Ma a repülés csaknem 100%-ban olyan gépekből áll, amelyek gázturbinás típusúak. erőmű. Más szavakkal - gázturbinás motorok. A légi közlekedés egyre növekvő népszerűsége ellenére azonban kevesen tudják, hogyan működik az a zümmögő és fütyülő konténer, amely egy repülőgép szárnya alatt lóg.

Működés elve gázturbinás hajtómű.

A gázturbinás motor, mint bármely autó dugattyús motorja, motorokra utal belső égés. Mindkettő a tüzelőanyag kémiai energiáját hővé, elégetéssel, majd hasznos mechanikaivá alakítja. Az azonban, hogy ez hogyan történik, némileg más. Mindkét motorban 4 fő folyamat zajlik - ezek: szívó, kompresszió, expanzió, kipufogó. Azok. mindenesetre először levegő (a légkörből) és üzemanyag (tartályokból) jut be a motorba, majd a levegőt összenyomják és üzemanyagot fecskendeznek be, ami után a keverék meggyullad, aminek következtében jelentősen kitágul, és végül felszabadul. a légkörbe. Mindezen akciók közül csak a terjeszkedés ad energiát, az összes többi szükséges ennek a cselekvésnek a biztosításához.

Most mi a különbség. A gázturbinás motoroknál mindezek a folyamatok folyamatosan és egyidejűleg, de a motor különböző részein, dugattyús motornál pedig egy helyen, de különböző időpontokban és felváltva mennek végbe. Ráadásul minél sűrítettebb a levegő, annál több energia nyerhető égés közben, és mára a gázturbinás motorok sűrítési aránya már elérte a 35-40:1-et, i.e. a motoron való áthaladás során a levegő térfogata csökken, és ennek megfelelően 35-40-szeresére növeli nyomását. Összehasonlításképpen, a dugattyús motorokban ez a szám nem haladja meg a 8-9: 1-et a legmodernebb és legfejlettebb modellekben. Ennek megfelelően, azonos súlyú és méretű gázturbinás motor sokkal erősebb, és az együttható hasznos akcióő magasabb. Ez az oka a gázturbinás hajtóművek olyan széles körben elterjedt használatának a légi közlekedésben.

És most még többet a tervezésről. A fent felsorolt ​​négy folyamat megy végbe a motorban, ami az egyszerűsített diagramon a számok alatt látható:

• levegő beömlőnyílás - 1 (levegőbeömlő)
• tömörítés - 2 (kompresszor)
• keverés és gyújtás - 3 (égéstér)
• kipufogó - 5 (kipufogó fúvóka)
• A 4. szám alatti titokzatos szakaszt turbinának hívják. Ez minden gázturbinás motor szerves részét képezi, célja, hogy az égéstérből nagy fordulatszámon kilépő gázokból energiát nyerjen, és ugyanazon a tengelyen található, mint az azt meghajtó kompresszor (2).

Így zárt ciklust kapunk. A levegő bejut a motorba, összepréselik, összekeverik az üzemanyaggal, meggyújtják, a turbinalapátokhoz irányítják, amelyek a gázteljesítmény akár 80%-át is elvezetik a kompresszor forgatásához, csak a maradék határozza meg a motor végső teljesítményét, ami felhasználható sok út.

Az energia további felhasználásának módjától függően a gázturbinás motorokat a következőkre osztják:

• turbóhajtómű
• légcsavaros gázturbina
• turbóventilátor
• turbótengely

A fenti ábrán látható motor az turbóhajtómű. „Tiszta” gázturbinának mondható, mert a kompresszort forgató turbinán való áthaladás után a gázok a kipufogófúvókán keresztül nagy sebességgel lépnek ki a motorból és ezzel lökdösik előre a gépet. Az ilyen hajtóműveket ma főleg nagysebességű harci repülőgépekben használják.

Légcsavaros gázturbina a motorok abban különböznek a turbósugárhajtóművektől, hogy rendelkeznek kiegészítő szakasz turbina, más néven turbina alacsony nyomás, amely egy vagy több lapátsorból áll, amelyek a kompresszor turbinája után visszamaradt energiát veszik el a gázokból, és így forgatják a légcsavart, amely a motor előtt és mögött egyaránt elhelyezhető. A turbina második szakasza után a kipufogógázok ténylegesen a gravitáció hatására távoznak, gyakorlatilag nincs energiájuk, így egyszerűen eltávolítják őket. kipufogócsövek. Hasonló motorokat használnak kis sebességű, alacsony magasságú repülőgépeken.

Turbóventilátorok motoroknál hasonló a séma a turbólégcsavarokkal, csak a turbina második szakasza nem veszi el az összes energiát a kipufogógázokból, így ezeknek a motoroknak is van kipufogófúvókája. De a fő különbség az, hogy az alacsony nyomású turbina hajtja a ventilátort, amely egy házba van zárva. Ezért egy ilyen motort kétkörös motornak is neveznek, mivel a levegő áthalad a belső áramkörön (maga a motoron) és a külsőn, ami csak a motort előre toló légáram irányításához szükséges. Mert elég "pufók" a formájuk. Ezeket a motorokat használják a legtöbb modern utasszállító repülőgépen, mivel ezek a leggazdaságosabbak a hangsebességet megközelítő sebességnél, és hatékonyak 7000-8000 m feletti és 12 000-13 000 méteres magasságban történő repülésnél.

Turbótengely a motorok felépítésükben szinte megegyeznek a turbólégcsavarokkal, csakhogy a kisnyomású turbinához kötődő tengely kijön a motorból és abszolút bármit képes meghajtani. Az ilyen hajtóműveket helikopterekben használják, ahol két vagy három hajtómű egyetlen főrotort és egy kompenzáló farokcsavart hajt meg. Még a tankok, a T-80 és az amerikai Abrams is hasonló erőművekkel rendelkeznek.

A gázturbinás motorokat más szerint is osztályozzák jelek:

• beviteli eszköz típusa szerint (állítható, szabályozatlan)
• kompresszor típusa szerint (axiális, centrifugális, axiális-centrifugális)
• a levegő-gáz út típusa szerint (egyenes, hurok)
• turbina típusa szerint (fokozatok száma, rotorok száma stb.)
• a sugárfúvóka típusa szerint (állítható, szabályozatlan) stb.

Turbóhajtómű axiális kompresszorral kapott széles körű alkalmazás. Futás közben motor jön folyamatos folyamat. A levegő áthalad a diffúzoron, lelassul és belép a kompresszorba. Ezután belép az égéstérbe. A fúvókákon keresztül üzemanyagot is szállítanak a kamrába, a keveréket elégetik, az égéstermékek a turbinán keresztül mozognak. A turbinalapátokban keletkező égéstermékek kitágulnak és forognak. Továbbá a turbinából csökkentett nyomású gázok belépnek a sugárfúvókába, és nagy sebességgel kitörnek, tolóerőt hozva létre. A maximális hőmérséklet az égéstér vizében is fellép.

A kompresszor és a turbina ugyanazon a tengelyen található. Az égéstermékek lehűtésére, hideg levegő. A modern sugárhajtóművekben üzemhőmérséklet körülbelül 1000 °C-kal meghaladhatja a rotorlapátötvözetek olvadáspontját. A turbinaalkatrészek hűtőrendszere, valamint a hőálló és hőálló motoralkatrészek megválasztása az egyik fő probléma minden típusú sugárhajtómű tervezésénél, beleértve a turbósugárhajtóműveket is.

A centrifugális kompresszorral ellátott turbósugárhajtóművek jellemzője a kompresszorok kialakítása. Az ilyen motorok működési elve hasonló az axiális kompresszoros motorokhoz.

Gázturbinás hajtómű. Videó.

Hasznos kapcsolódó cikkek.

Repülőgép hajtómű

Repülőgép hajtómű

olyan motor, amelynek tolóerejét a belőle kiáramló munkafolyadék sugarának reakciója (visszarúgása) hozza létre. A munkafolyadék a motorokkal kapcsolatban olyan anyagot (gáz, folyékony, szilárd test) értendő, amelynek segítségével az üzemanyag elégetése során felszabaduló hő hasznossá alakul. gépészeti munka. A sugárhajtómű alapja az, ahol elégetik (primer energiaforrás) és keletkezik - forró gázok (üzemanyag égéstermékei).

A munkafolyadék előállításának módja szerint a sugárhajtóműveket légsugaras (AJ) ill. rakétamotorok(RD). A sugárhajtóművekben az üzemanyag a légáramban ég el (a légköri oxigén oxidálja), forró gázok hőenergiájává alakulva, amely viszont a sugársugár mozgási energiájává alakul. Az égéskamrába történő levegőellátás módjától függően turbókompresszoros, sugárhajtású és impulzussugaras motorokat különböztetnek meg.

A turbófeltöltős motorban a levegőt kompresszor kényszeríti az égéstérbe. Az ilyen motorok a repülőgép-hajtóművek fő típusai. Turbólégcsavaros, turbósugárhajtású és impulzusos sugárhajtóművekre oszthatók.

Turbóprop motor (TVD) - turbókompresszor, amelyben a tolóerőt főként egy forgásba hajtott légcsavar hozza létre gázturbina, részben pedig a sugárfúvókából kiáramló gázáram közvetlen reakciójával.

1 - levegő; 2 - kompresszor; 3 - gáz; 4 - fúvóka; 5 - forró gázok; 6 - égéstér; 7 - folyékony üzemanyag; 8 - fúvókák

Turbó repülőgép hajtómű(TRD) - turbókompresszoros motor, amelyben a tolóerőt a fúvókából áramló sűrített gázáram közvetlen reakciója hozza létre. Pulzáló sugárhajtómű - olyan sugárhajtómű, amelyben az égéstérbe időnként belépő levegőt sebességi nyomás hatására összenyomják. Kis tapadású főleg szubszonikus repülőgépeken használják. A ramjet motor (ramjet) olyan sugárhajtómű, amelyben az égéstérbe folyamatosan belépő levegőt sebességi nyomás hatására összenyomják. Nagy tolóerővel rendelkezik szuperszonikus repülési sebességnél; nincs statikus tolóerő, ezért kényszerindítás szükséges a ramjet számára.

Enciklopédia "Technológia". - M.: Rosman. 2006 .

Repülőgép hajtómű

közvetlen reakciójú motor, - kódnév nagy osztály hajtóművek repülőgépekhez különféle célokra. Ellentétben a dugattyús belső égésű motorral és légcsavarral felszerelt erőművel, ahol a vonóerő a légcsavar és a külső környezet kölcsönhatása eredményeként jön létre, az R. motor hajtóerőt hoz létre, amelyet reaktív erőnek vagy tolóerőnek neveznek. a belőle származó működő folyadéksugár kilégzésének eredménye, amelynek mozgási energiája van. Ez az erő ellentétes a munkafolyadék kiáramlásával. Ebben az esetben maga a légcsavar a fő mozgató, A hajtóanyag működéséhez szükséges primer energiát általában maga a munkaközeg tartalmazza (az elégetett tüzelőanyag kémiai energiája, a sűrített gáz potenciális energiája) ).
R. d. két fő csoportra oszthatók. Az első csoportba a rakétahajtóművek tartoznak - olyan hajtóművek, amelyek csak a repülőgép fedélzetén tárolt munkafolyadéknak köszönhetően hoznak létre tapadást. Ide tartoznak a folyékony rakétahajtóművek, a szilárd tüzelésű rakétahajtóművek, az elektromos rakétahajtóművek stb. Különféle célokra használják őket rakétákban, beleértve a teljesítménynövelő erősítőket is. űrhajók pályára.
A második csoportba a sugárhajtóművek tartoznak, amelyekben a munkafolyadék fő összetevője a motorba beszívott levegő környezet. A rakétahajtóművekben - turbósugárhajtóművekben, sugárhajtóművekben, impulzussugárhajtóművekben - minden meghajtás közvetlen reakcióval jön létre. A munkafolyamat és a tervezési jellemzők szerint néhány közvetett reakciójú repülőgép gázturbinás hajtómű szomszédos légrakéta hajtóművekkel - turbóprop hajtóművekkel és ezek fajtáival (turbópropanos motorok és turbótengelyes motorok), amelyekben a közvetlen reakció miatti tolóerő aránya elhanyagolható. vagy gyakorlatilag hiányzik. Turbóhajtómű kétkörös motorok A különböző bypass-arányúak ebben az értelemben köztes helyet foglalnak el a turbósugárhajtóművek és a turboprop motorok között. A légi-rakéta hajtóműveket főként a repülésben használják a katonai és az erőmű részeként polgári célú. A környezeti levegőt oxidálószerként használva a levegő-rakétamotorok lényegesen nagyobb teljesítményt biztosítanak üzemanyag-hatékonyság mint a rakétahajtóművek, mivel csak üzemanyagra van szükség a repülőgép fedélzetén. Ugyanakkor a környezeti levegő felhasználásával végzett munkafolyamatok lehetősége korlátozza a levegő-rakéta hajtóművek alkalmazási körét a légkörre.
A rakétamotor fő előnye a levegő-rakéta hajtóművel szemben, hogy bármilyen sebességgel és repülési magassággal képes működni (a rakétamotor tolóereje nem függ a repülési sebességtől, és a magassággal növekszik). Egyes esetekben kombinált hajtóműveket használnak, amelyek kombinálják a rakéta és a levegő-rakéta motorok jellemzőit. NÁL NÉL kombinált motorok a hatékonyság javítása érdekében levegőt használnak a gyorsítás kezdeti szakaszában a rakéta üzemmódra való átállással nagy repülési magasságokban.

Repülés: Enciklopédia. - M.: Nagy Orosz Enciklopédia. Főszerkesztő G.P. Szviscsov. 1994 .

Nézze meg, mi az a "sugárhajtómű" más szótárakban:

JET ENGINE, egy olyan motor, amely folyadék- vagy gázsugarat a mozgási iránnyal ellentétes irányban gyors kibocsátással biztosít meghajtást. A gázok nagy sebességű áramlásának létrehozásához üzemanyag sugárhajtóműben ... ... Tudományos és műszaki enciklopédikus szótár

Olyan motor, amely a kezdeti energiát a munkafolyadék sugáráramának mozgási energiájává alakítva hozza létre a mozgáshoz szükséges vonóerőt; a munkafolyadék motorfúvókából való lejárata következtében ... ... Nagy szovjet enciklopédia

- (közvetlen reakciójú motor) olyan motor, amelynek tolóerejét a belőle kiáramló munkafolyadék reakciója (visszarúgása) hozza létre. Légsugár- és rakétahajtóművekre osztva... Nagy enciklopédikus szótár

Olyan motor, amely bármilyen típusú primer energiát a munkafolyadék mozgási energiájává alakít (sugáráram), amely sugár tolóerőt hoz létre. A sugárhajtóműben maga a motor és a meghajtó egység egyesül. A fő része minden ... ... tengeri szótárnak

JET motor, olyan motor, amelynek tolóerejét a belőle kiáramló munkaközeg (például vegyi üzemanyag égéstermékei) közvetlen reakciója (visszarúgása) hozza létre. Rakétahajtóművekre vannak osztva (ha munkafolyadék-készleteket helyeznek el ... ... Modern Enciklopédia

Repülőgép hajtómű- JET ENGINE, olyan motor, amelynek tolóerejét a belőle kiáramló munkaközeg (például vegyi üzemanyag égéstermékei) közvetlen reakciója (visszarúgása) hozza létre. Rakétahajtóművekre vannak osztva (ha munkafolyadék-készleteket helyeznek el ... ... Illusztrált enciklopédikus szótár

REPÜLŐGÉP HAJTÓMŰ- közvetlen reakciós motor, amelynek reaktív (lásd) a belőle kiáramló munkaközeg sugarának visszatérése révén jön létre. Van légsugár és rakéta (lásd) ... Nagy Politechnikai Enciklopédia

repülőgép hajtómű- — Témakörök: olaj- és gázipari HU sugárhajtómű… Műszaki fordítói kézikönyv

Űrsikló rakétamotor tesztjei ... Wikipédia

- (közvetlen reakciójú motor), olyan motor, amelynek tolóerejét a belőle kiáramló munkafolyadék reakciója (visszarúgása) hozza létre. Légsugár- és rakétahajtóművekre oszthatók. * * * SÜTŐMOTOR SÜTŐMOTOR (közvetlen motor… … enciklopédikus szótár

Könyvek

• Repülőgép-modell pulzáló légsugárhajtómű , V. A. Borodin , A könyv egy pulzáló VKI tervezését, működését és elemi elméletét tárgyalja. A könyvet sugárhajtású repülőgép-modellek diagramjai illusztrálják. Az eredetiben reprodukálva… Kategória: Mezőgazdasági gépek Kiadó: YoYo Media, Gyártó:

ESSZÉ

EBBEN A TÉMÁBAN:

Sugárhajtóművek .

ÍRTA: Kiselev A.V.

KALININGRAD

Bevezetés

Sugárhajtómű, olyan motor, amely a kezdeti energiát a munkafolyadék sugáráramának mozgási energiájává alakítva hozza létre a mozgáshoz szükséges vonóerőt; a munkaközegnek a motor fúvókájából való kilégzése következtében a sugár reakciója (visszarúgása) formájában reaktív erő jön létre, amely a motort és a hozzá szerkezetileg hozzátartozó berendezést az ellenkező irányba mozgatja. a sugár kiáramlásához. A sugársugár mozgási (sebesség) energiája R. j-re alakítható. különböző fajták energia (kémiai, nukleáris, elektromos, napenergia). Az R. d. (közvetlen reakciós motor) a tényleges motort egyesíti a mozgatógéppel, azaz részvétel nélkül biztosítja a saját mozgását köztes mechanizmusok.

Az alkotáshoz sugárhajtás R. d. által használt, szüksége van:

a kezdeti (elsődleges) energia forrása, amely a sugár kinetikai energiájává alakul át;

a munkafolyadék, amely sugársugár formájában távozik az R. d.-ből;

R. D. maga is energiaátalakító.

A kezdeti energiát egy repülőgép vagy más RD-vel felszerelt berendezés fedélzetén tárolják (kémiai üzemanyag, nukleáris üzemanyag), vagy (elvileg) származhat kívülről (napenergia). Munkafolyadék előállításához R. d.-ben a környezetből (például levegőből vagy vízből) vett anyag használható;

az anyag, amely a készülék tartályaiban vagy közvetlenül a d. R. kamrájában van; a környezetből származó és a készülék fedélzetén tárolt anyagok keveréke.

A modern R. d.-ben leggyakrabban a vegyszert használják elsődlegesként

Rakétalövési tesztek

motor Űrrepülőgép

Turbóhajtóműves motorok AL-31F repülőgép Szu-30MK. osztályhoz tartoznak sugárhajtóművek

energia. Ebben az esetben a munkafolyadék izzó gázok - a kémiai tüzelőanyag égéstermékei. A rakétahajtómű működése során az égő anyagok kémiai energiája az égéstermékek hőenergiájává, a forró gázok hőenergiája pedig a sugársugár transzlációs mozgásának mechanikai energiájává, ill. következésképpen az a berendezés, amelyre a motort felszerelik. Bármely R. d. fő része az az égéstér, amelyben a munkaközeg keletkezik. A kamra végét, amely a munkafolyadék felgyorsítására és a sugáráram előállítására szolgál, sugárfúvókának nevezik.

Attól függően, hogy a környezetet használják-e a rakétahajtóművek működése során, két fő osztályba sorolhatók - légsugárhajtóművek (WRD) és rakétamotorok (RD). Minden VKI hőmotor, amelynek munkaközegét egy éghető anyag és a légköri oxigén oxidációs reakciója hozza létre. A VKI munkaközegének nagy részét a légkörből érkező levegő teszi ki. Így egy víz-keretirányelvvel rendelkező berendezés energiaforrást (tüzelőanyagot) hordoz a fedélzetén, és a munkaközeg nagy részét kiszívja a környezetből. A VKI-vel ellentétben az RD munkaközegének minden alkatrésze az RD-vel felszerelt készülék fedélzetén található. A környezettel kölcsönhatásba lépő hajtómű hiánya és a munkafolyadék minden alkatrészének jelenléte a berendezés fedélzetén teszi az RD-t az egyetlen alkalmassá az űrben végzett munkára. Léteznek kombinált rakétahajtóművek is, amelyek úgymond a két fő típus kombinációja.

A sugárhajtóművek története

A sugárhajtás elve nagyon régóta ismert. Gémgolyót R. d. ősének tekinthetjük. A szilárd rakétamotorok - porrakéták jelentek meg Kínában a 10. században. n. e. Több száz éven át az ilyen rakétákat először Keleten, majd Európában használták tűzijátékként, jelzésként, harcként. 1903-ban K. E. Ciolkovszkij "Világterek vizsgálata reaktív eszközökkel" című munkájában a világon elsőként terjesztette elő a folyékony hajtóanyagú rakétahajtóművek elméletének főbb rendelkezéseit, és javasolta a folyékony hajtóanyag fő elemeit. rakétamotor. Az első szovjet folyékony rakétamotorokat - ORM, ORM-1, ORM-2 - V. P. Glushko tervezte, és 1930-31-ben az ő vezetésével készítette el a Gázdinamikai Laboratóriumban (GDL). 1926-ban R. Goddard folyékony üzemanyaggal rakétát indított. Először 1929-33-ban Glushko készített és tesztelt egy elektrotermikus RD-t a GDL-ben.

1939-ben a Szovjetunióban tesztelték az I. A. Merkulov által tervezett ramjet hajtóműves rakétákat. Első séma turbóhajtómű? N. Gerasimov orosz mérnök javasolta 1909-ben.

1939-ben a leningrádi kirovi üzemben megkezdődött az A. M. Lyulka által tervezett turbósugárhajtóművek építése. A megalkotott motor tesztelését az 1941-45-ös Nagy Honvédő Háború megakadályozta. 1941-ben a F. Whittle (Nagy-Britannia) által tervezett turbósugárhajtóművet először egy repülőgépre szerelték fel és tesztelték. S. S. Nezhdanovsky, I. V. Meshchersky és N. E. Zsukovszkij orosz tudósok elméleti munkái, R. Enot-Peltri francia tudós és G. Oberth német tudós munkái nagy jelentőséggel bírtak R. D. létrehozásában. A VRD létrehozásához fontos hozzájárulást jelentett a szovjet tudós, B. S. Stechkin munkája: "A légzőmotor elmélete", amelyet 1929-ben tettek közzé.

Az R. d.-nek más a célja, és alkalmazási körük folyamatosan bővül.

Az R. d.-t legszélesebb körben használják különféle típusú repülőgépeken.

A turbóhajtóműveket és a kétkörös turbósugárhajtóműveket a legtöbb katonai és polgári repülőgéppel szerelik fel világszerte, helikopterekben használják. Ezek a rakétahajtóművek szubszonikus és szuperszonikus sebességű repülésekre egyaránt alkalmasak; lövedékes repülőgépekre is felszerelik, a szuperszonikus turbósugárhajtóműveket a repülőgépek első szakaszaiban lehet alkalmazni. A Ramjet hajtóműveket légvédelmi irányított rakétákra, cirkáló rakétákra, szuperszonikus vadászreceptorokra szerelik fel. Szubszonikus közvetlen áramlású motorok helikoptereken használják (a fő rotorlapátok végére szerelve). A lüktető sugárhajtóművek kis tolóerővel rendelkeznek, és csak szubszonikus sebességű repülőgépekhez készültek. Az 1939-45-ös második világháború idején ezeket a hajtóműveket V-1 lövedékekkel szerelték fel.

Az RD-t a legtöbb esetben nagysebességű repülőgépeken használják.

A folyékony hajtóanyagú rakétahajtóműveket űrhajók és űrhajók hordozóeszközein használják menet-, fékező- és vezérlőmotorként, valamint irányított ballisztikus rakétákon. A szilárd hajtóanyagú rakétamotorokat ballisztikus, légvédelmi, páncéltörő és egyéb katonai rakétákban, valamint hordozórakétákon és űrhajókon alkalmazzák. Kisméretű szilárd hajtóanyagú motorokat használnak a repülőgépek felszállásához. Elektromos rakétahajtóművek és nukleáris rakétamotorok használhatók az űrhajókban.

Ez a hatalmas törzs, a közvetlen reakció elve azonban életet adott a sugárhajtóművek családjának "családfájának" egy hatalmas koronának. Megismerkedni koronájának fő ágaival, megkoronázva a közvetlen reakció „törzsét”. Hamarosan, amint az ábrán látható (lásd alább), ez a törzs két részre oszlik, mintha villámcsapás volna ketté. Mindkét új törzset egyformán hatalmas koronák díszítik. Ez a felosztás annak a ténynek köszönhető, hogy az összes "vegyi" sugárhajtóművet két osztályba osztják, attól függően, hogy környezeti levegőt használnak-e munkájukhoz vagy sem.

Az egyik újonnan kialakított csomagtartó a légbelégzéses motorok osztálya (VRD). Ahogy a neve is sugallja, nem működhetnek a légkörön kívül. Éppen ezért ezek a hajtóművek alkotják a modern repülés gerincét, mind emberes, mind pilóta nélküli. VKI használata légköri oxigén az üzemanyag elégetéséhez nélküle nem megy az égési reakció a motorban. Ennek ellenére jelenleg a turbóhajtóműveket használják a legszélesebb körben.

(TRD), kivétel nélkül szinte minden modern repülőgépre telepítve. Mint minden atmoszférikus levegőt használó motorhoz, a turbóhajtóműhöz is szükség van speciális eszköz a levegő összenyomására, mielőtt az égéstérbe kerül. Végül is, ha az égéstérben a nyomás nem haladja meg jelentősen a légköri nyomást, akkor a gázok nem áramlanak ki nagyobb sebességgel a motorból - a nyomás az, amely kiszorítja őket. De alacsony kipufogó-sebesség mellett a motor tolóereje kicsi lesz, és a motor sok üzemanyagot fogyaszt, az ilyen motor nem talál alkalmazást. A turbóhajtóműben kompresszort használnak a levegő sűrítésére, és a motor kialakítása nagyban függ a kompresszor típusától. Vannak axiális és centrifugális kompresszoros motorok, az axiálkompresszorok a rendszerünk használatának köszönhetően kevesebb vagy több sűrítési fokozattal rendelkezhetnek, lehetnek egy-két fokozatúak, stb. A kompresszor meghajtásához a turbóhajtóműben van egy gázturbina, amely a motor nevét adta. A kompresszor és a turbina miatt a motor felépítése nagyon összetett.

A kompresszor nélküli légsugaras hajtóművek sokkal egyszerűbb kialakításúak, amelyekben a szükséges nyomásnövelést más módon hajtják végre, amelyeknek neve van: pulzáló és ramjet motorok.

A pulzáló motorban ezt általában a motor bemenetére szerelt szeleprács végzi, amikor az üzemanyag-levegő keverék új adagja megtölti az égésteret és felvillan benne, a szelepek bezáródnak, elválasztva az égésteret az égéstertől. motor bemenet. Ennek eredményeként a kamrában a nyomás megemelkedik, és a gázok a sugárfúvókán keresztül kirohannak, majd az egész folyamat megismétlődik.

Egy másik típusú, ramjet kompresszor nélküli motorban még ez a szeleprács sincs és az égéstérben a nyomás a dinamikus nyomás hatására megemelkedik, pl. a hajtóműbe repülés közben érkező, szembejövő légáramlás lassulása. Nyilvánvaló, hogy egy ilyen hajtómű csak akkor tud működni, ha a repülőgép már kellően nagy sebességgel repül, a parkolóban nem fejleszt tolóerőt. De egy nagyon Magassebesség, 4-5 alkalommal nagyobb sebesség hang, egy ramjet motor nagyon nagy tapadást fejleszt és fogyaszt kevesebb üzemanyag mint bármely más „vegyi” sugárhajtómű ilyen körülmények között. Ezért a ramjet motorok.

A ramjet hajtóművekkel (ramjet motorokkal) rendelkező szuperszonikus repülőgépek aerodinamikai sémájának sajátossága a speciális gyorsító hajtóművek jelenlétének köszönhető, amelyek biztosítják a ramjet stabil működésének elindításához szükséges sebességet. Ez megnehezíti a szerkezet farok részét, és stabilizátorok felszerelését teszi szükségessé a szükséges stabilitás biztosítása érdekében.

A sugárhajtómű működési elve.

A modern, nagy teljesítményű különféle típusú sugárhajtóművek középpontjában a közvetlen reakció elve áll, pl. teremtés elve hajtóerő(vagy tolóerő) a motorból kiáramló „munkaanyag”, általában forró gázok reakciója (visszarúgása) formájában.

Minden motorban két energiaátalakítási folyamat zajlik. Először a tüzelőanyag kémiai energiáját alakítják át az égéstermékek hőenergiájává, majd a hőenergiát mechanikai munkák elvégzésére használják fel. Ezek a motorok tartalmazzák dugattyús motorok autók, dízelmozdonyok, erőművek gőz- és gázturbinái stb.

Tekintsük ezt a folyamatot a sugárhajtóművekkel kapcsolatban. Kezdjük a motor égésterével, amelyben a motor típusától és az üzemanyag típusától függően már így vagy úgy éghető keverék keletkezett. Ez lehet például levegő és kerozin keveréke, mint egy modern turbóhajtóműben. sugárhajtású repülőgép, vagy folyékony oxigén és alkohol keveréke, mint egyes folyékony rakétamotorokban, vagy végül valamilyen szilárd hajtóanyag porrakétákhoz. Az éghető keverék megéghet, pl. kémiai reakcióba lép, amelynek során hő formájában gyorsan felszabadul az energia. Az energia felszabadításának képessége kémiai reakció, és a keverék molekuláinak potenciális kémiai energiája. A molekulák kémiai energiája összefügg szerkezetük sajátosságaival, pontosabban elektronhéjaik szerkezetével, pl. a molekulát alkotó atomok magjait körülvevő elektronfelhő. Egy kémiai reakció eredményeként, amelyben egyes molekulák elpusztulnak, míg mások keletkeznek, természetesen az elektronhéjak átrendeződése következik be. Ebben az átalakításban ez a felszabaduló kémiai energia forrása. Látható, hogy a sugárhajtóművek üzemanyagaként csak olyan anyagok szolgálhatnak, amelyek a motorban végbemenő kémiai reakció (égés) során kellően nagy mennyiségű hőt bocsátanak ki, és nagy mennyiségű gázt is képeznek. Mindezek a folyamatok az égéskamrában zajlanak, de a reakciónál ne molekuláris szinten (erről fentebb már volt szó), hanem a munka "fázisainál" térjünk ki. Amíg az égés meg nem kezdődik, a keverék nagy mennyiségű potenciális kémiai energiával rendelkezik. De aztán a láng elnyelte a keveréket, még egy pillanat – és a kémiai reakció véget ért. Most az éghető keverék molekulái helyett a kamra sűrűbben "csomagolt" égéstermék-molekulákkal van megtöltve. A felesleges kötési energia, amely a lezajlott égési reakció kémiai energiája, felszabadul. Az ezzel a többletenergiával rendelkező molekulák a velük való gyakori ütközések következtében szinte azonnal átvitték más molekulákba és atomokba. Az égéstérben minden molekula és atom véletlenszerűen, kaotikusan, sokkal nagyobb sebességgel kezdett mozogni, a gázok hőmérséklete emelkedett. Így a tüzelőanyag potenciális kémiai energiája átalakult az égéstermékek hőenergiájává.

Az összes többi hőgépben hasonló átállás történt, de a sugárhajtóművek alapvetően különböznek tőlük a forró égéstermékek további sorsát illetően.

Miután a hőgépben forró gázok képződtek, amelyek nagy hőenergiát tartalmaznak, ezt az energiát mechanikai energiává kell alakítani. Hiszen a motorok célja a mechanikai munka elvégzése, valaminek a "mozgatása", működésbe hozása, nem mindegy, hogy erőmű rajzainak kiegészítésére kérésre dinamóról, dízelről van szó. mozdony, autó vagy repülőgép.

Ahhoz, hogy a gázok hőenergiája mechanikai energiává alakuljon, térfogatuknak növekednie kell. Ilyen tágulás esetén a gázok elvégzik azt a munkát, amelyre belső és hőenergiájukat fordítják.

Dugattyús motornál táguló gázok nyomnak rá a henger belsejében mozgó dugattyúra, a dugattyú megnyomja a hajtórudat, ami már a motor főtengelyét forgatja. A tengely egy dinamó forgórészéhez, egy dízelmozdony vagy személygépkocsi hajtótengelyéhez, vagy egy repülőgép propelleréhez kapcsolódik - a motor hasznos munkát végez. NÁL NÉL gőzgép, vagy gázturbina, gázok, táguló, forgásra kényszerítik a turbina tengelyére kapcsolt kereket - nincs szükség hajtókaros mechanizmusra, ami a turbina egyik nagy előnye

A gázok természetesen kitágulnak egy sugárhajtóműben, mert anélkül nem működnek. De a tágulási munkát ebben az esetben nem a tengely forgására fordítják. A meghajtó mechanizmushoz kapcsolódik, mint más hőmotoroknál. A sugárhajtóműnek más a célja - sugárhajtóerő létrehozása, és ehhez az szükséges, hogy a gázsugár - égéstermékek nagy sebességgel áramoljanak ki a motorból: ennek a sugárnak a reakcióereje a motor tolóereje. . Következésképpen a motorban az üzemanyag égéséből származó gáznemű termék kibővítését maguknak a gázoknak a felgyorsítására kell fordítani. Ez azt jelenti, hogy a sugárhajtóműben a gázok hőenergiáját át kell alakítani kinetikai energiájukká - a molekulák véletlenszerű kaotikus hőmozgását fel kell váltani a szervezett, mindenki számára közös irányú áramlásukkal.

Erre szolgál a motor egyik legfontosabb része, az úgynevezett jet fúvóka. Függetlenül attól, hogy egy adott sugárhajtómű milyen típushoz tartozik, feltétlenül fel kell szerelni egy fúvókával, amelyen keresztül a forró gázok nagy sebességgel áramlanak ki a motorból - az üzemanyag égéstermékei a motorban. Egyes hajtóművekben a gázok közvetlenül az égéstér után jutnak be a fúvókába, például rakéta- vagy sugárhajtóműben. Másoknál, a turbósugárhajtóműveknél a gázok először egy turbinán haladnak át, aminek leadják hőenergiájuk egy részét. Ebben az esetben a kompresszor meghajtására van szükség, amely az égéstér előtti levegő összenyomására szolgál. De egyébként a fúvóka a motor utolsó része - a gázok átfolynak rajta, mielőtt elhagyják a motort.

A sugárfúvóka lehet különféle formák, és ráadásul a motor típusától függően eltérő kialakítás. A fő dolog az a sebesség, amellyel a gázok kifolynak a motorból. Ha ez a kiáramlási sebesség nem haladja meg azt a sebességet, amellyel a hanghullámok terjednek a kiáramló gázokban, akkor a fúvóka egy egyszerű hengeres vagy szűkülő csőszakasz. Ha a kiáramlási sebességnek meg kell haladnia a hangsebességet, akkor a fúvóka táguló cső alakját kapja, vagy először szűkül, majd tágul (Love's fúvóka). Csak egy ilyen alakú csőben, amint azt az elmélet és a tapasztalat mutatja, lehet szuperszonikus sebességre szórni a gázt, átlépni a "hanggáton".

Sugárhajtómű diagram

A turbóventilátor a legszélesebb körben használt sugárhajtómű a polgári repülésben.

A motorba (1) belépő üzemanyag sűrített levegővel keveredik, és az égéstérben (2) elégeti. A táguló gázok nagy sebességű (3) és alacsony fordulatszámú turbinákat forgatnak, amelyek viszont meghajtják a kompresszort (5), levegőt tolva az égéstérbe, és a ventilátorokat (6), átvezetve a levegőt ezen a kamrán és irányítva. a kipufogócsőhöz. A levegő kiszorításával a ventilátorok további tolóerőt biztosítanak. Egy ilyen típusú motor 13 600 kg-ig képes tolóerőt kifejleszteni.

Következtetés

A sugárhajtómű számos figyelemre méltó tulajdonsággal rendelkezik, de a legfontosabb a következő. A rakétának nincs szüksége sem szárazföldre, sem vízre, sem levegőre a mozgáshoz, mivel az üzemanyag elégetése során keletkező gázokkal való kölcsönhatás eredményeként mozog. Ezért a rakéta levegőtlen térben is mozoghat.

K. E. Ciolkovszkij az űrrepülések elméletének megalapítója. Konsztantyin Eduardovics Ciolkovszkij orosz tudós és feltaláló adott először tudományos bizonyítékot arra vonatkozóan, hogy egy rakétát a világűrbe, a Föld légkörén túlra és a Naprendszer más bolygóira történő repülésre lehet használni.

Bibliográfia

A fiatal technikus enciklopédikus szótára.

Hőjelenségek a technikában.

Anyagok a http://goldref.ru/ webhelyről;

1. vadászgép mozgás (2)

   Absztrakt >> Fizika

   Ami a formában van reaktív a sugár kilökődik belőle reaktív motor; magamat reaktív motor- egy energiaátalakító ... amivel reaktív motor az ezzel felszerelt készüléket érinti reaktív motor. tolóerő reaktív motor attól függ...

2. vadászgép mozgás a természetben és a technológiában

   Absztrakt >> Fizika

   Salp előre. A legnagyobb érdeklődés az reaktív motor tintahal. A tintahal a leginkább...ti. készülékkel reaktív motor magán a készüléken található üzemanyag és oxidálószer használatával. Reaktív motor- ez motorátalakul...

3. Reaktív többszörös kilövésű BM-13 Katyusha rakétarendszer

   Absztrakt >> Történelmi alakok

   fej és puskapor reaktív motor. A fejrész a maga módján ... egy biztosíték és egy további detonátor. Reaktív motorégéstérrel rendelkezik, a tűzképesség meredek növekedésével reaktív

Elgondolkozott már azon, hogyan működik egy sugárhajtómű? Az ősidők óta ismert a sugárhajtóerő. De ezt csak a múlt század elején, az Anglia és Németország közötti fegyverkezési verseny eredményeként tudták a gyakorlatba átültetni.

A sugárhajtású repülőgép-hajtóművek működési elve meglehetősen egyszerű, de van néhány árnyalata, amelyeket szigorúan betartanak a gyártás során. Ahhoz, hogy a gép megbízhatóan tudjon maradni a levegőben, tökéletesen kell működniük. Végül is a repülőgép fedélzetén tartózkodók élete és biztonsága múlik ezen.

A sugárhajtás hajtja. Valamilyen folyadékot kell kinyomni a rendszer hátuljából, és előremozgatni. Itt működik Newton harmadik törvénye amely így szól: "Minden cselekvésre egyenlő és ellentétes reakció jár."

A sugárhajtóműnél folyadék helyett levegő. Olyan erőt hoz létre, amely mozgást biztosít.

Használja forró gázok és levegő és éghető tüzelőanyag keveréke. Ez a keverék nagy sebességgel jön ki belőle, és előretolja a gépet, lehetővé téve a repülést.

Ha egy sugárhajtású repülőgép hajtóművéről beszélünk, akkor az a négy kombinációja fontos részleteket:

• kompresszor;
• égéskamrák;
• turbinák;
• kipufogó.

A kompresszor áll több turbinából, amelyek beszívják a levegőt és összenyomják, ahogy áthalad a szögletes pengéken. Összenyomva a levegő hőmérséklete és nyomása nő. Rész sűrített levegő belép az égéstérbe, ahol összekeverik az üzemanyaggal és meggyullad. Növeli a levegő hőenergiája.

Repülőgép hajtómű.

forró mix tovább Magassebesség kilép a kamrából és kitágul. Ott még átmegy egy turbina lapátokkal, amelyek a gáz energiája miatt forognak.

A turbina a motor elején csatlakozik a kompresszorhoz., és ezzel mozgásba hozza. Forró levegő kilép a kipufogón keresztül. Ezen a ponton a keverék hőmérséklete nagyon magas. És ennek köszönhetően folyamatosan növekszik fojtó hatás. Utána kijön belőle a levegő.

Megkezdődött a sugárhajtású repülőgépek fejlesztése a múlt század 30-as éveiben. A britek és a németek elkezdtek hasonló modelleket fejleszteni. Ezt a versenyt német tudósok nyerték meg. Ezért az első sugárhajtóműves repülőgép az volt „Fecske” a Luftwaffe-ban. "Gloucester meteor" kicsit később emelkedett a levegőbe. Az első ilyen hajtóművel rendelkező repülőgépet részletesen ismertetjük

A szuperszonikus repülőgép motorja is sugárhajtású, de teljesen más módosításban.

Hogyan működik a turbóhajtómű?

A sugárhajtóműveket mindenhol használják, a turbóhajtóműveket pedig nagy méretben telepítik. A különbségük az az első tüzelőanyag- és oxidálószer-utánpótlást visz magával, a kialakítás pedig biztosítja ezek ellátását a tartályokból.

repülőgép-turbóhajtómű csak üzemanyagot visz magával, az oxidálószert - a levegőt - pedig a turbina kiszorítja a légkörből. Egyébként a működési elve megegyezik a reaktívéval.

Egyik legfontosabb részletük az Ez a turbina lapátja. Ez a motor teljesítményétől függ.

A turbóhajtómű vázlata.

Ők fejlesztik ki a repülőgéphez szükséges vonóerőket. Mindegyik penge 10-szer több energiát termel, mint egy tipikus autómotor. Az égéstér mögé vannak felszerelve, a motor azon részére, ahol a legtöbb magas nyomású, és a hőmérséklet eléri 1400 Celsius fokig.

A pengék gyártása során áthaladnak a monokristályosodás folyamatán keresztül ami erőt és tartósságot ad nekik.

Minden motort teljes tolóerőre tesztelnek, mielőtt egy repülőgépre telepítenék. Át kell mennie az Európai Biztonsági Tanács és az azt előállító cég tanúsítványa. Az egyik legtöbb nagy cégek gyártásuk a Rolls-Royce.

Mi az a nukleáris meghajtású repülőgép?

A hidegháború idején nem kémiai reakcióra, hanem az atomreaktor által termelt hőre próbáltak sugárhajtóművet létrehozni. Az égéstér helyére került.

A levegő áthalad a reaktormagon, csökkenti annak hőmérsékletét és megemeli a saját hőmérsékletét. A repülési sebességnél nagyobb sebességgel tágul és folyik ki a fúvókából.

Kombinált turbó-nukleáris motor.

A Szovjetunióban tesztelték TU-95 alapján. Az USA-ban sem maradtak el a Szovjetunió tudósai mögött.

A 60-as években a tanulmányok mindkét oldalon fokozatosan megszűntek. A fejlődést hátráltató három fő probléma a következő volt:

• a pilóták biztonsága repülés közben;
• radioaktív részecskék kibocsátása a légkörbe;
• repülőbaleset esetén egy radioaktív reaktor felrobbanhat, helyrehozhatatlan károkat okozva minden élőlénynek.

Hogyan készülnek a repülőgép-modellek sugárhajtóművei?

Repülőgép-modellekhez való gyártásuk tart körülbelül 6 óra. Először fordult alumínium alaplap amelyhez az összes többi alkatrész csatlakozik. Akkora, mint egy hokikorong.

Egy henger van hozzáerősítve., így valami konzervdobozhoz hasonló. azt jövőbeli motor belső égés. Ezután az ellátó rendszert telepítik. A rögzítéshez csavarokat kell becsavarni a főlemezbe, amelyet korábban speciális tömítőanyagba engedtek le.

Repülőgép modell motor.

Az indítócsatornák a kamra másik oldalára vannak felszerelve a gázkibocsátást a turbinakerékre irányítani. Az égéstér oldalán lévő lyukba szerelve izzó spirál. Meggyújtja az üzemanyagot a motorban.

Ezután rakják a turbinát és a henger központi tengelyét. Feltették kompresszor kerék amely levegőt kényszerít az égéstérbe. A hordozórakéta javítása előtt számítógéppel ellenőrzik.

A kész motor teljesítményét még egyszer ellenőrizzük. A hangja kissé eltér egy repülőgép motorjának hangjától. Ő persze kisebb erővel, de teljesen hasonlít rá, így jobban hasonlít a modellre.

REPÜLŐGÉP HAJTÓMŰ, olyan motor, amely a potenciális energiát a munkaközeg sugáráramának mozgási energiájává alakítva hozza létre a mozgáshoz szükséges vonóerőt. Az m munkafolyadék alatt a motorok vonatkozásában olyan anyagot (gáz, folyékony, szilárd) kell érteni, amelynek segítségével az üzemanyag elégetésekor felszabaduló hőenergia hasznos mechanikai munkává alakul át. A munkaközeg motorfúvókából való kilégzése következtében a sugár kiáramlásával ellentétes irányú térben irányított sugár reakciója (visszarúgása) formájában reaktív erő jön létre. Különféle energiafajták (kémiai, nukleáris, elektromos, napenergia) alakíthatók át egy sugárhajtóműben egy sugársugár kinetikai (sebesség) energiájává.

A sugárhajtómű (közvetlen reakciójú motor) magát a motort egy légcsavarral kombinálja, vagyis saját mozgását biztosítja köztes mechanizmusok részvétele nélkül. A sugárhajtómű által használt sugárhajtás (motor tolóerő) létrehozásához szüksége van: a kezdeti (elsődleges) energia forrására, amely a sugársugár mozgási energiájává alakul; a munkafolyadék, amelyet a sugárhajtóműből sugársugár formájában lök ki; maga a sugárhajtómű energiaátalakító. Motor tolóerő - ez egy reaktív erő, amely a motor belső és külső felületére ható gázdinamikus nyomás- és súrlódási erők eredménye. Különbséget kell tenni a belső tolóerő (reaktív tolóerő) között - a motorra ható összes gázdinamikus erő eredője, a külső ellenállás és a tényleges tolóerő figyelembevétele nélkül, figyelembe véve az erőmű külső ellenállását. A kezdeti energiát egy repülőgép vagy más sugárhajtóművel felszerelt berendezés fedélzetén tárolják (vegyi üzemanyag, nukleáris üzemanyag), vagy (elvileg) származhat kívülről (napenergia).

A sugárhajtóműben lévő munkafolyadék előállításához a környezetből (például levegőből vagy vízből) vett anyag használható; a berendezés tartályaiban vagy közvetlenül egy sugárhajtómű kamrájában található anyag; a környezetből származó és a készülék fedélzetén tárolt anyagok keveréke. A modern sugárhajtóművek leggyakrabban kémiai energiát használnak primer energiaként. Ebben az esetben a munkafolyadék izzó gázok - a kémiai tüzelőanyag égéstermékei. A sugárhajtómű működése során az égő anyagok kémiai energiája az égéstermékek hőenergiájává, a forró gázok hőenergiája pedig a sugár előrehaladásának mechanikai energiájává alakul át, és ennek következtében. , az a készülék, amelyre a motor fel van szerelve.

A sugárhajtómű működési elve

A sugárhajtóműben (1. ábra) levegősugár lép be a motorba, és találkozik a nagy sebességgel forgó turbinákkal. kompresszor , amely levegőt szív be a külső környezetből (beépített ventilátor segítségével). Így két feladatot oldanak meg - az elsődleges légbeszívást és a teljes motor hűtését. A kompresszor turbina lapátjai körülbelül 30-szor vagy még többször összenyomják a levegőt, és az égéstérbe "nyomják" (befecskendezik) (a munkafolyadék keletkezik), amely minden sugárhajtómű fő része. Az égéstér karburátorként is működik, keveri az üzemanyagot a levegővel. Ez lehet például levegő és kerozin keveréke, mint egy modern sugárhajtású repülőgép turbósugárhajtóművében, vagy folyékony oxigén és alkohol keveréke, mint egyes folyékony rakétahajtóművekben, vagy valamilyen szilárd hajtóanyag porrakétákhoz. . Az oktatás után üzemanyag-levegő keverék meggyullad, és hő formájában energia szabadul fel, azaz a sugárhajtóműveket csak olyan anyagokkal tudják megtámogatni, amelyek a motorban végbemenő kémiai reakció (égés) során sok hőt szabadítanak fel, és nagy mennyiségű gázt is képeznek. .

A gyulladás során a keverék és a környező részek jelentős felmelegedése, valamint térfogati tágulás következik be. Valójában a sugárhajtómű szabályozott robbanást használ a meghajtáshoz. A sugárhajtómű égéstere az egyik legforróbb része (a hőmérséklet eléri a 2700 °-ot C), folyamatosan intenzíven hűteni kell. A sugárhajtómű egy fúvókával van felszerelve, amelyen keresztül a forró gázok, a motorban az üzemanyag égésének termékei nagy sebességgel áramlanak ki a motorból. Egyes hajtóművekben a gázok közvetlenül az égéstér után jutnak be a fúvókába, például rakéta- vagy sugárhajtóműben. A turbóhajtóműben először az égéstér utáni gázok haladnak át turbina , amely hőenergiájának egy részét az égéstér előtt levegőt sűrítő kompresszor meghajtására kapja. De egyébként a fúvóka a motor utolsó része - a gázok átfolynak rajta, mielőtt elhagyják a motort. Közvetlenül teremt jet stream. A hideg levegőt a fúvókába irányítják, amelyet a kompresszor szivattyúz a hűtés érdekében belső részletek motor. A sugárfúvóka a motor típusától függően különböző formájú és kialakítású lehet. Ha a kiáramlási sebességnek meg kell haladnia a hangsebességet, akkor a fúvóka táguló cső alakot kap, vagy először szűkül, majd tágul (Laval fúvóka). Csak egy ilyen alakú csőben lehet szuperszonikus sebességre gyorsítani a gázt, hogy átlépje a "hanggátat".

Attól függően, hogy a környezetet használják-e a sugárhajtómű működése során, két fő osztályba sorolhatók: sugárhajtóművek(VKI) és rakétamotorok(RD). Minden VKI - hőgépek, amelynek munkafolyadéka egy éghető anyag légköri oxigénnel való oxidációs reakciója során keletkezik. A VKI munkaközegének nagy részét a légkörből érkező levegő teszi ki. Így egy víz-keretirányelvvel rendelkező berendezés energiaforrást (tüzelőanyagot) hordoz a fedélzetén, és a munkaközeg nagy részét kiszívja a környezetből. Ide tartozik a turbojet motor (TRD), a ramjet motor (ramjet), a pulzáló sugárhajtómű (PuVRD), a hiperszonikus sugárhajtómű (scramjet). A VKI-vel ellentétben az RD munkafolyadékának minden alkatrésze az RD-vel felszerelt jármű fedélzetén található. A környezettel kölcsönhatásba lépő légcsavar hiánya és a munkafolyadék minden alkatrészének jelenléte a jármű fedélzetén alkalmassá teszi az RD-t űrben történő üzemeltetésre. Léteznek kombinált rakétahajtóművek is, amelyek úgymond a két fő típus kombinációja.

A sugárhajtóművek főbb jellemzői

Fő műszaki paraméter egy sugárhajtóműre jellemző a tolóerő - a hajtóművet az eszköz mozgási irányába fejlesztő erő, fajlagos impulzus - a motor tolóerejének és az 1 s alatt elfogyasztott rakéta üzemanyag (munkafolyadék) tömegéhez viszonyított aránya, vagy azonos jellemző - fajlagos fogyasztásüzemanyag (a sugárhajtómű által kifejlesztett 1 N tolóerőre 1 s alatt elfogyasztott üzemanyag mennyisége), a motor fajsúlya (a sugárhajtómű tömege üzemállapotban az általa kifejtett tolóerő egységére). Sokféle sugárhajtóműhöz fontos jellemzőit dimenziók és erőforrások. A fajlagos impulzus a motor tökéletességének vagy minőségének mutatója. A fenti diagram (2. ábra) grafikusan mutatja be ennek a mutatónak a felső értékeit különböző típusok sugárhajtóművek a repülési sebességtől függően, Mach-szám formájában kifejezve, amely lehetővé teszi az egyes hajtóművek hatókörének megtekintését. Ez a mutató egyben a motor hatékonyságának mérőszáma is.

A tolóerőt - azt az erőt, amellyel a sugárhajtómű egy ilyen motorral felszerelt eszközre hat - a következő képlet határozza meg: $$P = mW_c + F_c (p_c - p_n),$$ ahol $m$ van tömegáramlás a munkafolyadék (tömegfogyasztása) 1 másodpercig; $W_c$ a munkafolyadék sebessége a fúvóka szakaszban; $F_c$ a fúvóka kimeneti részének területe; $p_c$ – gáznyomás a fúvóka szakaszban; $p_n$ – környezeti nyomás (általában légköri nyomás). Amint a képletből látható, a sugárhajtómű tolóereje a környezeti nyomástól függ. A legnagyobb az ürességben, a legkevésbé pedig a légkör legsűrűbb rétegeiben, vagyis a sugárhajtóművel felszerelt berendezés tengerszint feletti repülési magasságától függően változik, ha a Föld légkörében való repülést vesszük figyelembe. A sugárhajtómű fajlagos impulzusa egyenesen arányos a munkaközeg fúvókából való kiáramlásának sebességével. A kiáramlási sebesség növekszik a kilépő munkaközeg hőmérsékletének növekedésével és az üzemanyag molekulatömegének csökkenésével (minél kisebb az üzemanyag molekulatömege, annál nagyobb az égés során keletkező gázok térfogata, és ennek következtében kiáramlásuk sebessége). Mivel az égéstermékek (munkaközeg) távozásának sebességét az üzemanyag-komponensek fizikai-kémiai tulajdonságai, ill. tervezési jellemzők motor, mivel állandó érték nem nagyon nagy változások a sugárhajtómű működési módját, akkor a reaktív erő nagyságát elsősorban a másodpercenkénti üzemanyag-fogyasztás határozza meg, és nagyon széles tartományban változik (az elektromos motoroknál a minimum - a folyékony és szilárd rakétamotoroknál a maximum). Az alacsony tolóerejű sugárhajtóműveket főként repülőgép-stabilizáló és vezérlőrendszerekben használják. Az űrben, ahol a gravitációs erők gyengén érezhetők, és gyakorlatilag nincs olyan közeg, amelynek ellenállását le kellene győzni, túlhúzásra is használhatók. A maximális tolóerejű RD szükséges a rakéták nagy hatótávolságú és magasságú kilövéséhez, és különösen a repülőgépek űrbe való kilövéséhez, azaz az első űrsebességre való gyorsításához. Az ilyen motorok nagyon sok üzemanyagot fogyasztanak; általában nagyon rövid ideig működnek, és adott sebességre gyorsítják a rakétákat.

A WFD-k a környezeti levegőt használják a munkaközeg fő összetevőjeként, ami sokkal gazdaságosabb. A WJD-k több órán keresztül folyamatosan működhetnek, így alkalmasak légi közlekedésre. Különböző sémák lehetővé tették a használatukat a repülőgépeken üzemeltetett repülőgépeken különböző módok repülési. A turbóhajtóműveket (TRD) széles körben használják, amelyeket kivétel nélkül szinte minden modern repülőgépre telepítenek. Mint minden légköri levegőt használó motorhoz, a turbósugárhajtóművekhez is szükség van egy speciális eszközre, amely összenyomja a levegőt, mielőtt az égéstérbe kerül. A turbóhajtóműben kompresszort használnak a levegő sűrítésére, és a motor kialakítása nagyban függ a kompresszor típusától. A kompresszor nélküli sugárhajtóművek sokkal egyszerűbb kialakításúak, amelyekben a szükséges nyomásnövelést más módon hajtják végre; ezek pulzáló és közvetlen áramlású motorok. Egy lüktetőben repülőgép hajtómű(PuVRD) ezt általában a motor bemenetére szerelt szeleprács végzi, amikor az üzemanyag-levegő keverék új adagja betölti az égésteret és felvillan benne, a szelepek bezáródnak, elválasztva az égésteret a motor bemenetétől. . Ennek eredményeként a kamrában a nyomás megemelkedik, és a gázok a sugárfúvókán keresztül kirohannak, majd az egész folyamat megismétlődik. Egy másik típusú kompresszor nélküli motorban, a ramjetben még ez a szeleprács és légköri levegő sincs, amely sebességgel lép be a motor bemenetébe. egyenlő sebességgel repülés, a sebesség nyomás hatására összenyomódik és az égéstérbe kerül. A befecskendezett tüzelőanyag ég, megnő az áramlás hőtartalma, amely a repülési sebességnél nagyobb sebességgel áramlik ki a sugárfúvókán keresztül. Ennek köszönhetően létrejön a ramjet tolóereje. A ramjet fő hátránya, hogy nem képes önállóan biztosítani a repülőgép felszállását és gyorsulását (LA). Először olyan sebességre kell felgyorsítani a repülőgépet, amellyel a sugárhajtómű elindul, és stabil működése biztosított. A ramjet hajtóművekkel (ramjet motorokkal) rendelkező szuperszonikus repülőgépek aerodinamikai sémájának sajátossága a speciális gyorsító hajtóművek jelenlétének köszönhető, amelyek biztosítják a ramjet stabil működésének elindításához szükséges sebességet. Ez megnehezíti a szerkezet farok részét, és stabilizátorok felszerelését teszi szükségessé a szükséges stabilitás biztosítása érdekében.

Történeti hivatkozás

A sugárhajtás elve régóta ismert. A Heron golyója a sugárhajtómű ősének tekinthető. Szilárd rakétamotorok(RDTT - szilárd tüzelésű rakétamotor) - a porrakéták a X. században jelentek meg Kínában. n. e. Több száz éven át az ilyen rakétákat először Keleten, majd Európában használták tűzijátékként, jelzésként, harcként. A sugárhajtás gondolatának fejlesztésének fontos állomása volt az az elképzelés, hogy egy rakétát használnak egy repülőgép motorjaként. Először az orosz forradalmár, Narodnaja Volja N. I. Kibalcsis fogalmazta meg, aki 1881 márciusában, röviddel a kivégzése előtt javasolta egy repülőgép (rakétarepülő) sémáját, amely robbanóporos gázokból történő sugárhajtást alkalmaz. A szilárd hajtóanyagú rakétamotorokat a katonai rakéták minden osztályában (ballisztikus, légelhárító, páncéltörő stb.), az űrben (például indító és fenntartó motorként) és a légiközlekedési technológiában (repülőgép-felszállási gyorsítókban) használják. rendszerek kilökődés) stb. A kisméretű szilárd hajtóanyagú motorokat a repülőgépek felszállásának gyorsítójaként használják. Elektromos rakétahajtóművek és nukleáris rakétamotorok használhatók az űrhajókban.

A turbóhajtóműveket és a kétkörös turbósugárhajtóműveket a legtöbb katonai és polgári repülőgéppel szerelik fel világszerte, helikopterekben használják. Ezek a sugárhajtóművek alkalmasak szubszonikus és szuperszonikus sebességű repülésekre is; lövedékrepülőgépekre is telepítik, az első szakaszokban szuperszonikus turbósugárhajtóműveket lehet alkalmazni űrrepülőgép, rakéta- és űrtechnológia stb.

A sugárhajtóművek létrehozása szempontjából nagy jelentőséggel bírtak az orosz tudósok, S. S. Nezhdanovsky, I. V. elméleti munkái. Mescserszkij, N. E. Zsukovszkij, R. Enot-Peltri francia tudós, G. Oberth német tudós munkái. A VRD megalkotásához fontos hozzájárulást jelentett B. S. Stechkin szovjet tudós 1929-ben megjelent munkája, a Theory of an Air Jet Engine. Gyakorlatilag a repülőgépek több mint 99%-a használ ilyen vagy olyan mértékben sugárhajtóművet.