Что такое тяга двигателя самолета: Тяга самолета. тяга двигателя самолета. тяга реактивного двигателя.

Тяга самолета. тяга двигателя самолета. тяга реактивного двигателя.

Тяга – сила, выработанная двигателем. Она толкает самолет через воздушный поток. Единственное, что противостоит тяге – лобовое сопротивление. В прямолинейном горизонтально установившемся полете они относительно равны. В случае если летчик увеличивает тягу методом добавления оборотов двигателя и сохраняет постоянную высоту, тяга начинает превосходить сопротивление воздуха. Летательный аппарат (ЛА) наряду с этим ускоряется. Весьма скоро сопротивление возрастает и опять уравнивает тягу.

ЛА стабилизируется на постоянной высокой скорости. Тяга – один из самых ответственных факторов для определения скороподъемности самолета, в частности как скоро ЛА может подняться на определенную высоту. Вертикальная скорость зависит не от подъемной силы, а от запаса тяги, которым владеет самолет.

Тяга реактивного двигателя самолета

Сила тяги двигателя, либо его движущая сила, равноценна всем силам давления воздуха на внутреннюю поверхность силовой установки.

Тяга некоторых видов реактивных двигателей зависит от высоты и скорости полета. Для вычисления силы тяги реактивного двигателя довольно часто приходится определять тягу на конкретной высоте, у почвы, на взлете и на протяжении какой-либо скорости.

Для ЖРД сила тяги равноценна произведению массы исходящих газов на скорость, с которой они вылетают из сопла двигателя.

Для ВРД (воздушно-реактивный двигатель) сила тяги измеряется как следствие массы газов на разность скоростей, в частности скорости воздушной струи, выходящей из сопла двигателя, и скорости поступающего воздуха в двигатель. Несложнее говоря, эта скорость уравнивается к скорости полета самолета с реактивным двигателем. Тяга ВРД в большинстве случаев измеряется в тоннах либо килограммах. Серьёзным качественным показателем ВРД есть его удельная тяга.

Для турбореактивного двигателя – тяга, отнесенная к конкретной единице веса воздуха, что проходит через двигатель в секунду. Данный показатель разрешает осознать, как высока эффективность эксплуатации воздуха в двигателе для образования тяги.

Удельная тяга измеряется в килограммах тяги на 1 кг воздуха, расходуемого за секунду.

В некоторых случаях используется второй показатель, что кроме этого именуется удельной тягой, показывающей отношение количества горючего, которое расходуется, к силе тяги за секунду. Конечно, что чем выше показатель удельной тяги ВРД, тем меньше размеры и поперечный вес самого двигателя.

Показатель полетной либо тяговой мощности – это сила, которая задействует реактивный двигатель при конкретной скорости полета. В большинстве случаев, измеряется в лошадиных силах. Величина лобовой тяги говорит о степени конструктивного оптимума реактивного двигателя.

Лобовая тяга – это отношение громаднейшего показателя площади поперечного сечения к тяге. Лобовая тяга равна тяге, в кг поделенной на площадь в метрах квадратных.

Во всемирной авиации самый ценится тот двигатель, что владеет высокой лобовой тягой.

Чем идеальнее ВРД в конструктивном отношении, тем меньший показатель его удельного веса, в частности неспециализированный вес двигателя вместе с обслуживающими агрегатами и приборами, поделенный на величину собственной тяги.

Реактивные двигатели, как и тепловые по большому счету, отличаются друг от друга не только по мощности, весу, другим показателям и тяге. При оценивании ВРД огромную роль играются параметры, каковые зависят от собственной экономичности, в частности от КПД (коэффициент нужного действия). Среди данных показателей главным считается удаленный расход горючего на конкретную единицу тяги.

Он выражается в килограммах горючего, которое расходуется за час на образование одного килограмма тяги.

Реверс тяги двигателя. Боинг 747-400. Авиакомпания Трансаэро. Аэропорт Анталии

Увлекательные записи:

Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны:

Лучшие авиадвигатели для истребителей с точки зрения их тяги

Невозможно определить, какой авиационный двигатель лучше, а какой хуже, ведь это сложные инженерные изделия, характеризуемые множеством различных характеристик и создаваемые для различных типов летательных аппаратов, предназначенных для выполнения разных задач. Поэтому их можно сравнивать только по отдельным параметрам. Если выбрать тройку лидеров среди двигателей для истребителей с учетом их тяги, то в ней окажется продукция российских и американских производителей.

Тяга – один из ключевых параметров двигателя боевого самолета

В авиации тягой называют силу, толкающую самолет в воздушной среде. Ей противостоит лобовое сопротивление. Если машина летит прямолинейно и горизонтально с постоянной скоростью, то тяга будет примерно равна лобовому сопротивлению.

Чаще всего тягу измеряют в килоньютонах (кН) или килограмм-силах (кгс). Грубо на одну килограмм-силу приходится 10 ньютонов. А если точно, то 1 кгс = 9,80665 Н.

Используя этот показатель, отберем три самых лучших двигателя по тяге. Чтобы упростить задачу, будем сравнивать их тягу по максимальному показателю в режиме форсажа.

Двигатели для семейства истребителей Су-27

Российские истребители Су-27, Су-30 и Су-35 относятся к единому семейству. Основой для проектирования конструкции более поздних Су-30 и Су-35 стал Су-27.

В боевом самолете Су-27 используется турбореактивный двухконтурный двигатель АЛ-31Ф с форсажной камерой. На каждый истребитель устанавливают по два таких двигателя. Их также используют для оснащения истребителей Су-30. Такой двигатель в режиме форсажа способен развивать максимальную тягу 122,6 кН.

В более новом истребителе Су-35 применен уже другой двигатель – АЛ-41Ф1С, обладающий управляемым вектором тяги. Это изделие, как и предыдущее, имеет длину 4,9 метра и диаметр 1,2 метра. Несмотря на то, что новый агрегат имеет такие же габариты, он способен развивать гораздо большую тягу, чем предшественник. Она составляет уже 142,2 кН.

Американский чемпион F-22

Истребители F-22, выпускаемые в США, оборудованы двигателями Pratt&Whitney F119-PW-100. На сегодняшний день их выпущено более 500 единиц. Это изделие представляет собой двухвальный двигатель, оснащенный роторами высокого и низкого давления с противовращением.

По тяге, которая составляет почти 155 кН, F119-PW-100 имеет полное право на звание лидера среди двигателей для истребительной авиации. Правда с некоторыми оговорками.

Как говорилось ранее, тяга является далеко не единственной характеристикой. Поэтому из-за большей массы максимальная скорость, развиваемая F-22, ниже, чем скорость Су-35, хоть американец и развивает большую тягу, чем россиянин.

Помимо этого, как оказалось, двигатели F119-PW-100 вырабатывают свой ресурс быстрее, чем рассчитывали. Поэтому ВВС США уже начинают испытывать дефицит этих изделий.

С другой стороны, если ресурс двигателей подходит к концу, это говорит об их интенсивной эксплуатации. А активное использование изделий свидетельствует о том, что он нашел свое место в американской военной авиации и вполне устраивает по своим характеристикам своих пользователей.

Унифицированный российский авиадвигатель

В июле этого года управляющий директор Опытно-конструкторского бюро имени Люльки при Уфимском моторостроительном ПО Евгений Семивеличенко рассказал агентству РИА Новости о начале разработки нового универсального авиадвигателя для истребителей Су-27, Су-30 и Су-35. При этом изделие можно устанавливать на любой из трех типов самолетов без доработки планера.

Планируется улучшение технических характеристик двигателя по сравнению с предшественниками, причем в нем будут задействованы узлы, уже задействованные в предыдущих моделях.

Унификация двигателей для истребителей разных типов является положительным фактором с точки зрения экономики их производства. При этом станет дешевле и проще обслуживать эту технику в частях.

И когда создадут первый прототип нового двигателя, будет интересно узнать его технические характеристики, в том числе и развиваемую тягу.

Импульсные детонационные двигатели как будущее ракет и авиации

Прямоточный испульсный детонационный двигатель. Графика «Горение и взрыв»

Существующие двигательные установки для авиации и ракет показывают весьма высокие характеристики, но вплотную приблизились к пределу своих возможностей. Для дальнейшего повышения параметров тяги, создающего задел для развития авиационной ракетно-космической отрасли, необходимы другие двигатели, в т. ч. с новыми принципами работы. Большие надежды возлагаются на т.н. детонационные двигатели. Подобные системы импульсного класса уже испытываются в лабораториях и на летательных аппаратах.

Физические принципы

В существующих и эксплуатируемых двигателях на жидком топливе используется дозвуковое горение или дефлаграция. Химическая реакция с участием топлива и окислителя образует фронт, перемещающийся по камере сгорания с дозвуковой скоростью. Такое горение ограничивает количество и скорость реактивных газов, истекающих из сопла. Соответственно, ограничивается и максимальная тяга.

Альтернативой является детонационное горение. В этом случае фронт реакции перемещается со сверхзвуковой скоростью, образуя ударную волну. Подобный режим горения увеличивает выход газообразных продуктов и обеспечивает повышенную тягу.

Детонационный двигатель может быть выполнен в двух вариантах. Одновременно разрабатываются импульсные или пульсирующие двигатели (ИДД / ПДД) и ротационные / вращающиеся. Их отличие заключается в принципах горения. Ротационный двигатель поддерживает постоянную реакцию, а импульсный работает за счет последовательных «взрывов» смеси топлива и окислителя.

Импульсы образуют тягу

В теории, по своей конструкции ИДД не сложнее традиционного прямоточного воздушно-реактивного или жидкостного ракетного двигателя. Он включает камеру сгорания и сопловой аппарат, а также средства подачи топлива и окислителя. При этом накладываются особые ограничения на прочность и стойкость конструкции, связанные с особенностями работы двигателя.
Опытный самолет Long-EZ с ИДД. Фото National Museum of USAF
Во время работы форсунки подают в камеру сгорания топливо; окислитель подводится из атмосферы помощи воздухозаборного устройства. После образования смеси происходит воспламенение. За счет правильного подбора компонентов топлива и пропорций смеси, оптимального способа воспламенения и конфигурации камеры образуется ударная волна, движущаяся в направлении сопла двигателя. Текущий уровень технологий позволяет получить скорость волны до 2,5-3 км/с с соответствующим повышением тяги.

ИДД использует пульсирующий принцип работы. Это означает, что после детонации и выхода реактивных газов камера сгорания продувается, вновь наполняется смесью – и следует новый «взрыв». Для получения высокой и стабильной тяги этот цикл должен осуществляться с большой частотой, от десятков до тысяч раз в секунду.

Сложности и преимущества

Главным преимуществом ИДД является теоретическая возможность получения повышенных характеристик, обеспечивающих превосходство над существующими и перспективными ПВРД и ЖРД. Так, при той же тяге импульсный двигатель получается компактнее и легче. Соответственно, в тех же габаритах можно создать более мощную установку. Кроме того, такой двигатель проще по своей конструкции, поскольку не нуждается в части приборного оснащения.

ИДД работоспособен в широком диапазоне скоростей, от нулевых (при старте ракеты) до гиперзвуковых. Он может найти применение в ракетно-космических системах и в авиации – в гражданских и военных областях. Во всех случаях его характерные особенности позволяют получить те или иные преимущества перед традиционными системами. В зависимости от потребностей, возможно создание ракетного ИДД, использующего окислитель из бака, или воздушно-реактивного, принимающего кислород из атмосферы.

Впрочем, имеются существенные недостатки и затруднения. Так, для освоения нового направления приходится проводить различные достаточно сложные исследования и опыты на стыке разных наук и дисциплин. Специфический принцип работы предъявляет особые требования к конструкции двигателя и ее материалам. Ценой высокой тяги оказываются повышенные нагрузки, способные повредить или разрушить конструкцию двигателя.

ИДД для Long-EZ. Фото National Museum of USAF
Сложной задачей является обеспечение высокой скорости подачи топлива и окислителя, соответствующей необходимой частоте детонаций, а также выполнение продувки перед подачей топлива. Кроме того, отдельной инженерной проблемой является запуск ударной волны при каждом цикле работы.

Следует отметить, что к настоящему времени ИДД, несмотря на все усилия ученых и конструкторов, не готовы к выходу за пределы лабораторий и полигонов. Конструкции и технологии нуждаются в дальнейшей отработке. Поэтому пока не приходится говорить о внедрении новых двигателей в практику.

История технологии

Любопытно, что принцип импульсного детонационного двигателя впервые был предложен не учеными, но писателями-фантастами. К примеру, подлодка «Пионер» из романа Г. Адамова «Тайна двух океанов» использовала ИДД на водородно-кислородной газовой смеси. Схожие идеи фигурировали и в других художественных произведениях.

Научные изыскания по теме детонационных двигателей начались чуть позже, в сороковых годах, причем пионерами направления были советские ученые. В дальнейшем в разных странах неоднократно предпринимались попытки создания опытного ИДД, но их успех серьезно ограничивало отсутствие необходимых технологий и материалов.

31 января 2008 г. агентство DARPA министерства обороны США и Лаборатория ВВС начали испытания первой летающей лаборатории с ИДД воздушно-реактивного типа. Оригинальный двигатель установили на доработанном самолете Long-EZ от фирмы Scale Composites. Силовая установка включала четыре трубчатые камеры сгорания с подачей жидкого топлива и забором воздуха из атмосферы. При частоте детонаций 80 Гц развивалась тяга ок. 90 кгс, чего хватало только для легкого летательного аппарата.

Российский ротационный детонационный двигатель «Ифрит». Фото НПО «Энергомаш»
Эти испытания показали принципиальную пригодность ИДД для применения в авиации, а также продемонстрировали необходимость совершенствования конструкций и повышения их характеристик. В том же 2008 г. опытный самолет отправили в музей, а DARPA и смежные организации продолжили работу. Сообщалось о возможности применения ИДД в перспективных ракетных комплексах – но пока они не разработаны.

В нашей стране тематика ИДД изучалась на уровне теории и практике. К примеру, в 2017 г. в журнале «Горение и взрыв» появилась статья об испытаниях детонационного прямоточного двигателя на газообразном водороде. Также продолжаются работы по ротационным детонационным двигателям. Создан и испытан РДД на жидком топливе, пригодный для использования на ракетах. Прорабатывается вопрос использования таких технологий в авиационных двигателях. В этом случае детонационная камера сгорания интегрируется в состав турбореактивного двигателя.

Перспективы технологии

Детонационные двигатели представляют большой интерес с точки зрения применения в разных областях и сферах. За счет ожидаемого прироста основных характеристик они могут, как минимум, потеснить системы существующих классов. Однако сложность теоретической и практической разработки пока не позволяет им дойти до использования на практике.

Впрочем, в последние годы наблюдаются положительные тенденции. Детонационные двигатели в целом, в т.ч. импульсные, все чаще появляются в новостях из лабораторий. Развитие этого направления продолжается, и в будущем сможет дать желаемые результаты, хотя сроки появления перспективных образцов, их характеристики и области применения пока остаются под вопросом.

Однако сообщения последних лет позволяют смотреть в будущее с оптимизмом.

Реактивный двигатель — Jet engine

Авиационный двигатель, создающий тягу за счет выброса струи газа.

Моделирование обтекания ТРДД с малым байпасом Расход воздуха в реактивный двигатель при взлете ( Germanwings Airbus A319 )

Реактивный двигатель представляет собой тип реакции двигателя выгрузки быстро движущихся струю , которая генерирует тягу от реактивного движения . Хотя это широкое определение может включать в себя ракету , струю воды , и гибридное движение вперед, термин реактивного двигатель , как правило , относится к реактивному двигателю airbreathing , таким как турбореактивный двигатель , турбовентиляторный , ПВРД , или импульс струя . В целом реактивные двигатели — это двигатели внутреннего сгорания .

Воздушно-реактивные двигатели обычно оснащены вращающимся воздушным компрессором, приводимым в действие турбиной , при этом оставшаяся мощность обеспечивает тягу через движущее сопло — этот процесс известен как термодинамический цикл Брайтона . Реактивные самолеты используют такие двигатели для дальних перелетов. Ранние реактивные самолеты использовали турбореактивные двигатели, которые были относительно неэффективны для дозвукового полета. Большинство современных дозвуковых реактивных самолетов используют более сложные двухконтурные ТРДД . Они обеспечивают более высокую скорость и большую топливную экономичность, чем поршневые и винтовые авиационные двигатели на больших расстояниях. Некоторые воздушно-реактивные двигатели, предназначенные для высокоскоростных двигателей (ПВРД и ГПВРД ), используют ударный эффект скорости транспортного средства вместо механического компрессора.

Тяга типичного двигателя для реактивного лайнера увеличилась с 5000 фунтов силы (22000 Н) ( турбореактивный двигатель de Havilland Ghost ) в 1950-х годах до 115000 фунтов силы (510 000 Н) ( ТРДД General Electric GE90 ) в 1990-х, а их надежность снизилась с 40 в полете. отключений на 100 000 часов полета двигателя до менее 1 на 100 000 в конце 1990-х. Это, в сочетании со значительным снижением расхода топлива, позволило к началу века осуществлять регулярные трансатлантические перелеты на двухмоторных авиалайнерах , когда ранее подобное путешествие требовало нескольких остановок для заправки.

История

Принцип реактивного двигателя не нов; однако технический прогресс, необходимый для воплощения идеи в жизнь, не был реализован до 20 века. Элементарная демонстрация реактивной силы восходит к эолипилу , устройству, описанному героем Александрии в Римском Египте I века . Это устройство направляло мощность пара через два сопла, заставляя сферу быстро вращаться вокруг своей оси. Это было воспринято как диковинка. Между тем практическое применение турбины можно увидеть в водяном колесе и ветряной мельнице .

Первые практические применения реактивного движения появились с изобретением пороха Приведены ракеты китайцами в 13 веке. Первоначально это был вид фейерверка , но постепенно он превратился в мощное вооружение . Принципы, используемые китайцами для отправки своих ракет и фейерверков, были аналогичны принципам реактивного двигателя.

В 1551 году Таки ад-Дин Мухаммад ибн Маруф в Османском Египте изобрел паровой домкрат , приводимый в движение паровой турбиной , описав метод вращения вертела с помощью струи пара, воздействующей на вращающиеся лопасти по периферии колеса. . Это было первое практическое пароструйное устройство. Подобное устройство позже было описано Джоном Уилкинсом в 1648 году.

Самое раннее сообщение о попытке полета на реактивном самолете также относится к Османской империи . Сообщается , что в 1633 году османский солдат Лагари Хасан Челеби использовал ракету конической формы.

Самыми ранними попытками создания воздушно-реактивных двигателей были гибридные конструкции, в которых внешний источник энергии сначала сжимал воздух, который затем смешивался с топливом и сжигался для создания реактивной тяги. Caproni Campini N. 1 , и японский Tsu-11 двигатель предназначен для питания Ohka камикадзе самолетов к концу Второй мировой войны оказались безуспешными.

Еще до начала Второй мировой войны инженеры начали понимать, что двигатели, приводящие в движение гребные винты, приближались к пределу из-за проблем, связанных с эффективностью гребных винтов, которая снижалась по мере приближения кончиков лопастей к скорости звука . Если летно-технические характеристики самолета выходили за пределы такого барьера, требовался другой силовой механизм. Это было мотивацией для разработки газотурбинного двигателя, наиболее распространенной формы реактивного двигателя.

Ключом к практическому реактивному двигателю была газовая турбина , отбирающая мощность от самого двигателя для привода компрессора . Газовая турбина не была новой идеей: патент на стационарной турбины был предоставлен Джон Барбер в Англии в 1791 году первый газотурбинного для успешного выполнения самоподдерживающейся был построен в 1903 году норвежский инженер Эгидий Эллинг . В производство такие двигатели не дошли из-за проблем безопасности, надежности, веса и, особенно, длительной эксплуатации.

Первый патент на использование газовой турбины для привода самолета был подан в 1921 году Максимом Гийомом . Его двигатель представлял собой турбореактивный двигатель с осевым потоком, но он так и не был сконструирован, так как требовал значительных улучшений по сравнению с современными компрессорами. Алан Арнольд Гриффит опубликовал в 1926 году « Аэродинамическую теорию конструкции турбины», что привело к экспериментальной работе в RAE .

Двигатель Whittle W.2 / 700 использовался на Gloster E.28 / 39 , первом британском самолете с турбореактивным двигателем, и на Gloster Meteor.

В 1928 году курсант Крэнвеллского колледжа ВВС Фрэнк Уиттл официально представил свои идеи турбореактивного двигателя своему начальству. В октябре 1929 года он развил свои идеи дальше. 16 января 1930 года в Англии Уиттл подал свой первый патент (выданный в 1932 году). В патенте показан двухступенчатый осевой компрессор, питающий односторонний центробежный компрессор . Практические осевые компрессоры стали возможными благодаря идеям А.А.Гриффита в основополагающей статье 1926 года («Аэродинамическая теория конструкции турбины»). Позже Уиттл сконцентрировался только на более простом центробежном компрессоре. Уиттл не смог заинтересовать правительство своим изобретением, и разработка продолжалась медленными темпами.

Heinkel He 178 , первый в мире самолет, работающий исключительно на турбореактивном двигателе

В 1935 году Ханс фон Охайн начал работу над аналогичной конструкцией в Германии, причем компрессор и турбина были радиальными, на противоположных сторонах одного диска, поначалу не подозревая о работе Уиттла. Первое устройство фон Охайна было строго экспериментальным и могло работать только от внешнего источника, но он смог продемонстрировать основную концепцию. Затем Охайна представили Эрнсту Хейнкелю , одному из крупнейших авиастроителей того времени, который сразу же увидел перспективность этого дизайна. Хейнкель недавно приобрел моторную компанию Hirth, и Охайн и его главный машинист Макс Хан были созданы там как новое подразделение компании Hirth. К сентябрю 1937 года у них был запущен их первый центробежный двигатель HeS 1. В отличие от конструкции Уиттла, Охайн использовал водород в качестве топлива, подаваемого под внешним давлением. Их последующие разработки завершились созданием заправленного бензином HeS 3 мощностью 5 кН (1100 фунтов силы), который был установлен на простой и компактный планер Heinkel He 178, который Эрих Варсиц пилотировал ранним утром 27 августа 1939 года с аэродрома Росток- Мариенехе. , впечатляюще короткий срок для разработки. He 178 был первым в мире реактивным самолетом. 31 мая 1939 г. Хейнкель подал заявку на патент США на авиационную силовую установку Ханса Иоахима Пабста фон Охайна; номер патента US2256198, изобретатель — М. Хан.

Частичный вид двигателя Junkers Jumo 004

Австрийский Ансельм Франц из юнкеров разделения двигателя ‘( Юнкерс Motoren или „Jumo“) представила компрессор осевого потока в их реактивном двигателе. Jumo был присвоен следующий номер двигателя в нумерационной последовательности RLM 109-0xx для газотурбинных авиационных силовых установок, «004», и в результате появился двигатель Jumo 004 . После того, как были решены многие технические трудности менее, массовое производство этого двигателя началось в 1944 году в качестве силовой установки для первых в мире ступления истребителей , то Messerschmitt Me 262 (а позже первый в мире ступление бомбардировщика самолет, то Арадо Ar 234 ). Множество причин задержали доступность двигателя, в результате чего истребитель прибыл слишком поздно, чтобы улучшить положение Германии во Второй мировой войне , однако это был первый реактивный двигатель, который использовался на вооружении.

Gloster Meteor F.3s. Глостер Метеор был первым британским реактивным истребителем , а также союзники только реактивные самолеты для достижения боевых действий во время Второй мировой войны.

Между тем, в Великобритании Gloster E28 / 39 совершил свой первый полет 15 мая 1941 года, а Gloster Meteor, наконец, поступил на вооружение Королевских ВВС в июле 1944 года. Они были оснащены турбореактивными двигателями компании Power Jets Ltd., созданной Фрэнком Уиттлом. Первые два действующих турбореактивных самолета, Messerschmitt Me 262, а затем Gloster Meteor, поступили на вооружение с разницей в три месяца в 1944 году.

После окончания войны немецкие реактивные самолеты и реактивные двигатели были тщательно изучены победившими союзниками и внесли свой вклад в разработку первых советских и американских реактивных истребителей. Наследие двигателя с осевым потоком проявляется в том факте, что практически все реактивные двигатели на самолетах с неподвижным крылом были вдохновлены этой конструкцией.

К 1950-м годам реактивный двигатель был практически универсальным в боевых самолетах, за исключением грузовых, связных и других специальных типов. К этому моменту некоторые из британских моделей уже были разрешены для гражданского использования и появились на ранних моделях, таких как de Havilland Comet и Avro Canada Jetliner . К 1960-м годам все крупные гражданские самолеты были также оснащены реактивными двигателями, в результате чего поршневой двигатель оставался в роли недорогой ниши, такой как грузовые полеты.

КПД турбореактивных двигателей был все еще хуже, чем у поршневых двигателей, но к 1970-м годам, с появлением турбовентиляторных реактивных двигателей с большим байпасом (нововведение, не предусмотренное ранними комментаторами, такими как Эдгар Бэкингем , на больших скоростях и на больших высотах казалось абсурд для них), топливная экономичность была примерно такой же, как у лучших поршневых и гребных двигателей.

Использует

JT9D ТРДД реактивный двигатель , установленный на 747 Boeing самолетов.

Реактивные двигатели приводят в действие реактивные самолеты , крылатые ракеты и беспилотные летательные аппараты . В виде ракетных двигателей они приводят в действие фейерверки , модели ракет , космические полеты и военные ракеты .

Реактивные двигатели приводили в движение высокоскоростные автомобили, особенно дрэг-рейсинги , с рекордным за все время рекордом среди ракетных автомобилей . Автомобиль с турбовентиляторным двигателем ThrustSSC в настоящее время является рекордсменом по наземной скорости .

Конструкции реактивных двигателей часто модифицируются для применений, не связанных с самолетами, например, для промышленных газовых турбин или морских силовых установок . Они используются в производстве электроэнергии, для питания водяных, газовых или масляных насосов, а также для обеспечения движения судов и локомотивов. Промышленные газовые турбины могут создавать до 50 000 лошадиных сил на валу. Многие из этих двигателей являются производными от более старых военных турбореактивных двигателей, таких как модели Pratt & Whitney J57 и J75. Также существует производная от ТРДД P&W JT8D с малым байпасом, развивающая мощность до 35000 л.с.

Реактивные двигатели также иногда разрабатываются или имеют общие компоненты, такие как сердечники двигателей, с турбовальными и турбовинтовыми двигателями, которые представляют собой разновидности газотурбинных двигателей, которые обычно используются для питания вертолетов и некоторых винтовых самолетов.

Типы реактивного двигателя

Существует большое количество различных типов реактивных двигателей, каждый из которых обеспечивает прямую тягу за счет принципа реактивного движения .

Дыхание воздухом

Обычно самолеты приводятся в движение воздушно-реактивными двигателями. Большинство используемых реактивных двигателей с воздушным дыханием — это турбовентиляторные реактивные двигатели, которые дают хороший КПД на скоростях, чуть ниже скорости звука.

Турбина с приводом

Газовые турбины — это роторные двигатели, которые извлекают энергию из потока газа сгорания. У них есть компрессор на входе, соединенный с турбиной, расположенной на выходе, с камерой сгорания между ними. В авиационных двигателях эти три основных компонента часто называют «газогенератором». Существует множество различных вариантов газовых турбин, но все они используют систему газогенератора определенного типа.

Турбореактивный

Турбореактивный двигатель

Турбореактивный двигатель представляет собой газотурбинный двигатель , который работает путем сжатия воздуха с входным отверстием и компрессором ( осевой , центробежным или оба), смешивание топлива со сжатым воздухом, горение смеси в камере сгорания , а затем проходят горячее, высокое давление воздух через турбину и сопло . Компрессор приводится в действие турбиной, которая отбирает энергию из проходящего через него расширяющегося газа. Двигатель преобразует внутреннюю энергию топлива в кинетическую энергию выхлопных газов, создавая тягу. Весь воздух, попадающий через впускное отверстие, проходит через компрессор, камеру сгорания и турбину, в отличие от турбовентиляторного двигателя, описанного ниже.

Турбовентиляторный

Принципиальная схема, иллюстрирующая работу ТРДД с малым байпасом.

Турбовентиляторных отличаются от турбореактивных в том , что они имеют дополнительный вентилятор на передней части двигателя, что ускоряет воздух в канале в обход основного газотурбинного двигателя. Турбовентиляторные двигатели являются доминирующим типом двигателей для авиалайнеров средней и большой дальности .

Турбовентиляторные двигатели обычно более эффективны, чем турбореактивные, на дозвуковых скоростях, но на высоких скоростях их большая лобовая площадь создает большее сопротивление . Поэтому при сверхзвуковом полете, а также в военных и других самолетах, где другие соображения имеют более высокий приоритет, чем топливная эффективность, вентиляторы, как правило, меньше по размеру или отсутствуют.

Из-за этих различий конструкции турбовентиляторных двигателей часто классифицируются как низко- двухконтурные или высокобайпасные , в зависимости от количества воздуха, проходящего через сердечник двигателя. ТРДД с малым байпасом имеют коэффициент байпаса около 2: 1 или меньше.

Сжатие Ram

Пневматические реактивные двигатели с воздушным дыханием похожи на газотурбинные двигатели, и оба они следуют циклу Брайтона . Однако газотурбинные двигатели и двигатели с гидроцилиндром различаются тем, как они сжимают входящий воздушный поток. В то время как газотурбинные двигатели используют осевые или центробежные компрессоры для сжатия поступающего воздуха, в поршневых двигателях используется только воздух, сжатый через впускное отверстие или диффузор. Таким образом, поршневому двигателю требуется значительная начальная скорость полета, прежде чем он сможет работать. Двигатели с пневмоприводом считаются наиболее простым типом реактивных двигателей с воздушным дыханием, поскольку они не могут содержать движущихся частей.

Ramjets — это реактивные двигатели с прямоточным двигателем. Они просты в механической части и работают менее эффективно, чем турбореактивные двигатели, за исключением очень высоких скоростей.

ГПРД отличаются главным образом тем, что воздух не замедляется до дозвуковых скоростей. Скорее они используют сверхзвуковое горение. Они эффективны даже на более высокой скорости. Очень немногие из них были построены или использовались.

Непрерывное горение

Тип	Описание	Преимущества	Недостатки
Motorjet	Работает как турбореактивный двигатель, но поршневой двигатель приводит в движение компрессор, а не турбину.	Более высокая скорость выхлопа, чем у пропеллера, что обеспечивает лучшую тягу на высокой скорости	Тяжелый, неэффективный и маломощный. Пример: Caproni Campini N.1 .
Pulsejet	Воздух сжимается и сгорает периодически, а не постоянно. В некоторых конструкциях используются клапаны.	Очень простая конструкция, использовавшаяся для летающей бомбы Фау-1, а в последнее время и на моделях самолетов.	Шумный, неэффективный (низкая степень сжатия), плохо работает в больших масштабах, клапаны клапанных конструкций быстро изнашиваются
Импульсный детонационный двигатель	Подобно импульсному реактивному двигателю, но сгорание происходит как детонация вместо дефлаграции , могут потребоваться или не потребоваться клапаны	Максимальный теоретический КПД двигателя	Чрезвычайно шумный, детали подвержены сильной механической усталости, трудно начать детонацию, непрактичны для текущего использования

Другие типы реактивного движения

Ракета

Движение ракетного двигателя

Ракетный двигатель использует те же основные физические принципы тяги, что и реактивный двигатель , но отличается от реактивного двигателя тем, что не требует атмосферного воздуха для обеспечения кислородом; ракета несет все компоненты реакционной массы. Однако некоторые определения трактуют его как форму реактивного движения .

Поскольку ракеты не дышат воздухом, это позволяет им работать на произвольных высотах и ​​в космосе.

Этот тип двигателя используется для запуска спутников, исследования космоса и пилотируемого доступа, а также разрешил посадку на Луну в 1969 году.

Ракетные двигатели используются для полетов на большой высоте или везде, где необходимы очень высокие ускорения, поскольку сами ракетные двигатели имеют очень высокое отношение тяги к массе .

Однако высокая скорость выхлопа и более тяжелое топливо с высоким содержанием окислителя приводит к гораздо большему расходу топлива, чем турбовентиляторные двигатели. Даже в этом случае на чрезвычайно высоких скоростях они становятся энергоэффективными.

Приблизительное уравнение чистой тяги ракетного двигателя:

F N знак равно м ˙ г 0 я sp, vac — А е п {\ displaystyle F_ {N} = {\ dot {m}} \, g_ {0} \, I _ {\ text {sp, vac}} — A_ {e} \, p \;}

Где — чистая тяга, — это удельный импульс , — это стандартная сила тяжести , — это расход топлива в кг / с, — это площадь поперечного сечения на выходе из выпускного сопла, а — атмосферное давление. F N {\ displaystyle F_ {N}} я sp, vac {\ displaystyle I _ {\ text {sp, vac}}} г 0 {\ displaystyle g_ {0}} м ˙ {\ displaystyle {\ dot {m}}} А е {\ displaystyle A_ {e}} п {\ displaystyle p}

Тип	Описание	Преимущества	Недостатки
Ракета	Несет на борт все топливо и окислители, испускает струю для движения.	Очень мало движущихся частей. От 0 до 25+; эффективен на очень высокой скорости (> 5,0 Маха или около того). Отношение тяги к массе более 100. Нет сложного воздухозаборника. Высокая степень сжатия. Очень скоростной ( гиперзвуковой ) выхлоп. Хорошее соотношение цена / тяга. Довольно легко проверить. Работает в вакууме; действительно, лучше всего работает вне атмосферы, что более благоприятно сказывается на конструкции автомобиля на высокой скорости. Достаточно небольшая поверхность для охлаждения и отсутствие турбины в потоке горячих выхлопных газов. Очень высокотемпературное сгорание и сопло с высокой степенью расширения обеспечивают очень высокий КПД при очень высоких скоростях.	Требуется много топлива. Очень низкий удельный импульс — обычно 100–450 секунд. Экстремальные термические нагрузки в камере сгорания могут затруднить повторное использование. Обычно требует наличия на борту окислителя, что увеличивает риски. Чрезвычайно шумно.

Гибридный

В двигателях с комбинированным циклом одновременно используются два или более разных принципа реактивного движения.

Тип	Описание	Преимущества	Недостатки
Турборокет	Турбореактивный двигатель, в котором в воздушный поток добавляется дополнительный окислитель, например кислород, для увеличения максимальной высоты.	Очень близок к существующим конструкциям, работает на очень большой высоте, в широком диапазоне высот и скоростей полета.	Скорость полета ограничена тем же диапазоном, что и у турбореактивного двигателя, перевозка окислителя, такого как LOX, может быть опасной. Намного тяжелее простых ракет.
Ракета с воздушным усилением	По сути, это ПВРД, в котором всасываемый воздух сжимается и сжигается вместе с выхлопом ракеты.	От 0 до 4,5+ Маха (также может работать внеатмосферно), хорошая эффективность при 2-4 Маха	Эффективность аналогична ракетам на малых скоростях или внеатмосферных, с входными трудностями, относительно неразвитым и неизученным типом, с трудностями охлаждения, очень шумным, соотношение тяги к весу похоже на прямоточные воздушно-реактивные двигатели.
Форсунки с предварительным охлаждением / LACE	Всасываемый воздух охлаждается до очень низких температур на входе в теплообменник перед прохождением через ПВРД и / или турбореактивный и / или ракетный двигатель.	Легко тестируется на земле. Возможны очень высокие отношения тяги к массе (~ 14) вместе с хорошей топливной экономичностью в широком диапазоне скоростей полета, 0–5,5 + Маха; такое сочетание эффективности может позволить осуществить запуск на орбиту в одноступенчатом режиме или очень быстрое межконтинентальное путешествие на очень большие расстояния.	Существует только на стадии лабораторного прототипирования. Примеры включают RB545 , Reaction Engines SABRE , ATREX . Требуется жидкое водородное топливо с очень низкой плотностью и надежно изолированными резервуарами.

Струя воды

Водоструйная или насос-форсунка — это морская силовая установка, в которой используется струя воды. Механическое устройство может представлять собой воздушный винт с воздуховодом с соплом или центробежный компрессор с соплом. Насосная струя должна приводиться в действие отдельным двигателем, например, дизельным или газовой турбиной .

Схема струи насоса.

Тип	Описание	Преимущества	Недостатки
Струя воды	Для запуска водных ракет и катеров ; брызгает воду обратно через сопло	На лодках может двигаться по мелководью, высокое ускорение, отсутствие риска перегрузки двигателя (в отличие от гребных винтов), меньший уровень шума и вибрации, высокая маневренность на всех скоростях лодки, высокая эффективность скорости, менее уязвима для повреждений обломками, очень надежна, большая нагрузка гибкость, менее вредная для дикой природы	Может быть менее эффективным, чем гребной винт на низкой скорости, более дорогим, имеет больший вес в лодке из-за захваченной воды, не будет работать хорошо, если лодка тяжелее, чем размер водометного двигателя.

Общие физические принципы

Все реактивные двигатели являются реактивными двигателями, которые создают тягу, выбрасывая струю жидкости назад на относительно высокой скорости. Силы внутри двигателя, необходимые для создания этой струи, создают сильную тягу в двигателе, которая толкает аппарат вперед.

Реактивные двигатели создают свою струю из топлива, хранящегося в баках, которые прикреплены к двигателю (как в « ракете »), а также в двигателях с воздуховодом (обычно используемых на самолетах), заглатывая внешнюю жидкость (как правило, воздух) и выбрасывая ее. на более высокой скорости.

Форсунка

Сопло является ключевым компонентом всех реактивных двигателей, поскольку оно создает выхлопную струю . Форсунки превращают внутреннюю энергию и энергию давления в кинетическую энергию высокой скорости. Общее давление и температура не меняются через сопло, но их статические значения падают с увеличением скорости газа.

Скорость воздуха, поступающего в сопло, невелика, около 0,4 Маха, что является предпосылкой для минимизации потерь давления в канале, ведущем к соплу. Температура на входе в сопло может быть ниже уровня моря для сопла вентилятора в холодном воздухе на крейсерской высоте. Это может быть температура выхлопных газов 1000K для сверхзвукового двигателя с дожиганием или 2200K с включенной форсажной камерой. Давление на входе в сопло может варьироваться от 1,5-кратного давления вне сопла для одноступенчатого вентилятора до 30 раз для самого быстрого пилотируемого самолета при 3+ Маха.

Конвергентные сопла способны только ускорять газ до локальных звуковых условий (1 Маха). Для достижения высоких скоростей полета требуются еще более высокие скорости выхлопа, поэтому на высокоскоростных самолетах часто используется конвергентно-расширяющееся сопло .

Тяга сопла является максимальной, если статическое давление газа достигает значения окружающей среды на выходе из сопла. Это происходит только в том случае, если площадь выходного отверстия сопла является правильным значением для степени сжатия сопла (npr). Поскольку npr изменяется в зависимости от настройки тяги двигателя и скорости полета, это случается редко. Также на сверхзвуковых скоростях расходящаяся область меньше, чем требуется для полного внутреннего расширения за счет давления окружающей среды в качестве компромисса с внешним сопротивлением тела. Уитфорд приводит в качестве примера F-16. Другими недорасширенными примерами были XB-70 и SR-71.

Размер сопла вместе с площадью сопел турбины определяет рабочее давление компрессора.

Тяга

Энергоэффективность авиационных реактивных двигателей

В этом обзоре показано, где возникают потери энергии в силовых установках или двигателях укомплектованных реактивных самолетов.

В состоянии покоя реактивный двигатель, как и на испытательном стенде, всасывает топливо и создает тягу. Насколько хорошо он это делает, судят по тому, сколько топлива он использует и какая сила требуется для его сдерживания. Это показатель его эффективности. Если что-то ухудшается внутри двигателя (это называется ухудшением характеристик), он будет менее эффективным, и это будет видно, когда топливо дает меньшую тягу. Если изменить внутреннюю часть, которая позволяет воздуху / газам сгорания течь более плавно, двигатель будет более эффективным и будет потреблять меньше топлива. Стандартное определение используется для оценки того, как различные факторы влияют на эффективность двигателя, а также для сравнения различных двигателей. Это определение называется удельным расходом топлива или количеством топлива, которое необходимо для создания одной единицы тяги. Например, для конкретной конструкции двигателя будет известно, что если некоторые неровности в байпасном канале будут сглажены, воздух будет течь более плавно, что приведет к снижению потерь давления на x%, а для получения выхлопа потребуется меньше топлива на y%. от тяги, например. Это понимание относится к инженерной дисциплине « Характеристики реактивного двигателя» . Как эффективность зависит от скорости движения и от подачи энергии в системы самолета, будет упомянуто ниже.

Эффективность двигателя регулируется, в первую очередь, рабочими условиями внутри двигателя, а именно давлением, создаваемым компрессором, и температурой газов сгорания на первом наборе вращающихся лопаток турбины. Давление — это самое высокое давление воздуха в двигателе. Температура ротора турбины не самая высокая в двигателе, но самая высокая, при которой происходит передача энергии (более высокие температуры возникают в камере сгорания). Указанные выше давление и температура показаны на диаграмме термодинамического цикла .

Эффективность дополнительно изменяется в зависимости от того, насколько плавно воздух и газы сгорания проходят через двигатель, насколько хорошо поток совмещен (известный как угол падения) с движущимися и неподвижными каналами в компрессорах и турбинах. Неоптимальные углы, а также неоптимальные проходы и формы лопастей могут вызвать утолщение и расслоение пограничных слоев и образование ударных волн . Важно замедлить поток (более низкая скорость означает меньшие потери давления или падение давления ), когда он проходит через каналы, соединяющие различные части. Насколько хорошо отдельные компоненты способствуют превращению топлива в тягу, количественно определяют с помощью таких показателей, как КПД компрессоров, турбин и камеры сгорания, а также потери давления в каналах. Они показаны линиями на диаграмме термодинамического цикла .

КПД двигателя или тепловой КПД, известный как . зависят от термодинамического цикла параметров, максимального давления и температур, а также от эффективности компонентов, , и и потери давления в воздуховоде. η т час {\ displaystyle \ eta _ {th}} η c о м п р е s s о р {\ displaystyle \ eta _ {компрессор}} η c о м б ты s т я о п {\ displaystyle \ eta _ {горение}} η т ты р б я п е {\ displaystyle \ eta _ {turbine}}

Для успешной работы двигателю нужен сжатый воздух. Этот воздух поступает из собственного компрессора и называется вторичным воздухом. Это не способствует увеличению тяги, что снижает эффективность двигателя. Он используется для сохранения механической целостности двигателя, предотвращения перегрева деталей и предотвращения утечки масла, например, из подшипников. Только часть этого воздуха, забираемого из компрессоров, возвращается в поток турбины, чтобы способствовать выработке тяги. Любое уменьшение необходимого количества повышает эффективность двигателя. Опять же, для конкретной конструкции двигателя будет известно, что уменьшение потребности в охлаждающем потоке на x% снизит удельный расход топлива на y%. Другими словами, например, для получения взлетной тяги потребуется меньше топлива. Двигатель более производительный.

Все вышеперечисленные соображения являются основными для двигателя, который работает сам по себе и в то же время не делает ничего полезного, т.е. он не перемещает самолет и не обеспечивает энергией его электрические, гидравлические и воздушные системы. В самолете двигатель отдает часть своего тягового потенциала или топлива для питания этих систем. Эти требования, вызывающие потери при установке, снижают ее эффективность. Он использует некоторое количество топлива, которое не влияет на тягу двигателя.

Наконец, когда самолет летит, движущая сила сама по себе содержит потерянную кинетическую энергию после того, как она покинула двигатель. Это количественно выражается термином «пропульсивный», или «КПД Фруда», и может быть уменьшен путем перепроектирования двигателя, чтобы обеспечить ему обходной поток и более низкую скорость движущей струи, например, как турбовинтовой или турбовентиляторный двигатель. В то же время скорость движения увеличивается за счет увеличения общего перепада давления . η п {\ displaystyle \ eta _ {p}} η т час {\ displaystyle \ eta _ {th}}

Общий КПД двигателя на скорости полета определяется как . η о знак равно η п η т час {\ displaystyle \ eta _ {o} = \ eta _ {p} \ eta _ {th}}

Скорость полета зависит от того, насколько хорошо воздухозаборник сжимает воздух перед тем, как он попадает в компрессоры двигателя. Степень сжатия на впуске, которая может достигать 32: 1 при 3 Маха, добавляется к компрессору двигателя, чтобы получить общую степень сжатия и для термодинамического цикла . Насколько хорошо он это делает, определяется восстановлением давления или измерением потерь на входе. Пилотируемый полет со скоростью 3 Маха стал интересной иллюстрацией того, как эти потери могут резко возрасти в одно мгновение. Северная Америка ХВ-70 Валькирия и Локхид SR-71 дрозд в Машине 3 каждый имели давление возмещение примерно 0,8, из — за относительно низких потерь в процессе сжатия, то есть через систему многократных ударов. Во время «снятия с пуска» эффективная система амортизаторов будет заменена очень неэффективным одиночным ударом за впускным отверстием и восстановлением давления на впуске около 0,3 и, соответственно, низким перепадом давления. η о {\ displaystyle \ eta _ {o}} η т час {\ displaystyle \ eta _ {th}}

Двигательное сопло на скоростях выше примерно 2 Маха обычно имеет дополнительные внутренние потери тяги, потому что площадь выхода недостаточно велика в качестве компромисса с внешним лобовым сопротивлением.

Хотя байпасный двигатель улучшает тяговую эффективность, он несет собственные потери внутри самого двигателя. Необходимо добавить оборудование для передачи энергии от газогенератора в обходной воздушный поток. К малым потерям в сопле турбореактивного двигателя добавляются дополнительные потери из-за неэффективности добавленных турбины и вентилятора. Они могут быть включены в эффективность передачи или передачи . Однако эти потери более чем компенсируются улучшением тягового КПД. Также имеются дополнительные потери давления в байпасном канале и дополнительное сопло. η Т {\ displaystyle \ eta _ {T}}

С появлением турбовентиляторных двигателей с их убыточным оборудованием, то, что происходит внутри двигателя, Беннет, например, разделил между газогенератором и передаточным оборудованием . η о знак равно η п η т час η Т {\ displaystyle \ eta _ {o} = \ eta _ {p} \ eta _ {th} \ eta _ {T}}

Зависимость эффективности силовой установки (η) от соотношения скорости движения транспортного средства и скорости истечения (v / v _e ) для воздушно-реактивных и ракетных двигателей.

Энергоэффективность ( ) реактивных двигателей, установленных на транспортных средствах, состоит из двух основных компонентов: η о {\ displaystyle \ eta _ {o}}

• тяговая эффективность ( ): сколько энергии струи попадает в корпус транспортного средства, а не уносится в виде кинетической энергии струи. η п {\ displaystyle \ eta _ {p}}
• эффективность цикла ( ): насколько эффективно двигатель может разгонять струю η т час {\ displaystyle \ eta _ {th}}

Хотя общая энергоэффективность составляет: η о {\ displaystyle \ eta _ {o}}

η о знак равно η п η т час {\ displaystyle \ eta _ {o} = \ eta _ {p} \ eta _ {th}}

для всех реактивных двигателей тяговый КПД является самым высоким, поскольку скорость выхлопной струи приближается к скорости транспортного средства, поскольку это дает наименьшую остаточную кинетическую энергию. Для дыхательного двигателя скорость выхлопа, равная скорости транспортного средства или равная единице, дает нулевую тягу без изменения чистого количества движения. Формула для воздушно-реактивных двигателей, движущихся со скоростью со скоростью выхлопа и без учета расхода топлива: η п {\ displaystyle \ eta _ {p}} v {\ displaystyle v} v е {\ displaystyle v_ {e}}

η п знак равно 2 1 + v е v {\ displaystyle \ eta _ {p} = {\ frac {2} {1 + {\ frac {v_ {e}} {v}}}}}

А для ракеты:

η п знак равно 2 ( v v е ) 1 + ( v v е ) 2 {\ displaystyle \ eta _ {p} = {\ frac {2 \, ({\ frac {v} {v_ {e}}})} {1 + ({\ frac {v} {v_ {e}}}) ) ^ {2}}}}

Помимо тягового КПД, еще одним фактором является КПД цикла ; Реактивный двигатель — это разновидность теплового двигателя. Эффективность теплового двигателя определяется отношением температур, достигнутых в двигателе, к температурам, выходящим на сопло. С течением времени ситуация постоянно улучшалась, поскольку вводились новые материалы, позволяющие повысить максимальную температуру цикла. Например, для

Как тормозит самолет при посадке? Виды самолетов и способы торможения

Область авиастроения интересует многих людей, особенно тех, кто часто летает на самолетах. Знание устройства самолетов не только сделает вас более эрудированным, но и избавит от многих страхов, например, от страха полетов. В этой статье будет рассказано о том, как тормозит самолет при посадке и о способах торможения на разных летательных аппаратах.

Как тормозят самолеты

Не только у автомобилей есть тормоза. Ими оснащены и самолеты, ведь при посадке они могут развивать довольно высокую скорость, а у посадочной полосы есть предел. Поэтому, как ни крути, без тормоза не обойтись. Видов торможения существует несколько, и все они применяются на разных типах летательных аппаратов. Как тормозят самолеты при посадке?

• Уменьшением мощности двигателей. Пилот просто снижает обороты, и самолет постепенно останавливается без дополнительной помощи. Но этот способ возможен только на длинной посадочной полосе.
• Изменение балансировочного положения.
• Торможение за счет увеличения лобового сопротивления. Обычно оно достигается при помощи спойлеров, которые выдвигаются после команды летчика.
• Реверсивное торможение. В двигателе самолета включается обратная тяга, которая направлена против движения летательного аппарата.
• При помощи тормозов на шасси. Как и у автомобилей, они бывают нескольких видов: колодочные, дисковые и барабанные.
• Специальный парашют также может обеспечить торможение самолета при посадке.

Виды самолетов

В авиации можно выделить два типа самолетов: гражданские и военные. Они сильно отличаются по устройству, поэтому и тормозные системы у них разные. Также способ торможения зависит и от веса самолета. Среди военных самолетов можно выделить истребители, перехватчики, бомбардировщики. Они имеют небольшой вес и размер, поэтому чаще всего тормозят с использованием тормозного парашюта, который позволяет быстро остановить летательный аппарат. Дополнительно в них используются тормоза на шасси. Пассажирские же лайнеры обычно используют тормоза на шасси, а также реверсивное торможение двигателя. Что это такое?

Что такое реверс тяги

Реверс тяги двигателя редко применяют на маленьких самолетах: в основном им комплектуют пассажирские лайнеры. Сам по себе реверс нужен для направления воздушной струи по направлению по или против движения самолета. Реверс обратной тяги двигателя как раз и служит для торможения и для экстренного снижения. Чаще всего он применяется уже после того, как самолет пошел на посадку и коснулся колесами поверхности. Иногда реверс используется и для обратного хода, но крайне редко. Но бывают еще и реактивные самолеты. Как устроен самолет с реактивным двигателем? Если для реверса в обычном самолете достаточно закрыть заслонку, чтобы воздух пошел в другом направлении, то в реактивных двигателях существуют специальные ковшевые створки, которые перенаправляют воздушный поток.

Преимущества и недостатки реверса

Реверс тяги двигателя самолета имеет свои плюсы и минусы. К преимуществам можно отнести то, что он позволяет замедлить самолет в тот момент, когда тормоза на шасси еще не работают. С его помощью можно не только тормозить, но и двигаться в обратном направлении. При помощи реверса в случае необходимости можно быстро свернуть на нужную дорожку, включив его только на одном из двигателей. На этом все плюсы заканчиваются. Эффективность обратного реверса двигателя составляет всего 30%. Поэтому на пассажирских самолетах также часто используют и другие способы торможения. В совокупности с ними есть гарантия того, что самолет точно остановится: если не с использованием одного, так при помощи другого устройства. Да и вес устройства слишком большой, именно поэтому его используют только на больших лайнерах, которые могут похвастаться хорошей грузоподъемностью. К недостаткам реверса относится также и его поведение при небольшой скорости самолета. Когда она снижается до 140 и менее км/ч появляется большая вероятность поднятия с воздуха различного мусора, который затем может попасть в двигатели.

Как тормозят пассажирские самолеты

В пассажирской авиации во время посадки редко используется только одна система торможения самолета. Во время полета может случиться много внештатных ситуаций и для того чтобы благополучно посадить аппарат, у пилотов есть обычно несколько вариантов торможения. Что уж говорить о пассажирских лайнерах, где ответственность многократно возрастает. Да и большой вес самолета просто не позволяет тормозить только при помощью одного способа. Какие способы используют в гражданской авиации?

1. Тормоза, установленные на колесном шасси. Во время посадки самолет имеет все еще достаточно большую скорость, поэтому тормоза на шасси никогда не используются в качестве единственного способа остановки. Да и задействовать их можно только после того, как колеса коснулись посадочной полосы, а ведь скорость самолета нужно начать снижать еще до этого. Кроме того, сцепление с поверхностью может ухудшаться из-за погодных условий: мокрого или обледеневшего покрытия.
2. Реверс двигателя обычно дополняет первый способ торможения. Создавать реверс могут только самолеты с винтом изменяемого шага. Пилот просто меняет положение винта и его начинает «тянуть» в обратную сторону. На реактивных самолетах обратный реверс включается путем изменения положения специальных заслонок.
3. Вспомогательным способом торможения на пассажирских авиалайнерах считается использование специальных спойлеров, которые выдвигаются во время посадки. Они создают лобовое сопротивление, которое также помогает гасить скорость самолета.

Проблема торможения в современной авиации стоит довольно серьезно. Ведь самолеты уже давно развивают огромные скорости, а их масса чаще всего очень внушительна. Поэтому инженерам пришлось хорошо постараться перед тем, как придумать, как не только посадить, но и остановить «Боинг» или «Лайнер».

Аварийное торможение

В современном мире непросто обойтись без международных перелетов, которые зачастую занимаются не один час. Несмотря на весь прогресс цивилизации, число людей, страдающих от аэрофобии, только растет. Статистика уговаривает нас не бояться перелетов, ведь риск попасть в смертельное ДТП гораздо выше, чем разбиться на самолете. Но страхи редко оказываются обоснованными, поэтому многие продолжают летать, только выпив предварительно успокоительного. Но страхи можно уменьшить, если узнать лучше устройство самолета и то, как все в нем устроено на случай разных непредвиденных ситуаций. Если по какой-то причине у самолета отказал одна или несколько систем торможения, то существуют дополнительные аварийные способы, которые помогают остановить летательный аппарат даже в экстренных ситуациях.

Например, в случае экстренной посадки при поврежденных тормозах, на взлетно-посадочной полосе разливают подогретый мазут, который помогает снизить скорость. На маленький самолетах используется тормозной парашют, который выбрасывается после посадки и позволяет довольно быстро остановить его. Еще один способ торможения: торможение еще в воздухе за счет уменьшения тяги двигателя и увеличения лобового сопротивления. Как правило, торможение самолета не вызывает никаких проблем при посадке. А все причины серьезных авиакатастроф кроются в основном в неудачном стечение нескольких обстоятельств.

Легкомоторные самолеты

Самолеты разных категорий могут довольно сильно отличаться друг от друга по техническим характеристикам и устройству. Поэтому не удивительно, что системы торможения на разных моделях также отличаются. Как устроен самолет и его система торможения? Чаще всего тормозят пилоты с использованием гидравлической системы тормозов. Вес легкомоторного самолета редко превышает полтонны, поэтому и дополнительные средства торможения вроде спойлеров на них устанавливают редко. На само шасси устанавливают дисковые тормоза, конструкция которых идентичная конструкции тормозов у автомобилей. При включении тормоза колодки вплотную прижимаются к шасси и создают механическое препятствие для его дальнейшего вращения. Задача пилота при этом – организовать такое давление, чтобы не повредить поверхность колеса, но при этом снизить скорость самолета. Как правило, этого способа торможения вполне достаточно, чтобы остановить летательный аппарат. В некоторых «кукурузниках» есть и реверсивное торможение, при помощи которого пилот также может управлять самолетом на посадочном поле. На маленьких аэродромах редко когда есть буксировочные машины, поэтому эта функция приходится очень кстати.

Истребители

Как тормозят при посадке самолеты военной авиации? Истребители и другие военные самолеты относятся к совершенно особой категории летательных аппаратов. Они обладают малым весом и способны развивать огромные скорости. В целом, способ торможения истребителей мало чем отличается от других самолетов. В них также используются спойлеры и тормоза. На большинстве самолетов установлены реактивные двигатели, которые обладают способностью обратной тяги, но эта функция используется редко. Если включить ее во время полета, то самолет просто может разорвать на куски. Да и после снижения в целом достаточно использовать только дисковые тормоза и спойлер. Например, истребитель США F/a-18 использует в качестве одной из тормозных систем спойлер-интерцептор, который поднимается над корпусом самолета во время снижения. Также у многих моделей крылья обладают множеством подвижных частей, которые могут изменять свое положения и снижать скорость самолета.

Но есть один способ торможения, который используется по большей части только на военных самолетах. Парашютно-тормозная установка обычно используется во время захода на ВЗП, на скорости от 180 до 400 км/ч. Это позволяет резко увеличить сопротивление воздуха, в результате чего самолет замедляется. Если парашют вылетает в начале полосы, когда скорость еще слишком большая, то возникает риск аварии, поэтому им пользуются уже после применения других способов торможения.

Посадка на воду

Посадка самолета на воду считается одним из самых благоприятных вариантов приземления при аварийной ситуации. При грамотных действиях вода смягчает удар и позволяет предотвратить серьезные повреждения. В истории авиации известны неоднократные примеры посадки на воду, в результате которых были спасены сотни людей. При посадке на воду пилот обычно выполняет следующие действия:

• Закрылки, шасси и спойлеры убирают, так как они будут только мешать приземлению.
• Двигатели переводятся на малые обороты.
• Превышение скорости при приземлении возможно на 20 км/ч, то есть скорость самолета составляет около 200 км/ч при соприкосновении с поверхностью.
• Нос самолета должен быть немного приподнят.
• При соприкосновении с водой самолет должен быть расположен максимально ровно, чтобы поверхность соприкосновения с водой была как можно больше.

Таким образом, при посадке самолета на воду пилоты не задействуют ни тормоза на шасси, ни реверс. Торможение производится за счет естественного сопротивления воды.

Информация для тех, кто боится летать

Если вы прочитали эту статью, но все еще боитесь летать, то помочь вам могут простые знания, которые приоткрывают завесу тайны о полетах на самолете и его внутреннем устройстве.

• В каждом пассажирском самолете несколько реактивных двигателей. Таким образом, даже при отказе одного из них, вы гарантированно долетите до ближайшего аэропорта.
• Полет каждого судна контролируется диспетчерской службой, которая следит не только за погодой, но и за маршрутом борта.
• Больше всего людей пугает зона турбулентности. Так называемые «воздушные ямы» могут вызвать немалую панику среди пассажиров. Но не стоит переживать за сохранность крыльев и других частей. Они изготавливаются с расчетом на колоссальные нагрузки. Крыло самолета может сильно изогнуться, но не сломаться.
• Все системы имеют дублирующие программы, поэтому риск ошибки сведен к минимуму. У той же тормозной системы существуют запасные варианты, и это применимо ко всем основным частям самолета.
• В большинстве современных гражданских лайнерах полет осуществляется с использованием автопилота. В случае необходимости управление переходит в ручной режим, но человеческого фактора опасаться не стоит – все до предела автоматизировано.

Итоги

Посадка самолета – это самая сложная часть полета, которая подразумевает под собой большую ответственность. На ответ, как тормозят самолеты при посадке, нет однозначного ответа. Пилоту нужно проделать множество действий, от которых напрямую будет зависеть мягкость посадки. Чаще всего для остановки летательного средства задействуют не одну, а несколько систем торможения самолета, которые включаются последовательно друг за другом. Сначала пилот снижает обороты двигателя, что позволяет сократить скорость почти вдвое. Поэтому на посадку самолет заходит уже при скорости 200 км/ч. Затем выпускаются закрылки и доводятся до упора. После этого приходит черед тормозов на шасси, которые служат основным тормозом. Если взлетная полоса слишком короткая или произошла какая-то внештатная ситуация, то подключают реверс двигателя или парашют (в зависимости от вида самолета). Совокупность этих мероприятий позволяет остановить летательный аппарат даже в неблагоприятных условиях.

Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Кривая тяги ракетного двигателя Estes A10-PT. Кривая тяги показывает, сколько тяги (в ньютонах) двигатель производит с течением времени (в секундах). Здесь также есть информация об импульсе, количестве топлива и удельном импульсе.

Тяга — это сила или толчок. Когда система толкает или ускоряет массу в одном направлении, возникает такая же большая тяга (сила) в противоположном направлении. В математике и физике это описывается вторым и третьим законами Исаака Ньютона.Тяга используется для описания того, насколько сильно двигатель толкает. Его можно использовать для многих видов транспортных средств и двигателей, таких как ракеты, моторные лодки, гребные винты и реактивные двигатели.

Тяга измеряется в «фунтах тяги» в США и в ньютонах в метрической системе. 4,45 ньютона тяги равны 1 фунту тяги. Фунт тяги — это то, сколько тяги потребуется, чтобы удержать объект весом в один фунт неподвижным против силы тяжести на Земле.

Очень распространенный вопрос — как сравнить тяговое усилие авиационного двигателя с механической мощностью поршневого двигателя (типа двигателя в автомобилях и во многих самолетах с пропеллерами).Эти два трудно сравнивать. Это потому, что они не измеряют одно и то же. Поршневой двигатель не двигает самолет. Он просто крутит пропеллер, который двигает самолет. Из-за этого поршневые двигатели оцениваются по мощности, которую они передают гребному винту.

Однако у реактивного двигателя нет пропеллера — он толкает самолет, перемещая за собой горячий воздух. Полезный способ измерить мощность реактивного двигателя — определить, сколько мощности реактивный двигатель передает самолету через силу тяги.Это называется «движущей силой реактивного двигателя». Мощность — это сила, необходимая для перемещения объекта на расстояние, деленная на время, необходимое для перемещения на это расстояние: ^[1]

P = Fdt {\ displaystyle \ mathbf {P} = \ mathbf {F} {\ frac {d} {t}}},

где P — мощность, F — сила, d — расстояние, а t — время. Для ракетного или реактивного двигателя сила равна тяге, создаваемой двигателем. Расстояние, разделенное на время, также называется скоростью. Таким образом, мощность такая же, как тяга, умноженная на скорость ^[2]

P = Tv {\ displaystyle \ mathbf {P} = \ mathbf {T} {v}},

Где T — тяга, а v — скорость.Это мощность, передаваемая двигателем с определенной тягой или скоростью. ^[3] Движущая сила реактивного двигателя увеличивается с увеличением его скорости.

Когда тягу ракеты или двигателя сравнивают с массой, это называется отношением тяги к массе . Число, полученное в результате этого сравнения, не имеет единиц измерения, потому что это соотношение. Соотношение в данном случае означает, что тяга двигателя (в Ньютонах) делится на вес (в Ньютонах). Цель этого сравнения — показать, насколько хорошо работает двигатель или транспортное средство, например, насколько сильно ускоряется.Это число, которое можно использовать для сравнения различных типов двигателей, таких как двигатели самолетов, реактивные двигатели, ракетные двигатели или двигатели автомобилей.

Этот сравнительный номер может изменяться при работающем двигателе. Это связано с тем, что по мере использования топлива вес двигателя уменьшается. Отношение тяги к массе используется для фактического сравнения двигателей — это число, которое определяется при первом запуске двигателя.

Тяга измеряется в «фунтах тяги» в США и в ньютонах в метрической системе.4,45 Ньютона тяги равны 1 фунту тяги. Фунт тяги — это то, сколько тяги потребуется, чтобы удержать объект весом в один фунт неподвижным против силы тяжести на Земле.

Самолет делает тягу вперед, когда воздух выталкивается в направлении, противоположном полету. Тяга создается вращающимися лопастями пропеллера. Тяга также может создаваться вращающимся вентилятором, выталкивающим воздух из задней части реактивного двигателя. Другой способ — выбросить горячие газы из ракетного двигателя.

Реверсная тяга противоположна прямой.Таким образом, воздух выталкивается так же, как и движение тела. Для облегчения торможения после приземления можно использовать обратную тягу. Это может быть сделано путем перенаправления тяги в турбореактивном или реактивном двигателе или путем изменения угла лопастей винтового самолета.

Птицы обычно достигают тяги во время полета, взмахивая крыльями.

Лодка с двигателем создает тягу или обратную тягу, когда гребные винты поворачиваются, чтобы толкать воду назад (или вперед). Возникающий при этом толчок толкает лодку в направлении, противоположном движению воды.

Ракета толкается вперед за счет силы тяги, равной силе выхлопных газов при выходе из сопла ракеты. Сила, которую создает выхлопной газ, называется скоростью выхлопа. Скорость измеряется по сравнению с ракетой. Чтобы вертикальный пуск ракеты заработал, стартовая тяга должна быть больше, чем вес ракеты.

Соотношение тяги и тяги к массе для нескольких двигателей

Двигатель	Усилие (Н)	Отношение тяги к массе
F-15C Eagle [4]	155 240	1.12
F-16 Fighting Falcon [5]	76 300	1,095
J-58 (реактивный двигатель SR-71 Blackbird) [6]	150 000	5,2
Boeing 747-400 (Двигатели) [7]	1 008 000	6,3
F-1 (РД 1-й ступени Сатурн V) [8]	7 740 500	94,1

Самолет с двигателем с лучшим соотношением цены и качества — Отличные предложения на самолет с двигателем до от глобального самолета с двигателем до продавцов

Отличные новости !!! Вы попали в нужное место для двигательного самолета.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку этот самолет с лучшим двигателем должен в кратчайшие сроки стать одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вы, друзья, будете завидовать, когда скажете им, что отправили свой моторный самолет на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще сомневаетесь в выборе двигателя для самолета и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести engine plane по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

Ученый построил реактивный двигатель, который превращает электричество в тягу

Прошлой осенью профессор Уханьского университета по имени Джау Тан (Jau Tang) усердно трудился над созданием прототипа двигателя, который поначалу звучал слишком хорошо, чтобы быть правдой.

Основная идея, сказал он в интервью, состоит в том, что его устройство превращает электричество непосредственно в тягу — ископаемое топливо не требуется — с помощью микроволн для преобразования сжатого воздуха в плазменное состояние и его выстрела, как струи.Тан предположил, без намека на самовосхваление, что его, вероятно, можно будет расширить настолько, чтобы он мог летать на больших коммерческих пассажирских самолетах. В конце концов, говорит он, это может даже привести в действие космические корабли.

Что и говорить, претензии грандиозные. Подруливающее устройство, для которого не нужны топливные баки, подозрительно напоминает научную фантастику — например, реактивные двигатели на костюме Железного человека в фильмах Marvel или двигатели, которые позволяют ДеЛориану Дока Брауна летать в фильме «Назад в будущее».

Но, по словам Тана, его изобретение — назовем его просто Tang Jet, над которым он работал с сотрудниками Уханьского университета Дэн Е и Цзюнь Ли — могло иметь потенциал изменения цивилизации здесь, в неигровом мире.

«По сути, цель этой технологии — попытаться использовать электричество и воздух для замены бензина», — сказал он. «Глобальное потепление — серьезная угроза человеческой цивилизации. Решением может стать технология без ископаемого топлива с использованием воздушной микроволновой плазмы ».

Он предвидит, что это произойдет быстро. По его словам, через два года Tang Jets сможет управлять дронами. Через десять лет он хотел бы увидеть, как они управляют целым самолетом.

Это, конечно, было бы круто. Но трудно оценить, сможет ли изобретение Танга когда-либо стать настолько масштабным, чтобы стать практическим.И даже если бы это было так, возникли бы значительные потребности в энергии, которые могли бы обречь аэрокосмические приложения.

Одно можно сказать наверняка: если технология будет работать так, как он надеется, мир никогда не будет прежним.

---

Биографическая справка Тана колеблется между великолепным набором поразительно несопоставимых академических тем, от 4D электронной микроскопии до лазеров на квантовых точках, нанотехнологий, искусственного фотосинтеза и, конечно же, фазовых переходов и плазмоники.

Он занимал несколько постов профессора, проводил исследования в Калифорнийском технологическом институте и Bell Laboratories, опубликовал множество широко цитируемых статей, редактировал несколько научных журналов и получил множество наград.Он имеет патент США на устройство, которое он называет «синхротронным затвором», предназначенное для захвата электронов, движущихся со скоростью, близкой к скорости света.

Тан говорит, что впервые он натолкнулся на идею плазменного двигателя, когда пытался создать синтетические алмазы. Он вспоминает, что, пытаясь выращивать их с помощью микроволн, он начал задаваться вопросом, можно ли использовать ту же технологию для создания тяги.

Другие громкие истории, такие как пандемия коронавируса и загадочная сага о Илоне Маске, назвавшем своего ребенка «X Æ A-12», высасывали много кислорода из цикла новостей в начале мая, когда Тан объявил о своем изобретении Мир.Несколько изданий подхватили историю Тана, в том числе New Atlas , Popular Mechanics , и Ars Technica , но, похоже, ни один журналист на самом деле с ним не разговаривал.

Из-за этого не было особых фанфар, связанных с огромным размахом его амбиций в отношении технологии — и не было замечено, что Тан иногда звучит так, как будто он изобрел молоток, а теперь многие вещи воспринимаются как гвозди.

Описав, например, свои планы по покорению аэрокосмической отрасли с помощью своего нового двигателя, он начинает описывать планы по борьбе с автомобильной промышленностью — с помощью реактивных электромобилей.

«Я думаю, что реактивный двигатель более эффективен, чем электродвигатель, вы можете управлять автомобилем на гораздо более высоких скоростях», — размышлял он. «Вот что я имею в виду: объединить плазменный реактивный двигатель с турбиной для приведения в движение автомобиля».

Но вы не захотите ехать за ним, предупредил он, потому что вы можете быть опалены его огненной струей.

В ходе нашего интервью Тан также рассказал о возможностях использования этой технологии для создания метательного оружия, запуска космических кораблей, моторных лодок и даже создания нового типа плиты для приготовления пищи.По этому поводу Тан сказал, что он уже построил прототип кухонной плиты, работающей от воздушно-плазменной горелки, но она настолько оглушительно громкая, что звучит как постоянный удар молнии.

Технически Tang Jet — это попытка создать «плазменный двигатель», концепция, которая периодически привлекала внимание в научных кругах. Майкл Хейл, инженер по аэрокосмической и силовой установке на пенсии, долгое время проработавший в ВВС и исследованиях НАСА, сказал Futurism, что исследования Танга напоминают ему несколько других попыток создать технологию воздушного движения, с которыми он сталкивался на протяжении многих лет.

Плазменные двигатели, подобные тем, что используются в Tang Jet, существуют уже давно. НАСА впервые запустило спутник, оснащенный плазменными двигателями, еще в 2006 году, но его возможности далеки от того, что предлагает Тан в своих исследованиях.

Инженеры давно мечтали о самолете с плазменным двигателем, но все попытки были разбиты технологическими ограничениями того времени. Например, New Scientist сообщил в 2017 году, что команда из Electrofluidsystems в Берлине попыталась построить аналогичный двигатель, но, как и все попытки за предыдущее десятилетие, их работа так и не стала полезной за пределами лаборатории.

Проблемы, связанные с этими попытками, заключаются не столько в ошибках теории — концепция создания тяги с помощью плазменной горелки вполне обоснована. Скорее, проблемы начинают возникать при разработке логистики создания реально работающего автомобиля.

---

Сам Тан не заинтересован в коммерциализации самолета. Вместо этого он хочет продемонстрировать его достоинства в надежде, что хорошо финансируемые правительственные лидеры или титаны индустрии будут вдохновлены взять эти идеи и воплотить их в жизнь.

«Шаги к реализации полностью плазменного реактивного двигателя потребуют больших денег, времени и энергии», — сказал он. «Такие инвестиции выходят за рамки наших нынешних ресурсов. Такие задачи должны выполняться авиационно-космической промышленностью или государственными учреждениями ».

Это обычное мышление ученых, — сказал Кристофер Комбс, исследователь аэродинамики из Техасского университета в Сан-Антонио.

«Это то, что мы, ученые, занимаемся физикой, и говорим:« Ну, я не хочу делать продукт », — сказал он Futurism.«Это своего рода распространенный рефрен — видеть людей в академических кругах, у которых есть что-то, что привлекает много внимания».

Хотя он заинтригован принципами, лежащими в основе Tang Jet, Комбс говорит, что маловероятно, что он будет масштабироваться до размера, необходимого для подъема самолета — другими словами, те же проблемы, которые оказались непреодолимыми для предыдущих плазменных двигателей, поднимут им головы. снова. Текущий прототип, для перспективы, дает только около 10 Ньютонов тяги — примерно столько же, сколько модель ракеты среднего размера.

«Вы говорите о масштабировании чего-либо на пять порядков — более чем в 100 000 раз!» — сказал Комбс. «Что почти никогда не работает линейно. В середине происходит много инженерных работ ».

И даже если он идеально масштабируется, остается проблема мощности. Костюм Железного человека питался от «Дугового реактора», а летающий ДеЛориан питался от «Мистера. Fusion », который превратил бытовой мусор в более чем гигаватт энергии — оба из которых, к сожалению, являются вымышленными.

Ископаемое топливо хранит намного больше энергии по весу, чем батареи, и вряд ли это изменится в ближайшее время.И это очень плохо, потому что Tang Jet требует много энергии.

Согласно статье, опубликованной Таном и его сотрудниками о прототипе двигателя в журнале AIP Advances в мае, технология дает около 28 ньютонов тяги на киловатт мощности. Двигатели Airbus A320, обычного коммерческого реактивного самолета, вырабатывают в сумме около 220 000 Ньютонов тяги, а это означает, что реактивному самолету такого же размера, работающему на Tang Jets, потребуется более 7 800 киловатт.

Для перспективы это означало бы загрузку самолета более чем 570 единицами Tesla Powerwall 2 за один час полета — непрактичная нагрузка, особенно потому, что полезная нагрузка A320 могла нести только около 130 гигантских батарейных единиц. Короче говоря, никакие существующие аккумуляторные технологии не могут обеспечить достаточно энергии.

«Эта штука просто превратилась в летающую батарею Тесла?» — сказал Комбс. «Учитывая вес этих батареек, у вас нет места ни для чего другого».

Проблема с весом аккумулятора не обрекает Tang Jet на гибель, но отодвигает на задний план возможности его источника питания.Tang делает ставку на усовершенствование аккумуляторных технологий в ближайшие годы и десятилетия; те исследователи Электрожидкостной системы размышляли о ядерном синтезе. К сожалению, любые возможные ответы могут быть получены через десятилетия или невозможны.

Стоит отметить, что существуют компактные ядерные реакторы деления, такие как российский КЛТ-40С, которые вырабатывают достаточно мощности и достаточно малы, чтобы их можно было разместить в пассажирском самолете или ракете.

Но последствия использования атомных самолетов для безопасности и окружающей среды мрачны, и Хайль поспешил указать, что выработка достаточного количества энергии — не единственная проблема, с которой сталкивается Tang Jet.На самом деле передача электричества от источника питания к двигателям подруливающих устройств создала бы свои собственные трудности, возможно, потребовались бы сверхпроводящие материалы, которых еще не было.

«Для создания тяги вам нужна энергия. И как вы перемещаете эту мощность в самолете? » — сказал Хайль. «Перемещение мегаватт от реактора к реактивному двигателю и управление ими — огромная проблема. Приходится использовать большие толстые медные провода, что увеличивает вес ».

В целом и Combs, и Heil подвергли сомнению возможность практического использования Tang Jet на основе современных технологий.Без быстрого решения энергетической проблемы это, безусловно, непростая задача.

Но оба сказали, что увлечены исследованием и надеются увидеть прогресс в будущем. Они также указали, что плазменный двигатель может быть полезен для толкания спутников или космических аппаратов, которые уже находятся на орбите, хотя в этот момент он должен был бы приносить с собой топливо, а не использовать атмосферный воздух, поскольку его не было бы в вакууме пространство.

Суть в том, что Хайль и Комбс согласились, что у нас не будет более четкого представления о будущем технологии, пока коллеги Танга не оценят ее и не поэкспериментируют.