до 12 м) в обратном направлении.

Принцип работы реактивного двигателя можно наблюдать и в лодке. Если с него в определенном направлении бросить в воду тяжелые камни, то он будет двигаться в противоположном направлении. Ракетно-реактивный двигатель имеет такой же принцип работы. Только там вместо камней используются газы. Они создают реактивную силу, которая обеспечивает движение как в воздухе, так и в разряженном пространстве.

Фантастическое путешествие

Человечество давно мечтает о космических полетах. Об этом свидетельствуют произведения писателей-фантастов, которые для достижения этой цели предлагали самые разные средства.Например, герой рассказа французского писателя Эркюля Савинена Сирано де Бержерак достиг Луны на железной повозке, над которой постоянно перебрасывался мощный магнит. Знаменитый Мюнхгаузен тоже достиг той же планеты. Гигантский стебель фасоли помог ему совершить путешествие.

Реактивный двигатель применялся в Китае еще в первом тысячелетии до нашей эры. Бамбуковые трубы, набитые порохом, служили своеобразными ракетами для развлечения. Кстати, проект первой машины на нашей планете, созданный Ньютоном, тоже был с реактивным двигателем.

История РД

Только в XIX в. мечта человечества о космосе стала приобретать конкретные черты. Ведь именно в этом веке русский революционер Н.И. Кибальчич создал первый в мире проект самолета с реактивным двигателем. Все бумаги были составлены Народным освободителем в тюрьме, куда он попал после покушения на Александра. Но, к сожалению, 04.03.1881 Кибальчич был казнен, а его идея не нашла практического воплощения.

В начале 20 в. Идея использования ракет для космических полетов была выдвинута русским ученым К.Е. Циолковский. Впервые его работа, содержащая описание движения тела переменной массы в виде математического уравнения, была опубликована в 1903 году. Позже ученый разработал саму схему реактивного двигателя, работающего на жидком топливе.

Также Циолковским была изобретена многоступенчатая ракета, и была выдвинута идея создания настоящих космических городов на низкой околоземной орбите.Циолковский убедительно доказал, что единственное средство для полета в космос — это ракета. То есть аппарат, оснащенный реактивным двигателем, заправляемый горючим и окислителем. Только такая ракета способна преодолеть силу тяжести и вылететь за пределы атмосферы Земли.

Освоение космоса

Статья Циолковского, опубликованная в журнале «Научное обозрение», подтвердила для ученых репутацию мечтателя. Никто не принимал всерьез его аргументы.

Идея Циолковского была реализована советскими учеными.Под руководством Сергея Павловича Королева они запустили первый искусственный спутник Земли. 4 октября 1957 года это устройство было доставлено на орбиту ракетой с реактивным двигателем. Работа РД была основана на преобразовании химической энергии, которая передается топливом газовой струе, превращаясь в кинетическую энергию. В этом случае ракета движется в обратном направлении.

Реактивный двигатель, принцип действия которого используется много лет, находит свое применение не только в космосе, но и в авиации.Но больше всего его используют для запуска ракет. Ведь только RD может перемещать аппарат в пространстве, в котором отсутствует какая-либо среда.

Жидкостный реактивный двигатель

Тот, кто стрелял из огнестрельного оружия или просто наблюдал за этим процессом со стороны, знает, что существует сила, которая непременно оттолкнет ствол назад. А при большей сумме заряда отдача обязательно увеличится. Реактивный двигатель работает так же. Принцип его действия аналогичен тому, как ствол откидывается назад под действием струи горячих газов.

Что касается ракеты, то в ней процесс, во время которого зажигается смесь, является постепенным и непрерывным. Это самый простой твердотопливный двигатель. Он хорошо известен всем ракетостроителям.

В жидкостном реактивном двигателе (ЖРД) для создания рабочего тела или толкающей струи применяется

Реактивный двигатель | инженерия | Британника

Газовая турбина работает по циклу Брайтона, в котором рабочая жидкость представляет собой непрерывный поток воздуха, попадающего во впускное отверстие двигателя. Воздух сначала 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 виде 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 соединена крутящим моментом вала с компрессором и отбирает энергию из газового потока для приведения в действие компрессора.Поскольку тепло было добавлено к рабочему телу под высоким давлением, поток газа, который выходит из газогенератора после расширения через турбину, содержит значительное количество избыточной энергии, т. Е. Газовую мощность, благодаря своему высокому давлению, 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.

Encyclopædia Britannica, 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 тогда производил бы энергию 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 (фунт 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.

Оформите 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 генерирует 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 впуске ( V ₀ ) относительно двигателя принята как скорость полета, а скорость выброса ( V _j ) — скорость выхлопа или струи 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 небольшое влияние массового расхода топлива на создание разницы между массовым расходом впускного и выпускного потоков намеренно не учитывается.

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 _Дж .Реакция на эту силу F в конечном итоге передается от опор движителя на самолет как движущая сила.

Существует два общих подхода к преобразованию мощности на газу в тяговую тягу. В одном случае вторая турбина (то есть турбина низкого давления или мощная турбина) может быть введена в тракт двигателя для извлечения дополнительной механической мощности из доступной газовой мощности. Эта механическая мощность может затем использоваться для приведения в действие внешнего движителя, такого как винт самолета или винт вертолета.В этом случае тяга создается 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 поток высокой энергии, подаваемый первичным двигателем, может подаваться непосредственно в реактивное сопло, которое ускоряет поток газа до очень высокой скорости, когда он выходит из двигателя, как это типично для турбореактивного двигателя. В этом случае тяга создается в компонентах первичного двигателя, поскольку они приводят в действие поток газа.

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 выпускается 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 долю доступной энергии, которая эффективно используется для приведения в движение летательного аппарата, по сравнению с полной энергией реактивного потока. Для простого, но репрезентативного случая, когда поток нагнетаемого воздуха равен расходу входящего газа, найдено, что

Хотя скорость струи V _j должна быть больше, чем скорость самолета V ₀ для создания полезной тяги, большая скорость струи, которая значительно превышает 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, как предполагается, приводится в действие.

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 величины удельного расхода топлива тягового двигателя не существует. Это в значительной степени зависит не только от эффективности первичного двигателя (и, следовательно, от его степени давления и температуры пикового цикла), но также и от пропульсивной эффективности движителя (и, следовательно, от 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).

Решения для реактивных двигателей — предоставление экономичных решений для реактивных двигателей для требовательной отрасли

В Jet Engine Solutions авиадвигатели — это то, чем мы все занимаемся. Основанная в 2009 году компания Jet Engine Solutions была основана на ключевых услугах и бизнес-принципах, в которых остро нуждалась авиадвигательная промышленность. Миссия состоит в том, чтобы предоставлять экономически эффективные, индивидуальные решения под ключ для лизинговых компаний двигателей, поставщиков двигателей, финансовых компаний и операторов, которые используют лизинговые активы по всему миру.Охватывают все аспекты, включая консультации, управление автопарком и записями, услуги ремонтных станций и хранение двигателей. Миссия идет полным ходом, но далеко не завершена. По мере развития отрасли мы тоже будем развиваться, стремиться к совершенствованию и продолжать предоставлять экономически эффективные решения для индустрии лизинга двигателей и торговли. Решения для реактивных двигателей — это более чем 50-летний опыт работы в области авиационных двигателей, от консультирования до технического обслуживания двигателей. Будьте уверены: когда дело доходит до активов вашего двигателя, вы нашли надежный универсальный источник.Просматривая наш сайт, мы уверены, что вы найдете наши услуги и гибкость непревзойденными. Если у вас есть особые потребности или вам нужна программа, адаптированная к вашей деятельности, пожалуйста, свяжитесь с нами .
ВОЗВРАТ ДВИГАТЕЛЯ В АРЕНДУ Центр возврата аренды двигателя — это сердце JES.JES — предпочтительная экономка для некоторых из крупнейших в мире компаний по аренде двигателей. Подробнее	АВИАЦИОННЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛУГИ Авиационные консультанты JES предлагают в совокупности более 20 лет опыта в области аэрокосмического консультирования, что дает вам уверенность в том, что ваши активы находятся в компетентных руках. Подробнее	. РЕМОНТНАЯ СТАНЦИЯ FAA В Jet Engine Solutions авиадвигатели — это то, чем мы все занимаемся. Ремонтная станция JES и хранилище двигателей удобно расположены в 10 минутах к северу от международного аэропорта DFW Подробнее
Компания, управляемая ветеранами В основе Jet Engine Solutions лежит вера в служение округу.Несколько владельцев компаний и сотрудников-основателей являются ветеранами, а высокое качество исполнения и дисциплина формируют корпоративную культуру. Jet Engine Solutions активно набирает бывших военнослужащих из всех родов войск. Бывшие военнослужащие обладают богатым опытом, ориентированным на команду менталитетом и способностью справляться самостоятельно, чтобы довести задачу до конца. Почти 70 процентов компании составляют ветераны, а многие другие сотрудники происходят из семей военных.Компания Jet Engine Solutions твердо убеждена, что те, кто служил своей стране, заслуживают послевоенной карьеры. Мы гордимся тем, что являемся частью этой традиции.

Посмотрите на двигатель такой массивный, что два баскетболиста могут стоять внутри него: GE представляет самый большой в мире реактивный двигатель

Посмотрите, как загорелся самый большой в мире реактивный двигатель: прототип, на котором будет установлен 406-местный «мегаплан» Boeing 777, испытан впервые

• Boeing попросил GE разработать двигатель для его самолета 777X, и несколько других авиакомпаний также разместили заказы
• Композиты с керамической матрицей могут работать при температурах до 2400 градусов по Фаренгейту
• 16 лопастей вентилятора четвертого поколения из углеродного волокна расположены спереди, которые подают воздух в 11-ступенчатый компрессор высокого давления
• Испытания началось в прошлом месяце и будет продолжаться проверка аэродинамических, тепловых и механических характеристик.

Автор Stacy Liberatore для Dailymail.com

Опубликовано: 01:06 GMT, 19 апреля 2016 г. | Обновлено: 10:48 GMT, 19 апреля 2016 г.

Реклама

Компания General Electric Aviation создала двигатель, который может похвастаться настолько огромными, что Шакил О’Нил мог удобно поместиться внутри него с Коби Брайантом на его плечах.

Названный самым большим реактивным двигателем в мире, передние вентиляторы GE9X имеют 11 футов в диаметре, а его входной канал имеет размеры 18 на 12 футов и может создавать тягу в 100 000 фунтов.

Этот рекордный двигатель является первым работающим прототипом, который был разработан для реактивного самолета Boeing 777X и в настоящее время проходит испытания в учебном лагере GE для двигателей недалеко от Пиблза, штат Огайо.

Прокрутите вниз, чтобы увидеть видео

Передние вентиляторы GE9X, названные самым большим реактивным двигателем в мире, имеют диаметр 11 футов, его впускной канал 18 на 12 футов и может создавать тягу в 100 000 фунтов. Этот массивный двигатель является первым работающим прототипом, который был разработан для самолета Boeing 777X и в настоящее время проходит испытания двигателей в учебном лагере компании около Пиблза, штат Огайо

КАКОВЫ ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЕЙ?

Передние вентиляторы GE9X имеют диаметр 11 футов, его входной канал имеет размеры 18 на 12 футов и может создавать тягу в 100 000 фунтов.

CMC могут работать при температурах до 2400 градусов по Фаренгейту.

Двигатель имеет топливные форсунки, напечатанные на 3D-принтере.

Включает 16 лопастей вентилятора четвертого поколения из углеродного волокна и четыре топливных бака.

Испытания двигателя рассматриваются как важный шаг на пути к развитию семейства самолетов 777X, новой версии 777 «mini-jumbo» вместимостью до 406 кресел, которая должна быть введена в эксплуатацию в 2020 году. разработать двигатель, достаточно мощный, чтобы приводить в действие свой самолет 777X, что побудило другие авиакомпании, включая Emirates, Lufthansa и Qatar Airways, разместить заказ.

Всего компания получила более 700 запросов на двигатели на сумму 29 миллионов долларов.

GE9X состоит из частей из легких и сверхтермостойких материалов, известных как композиты с керамической матрицей (CMC), которые могут работать при температурах до 2400 градусов по Фаренгейту.

Это позволяет инженерам фирмы поддерживать высокую температуру внутри двигателя без необходимости сжигать топливо или выбросы.

«Чем горячее становится двигатель, тем он эффективнее», — сказал в недавнем заявлении представитель GE Aviation Рик Кеннеди.

Развитие 3D-печати также внесло свой вклад в создание этого передового двигателя, позволив инженерам создавать более сложные формы, которые когда-то были невозможны, включая 3D-печатные топливные форсунки.

«Эти туннели и пещеры — строго охраняемый секрет, — сказал Кеннеди.

«Они определяют, как топливо движется через форсунку и распыляется внутри камеры сгорания».

В настоящее время это самый крупный турбовентиляторный реактивный двигатель, производимый компанией Rolls Royce, основным конкурентом GE.Trent XWB-97 — трехвальный турбореактивный двигатель с диаметром вентилятора десять футов и может создавать тягу до 97 000 фунтов.

Двигатель GE9X разрабатывается для нового поколения пассажирских самолетов Boeing 777X (на фото). Уже заказано около 320 из них. Это будет самый большой пассажирский самолет, который когда-либо видели, с таким большим размахом крыла, что в некоторых аэропортах придется складывать его носы.

Они разрабатываются для дальнемагистральных пассажирских самолетов Airbus A350-1000 Dreamliner и уже прошли испытания в воздух в самолете.

GE также производит GE90, который имеет общий диаметр 11 футов и может генерировать тягу 93 700 фунтов. В настоящее время он используется на Боинге 777.

Однако в новом двигателе GE9X в передней части двигателя имеется 16 лопастей из углеродного волокна четвертого поколения, которые подают воздух в 11-ступенчатый компрессор высокого давления. По данным компании, ни один другой коммерческий двигатель не имеет более высокого соотношения давления (27: 1).

Инженеры также установили четвертый топливный бак, чтобы двигатель не испытывал жажды.

САМЫЙ БОЛЬШОЙ ПАССАЖИРСКИЙ САМОЛЕТ, КОГДА-ЛИБО ВИДЕЛ

Это будет самый большой пассажирский самолет, который когда-либо видели — с таким большим размахом крыла, что его приходится складывать, чтобы он мог поместиться в аэропортах.

Boeing 777-9X будет самым большим и самым эффективным двухмоторным реактивным самолетом в мире, утверждает аэрокосмический гигант, и начнет производство в 2017 году.

320 уже заказаны, сообщает компания, и будет включать в себя более широкий салон и большие окна, чем даже у 787 Dreamliner фирмы.

Самолет будет иметь самый широкий размах крыла среди всех самолетов: 235 футов 5 дюймов (71,8 метра), что делает его шире, чем четыре 53-футовых (16-метровых) полуприцепа, припаркованных встык.

Он такой большой, что компания Boeing разработала петли на законцовках крыльев. Петли будут складываться, позволяя самолету сократить размах крыльев, когда он катится по рулежным дорожкам аэропорта, что является первой конструкцией такого рода на любом коммерческом авиалайнере.