Tänapäeval koosneb lennundus peaaegu 100% masinatest, mis kasutavad gaasiturbiini tüüpi. elektrijaam. Teisisõnu - gaasiturbiinmootorid. Vaatamata lennureisi populaarsuse kasvule teavad aga vähesed, kuidas see sumisev ja vilitsev konteiner, mis lennuki tiiva all ripub, töötab.

Toimimispõhimõte gaasiturbiin mootor.

Gaasiturbiinmootor, nagu iga auto kolbmootor, viitab mootoritele sisepõlemine. Mõlemad muudavad kütuse keemilise energia põletamise teel soojuseks ja seejärel kasulikuks mehaaniliseks energiaks. Kuid kuidas see juhtub, on mõnevõrra erinev. Mõlemas mootoris toimub 4 peamist protsessi - need on: sisselaske, kokkusurumine, paisumine, väljalaskmine. Need. igal juhul siseneb õhk (atmosfäärist) ja kütus (paakidest) esmalt mootorisse, seejärel surutakse õhk kokku ja süstitakse sinna kütust, misjärel segu süttib, mille tõttu see oluliselt paisub ja lõpuks vabaneb. atmosfääri. Kõigist nendest tegevustest annab energiat ainult laienemine, kõik ülejäänud on selle tegevuse tagamiseks vajalikud.

Mis nüüd vahet on. Gaasiturbiinmootorites toimuvad kõik need protsessid pidevalt ja samaaegselt, kuid mootori erinevates osades ja kolbmootoris ühes kohas, kuid erinevatel aegadel ja kordamööda. Lisaks, mida rohkem on kokkusurutud õhku, seda rohkem energiat saab põlemisel saada ning tänaseks on gaasiturbiinmootorite surveaste jõudnud juba 35-40:1, s.o. mootori läbimise protsessis väheneb õhu maht ja suureneb selle rõhk 35-40 korda. Võrdluseks, kolbmootorites ei ületa see arv kõige kaasaegsemates ja arenenumates mudelites 8-9: 1. Sellest tulenevalt on võrdse kaalu ja mõõtmetega gaasiturbiinmootor palju võimsam ja koefitsient kasulik tegevus ta on kõrgem. See on gaasiturbiinmootorite laialdase kasutamise põhjus lennunduses tänapäeval.

Ja nüüd rohkem disainist. Neli ülaltoodud protsessi toimuvad mootoris, mis on näidatud lihtsustatud diagrammil numbrite all:

• õhu sisselaskeava - 1 (õhu sisselaskeava)
• kompressioon - 2 (kompressor)
• segamine ja süütamine - 3 (põlemiskamber)
• väljalasketoru - 5 (väljalaskeotsik)
• Salapärast sektsiooni numbril 4 nimetatakse turbiiniks. See on iga gaasiturbiinmootori lahutamatu osa, selle eesmärk on saada energiat gaasidest, mis väljuvad põlemiskambrist suurel kiirusel, ja see asub samal võllil kompressoriga (2), mis seda käitab.

Seega saadakse suletud tsükkel. Õhk siseneb mootorisse, surutakse kokku, segatakse kütusega, süüdatakse, suunatakse turbiini labadele, mis eemaldavad kuni 80% gaasi võimsusest kompressori pöörlemiseks, kõik, mis jääb, määrab mootori lõpliku võimsuse, mida saab kasutada mitmel viisil.

Sõltuvalt selle energia edasise kasutamise meetodist jagunevad gaasiturbiinmootorid järgmisteks osadeks:

• turboreaktiivmootor
• turbopropeller
• turboventilaator
• turbovõll

Ülaltoodud diagrammil näidatud mootor on turboreaktiivmootor. Võib öelda, et tegemist on “puhta” gaasiturbiiniga, sest pärast kompressorit pöörleva turbiini läbimist väljuvad gaasid suurel kiirusel läbi väljalaskeotsaku mootorist ja lükkavad seega lennukit edasi. Selliseid mootoreid kasutatakse praegu peamiselt kiiretes lahingulennukites.

Turbopropeller mootorid erinevad turboreaktiivmootoritest selle poolest, et neil on täiendav jaotis turbiin, mida nimetatakse ka turbiiniks madal rõhk, mis koosneb ühest või mitmest labade reast, mis võtavad gaasidest kompressori turbiini järel järelejäänud energia ja pööravad seeläbi propellerit, mis võib paikneda nii mootori ees kui taga. Pärast turbiini teist sektsiooni väljuvad heitgaasid tegelikult raskusjõu mõjul, omades praktiliselt ilma energiata, nii et neid kasutatakse lihtsalt nende eemaldamiseks. väljalasketorud. Sarnaseid mootoreid kasutatakse madalatel kiirustel ja madalal kõrgusel lennukites.

Turboventilaatorid mootoritel on sarnane skeem turbopropellermootoritega, ainult turbiini teine ​​sektsioon ei võta kogu energiat heitgaasidest, seega on neil mootoritel ka väljalaskeotsik. Kuid peamine erinevus seisneb selles, et madalrõhuturbiin käitab ventilaatorit, mis on suletud korpusesse. Seetõttu nimetatakse sellist mootorit ka kahekontuuriliseks mootoriks, kuna õhk läbib sisemise ahela (mootori enda) ja välise, mis on vajalik ainult mootorit edasi lükkava õhuvoolu suunamiseks. Sest neil on üsna "paksu" kuju. Just neid mootoreid kasutatakse enamikel kaasaegsetel lennukitel, kuna need on kõige ökonoomsemad helikiirusele lähenevatel kiirustel ja tõhusamad, kui lennata kõrgustel üle 7000–8000 m ja kuni 12000–13000 m.

Turbovõll mootorid on disainilt peaaegu identsed turbopropellermootoritega, ainult et võll, mis on ühendatud madalrõhuturbiiniga, tuleb mootorist välja ja suudab toita absoluutselt kõike. Selliseid mootoreid kasutatakse helikopterites, kus kaks või kolm mootorit käitavad ühte pearootorit ja kompenseerivat sabapropellerit. Isegi tankidel, T-80-l ja Ameerika Abramsil, on nüüd sarnased elektrijaamad.

Gaasiturbiinmootorid liigitatakse ka muude järgi märgid:

• sisendseadme tüübi järgi (reguleeritav, reguleerimata)
• kompressori tüübi järgi (aksiaal-, tsentrifugaal-, aksiaal-tsentrifugaal)
• vastavalt õhu-gaasi tee tüübile (otse läbiv, silmus)
• turbiini tüübi järgi (astmete arv, rootorite arv jne)
• jugaotsiku tüübi järgi (reguleeritav, reguleerimata) jne.

Aksiaalkompressoriga turboreaktiivmootor saanud lai rakendus. Jooksmisel mootor tuleb pidev protsess. Õhk läbib hajuti, aeglustub ja siseneb kompressorisse. Seejärel siseneb see põlemiskambrisse. Kütus juhitakse kambrisse ka düüside kaudu, segu põletatakse, põlemisproduktid liiguvad läbi turbiini. Põlemissaadused turbiini labades paisuvad ja panevad selle pöörlema. Lisaks sisenevad alandatud rõhuga turbiini gaasid joa otsikusse ja puhkevad suurel kiirusel, tekitades tõukejõu. Maksimaalne temperatuur tekib ka põlemiskambri vees.

Kompressor ja turbiin asuvad samal võllil. Põlemissaaduste jahutamiseks külm õhk. Kaasaegsetes reaktiivmootorites töötemperatuur võib ületada rootori labade sulamite sulamistemperatuuri umbes 1000 °C võrra. Turbiinide osade jahutussüsteem ning kuuma- ja kuumakindlate mootoriosade valik on üks peamisi probleeme igat tüüpi reaktiivmootorite, sealhulgas turboreaktiivmootorite projekteerimisel.

Tsentrifugaalkompressoriga turboreaktiivmootorite eripäraks on kompressorite konstruktsioon. Selliste mootorite tööpõhimõte on sarnane aksiaalkompressoriga mootoritele.

Gaasiturbiin mootor. Video.

Kasulikud seotud artiklid.

Reaktiivmootor

Reaktiivmootor

mootor, mille tõukejõud tekib temast voolava töövedeliku joa reaktsioonil (tagasilöögil). Töövedeliku all mõistetakse mootorite puhul ainet (gaas, vedelik, tahke keha), mille abil muudetakse kütuse põlemisel vabanev soojus kasulikuks mehaaniline töö. Reaktiivmootori aluseks on see, kus see põletatakse (primaarenergia allikas) ja tekib - kuumad gaasid (kütuse põlemisproduktid).

Vastavalt töövedeliku genereerimise meetodile jaotatakse reaktiivmootorid õhujoaga (AJ) ja rakettmootorid(RD). Reaktiivmootorites põleb kütus õhuvoolus (oksüdeerub õhuhapniku toimel), muutudes kuumade gaaside soojusenergiaks, mis omakorda muundub reaktiivjoa kineetiliseks energiaks. Sõltuvalt põlemiskambrisse õhu tarnimise meetodist eristatakse turbokompressor-, ramjet- ja impulssreaktiivmootoreid.

Turboülelaaduriga mootoris surutakse õhku põlemiskambrisse kompressor. Sellised mootorid on lennukimootorite põhitüüp. Need jagunevad turbopropeller-, turboreaktiiv- ja impulssreaktiivmootoriteks.

Turbopropellermootor (TVD) - turbokompressor, milles tõukejõu loob peamiselt pöörlema ​​pandud propeller gaasiturbiin ja osaliselt joadüüsist voolava gaasivoolu otsesel reaktsioonil.

1 - õhk; 2 - kompressor; 3 - gaas; 4 - otsik; 5 - kuumad gaasid; 6 - põlemiskamber; 7 - vedelkütus; 8 - düüsid

Turbo reaktiivmootor(TRD) - turbokompressormootor, milles tõukejõud tekib düüsist voolava surugaasivoolu otsesel reaktsioonil. Pulseeriv reaktiivmootor - reaktiivmootor, milles perioodiliselt põlemiskambrisse sisenev õhk surutakse kiirusrõhu toimel kokku. Vähese veojõuga kasutatakse peamiselt allahelikiirusega lennukitel. Reaktiivmootor (ramjet) on reaktiivmootor, milles pidevalt põlemiskambrisse sisenev õhk surutakse kiirusrõhu toimel kokku. Sellel on suur tõukejõud ülehelikiirusel; staatiline tõukejõud puudub, seega on ramjeti jaoks vajalik sundkäivitamine.

Entsüklopeedia "Tehnoloogia". - M.: Rosman. 2006 .

Reaktiivmootor

otsereaktsiooni mootor, - koodnimi suur klass erinevatel eesmärkidel kasutatavad õhusõidukite mootorid. Erinevalt kolb-sisepõlemismootori ja sõukruviga elektrijaamast, kus tõmbejõud tekib sõukruvi vastasmõjul väliskeskkonnaga, tekitab R. mootor liikumapaneva jõu, mida nimetatakse reaktiivjõuks või tõukejõuks. töövedeliku joa väljahingamise tulemus, millel on kineetiline energia. See jõud on suunatud töövedeliku väljavoolule vastupidiselt. Sel juhul on peamootoriks propeller ise.Propellendi tööks vajalik primaarenergia sisaldub reeglina töövedelikus endas (põlenud kütuse keemiline energia, surugaasi potentsiaalne energia ).
R. d. jagunevad kahte põhirühma. Esimesse rühma kuuluvad rakettmootorid – mootorid, mis tekitavad veojõu ainult tänu lennuki pardal olevale töövedelikule. Nende hulka kuuluvad vedelad rakettmootorid, tahkekütuse rakettmootorid, elektrilised rakettmootorid jne. Neid kasutatakse rakettides erinevatel eesmärkidel, sealhulgas võimsate võimenditena, mida kasutatakse väljundiks. kosmoselaevad orbiidile.
Teise rühma kuuluvad reaktiivmootorid, milles töövedeliku põhikomponendiks on mootorisse võetud õhk keskkond. Rakettmootorites – turboreaktiivmootorites, reaktiivmootorites, impulssreaktiivmootorites – tekitatakse kogu tõukejõud otsereaktsiooni teel. Vastavalt tööprotsessile ja konstruktsiooni iseärasustele külgnevad mõned kaudse reaktsiooniga õhusõidukite gaasiturbiinmootorid õhk-rakettmootoritega - turbopropellermootorid ja nende sortid (turbopropellermootorid ja turbovõllmootorid), milles otsesest reaktsioonist tingitud tõukejõu osakaal on ebaoluline. või see praktiliselt puudub. Turboreaktiivmootor kaheahelalised mootorid erinevate möödaviiguarvudega on selles mõttes vahepealsel positsioonil turboreaktiivmootorite ja turbopropellermootorite vahel. Õhk-rakettmootoreid kasutatakse peamiselt lennunduses sõjaväe- ja elektrijaama osana tsiviilotstarbel. Kasutades oksüdeeriva ainena ümbritsevat õhku, annavad õhk-rakettmootorid oluliselt suurema võimsuse kütusesäästlikkus kui rakettmootorid, kuna lennuki pardal on vaja ainult kütust. Samal ajal piirab välisõhu abil tööprotsessi teostamise võimalus õhk-rakettmootorite kasutusala atmosfääriga.
Rakettmootori peamine eelis õhk-rakettmootori ees on võime töötada mis tahes kiirusel ja lennukõrgusel (rakettmootori tõukejõud ei sõltu lennukiirusest ja suureneb koos kõrgusega). Mõnel juhul kasutatakse kombineeritud mootoreid, mis ühendavad rakett- ja õhk-rakettmootorite omadused. AT kombineeritud mootorid tõhususe parandamiseks kasutatakse õhku kiirenduse algfaasis üleminekuga raketirežiimile suurtel lennukõrgustel.

Lennundus: entsüklopeedia. - M.: Suur vene entsüklopeedia. Peatoimetaja G.P. Svištšov. 1994 .

Vaadake, mis on "reaktiivmootor" teistes sõnaraamatutes:

JET ENGINE, mootor, mis annab tõukejõu, vabastades kiiresti vedeliku- või gaasijoa liikumissuunale vastupidises suunas. Kiire gaasivoolu tekitamiseks kütust reaktiivmootoris ... ... Teaduslik ja tehniline entsüklopeediline sõnastik

Mootor, mis loob liikumiseks vajaliku veojõu, muutes algenergia töövedeliku joa kineetiliseks energiaks; mootori düüsist töövedeliku aegumise tagajärjel ... ... Suur Nõukogude entsüklopeedia

- (otsereaktsioonimootor) mootor, mille tõukejõud tekib temast voolava töövedeliku reaktsioonil (tagasilöögil). Jaotatud õhu- ja rakettmootoriteks ... Suur entsüklopeediline sõnaraamat

Mootor, mis muudab mis tahes tüüpi primaarenergia töövedeliku kineetiliseks energiaks (joa voog), mis tekitab joa tõukejõu. Reaktiivmootoris on mootor ise ja jõuseade ühendatud. Mis tahes ... ... meresõnastiku põhiosa

JET-mootor, mootor, mille tõukejõud tekib sellest välja voolava töövedeliku (näiteks keemilise kütuse põlemisproduktide) otsesel reaktsioonil (tagasilöögil). Need jagunevad rakettmootoriteks (kui töövedeliku varud on paigutatud ... ... Kaasaegne entsüklopeedia

Reaktiivmootor- JET ENGINE, mootor, mille tõukejõud tekib sellest välja voolava töövedeliku (näiteks keemilise kütuse põlemisproduktide) otsesel reaktsioonil (tagasilöögil). Need jagunevad rakettmootoriteks (kui töövedeliku varud on paigutatud ... ... Illustreeritud entsüklopeediline sõnaraamat

JET MOOTORI- otsereaktsiooni mootor, mille reaktiivne (vt) tekib sellest voolava töövedeliku joa tagasipöördumisel. Seal on õhujoa ja rakett (vt) ... Suur polütehniline entsüklopeedia

reaktiivmootor- — Teemad nafta- ja gaasitööstus ET reaktiivmootor … Tehnilise tõlkija käsiraamat

Kosmosesüstiku raketimootori testid ... Wikipedia

- (otsereaktsioonimootor), mootor, mille tõukejõud tekib sellest voolava töövedeliku reaktsioonil (tagasilöögil). Need jagunevad õhu- ja rakettmootoriteks. * * * JET ENGINE JET ENGINE (otsemootoriga… … entsüklopeediline sõnaraamat

Raamatud

• Lennukimudeli pulseeriv õhureaktiivmootor, V. A. Borodin, Raamat käsitleb pulseeriva veepoliitika raamdirektiivi disaini, toimimist ja elementaarset teooriat. Raamat on illustreeritud reaktiivlennukite mudelite diagrammidega. Reprodutseeritud originaalis… Kategooria: Põllumajandusmasinad Kirjastaja: YoYo Media, Tootja:

ESSEE

SELLEL TEEMAL:

Reaktiivmootorid .

KIRJUTATUD: Kiselev A.V.

KALININGRAD

Sissejuhatus

Reaktiivmootor, mootor, mis loob liikumiseks vajaliku tõmbejõu, muutes algenergia töövedeliku joa kineetiliseks energiaks; töövedeliku väljahingamise tulemusena mootori düüsist tekib joa reaktsiooni (tagasilöögi) kujul reaktiivjõud, mis liigutab mootorit ja sellega struktuurselt seotud aparaati vastassuunas. joa väljavoolule. Jugavoolu kineetilise (kiiruse) energia saab teisendada R. j. erinevat tüüpi energia (keemia-, tuuma-, elektri-, päikeseenergia). R. d. (otsereaktsiooni mootor) ühendab tegeliku mootori liikuriga, st tagab oma liikumise ilma osaluseta vahemehhanismid.

Loomiseks joa tõukejõud mida kasutab R. d., vajate:

algenergia (esmane) allikas, mis muundatakse joa kineetiliseks energiaks;

töövedelik, mis väljutatakse R. d.-st jugavooluna;

R. D. ise on energiamuundur.

Algenergia salvestatakse õhusõiduki või muu RD-ga (keemiline kütus, tuumkütus) varustatud aparatuuri pardal või (põhimõtteliselt) võib see tulla väljast (päikeseenergia). R. d. töövedeliku saamiseks võib kasutada keskkonnast (näiteks õhust või veest) võetud ainet;

aine, mis on seadme paakides või otse d. R. kambris; keskkonnast pärit ja sõidukis hoitav ainete segu.

Kaasaegses R. d.-s kasutatakse keemiat kõige sagedamini primaarsena

Rakettide tulistamiskatsed

mootor Kosmosesüstik

Turboreaktiivmootorid AL-31F lennukid Su-30MK. klassi kuuluma reaktiivmootorid

energiat. Sel juhul on töövedelikuks hõõggaasid - keemilise kütuse põlemisproduktid. Raketimootori töötamise ajal muundatakse põlevate ainete keemiline energia põlemisproduktide soojusenergiaks ning kuumade gaaside soojusenergia reaktiivvoolu translatsiooniliikumise mehaaniliseks energiaks ja järelikult seade, millele mootor on paigaldatud. Mis tahes R. d. põhiosa on põlemiskamber, milles töövedelik genereeritakse. Kambri otsaosa, mis on ette nähtud töövedeliku kiirendamiseks ja joavoolu saamiseks, nimetatakse jugaotsikuks.

Sõltuvalt sellest, kas rakettmootorite töötamise ajal kasutatakse keskkonda või mitte, jagatakse need kahte põhiklassi - õhkreaktiivmootorid (WRD) ja rakettmootorid (RD). Kõik WFD-d on soojusmasinad, mille töövedelik moodustub põleva aine oksüdatsioonireaktsioonil õhuhapnikuga. Atmosfäärist tulev õhk moodustab suurema osa vee raamdirektiivi töövedelikust. Seega kannab vee raamdirektiiviga seade pardal energiaallikat (kütust) ja tõmbab suurema osa töövedelikust keskkonnast. Erinevalt vee raamdirektiivist on kõik RD töövedeliku komponendid RD-ga varustatud seadmes. Keskkonnaga suhtleva tõukejõu puudumine ja kõigi töövedeliku komponentide olemasolu seadme pardal muudavad RD ainsaks kosmoses töötamiseks sobivaks. Samuti on kombineeritud rakettmootorid, mis on justkui kombinatsioon mõlemast põhitüübist.

Reaktiivmootorite ajalugu

Reaktiivjõu põhimõte on tuntud juba väga pikka aega. Heroni palli võib pidada R. d. Tahked rakettmootorid – pulberraketid ilmusid Hiinas 10. sajandil. n. e. Sadu aastaid kasutati selliseid rakette esmalt idas ja seejärel Euroopas ilutulestikuna, signaalina, lahinguna. 1903. aastal esitas K. E. Tsiolkovski oma teoses "Maailmaruumi uurimine reaktiivsete seadmetega" esimesena maailmas vedelkütuse rakettmootorite teooria põhisätted ja pakkus välja vedelkütuse põhielemendid. raketi mootor. Esimesed Nõukogude vedelad rakettmootorid - ORM, ORM-1, ORM-2 konstrueeris V. P. Glushko ja loodi tema juhtimisel aastatel 1930-31 Gas Dynamics Laboratory (GDL) juures. 1926. aastal lasi R. Goddard välja raketi, kasutades vedelkütust. Esimest korda lõi elektrotermilise RD ja katsetas Glushko GDL-is aastatel 1929-33.

1939. aastal katsetati NSV Liidus I. A. Merkulovi konstrueeritud reaktiivmootoritega rakette. Esimene skeem turboreaktiivmootor? pakkus välja vene insener N. Gerasimov 1909. aastal.

1939. aastal alustati Leningradis Kirovi tehases A. M. Ljulka projekteeritud turboreaktiivmootorite ehitamist. Loodud mootori katseid takistas Suur Isamaasõda aastatel 1941-45. 1941. aastal paigaldati F. Whittle'i (Suurbritannia) konstrueeritud turboreaktiivmootor esmakordselt lennukile ja seda katsetati. Vene teadlaste S. S. Neždanovski, I. V. Meshchersky ja N. E. Žukovski teoreetilised tööd, prantsuse teadlase R. Enot-Peltri ja saksa teadlase G. Oberthi tööd olid R. D. loomisel väga olulised. Oluline panus VRD loomisse oli Nõukogude teadlase B. S. Stechkini töö "Õhku hingava mootori teooria", mis avaldati 1929. aastal.

R. d.-l on erinev eesmärk ja nende rakendusala laieneb pidevalt.

R. d. kasutatakse kõige laialdasemalt erinevat tüüpi õhusõidukitel.

Turboreaktiivmootorid ja kaheahelalised turboreaktiivmootorid on varustatud enamiku sõja- ja tsiviillennukitega üle maailma, neid kasutatakse helikopterites. Need rakettmootorid sobivad lendudeks nii allahelikiirusel kui ka ülehelikiirusel; neid paigaldatakse ka mürsuga lennukitele, ülehelikiirusega turboreaktiivmootoreid saab kasutada kosmoselennukite esimestes etappides. Ramjet-mootorid on paigaldatud õhutõrjejuhitavatele rakettidele, tiibrakettidele, ülehelikiirusega hävitajatele. Allhelikiirus otsevoolumootorid kasutatakse helikopteritel (paigaldatud pearootori labade otstesse). Pulseerivatel reaktiivmootoritel on väike tõukejõud ja need on mõeldud ainult allahelikiirusega lennukitele. Teise maailmasõja ajal 1939-45 olid need mootorid varustatud V-1 mürskudega.

RD-d kasutatakse enamikul juhtudel kiirlennukitel.

Vedelkütusega rakettmootoreid kasutatakse kosmoselaevade kanderakettidel ja kosmoselaevadel marsi-, pidurdus- ja juhtimismootoritena, samuti juhitavatel ballistilistel rakettidel. Tahkekütuse rakettmootoreid kasutatakse ballistilistes, õhutõrje-, tankitõrje- ja muudes sõjalistes rakettides, samuti kanderakettidel ja kosmoselaevadel. Väikeseid tahkekütuse mootoreid kasutatakse õhusõidukite õhkutõusmisel võimenditena. Kosmoselaevades saab kasutada elektrilisi rakettmootoreid ja tuumarakettmootoreid.

See võimas tüvi, otsereaktsiooni põhimõte andis aga elu suurele võrale reaktiivmootorite perekonna "sugupuust". Tutvuda selle võra peamiste harudega, kroonides otsereaktsiooni "pagasiruumi". Peagi, nagu jooniselt näha (vt allpool), jaguneb see tüvi kaheks osaks, justkui pikselöögist poolitatud. Mõlemad uued tüved on võrdselt kaunistatud võimsate kroonidega. See jagunemine tekkis seetõttu, et kõik "keemilised" reaktiivmootorid on jagatud kahte klassi, olenevalt sellest, kas nad kasutavad oma tööks välisõhku või mitte.

Üks äsja moodustatud pagasiruumi on õhku hingavate mootorite klass (VRD). Nagu nimigi ütleb, ei saa nad töötada väljaspool atmosfääri. Seetõttu on need mootorid nii mehitatud kui ka mehitamata kaasaegse lennunduse selgroog. VRD kasutamine õhuhapnik kütuse põletamiseks, ilma selleta, põlemisreaktsioon mootoris ei lähe. Kuid siiski on praegu kõige laialdasemalt kasutusel turboreaktiivmootorid.

(TRD), mis on paigaldatud peaaegu kõigile kaasaegsetele lennukitele ilma eranditeta. Nagu kõik mootorid, mis kasutavad atmosfääriõhku, vajavad turboreaktiivmootorid spetsiaalne seade suruma õhku enne põlemiskambrisse sisenemist. Lõppude lõpuks, kui rõhk põlemiskambris ei ületa oluliselt atmosfäärirõhku, siis gaasid ei voola mootorist suuremal kiirusel välja - see on rõhk, mis surub need välja. Kuid väikese heitgaasikiiruse korral on mootori tõukejõud väike ja mootor tarbib palju kütust, selline mootor ei leia rakendust. Turboreaktiivmootoris kasutatakse õhu kokkusurumiseks kompressorit ja mootori konstruktsioon sõltub suuresti kompressori tüübist. Mootoreid on aksiaal- ja tsentrifugaalkompressoritega, aksiaalkompressoritel võib tänu meie süsteemi kasutamisele olla vähem või rohkem kompressiooniastmeid, olla ühe-kaheastmelised jne. Kompressori juhtimiseks on turboreaktiivmootoril gaasiturbiin, mis andis mootorile nime. Kompressori ja turbiini tõttu on mootori konstruktsioon väga keeruline.

Kompressoriteta õhkreaktiivmootorid on disainilt palju lihtsamad, kus vajalik rõhu tõstmine toimub muul viisil, millel on nimed: pulseerivad ja ramjetmootorid.

Pulseerivas mootoris teeb seda tavaliselt mootori sisselaskeavasse paigaldatud klapivõre, kui uus osa kütuse-õhu segu täidab põlemiskambri ja selles tekib sähvatus, sulguvad klapid, isoleerides põlemiskambri põlemiskambrist. mootori sisselaskeava. Selle tulemusena tõuseb rõhk kambris ja gaasid tormavad läbi joaotsiku välja, misjärel kogu protsessi korratakse.

Teist tüüpi, ramjet-kompressorita mootoris pole isegi seda klapivõret ja rõhk põlemiskambris tõuseb dünaamilise rõhu tagajärjel, s.t. lennu ajal mootorisse siseneva vastutuleva õhuvoolu aeglustumine. Selge on see, et selline mootor on võimeline tööle alles siis, kui lennuk lendab juba piisavalt suurel kiirusel, parklas tõukejõudu see ei arenda. Kuid väga suur kiirus, 4-5 korda rohkem kiirust heli, ramjetmootor arendab väga suurt veojõudu ja kulutab vähem kütust kui ükski teine ​​"keemiline" reaktiivmootor nendes tingimustes. Sellepärast ramjetmootorid.

Reaktiivmootoriga ülehelikiirusega lennukite (ramjet-mootorite) aerodünaamilise skeemi eripära on tingitud spetsiaalsete kiirendusmootorite olemasolust, mis tagavad reaktiivmootori stabiilse töö alustamiseks vajaliku kiiruse. See muudab konstruktsiooni sabaosa raskemaks ja nõuab stabilisaatorite paigaldamist, et tagada vajalik stabiilsus.

Reaktiivmootori tööpõhimõte.

Kaasaegsete võimsate erinevat tüüpi reaktiivmootorite keskmes on otsereaktsiooni põhimõte, s.o. loomise põhimõte liikumapanev jõud(või tõukejõud) mootorist välja voolava "tööaine" joa reaktsiooni (tagasilöögi) kujul, tavaliselt kuumad gaasid.

Kõigis mootorites on kaks energia muundamise protsessi. Esmalt muundatakse kütuse keemiline energia põlemisproduktide soojusenergiaks ning seejärel kasutatakse soojusenergiat mehaaniliste tööde tegemiseks. Nende mootorite hulka kuuluvad kolbmootorid autod, diiselvedurid, elektrijaamade auru- ja gaasiturbiinid jne.

Mõelge sellele protsessile seoses reaktiivmootoritega. Alustame mootori põlemiskambrist, milles olenevalt mootori tüübist ja kütuseliigist on ühel või teisel viisil juba tekkinud põlev segu. See võib olla näiteks õhu ja petrooleumi segu, nagu tänapäevasel turboreaktiivmootoril. reaktiivlennukid, või vedela hapniku segu alkoholiga, nagu mõnes vedelas rakettmootoris, või lõpuks mingi tahke raketikütus pulberrakettidele. Põlev segu võib põleda, s.t. Sisenevad keemilisesse reaktsiooni, millega kaasneb kiire energia vabanemine soojuse kujul. Võimalus energiat vabastada keemiline reaktsioon, ja on segu molekulide potentsiaalne keemiline energia. Molekulide keemiline energia on seotud nende struktuuri iseärasustega, täpsemalt nende elektronkestade ehitusega, s.t. elektronipilv, mis ümbritseb molekuli moodustavate aatomite tuumasid. Keemilise reaktsiooni tulemusena, mille käigus mõned molekulid hävivad, teised moodustuvad, toimub loomulikult elektronkestade ümberpaigutamine. Selle ümberkorraldamise käigus on see vabaneva keemilise energia allikas. On näha, et reaktiivmootorite kütusena saavad kasutada ainult ained, mis mootoris toimuva keemilise reaktsiooni (põlemise) käigus eraldavad piisavalt palju soojust ja moodustavad ka suure hulga gaase. Kõik need protsessid toimuvad põlemiskambris, kuid peatume reaktsioonil mitte molekulaarsel tasemel (sellest on juba eespool juttu olnud), vaid töö "faasides". Kuni põlemise alguseni on segul suur potentsiaalse keemilise energia varu. Siis aga haaras leek segu endasse, veel hetk – ja keemiline reaktsioon on läbi. Nüüd on kamber põleva segu molekulide asemel täidetud põlemisproduktide molekulidega, mis on tihedamalt "pakitud". Liigne sidumisenergia, mis on toimunud põlemisreaktsiooni keemiline energia, on vabanenud. Seda liigset energiat omavad molekulid kandsid selle sagedaste kokkupõrgete tagajärjel peaaegu koheselt üle teistele molekulidele ja aatomitele. Kõik molekulid ja aatomid põlemiskambris hakkasid juhuslikult, kaootiliselt liikuma palju suurema kiirusega, gaaside temperatuur tõusis. Seega toimus kütuse potentsiaalse keemilise energia üleminek põlemisproduktide soojusenergiaks.

Sarnane üleminek viidi läbi kõigis teistes soojusmootorites, kuid reaktiivmootorid erinevad neist põhimõtteliselt kuumade põlemisproduktide edasise saatuse osas.

Pärast seda, kui soojusmasinas on tekkinud kuumad gaasid, mis sisaldavad suurt soojusenergiat, tuleb see energia muundada mehaaniliseks energiaks. Mootorite eesmärk on ju mehhaanilist tööd teha, midagi "liigutada", tööle panna, vahet pole kas dünamo nõudmisel elektrijaama jooniste täiendamiseks, diisel vedur, auto või lennuk.

Selleks, et gaaside soojusenergia muutuks mehaaniliseks energiaks, peab nende maht suurenema. Sellise paisumise korral teevad gaasid ära töö, milleks kulutatakse nende sise- ja soojusenergiat.

Kolbmootori puhul suruvad paisuvad gaasid silindri sees liikuvale kolvile, kolb surub kepsu, mis juba mootori väntvõlli pöörleb. Võll on ühendatud dünamo rootoriga, diiselveduri või auto veotelgedega või lennuki propelleriga - mootor teeb kasulikku tööd. AT aurumootor, või gaasiturbiin, gaasid, paisuvad, sunnivad turbiini võlliga ühendatud ratast pöörlema ​​- pole vaja ülekande väntmehhanismi, mis on turbiini üks suuri eeliseid

Gaasid paisuvad muidugi reaktiivmootoris, sest ilma selleta nad tööd ei tee. Kuid sel juhul ei kulu paisutustööd võlli pöörlemisele. Seotud ajamimehhanismiga, nagu ka teistel soojusmootoritel. Reaktiivmootori eesmärk on erinev - tekitada reaktiivtõukejõud ja selleks on vaja, et mootorist voolaks suurel kiirusel välja gaasijuga - põlemisproduktid: selle reaktiivjoa reaktsioonijõud on mootori tõukejõud. . Järelikult tuleb mootoris kütuse põlemisel tekkivate gaasiliste saaduste paisutamise töö kulutada gaaside endi kiirendamisele. See tähendab, et gaaside soojusenergia reaktiivmootoris tuleb teisendada nende kineetiliseks energiaks – molekulide juhuslik kaootiline soojusliikumine tuleb asendada nende organiseeritud vooluga ühes kõigile ühises suunas.

Sel eesmärgil töötab mootori üks olulisemaid osi, nn reaktiivotsik. Ükskõik, mis tüüpi konkreetne reaktiivmootor kuulub, on see tingimata varustatud düüsiga, mille kaudu voolavad mootorist suurel kiirusel välja kuumad gaasid - mootoris kütuse põlemisproduktid. Mõnes mootoris sisenevad gaasid düüsi kohe pärast põlemiskambrit, näiteks rakett- või reaktiivmootorites. Teistes, turboreaktiivmootorites, läbivad gaasid esmalt turbiini, millele nad loovutavad osa oma soojusenergiast. Sel juhul kulub kompressori käitamiseks, mille ülesandeks on õhu kokkusurumine põlemiskambri ees. Aga igatahes on otsik mootori viimane osa – gaasid voolavad sealt läbi enne mootorist väljumist.

Jugaotsikul võib olla erinevaid vorme, ja pealegi erinev konstruktsioon sõltuvalt mootori tüübist. Peamine on kiirus, millega gaasid mootorist välja voolavad. Kui see väljavoolukiirus ei ületa kiirust, millega helilained levivad väljavoolavates gaasides, siis on düüsiks lihtne silindriline või aheneva toruosa. Kui väljavoolu kiirus peab ületama heli kiirust, antakse düüsile paisuva toru kuju või kõigepealt ahenemine ja seejärel laienemine (Love'i otsik). Ainult sellise kujuga torus, nagu näitavad teooria ja kogemus, on võimalik gaasi hajutada ülehelikiiruseni, astuda üle "helibarjääri".

Reaktiivmootori skeem

Turboventilaator on tsiviillennunduses kõige laialdasemalt kasutatav reaktiivmootor.

Mootorisse (1) sisenev kütus segatakse suruõhuga ja põletatakse põlemiskambris (2). Paisuvad gaasid pöörlevad suure kiirusega (3) ja väikese kiirusega turbiine, mis omakorda käitavad kompressorit (5), surudes õhku põlemiskambrisse, ja ventilaatoreid (6), juhtides õhku läbi selle kambri ja suunates seda. väljalasketoru juurde. Õhku välja tõrjudes annavad ventilaatorid täiendava tõukejõu. Seda tüüpi mootor on võimeline arendama tõukejõudu kuni 13 600 kg.

Järeldus

Reaktiivmootoril on palju tähelepanuväärseid omadusi, kuid peamine on järgmine. Rakett ei vaja liikumiseks maad, vett ega õhku, kuna see liigub koosmõjul kütuse põlemisel tekkivate gaasidega. Seetõttu võib rakett liikuda õhuvabas ruumis.

K. E. Tsiolkovski on kosmoselendude teooria rajaja. Vene teadlane ja leiutaja Konstantin Eduardovitš Tsiolkovski andis esimest korda teadusliku tõestuse raketi kasutamise võimaluse kohta lendudeks avakosmosesse, väljaspool maakera atmosfääri ja teistele päikesesüsteemi planeetidele.

Bibliograafia

Noore tehniku ​​entsüklopeediline sõnaraamat.

Soojusnähtused tehnoloogias.

Materjalid saidilt http://goldref.ru/;

1. jet liikumine (2)

   Abstraktne >> Füüsika

   Mis on vormis reaktiivne jet väljub reaktiivne mootor; mina ise reaktiivne mootor- energiamuundur ... millega reaktiivne mootor mõjutab sellega varustatud seadet reaktiivne mootor. tõukejõud reaktiivne mootor sõltub...

2. jet liikumine looduses ja tehnikas

   Abstraktne >> Füüsika

   Salp edasi. Suurimat huvi pakub reaktiivne mootor kalmaar. Kalmaar on kõige...s.t. aparaat koos reaktiivne mootor kasutades kütust ja oksüdeerijat, mis asuvad seadmel endal. Reaktiivne mootor- see on mootorümberkujundamine...

3. Reaktiivne mitmekordne raketisüsteem BM-13 Katyusha

   Abstraktne >> Ajaloolised tegelased

   pea ja püssirohi reaktiivne mootor. Peaosa omamoodi ... süütenöör ja lisadetonaator. Reaktiivne mootor on põlemiskambriga, sisse ... järsult suurenenud tulevõime reaktiivne

Kas olete kunagi mõelnud, kuidas reaktiivmootor töötab? Reaktiivlennukite tõukejõud, mis seda annab, on tuntud juba iidsetest aegadest. Kuid nad suutsid seda ellu viia alles eelmise sajandi alguses, Inglismaa ja Saksamaa vahelise võidurelvastumise tulemusena.

Reaktiivlennuki mootori tööpõhimõte on üsna lihtne, kuid sellel on mõned nüansid, mida nende tootmisel rangelt järgitakse. Selleks, et lennuk saaks usaldusväärselt õhus püsida, peavad need ideaalselt töötama. Sellest sõltuvad ju kõigi lennukis viibijate elud ja ohutus.

Seda juhib joa tõukejõud. See vajab mingisugust vedelikku, mis surutakse süsteemi tagaosast välja ja annaks sellele edasi liikumise. Töötab siin Newtoni kolmas seadus mis ütleb: "Iga tegevuse jaoks on võrdne ja vastupidine reaktsioon."

Reaktiivmootori juures õhk vedeliku asemel. See loob jõu, mis annab liikumist.

See kasutab kuumad gaasid ja õhu segu põlevkütusega. See segu väljub sellest suurel kiirusel ja lükkab lennukit edasi, võimaldades sellel lennata.

Kui me räägime reaktiivlennuki mootori seadmest, siis see on nii kombinatsioon neljast olulised üksikasjad:

• kompressor;
• põlemiskambrid;
• turbiinid;
• heitgaas.

Kompressor koosneb mitmest turbiinist, mis imevad õhku sisse ja suruvad selle kokku, kui see läbib nurgelisi labasid. Kokkusurumisel õhu temperatuur ja rõhk tõusevad. osa suruõhk siseneb põlemiskambrisse, kus see segatakse kütusega ja süüdatakse. See suureneb õhu soojusenergia.

Reaktiivmootor.

kuum segu peale suur kiirus väljub kambrist ja laieneb. Seal ta läbib veel üks turbiin labadega, mis pöörlevad gaasi energia tõttu.

Turbiin on ühendatud kompressoriga mootori esiosas. ja paneb selle seega liikuma. Kuum õhk väljub heitgaasi kaudu. Sel hetkel on segu temperatuur väga kõrge. Ja see kasvab tänu pidurdav efekt. Pärast seda tuleb õhk sealt välja.

Alanud on reaktiivlennukite väljatöötamine eelmise sajandi 30. aastatel. Britid ja sakslased hakkasid sarnaseid mudeleid välja töötama. Selle võidusõidu võitsid Saksa teadlased. Seetõttu oli esimene reaktiivmootoriga lennuk "Pääsuke" Luftwaffes. "Gloucesteri meteor" tõusis õhku veidi hiljem. Esimesed selliste mootoritega lennukid on üksikasjalikult kirjeldatud

Ülehelikiirusega lennuki mootor on samuti reaktiivmootor, kuid hoopis teises modifikatsioonis.

Kuidas turboreaktiivmootor töötab?

Reaktiivmootoreid kasutatakse kõikjal ja turboreaktiivmootoreid paigaldatakse suurelt. Nende erinevus seisneb selles esimene kannab endaga kaasa kütuse ja oksüdeerija varu ning disain tagab nende tarnimise paakidest.

lennuki turboreaktiivmootor kannab endaga kaasa ainult kütust ja oksüdeerija – õhk – surutakse turbiini poolt atmosfäärist välja. Vastasel juhul on selle tööpõhimõte sama, mis reaktiivsel.

Üks nende olulisemaid detaile on See on turbiini laba. Oleneb mootori võimsusest.

Turboreaktiivmootori skeem.

Just nemad arendavad lennukile vajalikke tõmbejõude. Iga laba toodab 10 korda rohkem energiat kui tavaline automootor. Need on paigaldatud põlemiskambri taha, mootori sellesse ossa, kus kõige rohkem kõrgsurve, ja temperatuur jõuab kuni 1400 kraadi Celsiuse järgi.

Terade valmistamisel need läbivad monokristallimise protsessi kaudu mis annab neile tugevuse ja vastupidavuse.

Iga mootorit testitakse enne lennukisse paigaldamist täistõukejõu suhtes. Ta peab läbima Euroopa Ohutusnõukogu ja selle tootnud ettevõtte sertifikaat.Üks kõige enam suured ettevõtted nende toodang on Rolls-Royce.

Mis on tuumajõul töötav lennuk?

Külma sõja ajal reaktiivmootorit üritati luua mitte keemilise reaktsiooni, vaid tuumareaktori poolt tekitatava soojuse alusel. See pandi põlemiskambri asemele.

Õhk läbib reaktori südamikku, alandades selle temperatuuri ja tõstes oma temperatuuri. See paisub ja voolab düüsist välja lennukiirusest suurema kiirusega.

Kombineeritud turbo-tuumamootor.

NSV Liidus katsetati TU-95 baasil. Ka USA-s ei jäänud nad Nõukogude Liidu teadlastele alla.

60ndatel mõlema poole uuringud lakkasid järk-järgult. Kolm peamist arengut takistavat probleemi olid:

• pilootide ohutus lennu ajal;
• radioaktiivsete osakeste eraldumine atmosfääri;
• lennuõnnetuse korral võib radioaktiivne reaktor plahvatada, põhjustades korvamatut kahju kõigile elusolenditele.

Kuidas valmistatakse mudellennukite reaktiivmootoreid?

Nende tootmine lennukimudelite jaoks võtab umbes 6 tundi. Pööras esimesena alumiiniumist alusplaat mille külge on kinnitatud kõik muud osad. See on sama suur kui hoki litter.

Selle külge on kinnitatud silinder., seega tuleb välja midagi plekkpurgi taolist. seda tulevane mootor sisepõlemine. Järgmisena paigaldatakse toitesüsteem. Selle kinnitamiseks kruvitakse põhiplaadile kruvid, mis on eelnevalt langetatud spetsiaalsesse hermeetikusse.

Lennuki mudeli mootor.

Starterikanalid on paigaldatud kambri teisele küljele gaasiheitmete suunamiseks turbiinirattale. Paigaldatakse põlemiskambri küljel olevasse auku hõõgspiraal. See süütab mootoris oleva kütuse.

Seejärel panid nad turbiini ja silindri kesktelje. Nad panid selle selga kompressori ratas mis surub õhu põlemiskambrisse. Enne käivitaja parandamist kontrollitakse seda arvutiga.

Valmis mootori võimsust kontrollitakse veel kord. Selle heli erineb veidi lennukimootori helist. Ta on muidugi väiksema jõuga, kuid sarnaneb temaga täielikult, andes mudelile rohkem sarnasust.

JET MOOTORI, mootor, mis loob liikumiseks vajaliku tõmbejõu, muutes potentsiaalse energia töövedeliku joa kineetiliseks energiaks. Töövedeliku m all mõistetakse mootorite suhtes ainet (gaas, vedelik, tahke aine), mille abil kütuse põlemisel vabanev soojusenergia muudetakse kasulikuks mehaaniliseks tööks. Mootori düüsist töövedeliku väljahingamise tulemusena moodustub reaktiivjõud, mis on suunatud kosmosesse joa väljavoolule vastupidises suunas suunatud joa reaktsiooni (tagasilöögi) kujul. Erinevat tüüpi energiat (keemiline, tuumaenergia, elektrienergia, päikeseenergia) saab reaktiivmootoris muuta reaktiivvoolu kineetiliseks (kiiruse) energiaks.

Reaktiivmootor (otsereaktsioonimootor) ühendab mootori enda propelleriga, see tähendab, et see tagab oma liikumise ilma vahemehhanismide osaluseta. Reaktiivmootori poolt kasutatava reaktiivtõukejõu (mootori tõukejõu) tekitamiseks on vaja: alg- (esma-)energia allikat, mis muundatakse reaktiivjoa kineetiliseks energiaks; töövedelik, mis väljutatakse reaktiivmootorist reaktiivjoana; reaktiivmootor ise on energiamuundur. Mootori tõukejõud - see on reaktiivne jõud, mis tuleneb mootori sise- ja välispindadele mõjutavatest gaasidünaamiliste rõhu- ja hõõrdejõududest. Eristada sisemist tõukejõudu (reaktiivne tõukejõud) - kõigi mootorile rakendatavate gaasidünaamiliste jõudude resultant, võtmata arvesse välistakistust ja efektiivset tõukejõudu, võttes arvesse elektrijaama välistakistust. Algenergia salvestatakse lennuki või muu reaktiivmootoriga varustatud aparatuuri pardale (keemiline kütus, tuumakütus) või võib (põhimõtteliselt) tulla väljastpoolt (päikeseenergia).

Reaktiivmootoris töövedeliku saamiseks võib kasutada keskkonnast (näiteks õhust või veest) võetud ainet; aine, mis asub aparaadi paakides või otse reaktiivmootori kambris; keskkonnast pärit ja sõidukis hoitav ainete segu. Kaasaegsed reaktiivmootorid kasutavad primaarenergiana enamasti keemilist energiat. Sel juhul on töövedelikuks hõõggaasid - keemilise kütuse põlemisproduktid. Reaktiivmootori töö käigus muundub põlevate ainete keemiline energia põlemisproduktide soojusenergiaks ning kuumade gaaside soojusenergia reaktiivmootori edasiliikumise mehaaniliseks energiaks ja sellest tulenevalt , seade, millele mootor on paigaldatud.

Reaktiivmootori tööpõhimõte

Reaktiivmootoris (joonis 1) siseneb mootorisse õhujuga, mis kohtub suurel kiirusel pöörlevate turbiinidega kompressor , mis imeb väliskeskkonnast õhku (kasutades sisseehitatud ventilaatorit). Seega on lahendatud kaks ülesannet - primaarne õhu sissevõtt ja kogu mootori jahutus tervikuna. Kompressori turbiini labad suruvad õhku kokku umbes 30 korda või rohkem ja "suruvad" selle (sissepritse) põlemiskambrisse (tekib töövedelik), mis on iga reaktiivmootori põhiosa. Põlemiskamber toimib ka karburaatorina, segades kütust õhuga. See võib olla näiteks õhu ja petrooleumi segu, nagu tänapäevase reaktiivlennuki turboreaktiivmootoris, või vedela hapniku ja alkoholi segu, nagu mõnes vedelas rakettmootoris, või mõni tahke raketikütus pulberrakettide jaoks. . Pärast haridust kütuse-õhu segu see süüdatakse ja energia eraldub soojuse kujul, st reaktiivmootoreid saavad toita ainult ained, mis mootoris toimuva keemilise reaktsiooni (põlemise) käigus eraldavad palju soojust ja lisaks moodustavad suurel hulgal gaase .

Süüteprotsessis toimub segu ja ümbritsevate osade märkimisväärne kuumenemine, samuti mahupaisumine. Tegelikult kasutab reaktiivmootor tõukejõuks kontrollitud plahvatust. Reaktiivmootori põlemiskamber on üks selle kuumemaid osi (temperatuur selles ulatub 2700 ° C), tuleb seda pidevalt intensiivselt jahutada. Reaktiivmootor on varustatud düüsiga, mille kaudu voolavad mootorist suurel kiirusel välja kuumad gaasid, kütuse põlemisproduktid mootoris. Mõnes mootoris sisenevad gaasid düüsi kohe pärast põlemiskambrit, näiteks rakett- või reaktiivmootorites. Turboreaktiivmootorites läbivad esmalt põlemiskambrijärgsed gaasid turbiin , millele antakse osa oma soojusenergiast kompressori käitamiseks, mis surub põlemiskambri ees õhku kokku. Aga igatahes on otsik mootori viimane osa – gaasid voolavad sealt läbi enne mootorist väljumist. See loob otse reaktiivvoog. Külm õhk suunatakse otsikusse, pumbatakse kompressoriga jahutamiseks sisemised detailid mootor. Reaktiivdüüsil võib olenevalt mootori tüübist olla erinev kuju ja konstruktsioon. Kui väljavoolu kiirus peab ületama heli kiirust, siis antakse düüsile paisuva toru kuju ehk esmalt kitsenev ja seejärel laienev (Lavali otsik). Ainult sellise kujuga torus saab gaasi kiirendada ülehelikiiruseni, et astuda üle "helibarjääri".

Sõltuvalt sellest, kas reaktiivmootori töötamise ajal keskkonda kasutatakse või mitte, jagatakse need kahte põhiklassi - reaktiivmootorid(vee raamdirektiiv) ja rakettmootorid(RD). Kõik vee raamdirektiiv - soojusmasinad, mille töövedelik tekib põleva aine oksüdatsioonireaktsiooni käigus õhuhapnikuga. Atmosfäärist tulev õhk moodustab suurema osa vee raamdirektiivi töövedelikust. Seega kannab vee raamdirektiiviga seade pardal energiaallikat (kütust) ja tõmbab suurema osa töövedelikust keskkonnast. Nende hulka kuuluvad turboreaktiivmootor (TRD), reaktiivmootor (ramjet), impulssreaktiivmootor (PuVRD), hüperhelikiirusega reaktiivmootor (scramjet). Erinevalt vee raamdirektiivist on kõik RD töövedeliku komponendid RD-ga varustatud sõidukis. Keskkonnaga suhtleva sõukruvi puudumine ja kõigi töövedeliku komponentide olemasolu sõidukis muudavad RD sobivaks kosmoses kasutamiseks. Samuti on kombineeritud rakettmootorid, mis on justkui kombinatsioon mõlemast põhitüübist.

Reaktiivmootorite peamised omadused

Peamine tehniline parameeter reaktiivmootorit iseloomustab tõukejõud - jõud, mis arendab mootorit seadme liikumissuunas, eriimpulss - mootori tõukejõu suhe 1 s jooksul kulunud raketikütuse (töövedeliku) massi või identne karakteristik - spetsiifiline tarbimine kütus (reaktiivmootori poolt välja töötatud 1 N tõukejõu kohta 1 s kuluv kütusekogus), mootori erikaal (tööseisundis reaktiivmootori mass tema poolt arendatava tõukejõu ühiku kohta). Paljudele reaktiivmootoritüüpidele olulised omadused on mõõtmed ja ressurss. Spetsiifiline impulss on mootori täiuslikkuse või kvaliteedi näitaja. Ülaltoodud diagramm (joonis 2) kujutab graafiliselt selle indikaatori ülemisi väärtusi erinevad tüübid reaktiivmootorid sõltuvalt lennukiirusest, väljendatuna Machi numbri kujul, mis võimaldab näha iga mootoritüübi ulatust. See indikaator on ka mootori efektiivsuse näitaja.

Tõukejõud – jõud, millega reaktiivmootor selle mootoriga varustatud seadmele mõjub – määratakse järgmise valemiga: $$P = mW_c + F_c (p_c - p_n), $$ kus on $m$ massivool töövedeliku (massikulu) 1 s; $W_c$ on töövedeliku kiirus düüsi sektsioonis; $F_c$ on düüsi väljalaskeava ala; $p_c$ – gaasirõhk düüsisektsioonis; $p_n$ – välisrõhk (tavaliselt atmosfäärirõhk). Nagu valemist näha, sõltub reaktiivmootori tõukejõud ümbritsevast rõhust. See on suurim tühjuses ja kõige vähem atmosfääri tihedamates kihtides, st see varieerub sõltuvalt reaktiivmootoriga seadme lennukõrgusest merepinnast, kui arvestada lendu Maa atmosfääris. Reaktiivmootori eriimpulss on otseselt võrdeline töövedeliku düüsist väljavoolu kiirusega. Väljavoolukiirus suureneb väljuva töövedeliku temperatuuri tõusuga ja kütuse molekulmassi vähenemisega (mida väiksem on kütuse molekulmass, seda suurem on selle põlemisel tekkivate gaaside maht ja sellest tulenevalt nende väljavoolu kiirus). Kuna põlemisproduktide (töövedeliku) väljalaskekiiruse määravad kütusekomponentide füüsikalis-keemilised omadused ja disainifunktsioonid mootor, mis on konstantne väärtus mitte väga suuri muutusi reaktiivmootori töörežiimis, siis määrab reaktiivjõu suuruse peamiselt kütusekulu mass sekundis ja see varieerub väga laias vahemikus (elektrilistel miinimum - vedel- ja tahkete rakettmootorite puhul maksimum). Madala tõukejõuga reaktiivmootoreid kasutatakse peamiselt lennukite stabiliseerimis- ja juhtimissüsteemides. Kosmoses, kus gravitatsioonijõud on nõrgalt tuntavad ja praktiliselt puudub keskkond, mille vastupanu tuleks ületada, saab neid kasutada ka kiirendamiseks. Maksimaalse tõukejõuga RD on vajalik rakettide saatmiseks pikkadel kaugustel ja kõrgustel ning eriti lennukite kosmosesse saatmiseks, st nende kiirendamiseks esimese kosmosekiiruseni. Sellised mootorid tarbivad väga palju kütust; nad töötavad tavaliselt väga lühikest aega, kiirendades rakette etteantud kiiruseni.

Veepoliitika raamdirektiivid kasutavad töövedeliku põhikomponendina välisõhku, mis on palju säästlikum. WJD-d võivad töötada pidevalt mitu tundi, muutes need sobivaks kasutamiseks lennunduses. Erinevad skeemid võimaldasid neid kasutada lennukitel, millel käitatakse erinevad režiimid lendu. Laialdaselt kasutatakse turboreaktiivmootoreid (TRD), mis paigaldatakse eranditult peaaegu kõigile kaasaegsetele lennukitele. Nagu kõik mootorid, mis kasutavad atmosfääriõhku, vajavad turboreaktiivmootorid spetsiaalset seadet õhu kokkusurumiseks enne selle sisenemist põlemiskambrisse. Turboreaktiivmootoris kasutatakse õhu kokkusurumiseks kompressorit ja mootori konstruktsioon sõltub suuresti kompressori tüübist. Kompressorivabad reaktiivmootorid on disainilt palju lihtsamad, milles vajalik rõhu tõstmine toimub muul viisil; need on pulseerivad ja otsevoolumootorid. Pulseerivas reaktiivmootor(PuVRD) teeb seda tavaliselt mootori sisselaskeavasse paigaldatud klapivõre, kui uus osa kütuse-õhu segu täidab põlemiskambri ja selles tekib sähvatus, klapid sulguvad, isoleerides põlemiskambri mootori sisselaskeavast. . Selle tulemusena tõuseb rõhk kambris ja gaasid tormavad läbi joaotsiku välja, misjärel kogu protsessi korratakse. Teist tüüpi kompressorita mootoris, ramjet, puudub isegi see klapivõre ja atmosfääriõhk, mis siseneb mootori sisselaskeavasse kiirusega võrdne kiirus lendu, surutakse kiirusrõhu tõttu kokku ja siseneb põlemiskambrisse. Sissepritsitud kütus põleb, suureneb voolu soojussisaldus, mis voolab läbi reaktiivdüüsi välja lennukiirusest suurema kiirusega. Tänu sellele tekib ramjeti joa tõukejõud. Ramjeti peamiseks puuduseks on suutmatus iseseisvalt tagada lennuki õhkutõusmist ja kiirendust (LA). Esmalt tuleb õhusõiduk kiirendada kiiruseni, millega ramjet käivitatakse ja selle stabiilne töö on tagatud. Reaktiivmootoriga ülehelikiirusega lennukite (ramjet-mootorite) aerodünaamilise skeemi eripära on tingitud spetsiaalsete kiirendusmootorite olemasolust, mis tagavad reaktiivmootori stabiilse töö alustamiseks vajaliku kiiruse. See muudab konstruktsiooni sabaosa raskemaks ja nõuab stabilisaatorite paigaldamist, et tagada vajalik stabiilsus.

Ajaloo viide

Reaktiivjõu põhimõte on tuntud juba pikka aega. Heroni palli võib pidada reaktiivmootori esivanemaks. Tahked rakettmootorid(RDTT – tahkekütuse raketmootor) – pulberraketid ilmusid Hiinas 10. sajandil. n. e. Sadu aastaid kasutati selliseid rakette esmalt idas ja seejärel Euroopas ilutulestikuna, signaalina, lahinguna. Reaktiivjõu idee arendamise oluline etapp oli idee kasutada raketti lennuki mootorina. Selle sõnastas esmakordselt Vene revolutsionäär Narodnaja Volja N. I. Kibaltšitš, kes 1881. aasta märtsis vahetult enne hukkamist pakkus välja skeemi lennuki (rakettlennuki) jaoks, mis kasutaks plahvatusohtlikest pulbergaasidest reaktiivjõudu. Tahkekütuse rakettmootoreid kasutatakse kõigis sõjalistes rakettide klassides (ballistilised, õhutõrje, tankitõrje jne), kosmoses (näiteks käivitus- ja säilitusmootoritena) ja lennutehnoloogias (õhusõidukite stardivõimendid, süsteemid väljutamine) jne. Väikesi tahkekütuse mootoreid kasutatakse õhusõidukite õhkutõusmise võimenditena. Kosmoselaevades saab kasutada elektrilisi rakettmootoreid ja tuumarakettmootoreid.

Turboreaktiivmootorid ja kaheahelalised turboreaktiivmootorid on varustatud enamiku sõja- ja tsiviillennukitega üle maailma, neid kasutatakse helikopterites. Need reaktiivmootorid sobivad lendudeks nii allahelikiirusel kui ka ülehelikiirusel; neid paigaldatakse ka mürsuga lennukitele, esimestel etappidel saab kasutada ülehelikiirusega turboreaktiivmootoreid kosmoselennukid, raketi- ja kosmosetehnoloogia jne.

Reaktiivmootorite loomisel olid suure tähtsusega Vene teadlaste S. S. Neždanovski, I. V. teoreetilised tööd. Meshchersky, N. E. Žukovski, prantsuse teadlase R. Enot-Peltri, saksa teadlase G. Oberthi tööd. Oluline panus VRD loomisesse oli Nõukogude teadlase B. S. Stechkini töö "Õhureaktiivmootori teooria", mis avaldati 1929. aastal. Praktiliselt enam kui 99% lennukitest kasutab ühel või teisel määral reaktiivmootorit.