Los motores a reacción se denominan dispositivos que crean la fuerza de tracción necesaria para el proceso de movimiento al convertir la energía interna del combustible en energía cinética. corrientes en chorro en el cuerpo de trabajo. El fluido de trabajo sale rápidamente del motor y, de acuerdo con la ley de conservación de la cantidad de movimiento, se forma una fuerza reactiva que empuja el motor en la dirección opuesta. Para dispersar el fluido de trabajo, puede usarse como una expansión de gases calentados en una variedad de formas para altas temperaturas, así como otros procesos físicos, en particular, la aceleración de partículas cargadas en un campo electrostático.

Los motores a reacción combinan los motores reales con hélices. Esto significa que crean fuerzas de tracción exclusivamente por interacción con cuerpos de trabajo, sin apoyos, o por contactos con otros cuerpos. Es decir, se proveen de su propia promoción, mientras mecanismos intermedios no participes. Como resultado, se utilizan principalmente para propulsar aviones, cohetes y, por supuesto, naves espaciales.

¿Qué es el empuje del motor?

El empuje del motor se llama fuerza reactiva, que se manifiesta por fuerzas dinámicas de gas, presión y fricción aplicadas a los lados internos y externos del motor.

La tracción varía según:

• Interno (chorro de empuje), cuando no se tiene en cuenta la resistencia externa;
• Eficaz, teniendo en cuenta la resistencia externa plantas de energía.

La energía inicial se almacena a bordo de aviones u otros vehículos equipados con motores a reacción (combustible químico, combustible nuclear) o puede fluir desde el exterior (por ejemplo, energía solar).

¿Cómo se forma el empuje del chorro?

para la formacion propulsión a chorro(empuje del motor), que utilizan los motores a reacción, requerirá:

• Fuentes de energía inicial, que se convierten en energía cinética de corrientes en chorro;
• Fluidos de trabajo que serán expulsados ​​de los motores a reacción como corrientes en chorro;
• El propio motor a reacción como convertidor de energía.

¿Cómo conseguir un cuerpo que funcione?

Para adquirir un fluido de trabajo en motores a reacción, se puede utilizar lo siguiente:

• Sustancias tomadas de medioambiente(por ejemplo, agua o aire);
• Sustancias en los tanques de los vehículos o en las cámaras de los motores a reacción;
• Sustancias mixtas provenientes del medio ambiente y almacenadas a bordo de vehículos.

Los motores a reacción modernos utilizan principalmente energía química. Los cuerpos de trabajo son una mezcla de gases calientes, que son productos de la combustión de combustible químico. Cuando un motor a reacción está funcionando, la energía química de las sustancias que se queman se convierte en energía térmica de los productos de la combustión. Al mismo tiempo, la energía térmica de los gases calientes se convierte en energía mecánica a partir de los movimientos de traslación de las corrientes en chorro y los aparatos en los que se instalan los motores.

En los motores a reacción, los chorros de corrientes de aire que ingresan a los motores se encuentran con las turbinas del compresor que giran a una velocidad enorme, las cuales aspiran aire del ambiente (usando ventiladores incorporados). Por lo tanto, se están resolviendo dos problemas:

• Toma de aire primaria;
• Refrigeración de todo el motor.

Las palas de la turbina del compresor comprimen el aire aproximadamente 30 veces o más, lo "empujan" (inyección) hacia la cámara de combustión (se genera el fluido de trabajo). En general, las cámaras de combustión también cumplen la función de carburadores, mezclando combustible con aire.

Estos pueden ser, en particular, mezclas de aire y queroseno, como en los motores turborreactores de los modernos aviones a reacción, o mezclas de oxígeno líquido y alcohol, como las que tienen algunos motores de cohetes líquidos, o algún otro propulsor sólido en los cohetes de pólvora. Tan pronto como se formó mezcla aire-combustible, se enciende con la liberación de energía en forma de calor. Así, el combustible de los motores a reacción sólo pueden ser sustancias que, como consecuencia de reacciones químicas en los motores (cuando se encienden) liberan calor, mientras forman una gran cantidad de gases.

Cuando se enciende, se produce un calentamiento significativo de la mezcla y las partes circundantes con expansión volumétrica. De hecho, los motores a reacción utilizan explosiones controladas para la propulsión. Las cámaras de combustión de los motores a reacción se encuentran entre los elementos más calientes ( régimen de temperatura pueden alcanzar hasta 2700 ° C), y requieren un enfriamiento intensivo constante.

Los motores a reacción están equipados con toberas a través de las cuales salen gases calientes, que son productos de la combustión del combustible, a gran velocidad. En algunos motores, los gases se encuentran en las toberas inmediatamente después de las cámaras de combustión. Esto se aplica, por ejemplo, a los motores de cohetes o estatorreactores.

Los motores turborreactores funcionan de manera algo diferente. Así, los gases, después de las cámaras de combustión, pasan primero por turbinas, a las que ceden su energía térmica. Esto se hace para poner en marcha los compresores, que servirán para comprimir el aire frente a la cámara de combustión. En cualquier caso, las toberas son las últimas partes de los motores por donde fluirán los gases. En realidad, forman una corriente en chorro directa.

Las boquillas están dirigidas aire frio, que se bombea con compresores para enfriar las partes internas de los motores. Las boquillas de chorro pueden tener diferentes configuraciones y diseños según los tipos de motores. Entonces, cuando la velocidad del flujo debe ser mayor que la velocidad del sonido, entonces las boquillas tienen la forma de tubos que se expanden o, primero, se estrechan y luego se expanden (las llamadas boquillas de Laval). Solo con tuberías de esta configuración se pueden acelerar los gases a velocidades supersónicas, con la ayuda de las cuales los aviones a reacción superan las "barreras sónicas".

Según si el medio ambiente está involucrado en la operación de los motores a reacción, se dividen en las clases principales de motores a reacción (WRD) y motores de cohetes (RD). Todos los WFD son motores térmicos, cuyos fluidos de trabajo se forman cuando se produce la reacción de oxidación de sustancias combustibles con oxígeno en las masas de aire. Los flujos de aire provenientes de la atmósfera forman la base de los órganos de trabajo de la WFD. Por lo tanto, los vehículos con WFD llevan fuentes de energía (combustible) a bordo, pero la mayoría de los fluidos de trabajo se extraen del medio ambiente.

Los dispositivos VRD incluyen:

• motores turborreactores (TRD);
• flujo directo motores de jet(estatorreactor);
• motores a reacción pulsantes (PuVRD);
• Motores ramjet hipersónicos (scramjet).

A diferencia de los motores de chorro de aire, todos los componentes de los cuerpos de trabajo del RD están a bordo de vehículos equipados con motores de cohetes. La ausencia de hélices que interactúen con el medio ambiente, así como la presencia de todos los componentes de los cuerpos de trabajo a bordo de los vehículos, hacen que los motores de cohetes sean aptos para operar en el espacio exterior. También hay una combinación de motores de cohetes, que es una especie de combinación de las dos variedades principales.

Brevemente sobre la historia del motor a reacción.

Se cree que el motor a reacción fue inventado por Hans von Ohain y el destacado ingeniero de diseño alemán Frank Whittle. Frank Whittle recibió la primera patente para un motor de turbina de gas en funcionamiento en 1930. Sin embargo, la primera modelo de trabajo fue recopilado por el mismo Ohain. A fines del verano de 1939, apareció en el cielo el primer avión a reacción: He-178 (Heinkel-178), que estaba equipado con un motor HeS 3 desarrollado por Ohain.

¿Cómo se construye un motor a reacción?

El dispositivo de los motores a reacción es bastante simple y, al mismo tiempo, extremadamente complejo. Es simple en principio. Entonces, el aire externo (en motores de cohetes, oxígeno líquido) es succionado hacia la turbina. Después de eso, comienza a mezclarse con combustible allí y se quema. En el borde de la turbina, se forma un llamado "cuerpo de trabajo" (corriente en chorro mencionada anteriormente), que propulsa el avión o la nave espacial.

A pesar de su simplicidad, de hecho, esta es toda una ciencia, porque en medio de tales motores, la temperatura de funcionamiento puede alcanzar más de mil grados centígrados. Uno de los problemas más importantes en la construcción de motores turborreactores es la creación de piezas no consumibles a partir de metales que pueden fundirse.

Al principio, delante de cada turbina, siempre hay un ventilador que succiona masas de aire del ambiente hacia las turbinas. Los ventiladores tienen un área grande, así como una gran cantidad de aspas de configuraciones especiales, cuyo material era el titanio. Inmediatamente detrás de los ventiladores hay potentes compresores, que son necesarios para forzar el aire bajo una enorme presión hacia las cámaras de combustión. Después de la quema de las cámaras de combustión mezclas aire-combustible enviado a la propia turbina.

Las turbinas constan de muchas palas, que están sujetas a presión por flujos reactivos, que hacen que las turbinas giren. Además, las turbinas hacen girar los ejes en los que se "montan" los ventiladores y los compresores. En realidad, el sistema se cierra y solo necesita un suministro de combustible y masas de aire.

Siguiendo las turbinas, los flujos se dirigen a las boquillas. Las boquillas de los motores a reacción son la última parte, pero no la menos importante, de los motores a reacción. Forman corrientes en chorro directas. Las masas de aire frío se envían a las boquillas, bombeadas por ventiladores para enfriar el "interior" de los motores. Estas corrientes restringen los collares de las boquillas de las corrientes de chorro supercalientes y no permiten que se derritan.

Vector de empuje rechazado

Los motores a reacción tienen boquillas de una amplia variedad de configuraciones. Los más avanzados se consideran toberas móviles colocadas en motores que tienen un vector de empuje deflectable. Pueden comprimirse y expandirse, así como desviarse en ángulos significativos: así es como se regulan y dirigen directamente los flujos reactivos. Debido a esto, las aeronaves con motores que tienen un vector de empuje deflectable se vuelven extremadamente maniobrables, porque los procesos de maniobra ocurren no solo debido a las acciones de los mecanismos de las alas, sino también directamente por los propios motores.

Tipos de motores a reacción

Hay varios tipos principales de motores a reacción. Entonces, el motor de avión en el avión F-15 puede llamarse un motor a reacción clásico. La mayoría de estos motores se utilizan principalmente en cazas de una amplia variedad de modificaciones.

Motores turbohélice de dos palas

En esta variedad motores turbohélice la potencia de las turbinas se dirige a través de engranajes reductores para hacer girar las hélices clásicas. La presencia de tales motores permite que los aviones grandes vuelen a las velocidades más altas aceptables y, al mismo tiempo, consuman menos combustible para aviones. Normal Velocidad de crucero los aviones turbohélice pueden alcanzar entre 600 y 800 km/h.

Motores a reacción turbofan

Este tipo de motor es más económico en la familia de tipos de motores clásicos. Casa contraste son que en la entrada se colocan ventiladores de gran diámetro, que suministran flujos de aire no solo para las turbinas, sino que también crean flujos bastante potentes fuera de ellas. Como resultado, se puede lograr una mayor economía mejorando la eficiencia. Se utilizan en transatlánticos y aviones grandes.

Motores a reacción de flujo directo

Este tipo de motor funciona de tal forma que no necesita piezas móviles. Las masas de aire son forzadas a entrar en la cámara de combustión sin restricciones, gracias a la desaceleración de los flujos contra los carenados de entrada. En el futuro, todo se hace igual que en los motores a reacción ordinarios, es decir, los flujos de aire se mezclan con el combustible y salen como chorros de las toberas. Los motores Scramjet se utilizan en trenes, aviones, drones, cohetes y también se pueden montar en bicicletas o scooters.

El movimiento a chorro es un proceso en el que una de sus partes se separa de un determinado cuerpo a una determinada velocidad. La fuerza que surge en este caso actúa por sí misma, sin el menor contacto con cuerpos externos. La propulsión a chorro fue el impulso para la creación de un motor a reacción. El principio de su funcionamiento se basa precisamente en esta fuerza. ¿Cómo funciona un motor así? Intentemos resolverlo.

Hechos históricos

La idea de utilizar la propulsión a chorro, que permitiría superar la fuerza de la gravedad de la Tierra, fue propuesta en 1903 por el fenómeno de la ciencia rusa: Tsiolkovsky. Publicó todo un estudio sobre el tema, pero no fue tomado en serio. Konstantin Eduardovich, habiendo sobrevivido al cambio en el sistema político, pasó años de trabajo para demostrarles a todos que tenía razón.

Hoy hay muchos rumores de que el revolucionario Kibalchich fue el primero en este asunto. Pero la voluntad de este hombre en el momento de la publicación de las obras de Tsiolkovsky fue enterrada junto con Kibalchich. Además, no era un trabajo completo, sino solo bocetos y bocetos: el revolucionario no pudo aportar una base confiable para los cálculos teóricos en sus obras.

¿Cómo funciona la fuerza reactiva?

Para comprender cómo funciona un motor a reacción, debe comprender cómo funciona esta fuerza.

Entonces, imagina un disparo de cualquier arma de fuego. Este es buen ejemplo fuerza reactiva Un chorro de gas caliente, que se formó durante la combustión de la carga en el cartucho, empuja el arma hacia atrás. Cuanto más poderosa sea la carga, más fuerte será el retorno.

Y ahora imagine el proceso de ignición de una mezcla combustible: se lleva a cabo de manera gradual y continua. Así es exactamente como se ve el principio de funcionamiento de un motor estatorreactor. Un cohete con un motor a reacción de propulsante sólido funciona de manera similar: esta es la más simple de sus variaciones. Incluso los modeladores de cohetes novatos están familiarizados con él.

Como combustible para motores a reacción, se utilizó por primera vez la pólvora negra. Los motores a reacción, cuyo principio ya era más avanzado, requerían combustible a base de nitrocelulosa, que se disuelve en nitroglicerina. En las grandes unidades que lanzan cohetes que ponen en órbita transbordadores, hoy utilizan una mezcla especial de polímero combustible con perclorato de amonio como agente oxidante.

El principio de funcionamiento del RD

Ahora vale la pena entender el principio de funcionamiento de un motor a reacción. Para hacer esto, considere el clásico: motores líquidos, que apenas han cambiado desde la época de Tsiolkovsky. Estas unidades usan combustible y un oxidante.

Como último, se utiliza oxígeno líquido o ácido nítrico. El queroseno se utiliza como combustible. Los motores líquidos modernos de tipo criogénico consumen hidrógeno líquido. Cuando se oxida con oxígeno, aumenta el impulso específico (hasta en un 30 por ciento). La idea de que se podía utilizar hidrógeno también nació en la cabeza de Tsiolkovsky. Sin embargo, en ese momento, debido a la extrema explosividad, fue necesario buscar otro combustible.

El principio de funcionamiento es el siguiente. Los componentes ingresan a la cámara de combustión desde dos tanques separados. Después de mezclar, se convierten en una masa que, cuando se quema, libera una gran cantidad de calor y decenas de miles de atmósferas de presión. El oxidante se alimenta a la cámara de combustión. mezcla de combustible al pasar entre las paredes dobles de la cámara y la tobera, enfría estos elementos. Además, el combustible, calentado por las paredes, ingresará a la zona de ignición a través de una gran cantidad de boquillas. El chorro, que se forma con una boquilla, estalla. Debido a esto, se proporciona un momento de empuje.

Brevemente, el principio de funcionamiento de un motor a reacción se puede comparar con un soplete. Sin embargo, esto último es mucho más simple. En el esquema de su trabajo no hay diferentes sistemas auxiliares motor. Y estos son compresores necesarios para crear presión de inyección, turbinas, válvulas, así como otros elementos, sin los cuales un motor a reacción es simplemente imposible.

A pesar de que los motores líquidos consumen mucho combustible (el consumo de combustible es de aproximadamente 1000 gramos por 200 kilogramos de carga), todavía se usan como unidades de marcha para vehículos de lanzamiento y unidades de maniobras para estaciones orbitales, así como otros vehículos espaciales.

Dispositivo

Un motor a reacción típico está dispuesto de la siguiente manera. Sus nodos principales son:

Compresor;

cámara de combustión;

turbinas;

Sistema de escape.

Consideremos estos elementos con más detalle. El compresor consta de varias turbinas. Su trabajo es aspirar y comprimir el aire a medida que pasa a través de las aspas. El proceso de compresión aumenta la temperatura y la presión del aire. parte de esto aire comprimido alimentado a la cámara de combustión. En él, el aire se mezcla con el combustible y se produce la ignición. Este proceso aumenta aún más la energía térmica.

La mezcla sale de la cámara de combustión. alta velocidad y luego se expande. Luego sigue otra turbina, cuyas palas giran por la acción de los gases. Esta turbina, conectada al compresor ubicado al frente de la unidad, la pone en movimiento. El aire calentado a altas temperaturas sale por Sistema de escape. La temperatura, que ya es lo suficientemente alta, continúa aumentando debido al efecto de estrangulamiento. Entonces el aire sale por completo.

motor de avión

Los aviones también utilizan estos motores. Entonces, por ejemplo, las unidades de turborreactores se instalan en grandes transatlánticos de pasajeros. Se diferencian de los habituales en presencia de dos tanques. Uno contiene el combustible y el otro el comburente. Mientras que un motor turborreactor solo transporta combustible, el aire soplado de la atmósfera se usa como oxidante.

motor turborreactor

El principio de funcionamiento del motor a reacción de un avión se basa en la misma fuerza reactiva y las mismas leyes de la física. La parte más importante son las palas de la turbina. La potencia final depende del tamaño de la pala.

Es gracias a las turbinas que se genera el empuje que se necesita para acelerar la aeronave. Cada una de las cuchillas es diez veces más poderosa que las ordinarias. motor de combustión interna automotriz. Las turbinas se instalan después de la cámara de combustión donde la presión es más alta. Y la temperatura aquí puede alcanzar mil quinientos grados.

RD de doble circuito

Estas unidades tienen muchas ventajas sobre las turborreactores. Por ejemplo, reducir significativamente el consumo de combustible con la misma potencia.

Pero el motor en sí tiene un diseño más complejo y más peso.

Sí, y el principio de funcionamiento de un motor a reacción de derivación es ligeramente diferente. El aire captado por la turbina se comprime parcialmente y se suministra por el primer circuito al compresor y por el segundo circuito a las palas fijas. La turbina funciona como un compresor. baja presión. En el circuito primario del motor, el aire se comprime y se calienta, y luego, por medio de un compresor de alta presión, se alimenta a la cámara de combustión. Aquí es donde el combustible se mezcla y se enciende. Se forman gases que se alimentan a la turbina de alta presión, debido a lo cual giran los álabes de la turbina, que, a su vez, proporcionan movimiento de rotación al compresor de alta presión. Luego, los gases pasan a través de una turbina de baja presión. Este último acciona el ventilador y, finalmente, los gases salen al exterior creando tracción.

Calles de rodaje síncronas

Estos son motores eléctricos. El principio de funcionamiento de un motor de reluctancia síncrono es similar al funcionamiento de una unidad paso a paso. Corriente alterna aplicado al estator y crea un campo magnético alrededor del rotor. Este último gira debido a que trata de minimizar la resistencia magnética. Estos motores no tienen nada que ver con la exploración espacial y los lanzamientos de transbordadores.

Actualmente, los motores a reacción se utilizan ampliamente en relación con la exploración del espacio exterior. También se utilizan para misiles meteorológicos y militares. radio diferente comportamiento. Además, todos los aviones modernos de alta velocidad están equipados con motores a reacción.

En el espacio exterior, es imposible usar otros motores, excepto los motores a reacción: no hay soporte (sólido líquido o gaseoso), a partir del cual astronave podría recibir un impulso. El uso de motores a reacción para aviones y cohetes que no van más allá de la atmósfera está relacionado con laque son los motores a reacción los que pueden proporcionar la máxima velocidad de vuelo.

Dispositivo de motor a reacción.

Simplemente de acuerdo con el principio de funcionamiento: el aire exterior (en motores de cohetes, oxígeno líquido) se aspira haciaturbina, allí se mezcla con el combustible y se quema, al final de la turbina forma el llamado. “cuerpo de trabajo” (chorro de corriente), que mueve el automóvil.

Al comienzo de la turbina se encuentra ventilador, que aspira aire del ambiente externo hacia la turbina. Dos tareas principales- admisión de aire primario y refrigeración de todo el motormotor en su conjunto, bombeando aire entre la carcasa exterior del motor y detalles internos. Esto enfría las cámaras de mezcla y combustión y evita que colapsen.

Detrás del ventilador hay un poderoso compresor que fuerza el aire a alta presión en la cámara de combustión.

la cámara de combustión mezcla combustible con aire. Después de la formación de la mezcla aire-combustible, se enciende. En el proceso de ignición, hay un calentamiento significativo de la mezcla y las partes circundantes, así como una expansión volumétrica. Realmente, un motor a reacción utiliza una explosión controlada para propulsarse. La cámara de combustión de un motor a reacción es una de sus partes más calientes. Ella necesita enfriamiento intensivo constante.. Pero incluso esto no es suficiente. La temperatura alcanza los 2700 grados, por lo que a menudo está hecho de cerámica.

Después de la cámara de combustión, la mezcla de aire y combustible que se quema se envía directamente a turbina. La turbina consta de cientos de palas, que son presionadas por la corriente en chorro, lo que hace que la turbina gire. La turbina, a su vez, gira eje en que son ventilador y compresor. Por lo tanto, el sistema es cerrado y requiere solo un suministro combustible y aire para su funcionamiento.

Hay dos clases principales de motores a reacción. cuerpos:

motores a reacción de aire- motor a reacción El aire atmosférico se utiliza como principal fluido de trabajo. en el ciclo termodinámico, así como al crear el empuje del chorro del motor. Dichos motores utilizan la energía de oxidación del oxígeno combustible del aire extraído de la atmósfera. El fluido de trabajo de estos motores es una mezcla de productoscombustión con el resto del aire de admisión.

motores de cohetes- contener todos los componentes del fluido de trabajo a bordo y capaz de trabajar en cualquier entorno, incluso en espacios sin aire.

Tipos de motores a reacción.

- motor a reacción clásico- utilizado principalmente en luchadores en varias modificaciones.

Para motor a reacción clásico

- Turbohélice.

Dichos motores permiten que los aviones grandes vuelen a velocidades aceptables y usen menos combustible.

Motor turbohélice de dos palas

- Motor a reacción turboventilador.

Este tipo de motor es el relativo más económico tipo clásico. la principal diferencia es que la entrada está configurada ventilador de mayor diámetro, para que suministra aire no sólo a la turbina, sino tambiéncrea un flujo suficientemente poderoso fuera de él. Por lo tanto, el aumento de la eficiencia se logra mejorando la eficiencia.

Hoy en día, la aviación está compuesta casi al 100% por máquinas que utilizan una planta de energía tipo turbina de gas. En otras palabras, motores de turbina de gas. Sin embargo, a pesar de la creciente popularidad de los viajes aéreos ahora, pocas personas saben cómo funciona ese contenedor zumbando y silbando que cuelga debajo del ala de un avión.

Principio de funcionamiento motor de turbina de gas.

Un motor de turbina de gas, como un motor de pistón en cualquier automóvil, se refiere a motores Combustión interna. Ambos convierten la energía química del combustible en calor, al quemarse, y luego en mecánica útil. Sin embargo, cómo sucede esto es algo diferente. En ambos motores, tienen lugar 4 procesos principales: admisión, compresión, expansión, escape. Aquellas. en cualquier caso, el aire (de la atmósfera) y el combustible (de los tanques) ingresan primero al motor, luego el aire se comprime y se le inyecta combustible, después de lo cual la mezcla se enciende, por lo que se expande significativamente y finalmente se libera. en la atmósfera. De todas estas acciones, solo la expansión da energía, todas las demás son necesarias para asegurar esta acción.

Ahora cual es la diferencia. En los motores de turbina de gas, todos estos procesos ocurren de manera constante y simultánea, pero en diferentes partes del motor, y en un motor de pistón, en un solo lugar, pero en diferentes momentos y por turnos. Además, cuanto más comprimido esté el aire, más energía se puede obtener durante la combustión, y hoy en día la relación de compresión de los motores de turbina de gas ya ha alcanzado 35-40:1, es decir, en el proceso de pasar a través del motor, el volumen del aire disminuye y, en consecuencia, aumenta su presión entre 35 y 40 veces. Para comparar en motores de pistón este indicador no supera 8-9: 1, en las muestras más modernas y perfectas. En consecuencia, al tener el mismo peso y dimensiones, el motor de turbina de gas es mucho más potente y el coeficiente acción útil el es mas alto Esta es la razón de un uso tan generalizado de motores de turbina de gas en la aviación actual.

Y ahora más sobre el diseño. Los cuatro procesos enumerados anteriormente tienen lugar en el motor, que se muestra en el diagrama simplificado debajo de los números:

• toma de aire - 1 (toma de aire)
• compresión - 2 (compresor)
• mezcla y encendido - 3 (cámara de combustión)
• escape - 5 (tobera de escape)
• La sección misteriosa en el número 4 se llama la turbina. Este es parte integral de cualquier motor de turbina de gas, su propósito es obtener energía de los gases que salen de la cámara de combustión a altas velocidades, y está ubicado en el mismo eje que el compresor (2), que lo acciona.

Así, se obtiene un ciclo cerrado. El aire entra al motor, se comprime, se mezcla con el combustible, se enciende, se dirige a los álabes de la turbina, que extraen hasta el 80% de la potencia del gas para hacer girar el compresor, todo lo que queda determina la potencia final del motor, que se puede utilizar en Muchas maneras.

Dependiendo del método de uso posterior de esta energía, los motores de turbina de gas se dividen en:

• turborreactor
• turbohélice
• turboventilador
• turboeje

El motor que se muestra en el diagrama de arriba es turborreactor. Se puede decir que es una turbina de gas “limpia”, ya que después de pasar por la turbina, que hace girar el compresor, los gases salen del motor por la tobera de escape a gran velocidad y empujan así al avión hacia adelante. Dichos motores ahora se utilizan principalmente en aviones de combate de alta velocidad.

turbohélice Los motores se diferencian de los turborreactores en que tienen sección adicional una turbina, también llamada turbina de baja presión, que consta de una o más filas de álabes que toman la energía que queda después de la turbina del compresor de los gases y así hacen girar la hélice, que puede ubicarse tanto delante como detrás del motor. Después de la segunda sección de la turbina, los gases de escape en realidad salen por gravedad, sin tener prácticamente energía, por lo que simplemente se utilizan para eliminarlos. tubos de escape. Se utilizan motores similares en aviones de baja velocidad y baja altitud.

Turboventiladores Los motores tienen un esquema similar con los turbohélices, solo que la segunda sección de la turbina no toma toda la energía de los gases de escape, por lo que estos motores también tienen una tobera de escape. Pero la principal diferencia es que la turbina de baja presión impulsa el ventilador, que está encerrado en una carcasa. Por lo tanto, dicho motor también se denomina motor de doble circuito, porque el aire pasa a través del circuito interno (el motor en sí) y el externo, que solo es necesario para dirigir la corriente de aire que empuja el motor hacia adelante. Porque tienen una forma bastante "gordita". Son estos motores los que se utilizan en la mayoría de los aviones comerciales modernos, ya que son los más económicos a velocidades cercanas a la velocidad del sonido y eficientes cuando vuelan a altitudes superiores a 7000-8000 my hasta 12000-13000 m.

turboeje los motores tienen un diseño casi idéntico a los turbohélices, excepto que el eje que está conectado a la turbina de baja presión sale del motor y puede impulsar absolutamente cualquier cosa. Dichos motores se utilizan en helicópteros, donde dos o tres motores impulsan un solo rotor principal y una hélice de cola de compensación. Incluso los tanques, el T-80 y el American Abrams, ahora tienen centrales eléctricas similares.

Los motores de turbina de gas también se clasifican según otros señales:

• por tipo de dispositivo de entrada (ajustable, no regulado)
• por tipo de compresor (axial, centrífugo, axial-centrífugo)
• según el tipo de trayecto aire-gas (directo, bucle)
• por tipo de turbina (número de etapas, número de rotores, etc.)
• por tipo de boquilla de chorro (regulable, no regulada), etc.

Motor turborreactor con compresor axial tiene aplicación amplia. al correr viene el motor proceso continuo. El aire pasa a través del difusor, se ralentiza y entra en el compresor. Luego entra en la cámara de combustión. El combustible también se suministra a la cámara a través de las boquillas, la mezcla se quema y los productos de combustión se mueven a través de la turbina. Los productos de la combustión en los álabes de la turbina se expanden y hacen que gire. Además, los gases de la turbina con presión reducida ingresan a la boquilla del chorro y salen a gran velocidad, creando empuje. La temperatura máxima también se da en el agua de la cámara de combustión.

El compresor y la turbina están ubicados en el mismo eje. Se suministra aire frío para enfriar los productos de la combustión. En los motores a reacción modernos temperatura de trabajo puede superar el punto de fusión de las aleaciones de palas de rotor en unos 1000 °C. El sistema de refrigeración de las piezas de la turbina y la elección de piezas de motor termorresistentes y resistentes al calor son uno de los principales problemas en el diseño de motores a reacción de todo tipo, incluidos los turborreactores.

rasgo motores turborreactores compresor centrífugo es el diseño de compresores. El principio de funcionamiento de tales motores es similar a los motores con compresor axial.

Motor de turbina de gas. Video.

Artículos útiles relacionados.

Los motores de turbina de gas son de bastante alta tecnología y superan significativamente a los motores de combustión interna tradicionales (convencionales) en términos de sus características. Los motores de turbina de gas han recibido su principal distribución en la industria de la aviación. Pero en industria automotriz motores de este tipo no han ganado distribución, lo que está asociado a problemas con su consumo de combustible de aviación, que es demasiado caro para los vehículos terrestres. Sin embargo, en el mundo existen varios y que están equipados con motores a reacción. Nuestra publicación en línea para sus lectores habituales decidió hoy publicar el Top 10 (top ten) de este increíble en nuestra opinión y poderosos vehículos.

1) Tractor tirando Putten

Este tractor se puede llamar con seguridad el pináculo del logro humano. Los ingenieros han creado un vehículo que es capaz de remolcar 4,5 toneladas a una velocidad vertiginosa, y esto es gracias a unos pocos motores de turbina de gas.

2) Locomotora de ferrocarril con motor de turbina de gas

Este experimento de ingenieros nunca obtuvo la fama comercial esperada. Una pena, por supuesto. Dicho tren ferroviario utilizó, en particular, un motor del bombardero estratégico Convair B-36 "Peacemaker" ("Peacemaker" - fabricado en los EE. UU.). Gracias a este motor, la locomotora ferroviaria pudo acelerar hasta una velocidad de 295,6 km/h.

3) Empuje SSC

En este momento, los ingenieros de la empresa "SSC Program Ltd" se están preparando para las pruebas, que tendrán que establecer un nuevo récord de velocidad en tierra. Pero, a pesar del diseño de este nuevo automóvil, el Thrust SSC original, que previamente estableció oficialmente el récord mundial de velocidad entre todos los terrestres vehículos también muy impresionante.

La potencia de este Thrust SSC es de 110 mil hp, que se logra mediante dos motores de turbina de gas Rolls-Royce. Recordamos a nuestros lectores que este coche a reacción en 1997 aceleró a una velocidad de 1228 km/h. Así, Thrust SSC se convirtió en el primer automóvil del mundo en romper la barrera del sonido en la tierra.

4) Volkswagen Nuevo Escarabajo

Ron Patrick, entusiasta de los automóviles de 47 años, instalado en su automóvil Modelos volkswagen Escarabajo motor de cohete. La potencia de esta máquina después de su modernización fue de 1350 hp. Ahora velocidad máxima coche es de 225 km/h. Pero en el funcionamiento de un motor de este tipo existe un inconveniente muy significativo. Este chorro deja tras de sí un penacho caliente de 15 metros de largo.

5) Extintor de incendios ruso "Big Wind"

¿Y cómo te gusta el viejo proverbio ruso: "La cuña se golpea con una cuña", recuerdas esta? En nuestro ejemplo, este proverbio, curiosamente, funciona específicamente. Les presentamos, queridos lectores, el desarrollo ruso: "Extinguir el fuego con fuego". ¿No crees? Pero es verdad. Instalación similar utilizado en Kuwait para apagar incendios de petróleo durante la Guerra del Golfo.

Este vehículo se creó sobre la base del T-34, en el que se instalaron (entregó) dos motores a reacción del caza MIG-21. El principio de funcionamiento de este vehículo de extinción de incendios es bastante simple: la extinción se produce con la ayuda de chorros de aire junto con agua. Motores de avion a reacción fueron ligeramente modificados, esto se hizo con la ayuda de mangueras a través de las cuales bajo presión alta se suministró agua. Durante el funcionamiento del motor de turbina de gas, el agua cayó sobre el fuego que salía de las boquillas del motor a reacción, como resultado de lo cual se formó un fuerte vapor, que se movió en grandes corrientes de aire a gran velocidad.

Este método hizo posible apagar plataformas petrolíferas. Las corrientes de vapor en sí se cortaron de la capa de combustión.

6) Coche de carreras STP-Paxton Turbocar

Este auto de carrera fue diseñado por Ken Wallis para las 500 Millas de Indianápolis. Este deportivo participó por primera vez en la "Indy 500" en 1967. turbina de gas el automóvil y el asiento del piloto estaban ubicados uno al lado del otro. El par con la ayuda del convertidor se transmitió inmediatamente a las cuatro ruedas.

En 1967, durante el evento principal, este automóvil fue un candidato a la victoria. Pero 12 kilómetros antes de la meta por la falla de los rodamientos, el auto abandonó la carrera.

7) Rompehielos polar estadounidense USCGC Polar-Class Icereaker

Este poderoso rompehielos puede moverse a través del hielo, cuyo espesor puede alcanzar hasta 6 metros. El rompehielos está equipado con 6 motores diesel con una capacidad total de 18 mil hp, así como tres motores de turbina de gas Pratt & Whitney con una capacidad total de 75 mil hp. Pero a pesar de la enorme potencia de todas sus centrales eléctricas, la velocidad del rompehielos no es muy grande. Pero para este vehículo, la velocidad no es lo principal -.

8) Vehículo Luge de Verano

Si no tienes ningún sentido de autoconservación, entonces este vehículo será perfecto para que obtengas una gran dosis de adrenalina. Este vehículo inusual está equipado con un pequeño motor de turbina de gas. Gracias a él, en 2007, un intrépido atleta logró acelerar a una velocidad de 180 km/h. Pero eso no es nada. en comparación con otro australiano que está preparando un vehículo similar para sí mismo, todo con el fin de establecer un récord mundial. Esta persona planea acelerar sobre una tabla con motor de turbina de gas hasta una velocidad de 480 km/h.

9) Superbike de turbina MTT

La empresa "MTT" decidió equipar su motocicleta motor de turbina de gas. en última instancia, en rueda trasera Se transmite una potencia de 286 hp. Tal motor a reacción fue producido por la compañía " Rolls Royce". Jay Leno hoy ya posee una superbike de este tipo. Según él, conducir tal cosa es aterrador e interesante al mismo tiempo.

El mayor peligro para cualquier piloto de motos que esté detrás del volante de una moto de este tipo es mantener su estabilidad durante la aceleración y asegurarse de reducir la velocidad a tiempo.

10) Quitanieves

¿Saben, queridos amigos, dónde terminan la mayoría de los motores a reacción viejos después de haber sido retirados de los aviones? ¿No lo sé? Muy a menudo en muchos países del mundo se utilizan en la industria ferroviaria, se utilizan para la limpieza vías del tren de la nieve que cae.

Además, quitanieves similares vehículos también se utilizan en las pistas de los aeródromos y donde sea necesario para término corto eliminar la acumulación de nieve de un área determinada.