Ο μεγαλύτερος κινητήρας τζετ στον κόσμο 26 Απριλίου 2016

Εδώ και τώρα πετάς με κάποια ανησυχία, και όλη την ώρα κοιτάς πίσω στο παρελθόν, όταν τα αεροπλάνα ήταν μικρά και μπορούσαν εύκολα να σχεδιάσουν σε περίπτωση δυσλειτουργίας, αλλά εδώ είναι όλο και περισσότερο. Σε συνέχεια της διαδικασίας αναπλήρωσης του κουμπαρά, θα διαβάσουμε και θα δούμε έναν τέτοιο κινητήρα αεροσκάφους.

Αμερικανική εταιρεία General Electric αυτή τη στιγμήδοκιμάζει τον μεγαλύτερο κινητήρα τζετ στον κόσμο. Η καινοτομία αναπτύσσεται ειδικά για το νέο Boeing 777X.

Εδώ είναι οι λεπτομέρειες...

Φωτογραφία 2.

Ο κάτοχος ρεκόρ του κινητήρα τζετ ονομάστηκε GE9X. Δεδομένου ότι τα πρώτα Boeing με αυτό το θαύμα της τεχνολογίας θα ανέβουν στους ουρανούς όχι νωρίτερα από το 2020, η General Electric μπορεί να είναι σίγουρη για το μέλλον τους. Πράγματι, αυτή τη στιγμή ο συνολικός αριθμός παραγγελιών για το GE9X ξεπερνά τις 700 μονάδες. Τώρα ενεργοποιήστε την αριθμομηχανή. Ένας τέτοιος κινητήρας κοστίζει 29 εκατομμύρια δολάρια. Όσον αφορά τις πρώτες δοκιμές, γίνονται στην περιοχή της πόλης Peebles του Οχάιο των ΗΠΑ. Η διάμετρος της λεπίδας του GE9X είναι 3,5 μέτρα και η είσοδος σε διαστάσεις είναι 5,5 m x 3,7 m. Ένας κινητήρας θα μπορεί να παράγει ώθηση τζετκατά 45,36 τόνους.

Φωτογραφία 3.

Σύμφωνα με την GE, κανένας άλλος εμπορικός κινητήρας στον κόσμο δεν έχει τόσο υψηλή αναλογία συμπίεσης (27:1 αναλογία συμπίεσης) όσο ο GE9X. Τα σύνθετα υλικά χρησιμοποιούνται ενεργά στο σχεδιασμό του κινητήρα.

Φωτογραφία 4.

Το GE9X πρόκειται να εγκατασταθεί στο αεροσκάφος μεγάλων αποστάσεων Boeing 777X ευρείας ατράκτου. Η εταιρεία έχει ήδη λάβει παραγγελίες από τις Emirates, Lufthansa, Etihad Airways, Qatar Airways, Cathay Pacific και άλλες.

Φωτογραφία 5.

Τώρα υποβάλλονται στις πρώτες δοκιμές πλήρης κινητήρας GE9X. Οι δοκιμές ξεκίνησαν το 2011, όταν δοκιμάστηκαν τα εξαρτήματα. Αυτή η σχετικά πρώιμη αναθεώρηση πραγματοποιήθηκε για την παροχή δεδομένων δοκιμών και την έναρξη της διαδικασίας πιστοποίησης, είπε η GE, καθώς η εταιρεία σχεδιάζει να εγκαταστήσει τέτοιους κινητήρες για πτητικές δοκιμές ήδη από το 2018.

Φωτογραφία 6.

Ο θάλαμος καύσης και ο στρόβιλος μπορούν να αντέξουν θερμοκρασίες έως και 1315°C, επιτρέποντας αποτελεσματικότερη χρήση του καυσίμου και χαμηλότερες εκπομπές ρύπων.

Επιπλέον, το GE9X είναι εξοπλισμένο με μπεκ ψεκασμού καυσίμου, τυπωμένο σε τρισδιάστατο εκτυπωτή. Αυτό το πολύπλοκο σύστημα αεροσήραγγακαι εσοχές που η εταιρεία κρατά μυστική.

Φωτογραφία 7.

Στροβιλοσυμπιεστής εξοπλισμένος με GE9X χαμηλή πίεσηκαι μονάδες μετάδοσης κίνησης. Το τελευταίο κινεί την αντλία καυσίμου, την αντλία λαδιού, την υδραυλική αντλία για το σύστημα ελέγχου του αεροσκάφους. Σε αντίθεση με τον προηγούμενο κινητήρα GE90, ο οποίος είχε 11 άξονες και 8 βοηθητικές μονάδες, το νέο GE9X είναι εξοπλισμένο με 10 άξονες και 9 μονάδες.

Η μείωση του αριθμού των αξόνων όχι μόνο μειώνει το βάρος, αλλά και τον αριθμό των εξαρτημάτων και απλοποιεί την αλυσίδα εφοδιασμού. Ο δεύτερος κινητήρας GE9X σχεδιάζεται να προετοιμαστεί για δοκιμή του χρόνου

Φωτογραφία 8.

Ο κινητήρας GE9X ενσωματώνει πολλά εξαρτήματα και συγκροτήματα κατασκευασμένα από ελαφριά και ανθεκτικά στη θερμότητα σύνθετα κεραμικής μήτρας (CMC). Αυτά τα υλικά είναι σε θέση να αντέχουν σε τεράστιες θερμοκρασίες και αυτό έχει επιτρέψει μια σημαντική αύξηση της θερμοκρασίας στον θάλαμο καύσης του κινητήρα. «Όσο πιο ζεστό μπορείς να μπεις μέσα σε έναν κινητήρα, τόσο πιο αποδοτικός θα είναι», λέει ο Rick Kennedy της GE Aviation. υψηλή θερμοκρασίαπηγαίνοντας πάνω πλήρης καύσηκαύσιμο, καταναλώνεται λιγότερο και μειώνονται οι εκπομπές ρύπων βλαβερές ουσίεςστο περιβάλλον».

Μεγάλη σημασία στην κατασκευή ορισμένων εξαρτημάτων του κινητήρα GE9X ήταν σύγχρονες τεχνολογίεςτρισδιάστατη εκτύπωση. Με τη βοήθειά τους, δημιουργήθηκαν ορισμένα εξαρτήματα, συμπεριλαμβανομένων των μπεκ ψεκασμού καυσίμου, τόσο πολύπλοκου σχήματος που είναι αδύνατο να αποκτηθούν από τα παραδοσιακά μηχανική κατεργασία. "Η περίπλοκη διαμόρφωση των καναλιών καυσίμου είναι ένα στενά φυλαγμένο εμπορικό μυστικό", λέει ο Rick Kennedy. "Χάρη σε αυτά τα κανάλια, το καύσιμο διανέμεται και εξατμίζεται στον θάλαμο καύσης με τον πιο ομοιόμορφο τρόπο."

Φωτογραφία 9.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι οι πρόσφατες δοκιμές είναι η πρώτη φορά που ο κινητήρας GE9X λειτουργεί στην πλήρως συναρμολογημένη του μορφή. Και η ανάπτυξη αυτού του κινητήρα, συνοδευόμενη από δοκιμές σε πάγκο μεμονωμένων εξαρτημάτων, έχει πραγματοποιηθεί τα τελευταία χρόνια.

Συμπερασματικά, θα πρέπει να σημειωθεί ότι παρά το γεγονός ότι ο κινητήρας GE9X κατέχει τον τίτλο του μεγαλύτερου κινητήρα τζετ στον κόσμο, δεν κατέχει το ρεκόρ για τη δύναμη της ώθησης jet που δημιουργεί. Απόλυτος κάτοχος ρεκόρσύμφωνα με αυτόν τον δείκτη είναι ο κινητήρας προηγούμενης γενιάς GE90-115B ικανό για 57.833 τόνους (127.500 λίβρες) ώσης.

Φωτογραφία 10.

Φωτογραφία 11.

Φωτογραφία 12.

Φωτογραφία 13.

πηγές

Η GE Aviation αναπτύσσει έναν επαναστατικό νέο κινητήρα τζετ που συνδυάζει τα καλύτερα χαρακτηριστικά των κινητήρων turbojet και turbofan ενώ επιτυγχάνει υπερηχητική ταχύτητα και οικονομία καυσίμου.

Επί του παρόντος, το έργο USAF ADVENT αναπτύσσει νέους κινητήρες που εξοικονομούν καύσιμα κατά 25 τοις εκατό και είναι εξοπλισμένοι με νέα χαρακτηριστικά.

Στην αεροπορία, υπάρχουν δύο κύριοι τύποι κινητήρων τζετ: στροβιλοανεμιστήρες με χαμηλή αναλογία παράκαμψης, κατά κανόνα, ονομάζονται κινητήρες turbojetκαι κινητήρες turbojet με υψηλή αναλογία παράκαμψης. Turbo μηχανές αεροσκάφουςμε χαμηλό λόγο παράκαμψης βελτιστοποιούνται για υψηλές επιδόσεις, ωθώντας διάφορα μαχητικά, αλλά εξακολουθούν να χρησιμοποιούν απίστευτη ποσότητα καυσίμου. Το αποτέλεσμα απόδοσης ενός τυπικού turbojet εξαρτάται από πολλά στοιχεία (συμπιεστής, θάλαμος καύσης, τουρμπίνες και ακροφύσια).

Αντίθετα, οι κινητήρες turbojet με υψηλή αναλογία bypass είναι οι πιο ισχυρές συσκευές ΠΟΛΙΤΙΚΗ ΑΕΡΟΠΟΡΙΑβελτιστοποιημένο για πρόωση βαρέως τύπου, οικονομίας καυσίμου, αλλά έχει κακή απόδοση σε υπερηχητικές ταχύτητες. Ένας συμβατικός κινητήρας turbojet χαμηλής πίεσης δέχεται ροή αέρα από έναν ανεμιστήρα που κινείται από έναν στρόβιλο αεριωθούμενου αέρα. Στη συνέχεια, η ροή αέρα από τον ανεμιστήρα παρακάμπτει τους θαλάμους καύσης, λειτουργώντας σαν μια μεγάλη προπέλα.

Ο κινητήρας ADVENT (ADaptive VERsitile ENgine Technology) διαθέτει μια τρίτη, εξωτερική παράκαμψη που μπορεί να ανοίγει και να κλείνει ανάλογα με τις συνθήκες πτήσης. Κατά την απογείωση, για να μειωθεί η αναλογία παράκαμψης, η τρίτη παράκαμψη κλείνει. Ως αποτέλεσμα, δημιουργείται μεγάλη ροή αέρα μέσω του συμπιεστή υψηλής πίεσης για αύξηση της ώσης. Εάν είναι απαραίτητο, ανοίγει μια τρίτη παράκαμψη για να αυξηθεί η αναλογία παράκαμψης και να μειωθεί η κατανάλωση καυσίμου.

Ένα πρόσθετο κανάλι παράκαμψης βρίσκεται κατά μήκος του επάνω και του κάτω μέρους του κινητήρα. Αυτό το τρίτο κανάλι θα ανοίξει ή θα κλείσει ως μέρος ενός μεταβλητού κύκλου. Εάν το κανάλι είναι ανοιχτό, ο λόγος παράκαμψης θα αυξηθεί, μειώνοντας την κατανάλωση καυσίμου και αυξάνοντας το εύρος ήχου έως και 40 τοις εκατό. Εάν οι αγωγοί είναι κλειστοί, πρόσθετος αέρας διοχετεύεται μέσω των συμπιεστών υψηλής και χαμηλής πίεσης, κάτι που σίγουρα ενισχύει την ώθηση, αυξάνει την πρόωση και προσφέρει υπερηχητική απόδοση απογείωσης.

Ο σχεδιασμός του κινητήρα ADVENT βασίζεται σε νέες τεχνολογίες κατασκευής όπως η τρισδιάστατη εκτύπωση σύνθετων εξαρτημάτων ψύξης και εξαιρετικά ισχυρή αλλά ελαφριά κεραμικά σύνθετα. Επιτρέπουν την παραγωγή κινητήρων τζετ υψηλής απόδοσης που λειτουργούν σε θερμοκρασίες πάνω από το σημείο τήξης του χάλυβα.

Οι μηχανικοί έχουν αναπτύξει νέο κινητήραγια εύκολες πτήσεις. «Θέλουμε ο κινητήρας να είναι απίστευτα αξιόπιστος και να επιτρέψει στον πιλότο να επικεντρωθεί στην αποστολή του», λέει ο Abe Levatter, project manager της GE Aviation. Αναλάβαμε την ευθύνη και αναπτύξαμε έναν κινητήρα που είναι βελτιστοποιημένος για κάθε είδους πτήση».

Η GE δοκιμάζει επί του παρόντος τα κύρια εξαρτήματα του κινητήρα και σχεδιάζει να τον λανσάρει στα μέσα του 2013. Το παρακάτω βίντεο δείχνει τον νέο κινητήρα ADVENT σε δράση.

10 Δεκεμβρίου 2012

Συνεχίζοντας τη σειρά άρθρων (ακριβώς επειδή χρειάζομαι άλλο ένα δοκίμιο, τώρα για το θέμα των "κινητήρων") - ένα άρθρο για ένα πολλά υποσχόμενο και πολλά υποσχόμενο έργο κινητήρα SABER. Γενικά, έχουν γραφτεί πολλά για αυτόν στο Runet, αλλά ως επί το πλείστον πολύ χαοτικές σημειώσεις και επαίνους στους ιστότοπους των ειδησεογραφικών πρακτορείων, αλλά το άρθρο στην αγγλική Wikipedia μου φάνηκε πολύ καλό, είναι γενικά ευχάριστα πλούσια σε λεπτομέρειες και λεπτομέρειες - άρθρα στην αγγλική Wikipedia.

Έτσι, αυτή η ανάρτηση (και το μελλοντικό μου δοκίμιο) βασίστηκε στο άρθρο, στο πρωτότυπο που βρίσκεται στη διεύθυνση: http://en.wikipedia.org/wiki/SABRE_(rocket_engine) , προστέθηκαν επίσης λίγη φίμωση και εξηγήσεις και συλλέχθηκαν στο το Διαδίκτυο, ενδεικτικό υλικό (αυτό είναι, αλλά τα άρθρα της Wikipedia δεν διαφέρουν ως προς τον πλούτο των εικόνων)

Ακολουθεί το εξής

SABER (Συνεργιστικός κινητήρας πυραύλων αέρα αναπνοής) - Μια ιδέα που αναπτύχθηκε από την Reaction Engines Limited, έναν προψυκτικό υπερηχητικό υβριδικό κινητήρα πυραύλων που αναπνέει αέρα. Ο κινητήρας αναπτύσσεται για να παρέχει μια δυνατότητα τροχιακής εισαγωγής ενός σταδίου για το αεροδιαστημικό σύστημα Skylon. Το SABER είναι μια εξελικτική εξέλιξη της σειράς LACE και των κινητήρων τύπου LACE που αναπτύχθηκε από τον Alan Bond στις αρχές/μέσα της δεκαετίας του 1980 ως μέρος του έργου HOTOL.

Δομικά, αυτός είναι ένας κινητήρας με συνδυασμένο κύκλο λειτουργίας, ο οποίος έχει δύο τρόπους λειτουργίας. Η λειτουργία Air-jet συνδυάζει έναν υπερσυμπιεστή με έναν ελαφρύ εναλλάκτη θερμότητας-ψύκτης που βρίσκεται ακριβώς πίσω από τον κώνο εισαγωγής αέρα. Επί υψηλή ταχύτηταο εναλλάκτης θερμότητας ψύχεται ζεστός, συμπιεσμένος αέραςεισαγωγή αέρα, η οποία επιτρέπει μια ασυνήθιστα υψηλή αναλογία συμπίεσης στον κινητήρα. Στη συνέχεια, ο πεπιεσμένος αέρας τροφοδοτείται στον θάλαμο καύσης, όπως ένας συμβατικός κινητήρας πυραύλων, όπου αναφλέγεται το υγρό υδρογόνο. Χαμηλή θερμοκρασίαΟ αέρας επιτρέπει τη χρήση ελαφρών κραμάτων και μειώνει το συνολικό βάρος του κινητήρα - το οποίο είναι πολύ κρίσιμο για την επίτευξη τροχιάς. Προσθέτουμε ότι, σε αντίθεση με τα concept LACE που προηγήθηκαν αυτού του κινητήρα, το SABER δεν υγροποιεί τον αέρα, γεγονός που δίνει μεγαλύτερη απόδοση.

Εικ.1. Αεροπορικό αεροσκάφος Skylon και κινητήρας SABER

Μετά το κλείσιμο του κώνου εισαγωγής αέρα με ταχύτητα M = 5,14 και υψόμετρο 28,5 km, το σύστημα συνεχίζει να λειτουργεί σε κλειστό κύκλο κινητήρα πυραύλων υψηλής απόδοσης, καταναλώνοντας υγρό οξυγόνο και υγρό υδρογόνο από τις δεξαμενές επί του σκάφους, επιτρέποντας Skylon για να φτάσει σε τροχιακή ταχύτητα αφού φύγει από την ατμόσφαιρα μέσα δροσερό σετύψος.

Επίσης, με βάση τον κινητήρα SABER, αναπτύχθηκε ένα αεροσκάφος, που ονομάζεται Scimitar, για το πολλά υποσχόμενο υπερηχητικό επιβατικό αεροσκάφος Α2, που αναπτύχθηκε στο πλαίσιο του προγράμματος LAPCAT που χρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση.

Τον Νοέμβριο του 2012, η ​​Reaction Engines ανακοίνωσε την επιτυχή ολοκλήρωση μιας σειράς δοκιμών που επιβεβαιώνουν την απόδοση του συστήματος ψύξης του κινητήρα, ένα από τα κύρια εμπόδια για την ολοκλήρωση του έργου. Ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος (ESA) αξιολόγησε επίσης τον εναλλάκτη θερμότητας κινητήρα SABER και επιβεβαίωσε τη διαθεσιμότητα της απαραίτητης τεχνολογίας για τη μετατροπή του κινητήρα σε μέταλλο.

Εικ.2. Μοντέλο κινητήρα SABER

Ιστορία

Η ιδέα για έναν προψυκτικό κινητήρα ήρθε για πρώτη φορά στον Robert Carmichael το 1955. Ακολούθησε η ιδέα του Liquefied Air Engine (LACE), που αρχικά εξερευνήθηκε από τους Marquardt και General Dynamics τη δεκαετία του 1960 ως μέρος της εργασίας της Πολεμικής Αεροπορίας των ΗΠΑ για το έργο Aerospaceplane.
Το σύστημα LACE βρίσκεται ακριβώς πίσω από την υπερηχητική εισαγωγή αέρα - έτσι ο πεπιεσμένος αέρας εισέρχεται απευθείας στον εναλλάκτη θερμότητας όπου ψύχεται αμέσως χρησιμοποιώντας λίγο υγρό υδρογόνο που είναι αποθηκευμένο στο σκάφος ως καύσιμο. Στη συνέχεια, ο υγρός αέρας που προκύπτει υποβάλλεται σε επεξεργασία για την εξαγωγή υγρού οξυγόνου, το οποίο εισέρχεται στον κινητήρα. Ωστόσο, η ποσότητα υδρογόνου που έχει περάσει από τον εναλλάκτη θερμότητας και θερμαίνεται είναι πολύ μεγαλύτερη από ό,τι μπορεί να καεί στον κινητήρα και η περίσσεια του απλώς αποστραγγίζεται στη θάλασσα (παρόλα αυτά, δίνει επίσης κάποια αύξηση στην ώθηση).

Το 1989, όταν η χρηματοδότηση για το έργο HOTOL τερματίστηκε, ο Bond και άλλοι ίδρυσαν την Reaction Engines Limited για να συνεχίσουν την έρευνα. Ο εναλλάκτης θερμότητας του κινητήρα RB545 (που υποτίθεται ότι θα χρησιμοποιηθεί στο έργο HOTOL) είχε κάποια προβλήματα με την ευθραυστότητα του σχεδιασμού, καθώς και τη σχετικά υψηλή κατανάλωση υγρού υδρογόνου. Ήταν επίσης αδύνατο να το χρησιμοποιήσετε - το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για τον κινητήρα ανήκε στην εταιρεία Ρολς ρόις, και το πιο σημαντικό επιχείρημα - ο κινητήρας κηρύχθηκε άκρως απόρρητος. Ως εκ τούτου, ο Bond συνέχισε να αναπτύσσει έναν νέο κινητήρα SABER, αναπτύσσοντας τις ιδέες που ενσωματώθηκαν στο προηγούμενο έργο.

Από τον Νοέμβριο του 2012, ολοκληρώθηκαν οι δοκιμές εξοπλισμού με το θέμα "Η τεχνολογία εναλλάκτη θερμότητας είναι κρίσιμη για έναν υβριδικό πυραυλοκινητήρα αέρα/υγρού οξυγόνου". Αυτό ήταν ένα ορόσημο στη διαδικασία ανάπτυξης του SABER που απέδειξε στους πιθανούς επενδυτές τη βιωσιμότητα της τεχνολογίας. Ο κινητήρας βασίζεται σε έναν εναλλάκτη θερμότητας ικανό να ψύχει τον εισερχόμενο αέρα στους -150°C (-238°F). Ο ψυχρός αέρας αναμιγνύεται με υγρό υδρογόνο και καίγεται για να παρέχει ώθηση για ατμοσφαιρική πτήση πριν μεταβεί σε υγρό οξυγόνο από τις δεξαμενές όταν πετάει έξω από την ατμόσφαιρα. Η επιτυχής δοκιμή αυτής της κρίσιμης τεχνολογίας έχει επιβεβαιώσει ότι ο εναλλάκτης θερμότητας μπορεί να καλύψει τις ανάγκες του κινητήρα για την απόκτηση αρκετάοξυγόνο από την ατμόσφαιρα για να λειτουργεί με υψηλή απόδοση σε συνθήκες πτήσης σε χαμηλό ύψος.

Στο Farnborough Airshow 2012, ο David Willetts, ο οποίος είναι Υπουργός Πανεπιστημίων και Επιστημών του Ηνωμένου Βασιλείου, έκανε μια ομιλία με την ευκαιρία αυτή. Συγκεκριμένα είπε ότι αυτόν τον κινητήρα, που αναπτύχθηκε από την Reaction Engines, θα μπορούσε πραγματικά να αλλάξει τον αγωνιστικό χώρο στη διαστημική βιομηχανία. Η επιτυχώς ολοκληρωμένη δοκιμή του συστήματος προψύξης είναι απόδειξη του υψηλού επαίνου που δόθηκε στην ιδέα του κινητήρα από τη Διαστημική Υπηρεσία του Ηνωμένου Βασιλείου το 2010. Ο υπουργός πρόσθεσε επίσης ότι εάν μια μέρα καταφέρουν να χρησιμοποιήσουν αυτή την τεχνολογία για τις δικές τους εμπορικές πτήσεις, τότε αυτό θα είναι αναμφίβολα ένα φανταστικό επίτευγμα στην κλίμακα του.

Ο υπουργός σημείωσε επίσης ότι υπάρχει μια μικρή πιθανότητα ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος να συμφωνήσει να χρηματοδοτήσει το Skylon, επομένως το Ηνωμένο Βασίλειο θα πρέπει να είναι έτοιμο να κατασκευάσει το διαστημικό σκάφος ως επί το πλείστον με δικά του κεφάλαια.

Εικ.3. Αεροδιαστημικό αεροσκάφος Skylon - διάταξη

Η επόμενη φάση του προγράμματος SABER περιλαμβάνει δοκιμές εδάφους μοντέλο κλίμακαςκινητήρας ικανός να επιδείξει πλήρης κύκλος. Η ESA εξέφρασε την εμπιστοσύνη της για την επιτυχή κατασκευή του διαδηλωτή και δήλωσε ότι θα είναι " ορόσημοστην ανάπτυξη αυτού του προγράμματος και μια σημαντική ανακάλυψη στο θέμα συστήματα πρόωσηςΠαγκόσμιος"

Σχέδιο

Εικ.4. Διάταξη κινητήρα SABER

Όπως το RB545, η σχεδίαση SABER είναι πιο κοντά σε έναν παραδοσιακό κινητήρα πυραύλων παρά σε ένα πίδακα αέρα. Ο προψυκτικός Hybrid Jet/Rocket κινητήρας χρησιμοποιεί υγρό καύσιμο υδρογόνου σε συνδυασμό με ένα οξειδωτικό που παρέχεται είτε ως αέριος αέρας από έναν συμπιεστή είτε ως υγρό οξυγόνο που παρέχεται από τις δεξαμενές καυσίμου από έναν στροβιλοαντλία.

Στο μπροστινό μέρος του κινητήρα υπάρχει μια απλή αξονική συμμετρική εισαγωγή αέρα σε σχήμα κώνου που επιβραδύνει τον αέρα σε υποηχητικές ταχύτητες χρησιμοποιώντας μόνο δύο ανακλώμενα κρουστικά κύματα.

Μέρος του αέρα μέσω του εναλλάκτη θερμότητας στο κεντρικό τμήμα του κινητήρα, και το υπόλοιπο περνά μέσω του δακτυλιοειδούς καναλιού στο δεύτερο κύκλωμα, το οποίο είναι ένα συμβατικό ramjet. Το κεντρικό τμήμα, που βρίσκεται πίσω από τον εναλλάκτη θερμότητας, είναι ένας στροβιλοσυμπιεστής που κινείται από αέριο ήλιο που κυκλοφορεί μέσω ενός κλειστού καναλιού του κύκλου Brayton. Ο αέρας που συμπιέζεται από τον συμπιεστή εισέρχεται στους τέσσερις θαλάμους καύσης του κινητήρα πυραύλων συνδυασμένου κύκλου σε υψηλή πίεση.

Εικ.5. Απλοποιημένος κύκλος κινητήρα SABER

εναλλάκτης θερμότητας

Ο αέρας που εισέρχεται στον κινητήρα σε υπερ/υπερηχητικές ταχύτητες γίνεται πολύ ζεστός μετά το φρενάρισμα και τη συμπίεση στην εισαγωγή αέρα. Οι υψηλές θερμοκρασίες στους κινητήρες jet αντιμετωπίζονται παραδοσιακά με τη χρήση βαρέων κραμάτων με βάση τον χαλκό ή το νικέλιο, με τη μείωση της αναλογίας συμπίεσης του συμπιεστή, καθώς και τη μείωση της ταχύτητας για την αποφυγή υπερθέρμανσης και τήξης της δομής. Ωστόσο, για ένα διαστημικό σκάφος ενός σταδίου, τέτοια βαριά υλικά δεν είναι εφαρμόσιμα και απαιτείται η μέγιστη δυνατή ώθηση για να φτάσει σε τροχιά το συντομότερο χρόνο, προκειμένου να ελαχιστοποιηθεί η σοβαρότητα των απωλειών.

Όταν χρησιμοποιείται αέριο ήλιο ως φορέας θερμότητας, ο αέρας στον εναλλάκτη θερμότητας ψύχεται σημαντικά από 1000°C έως -150°C, ενώ αποφεύγεται η υγροποίηση του αέρα ή η συμπύκνωση υδρατμών στα τοιχώματα του εναλλάκτη θερμότητας.

Εικ.6. Μοντελοποιήστε μία από τις μονάδες εναλλάκτη θερμότητας

Προηγούμενες εκδόσεις του εναλλάκτη θερμότητας, όπως αυτές που χρησιμοποιήθηκαν στο έργο HOTOL, περνούσαν καύσιμο υδρογόνου απευθείας μέσω του εναλλάκτη θερμότητας, αλλά η χρήση ηλίου ως ενδιάμεσο κύκλωμα μεταξύ αέρα και ψυχρού καυσίμου αφαίρεσε το πρόβλημα της ευθραυστότητας του υδρογόνου του σχεδιασμού του εναλλάκτη θερμότητας . Ωστόσο, μια απότομη ψύξη του αέρα υπόσχεται ορισμένα προβλήματα - είναι απαραίτητο να αποφευχθεί η παρεμπόδιση του εναλλάκτη θερμότητας από παγωμένους υδρατμούς και άλλα κλάσματα. Τον Νοέμβριο του 2012, αποδείχθηκε ένα δείγμα εναλλάκτη θερμότητας που μπορεί να ψύχει τον ατμοσφαιρικό αέρα στους -150°C σε 0,01 δευτερόλεπτα.
Μία από τις καινοτομίες του εναλλάκτη θερμότητας SABER είναι η σπειροειδής διάταξη των σωλήνων ψυκτικού μέσου, η οποία υπόσχεται πολύ να αυξήσει την απόδοσή του.

Εικ.7. Πρωτότυπο εναλλάκτη θερμότητας SABER

Συμπιεστής

Σε ταχύτητα M = 5 και υψόμετρο 25 χιλιομέτρων, που είναι το 20% της τροχιακής ταχύτητας και του υψομέτρου που απαιτείται για την είσοδο σε τροχιά, ο αέρας που ψύχεται στον εναλλάκτη θερμότητας εισέρχεται σε έναν πολύ συνηθισμένο στροβιλοσυμπιεστή, δομικά παρόμοιο με εκείνους που χρησιμοποιούνται σε συμβατικούς στροβιλοσυμπιεστές κινητήρες, αλλά παρέχοντας ασυνήθιστα υψηλή αναλογία συμπίεσης, λόγω της εξαιρετικά χαμηλής θερμοκρασίας του αέρα εισαγωγής. Αυτό επιτρέπει στον αέρα να συμπιέζεται σε 140 ατμόσφαιρες πριν εισέλθει στους θαλάμους καύσης του κύριου κινητήρα. Σε αντίθεση με τους κινητήρες στροβιλοσυμπιεστή, ο στροβιλοσυμπιεστής τροφοδοτείται από έναν στρόβιλο που βρίσκεται σε ένα κύκλωμα ηλίου και όχι από τη δράση προϊόντων καύσης, όπως στους συμβατικούς κινητήρες στροβίλου. Έτσι, ο υπερσυμπιεστής λειτουργεί με τη θερμότητα που παράγεται από το τζελ στον εναλλάκτη θερμότητας.

κύκλος ηλίου

Η θερμότητα μεταφέρεται από τον αέρα στο ήλιο. Το ζεστό ήλιο από τον εναλλάκτη θερμότητας ηλίου-αέρα ψύχεται στον εναλλάκτη θερμότητας ηλίου-υδρογόνου, εκπέμποντας θερμότητα στο υγρό καύσιμο υδρογόνου. Το κύκλωμα, στο οποίο κυκλοφορεί το ήλιο, λειτουργεί σύμφωνα με τον κύκλο Brayton, τόσο για την ψύξη του κινητήρα σε κρίσιμα σημεία, όσο και για την οδήγηση τουρμπινών και πολλών εξαρτημάτων κινητήρα. Η υπόλοιπη θερμική ενέργεια χρησιμοποιείται για την εξάτμιση μέρους του υδρογόνου, το οποίο καίγεται σε ένα εξωτερικό κύκλωμα άμεσης ροής.

Κασκόλ

Για την ψύξη του ηλίου, αντλείται μέσω μιας δεξαμενής αζώτου. Επί του παρόντος, αντί για υγρό άζωτο, χρησιμοποιείται για δοκιμές νερό, το οποίο εξατμίζεται, μειώνοντας τη θερμοκρασία του ηλίου και πνίγοντας τον θόρυβο από τα καυσαέρια.

Κινητήρας

Λόγω του γεγονότος ότι ο υβριδικός κινητήρας πυραύλων δεν έχει καθόλου στατική ώθηση, το αεροσκάφος μπορεί να απογειωθεί σε κανονική λειτουργία αναπνοής αέρα, χωρίς βοήθεια, παρόμοια με εκείνα που είναι εξοπλισμένα με συμβατικούς κινητήρες στροβιλοτζετ. Καθώς ανεβαίνετε και ρίχνετε την ατμοσφαιρική πίεση, όλο και περισσότερος αέρας στέλνεται στον συμπιεστή και η απόδοση συμπίεσης στην εισαγωγή αέρα μειώνεται. Σε αυτή τη λειτουργία, ο κινητήρας τζετ μπορεί να λειτουργήσει σε πολύ μεγαλύτερο υψόμετρο από αυτό που θα ήταν διαφορετικά.
Όταν επιτευχθεί η ταχύτητα M = 5,5, ο κινητήρας εκτόξευσης γίνεται αναποτελεσματικός και σβήνει, και τώρα το υγρό οξυγόνο και το υγρό υδρογόνο που είναι αποθηκευμένα στο σκάφος εισέρχονται στη μηχανή πυραύλων, μέχρι να φτάσει την τροχιακή ταχύτητα (ανάλογη με M = 25). Οι μονάδες στροβιλοαντλίας κινούνται από το ίδιο κύκλωμα ηλίου, το οποίο πλέον δέχεται θερμότητα σε ειδικούς «θάλαμους προκαύσης».
Μια ασυνήθιστη σχεδιαστική λύση για το σύστημα ψύξης του θαλάμου καύσης - ένα οξειδωτικό (αέρας / υγρό οξυγόνο) χρησιμοποιείται ως ψυκτικό αντί για υγρό υδρογόνο, προκειμένου να αποφευχθεί η υπερβολική κατανάλωση υδρογόνου και η παραβίαση της στοιχειομετρικής αναλογίας (αναλογία καυσίμου προς οξειδωτικό).

Το δεύτερο σημαντικό σημείο είναι το ακροφύσιο πίδακα. Η απόδοση του ακροφυσίου πίδακα εξαρτάται από τη γεωμετρία και την ατμοσφαιρική πίεση. Ενώ η γεωμετρία των ακροφυσίων παραμένει η ίδια, η πίεση αλλάζει σημαντικά με το υψόμετρο, επομένως τα ακροφύσια που είναι εξαιρετικά αποδοτικά στη χαμηλότερη ατμόσφαιρα χάνουν την αποτελεσματικότητά τους σημαντικά σε μεγαλύτερα υψόμετρα.
Στα παραδοσιακά συστήματα πολλαπλών σταδίων, αυτό ξεπερνιέται απλή χρήσηδιαφορετική γεωμετρία, για κάθε στάδιο και το αντίστοιχο στάδιο πτήσης. Αλλά σε ένα σύστημα ενός σταδίου, χρησιμοποιούμε το ίδιο ακροφύσιο όλη την ώρα.

Εικ.8. Σύγκριση διαφορετικών ακροφυσίων πίδακα σε ατμόσφαιρα και κενό

Ως έξοδο, σχεδιάζεται να χρησιμοποιηθεί ένα ειδικό ακροφύσιο Expansion-Deflection (ED ακροφύσιο) - ένα ρυθμιζόμενο ακροφύσιο πίδακα που αναπτύχθηκε ως μέρος του έργου STERN, το οποίο αποτελείται από ένα παραδοσιακό κουδούνι (αν και σχετικά μικρότερο από το συνηθισμένο) και ένα ρυθμιζόμενο κεντρικό σώμα που εκτρέπει τη ροή του αερίου στους τοίχους. Αλλάζοντας τη θέση του κεντρικού σώματος, είναι δυνατό να διασφαλιστεί ότι η εξάτμιση δεν καταλαμβάνει ολόκληρη την περιοχή του κάτω τμήματος, αλλά μόνο ένα δακτυλιοειδές τμήμα, ρυθμίζοντας την περιοχή που καταλαμβάνει ανάλογα με την ατμοσφαιρική πίεση.

Επίσης, σε έναν κινητήρα πολλαπλών θαλάμων, είναι δυνατό να ρυθμιστεί το διάνυσμα ώσης αλλάζοντας το εμβαδόν της διατομής και ως εκ τούτου τη συμβολή στη συνολική ώθηση κάθε θαλάμου.

Εικ.9. Ακροφύσιο εκτόξευσης-εκτροπής (ακροφύσιο ED)

Ευθύ κύκλωμα

Η άρνηση υγροποίησης του αέρα αύξησε την απόδοση του κινητήρα, μειώνοντας το κόστος του ψυκτικού μέσου μειώνοντας την εντροπία. Ωστόσο, ακόμη και η απλή ψύξη αέρα απαιτεί περισσότερο υδρογόνο από αυτό που μπορεί να καεί στο κύκλωμα του πρωτεύοντος κινητήρα.

Η περίσσεια υδρογόνου αποστραγγίζεται στη θάλασσα, αλλά όχι μόνο έτσι, αλλά καίγεται σε πολλούς θαλάμους καύσης, οι οποίοι βρίσκονται στο εξωτερικό δακτυλιοειδές κανάλι αέρα, το οποίο αποτελεί το τμήμα άμεσης ροής του κινητήρα, το οποίο δέχεται αέρα που παρακάμπτει τη θερμότητα εναλλάκτης. Το δεύτερο κύκλωμα μίας διέλευσης μειώνει τις απώλειες λόγω της αντίστασης του αέρα που δεν έχει εισέλθει στον εναλλάκτη θερμότητας και παρέχει επίσης μέρος της ώθησης.
Σε χαμηλές ταχύτητες, πολύ μεγάλη ποσότητα αέρα παρακάμπτει τον εναλλάκτη/συμπιεστή θερμότητας και καθώς αυξάνεται η ταχύτητα, για να διατηρηθεί η απόδοση, το μεγαλύτερο μέρος του αέρα, αντίθετα, εισέρχεται στον συμπιεστή.
Αυτό διακρίνει το σύστημα από έναν κινητήρα ramjet, όπου όλα είναι ακριβώς το αντίθετο - σε χαμηλές ταχύτητες, μεγάλες μάζες αέρα περνούν από τον συμπιεστή και σε υψηλές ταχύτητες τον παρακάμπτουν, μέσω ενός κυκλώματος ramjet, το οποίο γίνεται τόσο αποτελεσματικό που αναλαμβάνει πρωταγωνιστικό ρόλο.

Εκτέλεση

Η αναλογία ώθησης προς βάρος σχεδιασμού του SABER υποτίθεται ότι είναι πάνω από 14 μονάδες, ενώ η αναλογία ώσης προς βάρος των συμβατικών κινητήρων αεριωθουμένων είναι της τάξης των 5 και μόνο 2 για τους υπερηχητικούς κινητήρες ramjet. Έτσι υψηλή απόδοσηπου λαμβάνεται με τη χρήση υπερψυκτικού αέρα, ο οποίος γίνεται πολύ πυκνός και απαιτεί λιγότερη συμπίεση, και, το πιο σημαντικό, λόγω των χαμηλών θερμοκρασιών λειτουργίας, έχει καταστεί δυνατή η χρήση ελαφρών κραμάτων για το μεγαλύτερο μέρος του σχεδιασμού του κινητήρα. Η συνολική απόδοση υπόσχεται να είναι υψηλότερη από ό,τι στην περίπτωση των κινητήρων RB545 ή υπερηχητικών ramjet.

Ο κινητήρας έχει υψηλή ειδική ώθηση στην ατμόσφαιρα, η οποία φτάνει τα 3500 sec. Για σύγκριση, ένας συμβατικός κινητήρας πυραύλων έχει ειδική ώθηση περίπου 450 στην καλύτερη περίπτωση, και ακόμη και ένας πολλά υποσχόμενος «θερμικός» πυρηνικός πυραυλοκινητήρας υπόσχεται να φτάσει μόνο τα 900 δευτερόλεπτα.

Ο συνδυασμός υψηλής απόδοσης καυσίμου και χαμηλής μάζας κινητήρα δίνει στο Skylon τη δυνατότητα να φτάσει σε τροχιά σε ένα μόνο στάδιο, ενώ λειτουργεί ως πίδακας αέρα έως ταχύτητα M = 5,14 και υψόμετρο 28,5 km. Σε αυτή την περίπτωση, το αεροδιαστημικό όχημα θα φτάσει σε τροχιά με μεγάλο ωφέλιμο φορτίο σε σχέση με το βάρος απογείωσης, κάτι που δεν μπορούσε προηγουμένως να επιτευχθεί με κανένα μη πυρηνικό όχημα.

Όπως και το RB545, η ιδέα της προψύξης αυξάνει τη μάζα και την πολυπλοκότητα του συστήματος, κάτι που υπό κανονικές συνθήκες είναι το αντίθετο της αρχής σχεδιασμού των πυραυλικών συστημάτων. Επίσης, ο εναλλάκτης θερμότητας είναι ένα πολύ επιθετικό και πολύπλοκο μέρος της σχεδίασης του κινητήρα SABER. Είναι αλήθεια ότι πρέπει να σημειωθεί ότι η μάζα αυτού του εναλλάκτη θερμότητας αναμένεται να είναι μια τάξη μεγέθους μικρότερη από τα υπάρχοντα δείγματα και τα πειράματα έχουν δείξει ότι αυτό μπορεί να επιτευχθεί. Ο πειραματικός εναλλάκτης θερμότητας πέτυχε ανταλλαγή θερμότητας σχεδόν 1 GW/m2, που θεωρείται παγκόσμιο ρεκόρ. Μικρές μονάδες του μελλοντικού εναλλάκτη θερμότητας έχουν ήδη κατασκευαστεί.

Οι απώλειες από το επιπλέον βάρος του συστήματος αντισταθμίζονται σε έναν κλειστό κύκλο (εναλλάκτης θερμότητας-υπερσυμπιεστής) όπως το επιπλέον βάρος των πτερυγίων Skylon αυξάνοντας το συνολικό βάρος του συστήματος συμβάλλει επίσης στη συνολική αύξηση της απόδοσης περισσότερο παρά μειώνει . Αυτό αντισταθμίζεται κυρίως από διαφορετικές διαδρομές πτήσης. Τα συμβατικά οχήματα εκτόξευσης εκτοξεύονται κάθετα, με εξαιρετικά χαμηλές ταχύτητες(αν μιλάμε για εφαπτομενική και όχι κανονική ταχύτητα), αυτή η, με την πρώτη ματιά, αναποτελεσματική κίνηση, σας επιτρέπει να τρυπήσετε γρήγορα την ατμόσφαιρα και να αποκτήσετε εφαπτομενική ταχύτητα ήδη σε περιβάλλον χωρίς αέρα, χωρίς να χάσετε ταχύτητα λόγω τριβής αέρα.

Ταυτόχρονα, μεγάλο απόδοση καυσίμουΟι κινητήρες SABER επιτρέπουν μια πολύ ήπια ανύψωση (στην οποία η συνιστώσα της εφαπτομενικής ταχύτητας αυξάνεται περισσότερο από την κανονική συνιστώσα της ταχύτητας), ο αέρας συμβάλλει αντί να επιβραδύνει το σύστημα (οξειδωτικό και υγρό εργασίας για τον κινητήρα, ανύψωση για τα φτερά), με αποτέλεσμα σε πολύ χαμηλότερη κατανάλωση καυσίμου για την επίτευξη τροχιακής ταχύτητας.

Μερικά χαρακτηριστικά

Ώθηση στο κενό - 2940 kN
Προώθηση στο επίπεδο της θάλασσας - 1960 kN
Αναλογία ώσης προς βάρος (κινητήρας) - περίπου 14 (στην ατμόσφαιρα)
Ειδική ώθηση στο κενό - 460 sec
Ειδική ώθηση στο επίπεδο της θάλασσας - 3600 sec

Πλεονεκτήματα

Σε αντίθεση με τα παραδοσιακά πυραυλοκινητήρεςκαι όπως άλλοι τύποι μηχανές αεροσκάφους, ένας υβριδικός κινητήρας αεριωθουμένων μπορεί να χρησιμοποιεί αέρα για να καίει προωθητικό, μειώνοντας το απαιτούμενο βάρος προωθητικού και αυξάνοντας έτσι το βάρος του ωφέλιμου φορτίου.

Οι κινητήρες Ramjet και scramjet πρέπει να περνούν μεγάλο χρονικό διάστημα στη χαμηλότερη ατμόσφαιρα για να φτάσουν σε ταχύτητες επαρκείς για να φτάσουν σε τροχιά, γεγονός που φέρνει στο προσκήνιο το πρόβλημα της έντονης θέρμανσης σε υπερήχους, καθώς και σημαντική απώλεια βάρους και πολυπλοκότητα θερμικής προστασίας.

Ένας υβριδικός κινητήρας αεριωθουμένων όπως το SABER χρειάζεται μόνο να επιτύχει χαμηλή υπερηχητική ταχύτητα (υπενθύμιση: ο υπερήχος είναι το παν μετά το M = 5, επομένως το M = 5,14 είναι η αρχή του εύρους υπερηχητικών στροφών) στην χαμηλότερη ατμόσφαιρα, πριν μεταβεί σε έναν κλειστό κύκλο λειτουργία και απότομη ανάβαση με ένα σύνολο ταχυτήτων σε λειτουργία πυραύλων.

Σε αντίθεση με ένα ramjet ή scramjet, το SABER είναι ικανό να προσφέρει υψηλή ώθηση από μηδενική ταχύτητα έως M=5,14, από το έδαφος σε μεγάλα υψόμετρα, με υψηλή απόδοση σε όλο το εύρος. Επιπλέον, η δυνατότητα δημιουργίας ώσης με μηδενική ταχύτητα σημαίνει ότι ο κινητήρας μπορεί να δοκιμαστεί στο έδαφος, μειώνοντας σημαντικά το κόστος ανάπτυξης.

Υπάρχουν επίσης ορισμένοι σύνδεσμοι για την προσοχή σας.

Ένα αεροσκάφος τζετ είναι ένα αεροσκάφος που πετά στον αέρα μέσω της χρήσης κινητήρων αεριωθουμένων στο σχεδιασμό του. Μπορούν να είναι turbojet, άμεσης ροής, παλμικού τύπου, υγρού. Επίσης αεριωθούμενα αεροσκάφημπορεί να εξοπλιστεί με κινητήρα τύπου πυραύλου. ΣΕ σύγχρονος κόσμοςΤα αεριωθούμενα αεροσκάφη αποτελούν την πλειοψηφία όλων των σύγχρονων αεροσκαφών.

Σύντομη ιστορία της ανάπτυξης αεριωθούμενων αεροσκαφών

Η αρχή της ιστορίας των αεριωθούμενων αεροσκαφών στον κόσμο θεωρείται το 1910, όταν ένας Ρουμάνος σχεδιαστής και μηχανικός με το όνομα Anri Konada δημιούργησε ένα αεροσκάφος βασισμένο σε έναν εμβολοφόρο κινητήρα. Η διαφορά από τα τυπικά μοντέλα ήταν η χρήση ενός συμπιεστή πτερυγίων, που έθεσε το αυτοκίνητο σε κίνηση. Ιδιαίτερα ενεργά ο σχεδιαστής άρχισε να ισχυρίζεται στη μεταπολεμική περίοδο ότι η συσκευή του ήταν εξοπλισμένη με κινητήρα τζετ, αν και αρχικά δήλωσε το κατηγορηματικά αντίθετο.

Μελετώντας τον σχεδιασμό του πρώτου αεριωθούμενου αεροσκάφους από τον A. Konada, μπορούν να εξαχθούν αρκετά συμπεράσματα. Πρώτα - χαρακτηριστικά σχεδίουαυτοκίνητα δείχνουν ότι ο κινητήρας μπροστά και του καυσαέριαθα είχε σκοτώσει τον πιλότο. Η δεύτερη επιλογή ανάπτυξης θα μπορούσε να είναι μόνο μια φωτιά στο αεροπλάνο. Αυτό ακριβώς μιλούσε ο σχεδιαστής, στην πρώτη εκτόξευση, το τμήμα της ουράς καταστράφηκε από φωτιά.

Όσο για τα αεροσκάφη τύπου τζετ που κατασκευάστηκαν τη δεκαετία του 1940, είχαν τελείως διαφορετικό σχεδιασμό όταν αφαιρέθηκαν ο κινητήρας και το κάθισμα του πιλότου, με αποτέλεσμα να αυξηθεί η ασφάλεια. Σε σημεία που ήρθαν σε επαφή οι φλόγες των κινητήρων με την άτρακτο τοποθετήθηκε ειδικός θερμοανθεκτικός χάλυβας, ο οποίος δεν προκάλεσε τραυματισμό ή ζημιά στη γάστρα.

Πρώτα πρωτότυπα και εξελίξεις

Φυσικά, τα αεροσκάφη με εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας με στροβιλοτζετ έχουν σημαντικά περισσότερα πλεονεκτήματα από τα αεροσκάφη με κινητήρες εμβόλου.

Ένα αεροσκάφος γερμανικής προέλευσης με την ονομασία He 178 πέταξε για πρώτη φορά στις 27/08/1939.

Το 1941, μια παρόμοια συσκευή Βρετανών σχεδιαστών με το όνομα Gloster E.28 / 39 ανέβηκε στον ουρανό.

Πυραυλοκίνητα οχήματα

Ο He 176, που δημιουργήθηκε στη Γερμανία, πραγματοποίησε τον πρώτο αποχωρισμό από την πασαρέλα στις 20/07/1939.

Το σοβιετικό αεροσκάφος BI-2 απογειώθηκε τον Μάιο του 1942.

Αεροσκάφη με κινητήρα πολλαπλών συμπιεστών (θεωρούνται υπό όρους αξιόπλοα)

Το Campini N.1, ένα αεροσκάφος ιταλικής κατασκευής, πέταξε για πρώτη φορά στα τέλη Αυγούστου 1940. επιτεύχθηκε ταχύτητα πτήσης 375 km / h, η οποία είναι ακόμη μικρότερη από την αντίστοιχη του εμβόλου.

Το ιαπωνικό Tsu-11 Oka προοριζόταν για μία χρήση καθώς ήταν ένα αεροπλάνο με βόμβα με έναν πιλότο καμικάζι. Λόγω της ήττας στον πόλεμο, ο θάλαμος καύσης δεν ολοκληρώθηκε τελικά.

Με δανεισμό τεχνολογίας από τη Γαλλία, οι Αμερικανοί μπόρεσαν επίσης να παράγουν το δικό τους αεροσκάφος με τζετ, το οποίο έγινε Bell P-59. Το αυτοκίνητο είχε δύο κινητήρες τζετ. Για πρώτη φορά, ο χωρισμός από τον διάδρομο καταγράφηκε τον Οκτώβριο του 1942. Σημειωτέον ότι το συγκεκριμένο μηχάνημα ήταν αρκετά επιτυχημένο, μιας και ήταν μαζικής παραγωγής. Η συσκευή είχε κάποια πλεονεκτήματα έναντι των ομολόγων του εμβόλου, αλλά και πάλι δεν συμμετείχε σε εχθροπραξίες.

Τα πρώτα επιτυχημένα πρωτότυπα τζετ

Γερμανία:

Ο κινητήρας Jumo-004 που δημιουργήθηκε χρησιμοποιήθηκε για πολλά πειραματικά και αεροσκάφη παραγωγής. Να σημειωθεί ότι πρόκειται για το πρώτο power pointστον κόσμο, που είχε αξονικό συμπιεστή, όπως τα σύγχρονα μαχητικά. Οι ΗΠΑ και η ΕΣΣΔ έλαβαν παρόμοιο τύπο κινητήρα πολύ αργότερα.

Αεροσκάφος Me.262 με εγκατεστημένος κινητήραςΟ τύπος Jumo-004 βγήκε στον αέρα για πρώτη φορά στις 18/07/1942 και μετά από 43 μήνες έκανε την πρώτη του πτήση. Τα πλεονεκτήματα στον αέρα αυτού του μαχητικού ήταν σημαντικά. Καθυστέρησε να ξεκινήσει η σειρά λόγω ανικανότητας της διοίκησης.

Το τζετ αναγνωριστικό βομβαρδιστικό τύπου Ar 234 κατασκευάστηκε το καλοκαίρι του 1943 και ήταν επίσης εξοπλισμένο με κινητήρα Jumo-004. Χρησιμοποιήθηκε ενεργά τους τελευταίους μήνες του πολέμου, αφού μόνο αυτός μπορούσε να εργαστεί σε μια κατάσταση με ισχυρή υπεροχή των εχθρικών δυνάμεων.

​ Μεγάλη Βρετανία:

• Το πρώτο μαχητικό αεροσκάφος που κατασκεύασαν οι Βρετανοί ήταν το Gloster Meteor, το οποίο δημιουργήθηκε τον Μάρτιο του 43 και τέθηκε σε λειτουργία στις 27/07/1944. Στο τέλος του πολέμου, το κύριο καθήκον του μαχητικού ήταν να αναχαιτίσει γερμανικά αεροσκάφη που μετέφεραν πυραύλους κρουζ V-1.

ΗΠΑ:

Το πρώτο μαχητικό τζετ στις Ηνωμένες Πολιτείες ήταν η συσκευή με την ονομασία Lockheed F-80. Για πρώτη φορά, ο χωρισμός από τον διάδρομο καταγράφηκε τον Ιανουάριο του 1944. Το αεροσκάφος ήταν εξοπλισμένο με κινητήρα τύπου Allison J33, ο οποίος θεωρείται τροποποιημένη έκδοση του κινητήρα που είναι εγκατεστημένος στο Gloster Meteor. Το βάπτισμα του πυρός έγινε στον πόλεμο της Κορέας, αλλά σύντομα αντικαταστάθηκε από το αεροσκάφος F-86 Sabre.

Το πρώτο μαχητικό αεροσκάφος με τζετ ήταν έτοιμο το 1945, ονομάστηκε FH-1 Phantom.

Το αμερικανικό τζετ βομβαρδιστικό ήταν έτοιμο το 1947, ήταν το B-45 Tornado. Η περαιτέρω ανάπτυξη κατέστησε δυνατή τη δημιουργία του B-47 Stratojet με τον κινητήρα AllisonJ35. Αυτός ο κινητήρας ήταν μια ανεξάρτητη εξέλιξη χωρίς την εισαγωγή τεχνολογιών από άλλες χώρες. Ως αποτέλεσμα, κατασκευάστηκε ένα βομβαρδιστικό, το οποίο λειτουργεί ακόμα και σήμερα, δηλαδή το Β-52.

Η ΕΣΣΔ:

Το πρώτο αεριωθούμενο αεροσκάφος στην ΕΣΣΔ ήταν το MiG-9. Η πρώτη απογείωση - 24/05/1946. Συνολικά, 602 τέτοια αεροσκάφη έφτασαν από τα εργοστάσια.

Το Yak-15 είναι ένα μαχητικό αεροσκάφος που ήταν σε υπηρεσία με την Πολεμική Αεροπορία. Αυτό το αεροσκάφος θεωρείται μεταβατικό μοντέλο από έμβολο σε τζετ.

Το MiG-15 κατασκευάστηκε τον Δεκέμβριο του 1947. Χρησιμοποιείται ενεργά στη στρατιωτική σύγκρουση στην Κορέα.

Το τζετ βομβαρδιστικό Il-22 κατασκευάστηκε το 1947, ήταν το πρώτο περαιτέρω ανάπτυξηβομβαρδιστικά.

υπερηχητικά τζετ

Το μόνο βομβαρδιστικό αεροσκάφος στην ιστορία της αεροπορίας με υπερηχητικές δυνατότητες πρόωσης είναι το αεροσκάφος A-5 Vigilent.

Υπερηχητικά μαχητικά αεροσκάφη - F-35 και Yak-141.

Στην πολιτική αεροπορία δημιουργήθηκαν μόνο δύο επιβατικά αεροσκάφη με δυνατότητα να πετούν με υπερηχητικές ταχύτητες. Το πρώτο κατασκευάστηκε στην ΕΣΣΔ το 1968 και χαρακτηρίστηκε ως Tu-144. Κατασκευάστηκαν 16 τέτοια αεροσκάφη, αλλά μετά από μια σειρά ατυχημάτων, το μηχάνημα τέθηκε εκτός λειτουργίας.

Δεύτερο επιβατικό όχημα αυτού του τύπουκατασκευάστηκε από τη Γαλλία και τη Μεγάλη Βρετανία το 1969. Κατασκευάστηκαν συνολικά 20 αεροσκάφη, η επιχείρηση διήρκεσε από το 1976 έως το 2003.

Ρεκόρ αεριωθούμενων αεροσκαφών

Το Airbus A380 μπορεί να φιλοξενήσει 853 άτομα.

Το Boeing 747 για 35 χρόνια ήταν το μεγαλύτερο επιβατικό αεροσκάφος με χωρητικότητα επιβατών 524 ατόμων.

Φορτίο:

An-225 "Mriya" - το μοναδικό αυτοκίνητοστον κόσμο, που έχει μεταφορική ικανότητα 250 τόνων. Κατασκευάστηκε αρχικά για να μεταφέρει το διαστημικό σύστημα Buran.

Το An-124 Ruslan είναι ένα από τα μεγαλύτερα αεροσκάφη στον κόσμο με χωρητικότητα ωφέλιμου φορτίου 150 τόνων.

Ήταν το μεγαλύτερο αεροσκάφος φορτίου πριν από την έλευση του Ruslan, η χωρητικότητα μεταφοράς είναι 118 τόνοι.

Μέγιστη ταχύτητα πτήσης

Το αεροσκάφος Lockheed SR-71 επιτυγχάνει ταχύτητες 3.529 km/h. Κατασκευάζονται 32 αεροσκάφη, δεν μπορούν να απογειωθούν με γεμάτες δεξαμενές.

MiG-25 - κανονική ταχύτητα πτήσης 3.000 km / h, επιτάχυνση έως 3.400 km / h είναι δυνατή.

Μελλοντικά πρωτότυπα και εξελίξεις

Επιβάτης:

Μεγάλο:

• High Speed ​​Civil.
• Tu-244.

Επιχειρηματική θέση:

SSBJ, Tu-444.

SAI Quiet, Aerion SBJ.

Υπερηχητικό:

• Μηχανές Αντίδρασης Α2.

Διαχειριζόμενα Εργαστήρια:

Ήσυχο Σπάικ.

Tu-144LL με κινητήρες από το Tu-160.

Μη επανδρωμένος:

• Χ-51
• Χ-43.

Ταξινόμηση αεροσκαφών:

ΕΝΑ

σι

ΣΕ

σολ

ρε

ΚΑΙ

ΠΡΟΣ ΤΗΝ

μεγάλο

Εδώ και τώρα πετάς με κάποια ανησυχία, και όλη την ώρα κοιτάς πίσω στο παρελθόν, όταν τα αεροπλάνα ήταν μικρά και μπορούσαν εύκολα να σχεδιάσουν σε περίπτωση δυσλειτουργίας, αλλά εδώ είναι όλο και περισσότερο. Ας διαβάσουμε και ας δούμε έναν τέτοιο κινητήρα αεροσκάφους.
Αμερικανική εταιρεία General Electricαυτή τη στιγμή δοκιμάζει τον μεγαλύτερο κινητήρα τζετ στον κόσμο. Η καινοτομία αναπτύσσεται ειδικά για το νέο Boeing 777X.

Ο κάτοχος ρεκόρ του κινητήρα τζετ ονομάστηκε GE9X. Δεδομένου ότι τα πρώτα Boeing με αυτό το θαύμα της τεχνολογίας θα ανέβουν στους ουρανούς όχι νωρίτερα από το 2020, η General Electric μπορεί να είναι σίγουρη για το μέλλον τους. Πράγματι, αυτή τη στιγμή ο συνολικός αριθμός παραγγελιών για το GE9X ξεπερνά τις 700 μονάδες.
Τώρα ενεργοποιήστε την αριθμομηχανή. Ένας τέτοιος κινητήρας κοστίζει 29 εκατομμύρια δολάρια. Όσον αφορά τις πρώτες δοκιμές, γίνονται στην περιοχή της πόλης Peebles του Οχάιο των ΗΠΑ. Η διάμετρος της λεπίδας GE9X είναι 3,5 μέτρα και η είσοδος σε διαστάσεις είναι 5,5 m x 3,7 μ. Ένας κινητήρας θα μπορεί να παράγει 45,36 τόνους ώθησης jet.

Σύμφωνα με την GE, κανένας άλλος εμπορικός κινητήρας στον κόσμο δεν έχει τόσο υψηλή αναλογία συμπίεσης (27:1 αναλογία συμπίεσης) όσο ο GE9X.
Ο σχεδιασμός του κινητήρα χρησιμοποιεί ενεργά σύνθετα υλικά που αντέχουν σε θερμοκρασίες έως και 1,3 χιλιάδες βαθμούς Κελσίου. Μεμονωμένα μέρη της μονάδας δημιουργούνται χρησιμοποιώντας τρισδιάστατη εκτύπωση.

Το GE9X πρόκειται να εγκατασταθεί στο αεροσκάφος μεγάλων αποστάσεων Boeing 777X ευρείας ατράκτου. Η εταιρεία έχει ήδη λάβει παραγγελίες για περισσότερους από 700 κινητήρες GE9X αξίας 29 δισεκατομμυρίων δολαρίων από την Emirates, τη Lufthansa, την Etihad Airways, την Qatar Airways, την Cathay Pacific και άλλες.

Οι πρώτες δοκιμές του πλήρους κινητήρα GE9X γίνονται τώρα. Οι δοκιμές ξεκίνησαν το 2011, όταν δοκιμάστηκαν τα εξαρτήματα. Αυτή η σχετικά πρώιμη αναθεώρηση πραγματοποιήθηκε για την παροχή δεδομένων δοκιμών και την έναρξη της διαδικασίας πιστοποίησης, είπε η GE, καθώς η εταιρεία σχεδιάζει να εγκαταστήσει τέτοιους κινητήρες για πτητικές δοκιμές ήδη από το 2018.
Ο κινητήρας GE9X αναπτύχθηκε για το αεροσκάφος 777X και θα τροφοδοτεί 700 αεροσκάφη. Αυτό θα κοστίσει στην εταιρεία 29 δισεκατομμύρια δολάρια. Υπάρχουν 16 λεπίδες κάτω από το κάλυμμα του κινητήρα τέταρτη γενιάκατασκευασμένο από ίνες γραφίτη, που ωθούν τον αέρα στον συμπιεστή 11 σταδίων. Το τελευταίο αυξάνει την πίεση κατά 27 φορές. Πηγή: "Innovation and Development Agency",

Ο θάλαμος καύσης και ο στρόβιλος μπορούν να αντέξουν θερμοκρασίες έως και 1315°C, επιτρέποντας αποτελεσματικότερη χρήση του καυσίμου και χαμηλότερες εκπομπές ρύπων.
Επιπλέον, το GE9X είναι εξοπλισμένο με τρισδιάστατα εκτυπωμένα μπεκ ψεκασμού καυσίμου. Αυτό το πολύπλοκο σύστημα αεροδυναμικών σηράγγων και εσοχών κρατείται μυστικό από την εταιρεία. Πηγή: "Innovation and Development Agency"

Το GE9X διαθέτει έναν στρόβιλο συμπιεστή χαμηλής πίεσης και ένα βοηθητικό κιβώτιο ταχυτήτων. Το τελευταίο κινεί την αντλία καυσίμου, την αντλία λαδιού, την υδραυλική αντλία για το σύστημα ελέγχου του αεροσκάφους. Σε αντίθεση με τον προηγούμενο κινητήρα GE90, ο οποίος είχε 11 άξονες και 8 βοηθητικές μονάδες, το νέο GE9X είναι εξοπλισμένο με 10 άξονες και 9 μονάδες.
Η μείωση του αριθμού των αξόνων όχι μόνο μειώνει το βάρος, αλλά και τον αριθμό των εξαρτημάτων και απλοποιεί την αλυσίδα εφοδιασμού. Ο δεύτερος κινητήρας GE9X σχεδιάζεται να είναι έτοιμος για δοκιμή το επόμενο έτος.

Ο κινητήρας GE9X ενσωματώνει πολλά εξαρτήματα και συγκροτήματα κατασκευασμένα από ελαφριά και ανθεκτικά στη θερμότητα σύνθετα κεραμικής μήτρας (CMC). Αυτά τα υλικά αντέχουν σε θερμοκρασίες έως και 1400 βαθμούς Κελσίου και αυτό έχει επιτρέψει σημαντική αύξηση της θερμοκρασίας στον θάλαμο καύσης του κινητήρα.
«Όσο πιο ζεστό μπορείς να μπεις μέσα σε έναν κινητήρα, τόσο πιο αποδοτικός θα είναι», λέει ο Rick Kennedy, εκπρόσωπος της GE Aviation για το περιβάλλον».
Μεγάλη σημασία στην κατασκευή ορισμένων εξαρτημάτων του κινητήρα GE9X έπαιξαν οι σύγχρονες τεχνολογίες τρισδιάστατης εκτύπωσης. Με τη βοήθειά τους, ορισμένα εξαρτήματα, συμπεριλαμβανομένων των μπεκ ψεκασμού καυσίμου, έχουν δημιουργηθεί με τόσο πολύπλοκα σχήματα που δεν μπορούν να ληφθούν με την παραδοσιακή μηχανική κατεργασία.
"Η περίπλοκη διαμόρφωση των καναλιών καυσίμου είναι ένα στενά φυλαγμένο εμπορικό μυστικό", λέει ο Rick Kennedy. "Χάρη σε αυτά τα κανάλια, το καύσιμο διανέμεται και εξατμίζεται στον θάλαμο καύσης με τον πιο ομοιόμορφο τρόπο."

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι οι πρόσφατες δοκιμές είναι η πρώτη φορά που ο κινητήρας GE9X λειτουργεί στην πλήρως συναρμολογημένη του μορφή. Και η ανάπτυξη αυτού του κινητήρα, συνοδευόμενη από δοκιμές σε πάγκο μεμονωμένων εξαρτημάτων, έχει πραγματοποιηθεί τα τελευταία χρόνια.
Συμπερασματικά, θα πρέπει να σημειωθεί ότι παρά το γεγονός ότι ο κινητήρας GE9X κατέχει τον τίτλο του μεγαλύτερου κινητήρα τζετ στον κόσμο, δεν κατέχει το ρεκόρ για τη δύναμη της ώθησης jet που δημιουργεί. Ο απόλυτος κάτοχος αυτού του δείκτη είναι ο κινητήρας GE90-115B προηγούμενης γενιάς, ικανός να αναπτύξει 57.833 τόνους (127.500 λίβρες) ώσης.