motor jet turbopropulsoare (motoare turbopropulsoare și turboreactoare cu flux dublu), aeronave, transparent

Buna ziua prieteni!

Exhaustor cu ventilator de intrare.

În articolul mici, astăzi vom continua familiarizarea mai specifice cu tipurile de motoare de aeronave. motor turboreactoare (exhaustor) a fost în mod repetat menționat pe site-ul și veți obține doar să-l cunosc mai bine.

Ideea principală a acestui articol este de a înțelege ceea ce este, de fapt, principala diferență exhaustor de la predecesorul său, așa cum a fost prima verigă din familia de motoare, un turboreactoare convențional (THD).

Mai corect, probabil, nu ar spune nici o diferență și avantaj. Într-adevăr, până în prezent în mod activ TRD pierde teren (în cazul în care nu a trecut complet :-)) turbopropulsoare motorului. Exhaustor sa transformat acum în cel mai cunoscut motor de aeronave cu jet de aer de pe sol.

Principalul motiv pentru aceasta - o eficiență ridicată la aceeași eficiență ridicată de propulsie. În timpul nostru, astfel un factor important de creștere a energiei înseamnă mult. Eficiența și, în consecință, gama de aeronave .Sovremenny cu exhaustor are avantaje mari în acest domeniu.

Prima dezvoltare pe un motor de by-pass turbojet este început în secolul al 19-lea. Le-am început (cel puțin este cunoscut în mod oficial :-)) inginer român Fyodor Romanovich Geshven (nostru -.)). În 1939, AM Landou. Ulterior, a devenit celebru designer de motoare de avioane, exhaustor a dezvoltat un sistem care utilizează un motor de turbopropulsoare moderne. Dar nici atunci, nici în anii următori, problema de cost-TRD nu este în picioare la fel de acută cum este acum. A fost destul de simplu motor cu opțiuni de design cu jet, deși avantajoase, au fost cunoscute aspectele pozitive ale acestora.

Aceasta este situația a rămas până în anii '50, când TRD constant a început să câștige superioritatea între motoare de avioane din lume. Și chiar și atunci am început să le arate, probabil, principalul dezavantaj. Zborul la viteze relativ lent, aceste motoare este destul de neeconomică. Sau, cu alte cuvinte, au o eficiență scăzută.

Aceasta este, pentru a crește eficiența ar fi frumos pentru a reduce aprovizionarea cu combustibil a motorului. Dar, cel mai mic de combustibil în camera de ardere, mai mică temperatura gazului. Fluxul de aer prin motor va primi mai puțină energie, și, ulterior, la ieșirea din duza, debitul va fi mai mic. Acest lucru înseamnă că tracțiunea este de asemenea redusă.

Se pare, nimic 🙂 bun ... Cu toate acestea, este posibil să se evite acest lucru. Reducerea împingerea obținută prin debitul de aer-gaz cad expirație de la motor, poate compensa această creștere a debitului, adică, mai corect vorbind, creșterea masei sale. Sau în termeni tehnici: este necesar să se mărească debitul de aer prin motor. Cea mai mare masa aerului, cu atât mai mare forța impulsului produs de motor. Acest lucru, cred, totul este clar. Jet de propulsie. cu atât mai mult din motor, „zburat“, cu atât mai mult el însuși împins în direcția opusă :-).

Care a fost rezultatul? Iar faptul că forța de tracțiune a rămas același, și consumul de combustibil a scăzut. Adică o eficiență îmbunătățită, cu alte cuvinte, pentru a crește eficiența motorului (eficiență).

În mod alternativ, un pic diferit: este posibil același consum de energie prin intermediul motorului pentru a trece o masă semnificativ mai mare de aer, dar cu o rată scăzută a expirării acesteia. Astfel obținem o forță mare, cu parametrii de consum de combustibil specific inferior. Aceasta este esența cazului este aceeași ... :-)

Toate cele de mai sus este doar principiul de bază al unui motor de by-pass turbojet. Trebuie să spun, explicația mea preferată de „degete“ ... :-)

Și acum, pentru a confirma acest fapt un cuplu de formule. motor cu jet Link (Kojima și este cunoscut de TRD) este determinată prin expresia simplă, care rezultă din legea conservării impulsului:

P = G (c - v). unde P - forța de tracțiune a motorului, G - este debitul de aer prin motor (kg / s), c - viteză de jetul de gaz la expirarea unui motor (m / s), v - viteza de zbor (m / s). Din această formulă se poate observa în mod clar că viteza cu jet mai mare, cu atât mai mare forța motorului.

Acum, despre eficiență. În cazul nostru, eficiența motorului cu reacție, ca o elice. caracterizat prin așa-numita eficiență de zbor (se numește, de asemenea, de tracțiune). Ea este determinată de o formulă care este adesea menționată ca formula Stechkin (Boris Sergheevici Stechkin - un sovietic om de știință -gidroaeromehanik și încălzire inginer restante, care în cercurile de aviație, pe jumătate în glumă, dar, evident, cu mare respect a fost numit „mecanic șef al Uniunii Sovietice“).

η = 2 / (1 + c / v). aici η - eficiența zborurilor. Putem compara aceste două formule, și apoi a se vedea interesant faptul. Cu cât viteza de ieșire a motorului cu jet de gaz (e), cu atât forța de tracțiune (F), dar mai mică eficiență (η). Și vice-versa. Aceasta este proiectarea Turbojet inginerii de motoare trebuie să rezolve două obiective aparent contradictorii. Este necesar să se sprijine forța motorului la un nivel bun, dar nu ar trebui să subestimeze eficiența puternică. Trebuie să facă un compromis. În acest caz, este aplicarea conceptului de motor turboreactor de by-pass face mai ușor.

Deci, vom am aflat că pentru un flux de aer suplimentar exhaustor care urmează să fie organizate. Structural, acest lucru se realizează prin adăugarea la TRD existent așa-numitul circuit secundar, construit ca un canal inelar, așa cum au fost peste dimensiunile existente. Acest canal se extinde de la compresor la duza ocolind combustor și turbina. Primul circuit (intern) este în mod esențial un turbojet convențional cu toate atributele și principiul de funcționare.

Apoi, aerul comprimat până la un anumit nivel este împărțit în două fluxuri. Unul intră prima buclă (interior) și funcționează acolo ca un motor turboreactor convențional, în timp ce celălalt intră în a doua (sau exterior), bucla de mai sus și, ca urmare acesta, curge în afara duzei, creând o forță jet.

schema turbofan. Există 2 - CPV 3 - HPC, 4 - camera de ardere, 5 - HPT, 6 - LPT, 7 - Duză 8 - rotor de înaltă presiune 9 - rotor de joasa presiune, 1 - partea CPV (ventilator).

Circuit intern Compresor numit HPC compresor de înaltă presiune (raport de presiune medie 10-30). În bucla interioară poate cuprinde ultima etapă și compresorul de joasă presiune. Fiecare dintre aceste noduri se rotește turbina compresor (presiune joasă sau înaltă. LPT și HPT). Ambele sunt de obicei între turbocompresor legat mecanic, iar arborii lor dispuse una în interiorul celeilalte. ei de multe ori se rotesc în direcții diferite.

Unul dintre principalii parametri pentru un raport de by-pass motor de bypass K. Acest raport este debitul masic de aer printr-un circuit exterior la fluxul de aer prin interior. Interval de reglare a motoarelor cu un raport de by-pass pentru diferite destul de mare: de la 0,5 până la 90.

Pentru a ocoli raporturile la 0,5 la 2 au motoare în picioare pe avioane proiectate să zboare la viteze subsonice și supersonice ridicate. De obicei, această aeronavă militară. Dar dacă K> 2, atunci este cel mai probabil motor pentru o navă de pasageri sau cargobot, deoarece un raport de by-pass mare înseamnă un flux mare de aer, ceea ce înseamnă că, la rândul său, dimensiune diametrală mai mare a motorului. Și acest lucru este nici un luptător nu își pot permite :-).

Eurojet EJ200 turboreactoare cu flux dublu. În fotografia de mai jos poza cu tăietura. Montat pe un luptător Eurofighter Typhoon.

Exhaustor motor jet Eurojet EJ200 raport by-pass scăzut. Al doilea albastru de circuit. Montat pe un luptător Eurofighter Typhoon.

Fighter Eurofighter Typhoon cu motoare Eurojet EJ200.

Practic, toate avioanele de luptă moderne sunt acum puse exhaustor cu un raport de by-pass scăzut. Un exemplu este motorul Pratt Whitney F100-PW-229 (raport de bypass 0,4) montat pe aeronavă F-15 și F-16. motor EJ200 Eurojet cu un raport de bypass 0,4, alinierea avionului Eurofighter Typhoon. (Avioane MIG-29 luptator (35). Raportul de by-pass 0,49) română și AL-31F (Su-27. Raportul de by-pass 0,571) și RD-33.

Exhaustor F100-PW-229. Un motor tipic cu un debit mixt. a doua buclă ușor vizibil (culoare inchisa). Montat pe F-15 și F-16.

Motoarele F-15 luptator F100-PW-229.

Fighter motor F-16 F100-PW-229.

AL-31F turboreactoare cu flux dublu. Instalat pe Su-27.

Su-27UB cu motoare AL-31F.

RD-33. Turboreactoare cu flux dublu Instalat pe MiG-29, MiG-35.

MiG-29 cu RD-33.

Cu toate acestea, este înțelept să spunem că aceste motoare nu sunt turbopropulsoare. și turboreactoare cu flux dublu. și anume motorul de by-pass turboreactor cu postcombustie.

Faptul că motorul exhaustor este suficient de eficient (atât în ​​termeni de costuri și în ceea ce privește tracțiune) este la viteze subsonice. De exemplu, raportul exhaustor de bypass cu M = 1 este în creștere (modul maxim la viteză mică) Proiectul este cu 25% mai mare decât TRD cu aceeași împingere, la o viteză de 1000 km / h.

Dar, odată cu creșterea vitezei de zbor (peste 1000 km / h) și apropierea acesteia la o viteză supersonică, eficiență scade în mod semnificativ de tracŃiune exhaustor, deoarece o viteză de ieșire jet de motor pentru zbor la astfel de viteze sunt deja mici. La această creștere a vitezei este o sursă de energie suplimentară pentru al doilea circuit de aer. Se potrivește perfect doar postcombustie. De asemenea, servește ca o cameră de amestecare.

Faptul că Turbojet poate fi de două feluri: amestecarea fluxurilor și fără ea. Aceasta este, a doua buclă de curgere poate, după separarea primul flux trece la ieșire independent de motorul și lăsați-l, prin propria sa duză. Se va motorului fără a se amesteca fluxuri.

Dar cele două fluxuri pot fi amestecate. Se întâmplă de obicei, în așa-numita camera de amestecare. Și, mai departe, fluxul mixt are o temperatură și presiune comună lasă motorul printr-o duză comun.

Acest lucru îmbunătățește în general eficiența unui motor de by-pass turbojet. La motoarele proiectate pentru avioane supersonice (turboreactoare cu flux dublu. Raport Bypass mai mică de 1)) a camerei de amestecare îndeplinește rolul de postcombustie. Proiectarea și principiul său de funcționare este aceeași ca și cea a unui Turbojet simplu.

Această combinație de funcții este foarte convenabil. Pentru că, la urma urmei, trebuie să înțelegem că în camera de amestecare suplimentară - această dimensiune suplimentară și greutatea. Prin urmare, motoarele cu un raport de by-pass ridicat (R> 4), deci de obicei deja au dimensiuni considerabile și greutatea :-), adesea efectuate fără a se amesteca fluxuri.

Dar mai mult despre faptul că într-un alt articol, deoarece astfel de motoare (de obicei, începând cu raport două by-pass) deja alocate ca specii distincte numite turbopropulsoare motoare (TVRD). În plus, există, de asemenea, motoarele Turbopropfan (TVVD). Ei au un dublu circuit trece mult peste 20 și până la 90 sau mai mult. Ambele motoare sunt speciale și, prin urmare, vom vorbi despre ele foarte :-) prea.

În cele din urmă, un pic accent pe subiectul meu preferat de concepte este corectă. Faptul este că, în ultimul timp de multe ori toate motoarele turbopropulsoare sunt numite fără discriminare turbopropulsoare. În această parte a compresorului de joasă presiune numit un ventilator. Desigur, nu mă adevărul în primă instanță :-) poate lua în considerare, dar eu cred că este incorect.

Cuvântul provine din limba engleză turbopropulsoare turbopropulsoare. Ei „ei“ se referă la toate motoarele turboreactoare de by-pass. Aici ventilatorul este un ventilator. Acest nume este partea compresorului de joasă presiune, care antrenează aerul la al doilea circuit.

Un cuvânt de limba engleză și în limba engleză toate sunetele, probabil :-) bine. Dar, îmi pare rău, în limba rusă nu pot apela cei etapa suflantei compresorului 3-4 la intrarea motorului cu un raport scăzut de by-pass (care rulează pe a doua buclă) și diametrul care unele sunt greu de diferit de diametrul etapelor rămase ale compresorului de joasă presiune (Da și de mare, de asemenea).

motor Turbojet D-18T. Montat pe AN-124 și AN-225.

Un alt lucru, atunci când raportul de by-pass Hoo :-). Apoi, de obicei, cu un pas, iar diametrul este de asemenea adecvat. Wow, acesta este un fan adevărat (ca, de exemplu, motorul D-18t). Prin urmare, (cred :-)) și a fost acceptată în teoria noastră a motorului (:-) rusă) întotdeauna numit turbopropulsoare motoare, în care K> 2. În cazul în care K<2, то это просто ТРДД или же ТРДДФ. Это двигатели для сверхзвуковых самолетов (военных) и K у них обычно даже меньше еденицы. Я считаю, что это правильно.

AN-124 cargobot. Acesta costa motor exhaustor D-18T.

Mai ales pentru că în aviația străină în ciuda numele comun pentru o turboreactoare turbopropulsoare există, totuși, o diviziune specifică: by-pass scăzut exhaustor și by-pass ridicat turbopropulsoare. Vypass - aceasta este al doilea circuit. O derivație ridicată exhaustor, respectiv, și acolo turbopropulsoare motoare (K> 2), cu debit mare de aer, în al doilea circuit (pentru pasageri și aeronave de transport). exhaustor de bypass scăzut - motoare pentru avioane militare cu un raport de by-pass scăzut. Aceasta este respectarea aproape complet cu :-) divizia noastră. Cele shemku diagrama prezentată. N-am făcut nimic măcar să traducă din limba engleză, astfel încât totul este clar :-). Motoarele în care, de altfel, prezentate fără a se amesteca fluxuri.

Exhaustor cu raport by-pass mică și mare.

Aici, probabil, și toate. Pe această notă de auto-afirmarea și sa încheiat astăzi. Continuarea, așa cum spun ei, ar trebui să fie ...

Buna ziua! Spune-mi, te rog, „ceainic“. Într-una dintre schemele (imagini) exhaustor observate după schema de trecere a aerului prin al doilea motor de circuit: ventilyator- SOI qd receptor turn-flux de 180 de grade a camerei de combustie dpi-tvd- și din nou prin branșamente la 180 de grade rândul său și de ieșire prin duză. Poate ceva ce nu înțeleg, sau într-adevăr au un astfel de motor (motor exhaustor)?

Al doilea circuit - un circuit extern, liber de combustor și turbine. Primul - un „miez fierbinte“. Poate ai fi greșit. Primul circuit poate fi convolutii similare, ca și în unele motoare turbopropulsoare și turbopropulsoare moderne, deși nu curge se transformă pronunțat (aproximativ 90 de grade) și centrate în zona camerei de ardere. Exhaustor cu astfel de suluri fluxul nu știu, cred că nu sunt. Aș dori să văd imaginea pe care o vezi, poate ceva ar fi șters ...

In NC-32 (Tu-22M3) consum mai mare. Pentru a fi sincer nu-mi amintesc un pic de oră servit pe ea. Dar, de fapt, forța de tracțiune de mai sus de 2 ori decât Tu-22.
Ai nevoie pentru a compara caracteristicile specifice. În formă pură, raportul dintre forța de tracțiune a fluxului de aer prin motor, plus ia în considerare mai important multimode.