Водометный движитель
Изобретение относится к судостроению и касается водометных движителей, предназначенных для эксплуатации в пресной и морской воде на реках, в прибережных зонах озер, водохранилищ и морей.
Известен водометный движитель, включающий водовод, установленное в корпусе на гребном валу рабочее колесо, подшипниковый узел, спрямляющий аппарат с соплом (RU 2357891). Недостатком данного движителя является то, что он неудобен в обслуживании и ремонте подшипникового узла, так как для этого приходится снимать водометный движитель с судна.
Наиболее близким по своей технической сущности является водометный движитель, включающий водовод с приемным туннелем, установленное в корпусе на гребном валу рабочее колесо, размещенный за рабочим колесом подшипниковый узел, спрямляющий аппарат с соплом, реверсивно рулевое устройство (RU 2276041).
Недостатками данного изобретения является низкая надежность, вызванная большим количеством узлов, так кроме опорного подшипника в нем дополнительно установлен еще и упорный подшипник, а вал выполнен из двух составляющих.
Технической сущностью предлагаемого изобретения является упрощение конструкции, повышение надежности и удобства обслуживания водометного движителя.
Настоящая техническая сущность достигается тем, что в водометном движителе, содержащем водовод с водозаборником и защитной решеткой, промежуточный вал, имеющий шлицы с обоих концов, рабочее колесо, спрямляющий аппарат с соплом, установленное за ним реверсивно-рулевое устройство, смотровой люк в верхней части корпуса, рабочее колесо размещено во вставленном в корпус пластиковом кольце на установленном в подшипниковом узле упорно-гребном валу, шлицы промежуточного вала выполнены с зубьями бочкообразной формы для соединения промежуточного вала с муфтой двигателя и рабочим колесом, при этом на промежуточном валу с внешней стороны корпуса установлено торцевое уплотнение. Торцевое уплотнение выполнено в виде зафиксированного на промежуточном валу диска, уплотняющегося к ответному диску, закрепленному неподвижно в упругом корпусе.
Изобретательский шаг в данном техническом решении достигается тем, что соединение промежуточного вала с двигателем и рабочим колесом выполнено шлицевым с бочкообразными профилями зубьев, а его уплотнение в переборке торцевым в эластичном корпусе. Выполнение шлицевого соединения с бочкообразными профилями зубьев компенсирует несоосность соединения коленчатого вала двигателя и упорно-гребного вала, на котором установлено рабочее колесо, а также продольное перемещение и иные колебания двигателя, установленного на виброгасящих подушках. Благодаря этим изменениям удается уйти от дополнительного подшипника и карданного вала, создается возможность сдвинуть двигатель к переборке (транцу), уменьшив размеры моторного отсека, упростить обслуживание рабочего колеса, которое снимается в сборе с соплом.
На фиг.1 дана общая схема водометного движителя.
Водометный движитель состоит из корпуса 1, внутри которого имеется водовод 2 с водозаборником 3 и защитной решеткой 4, рабочее колесо 5. Рабочее колесо 5 установлено в пластиковом кольце 6, вставленном в корпус 1, и соединено с промежуточным валом 7. Промежуточный вал 7 имеет с обоих концов шлицы 8 и 9 с зубьями бочкообразной формы, снабженные манжетным уплотнением 10 и 11, и вторым концом входит в муфту 12 двигателя (двигатель на фиг.не показан). На промежуточном валу 7 с внешней стороны корпуса 1 установлено торцевое уплотнение 13. Торцевое уплотнение 13 выполнено в виде зафиксированного на промежуточном валу 7 диска 14 с возможностью уплотнения его к ответному диску 15, закрепленному неподвижно в упругом корпусе 16.
Работа движителя осуществляется путем прокачки водного потока через водовод 2 с водозаборником 3, решетку 4, корпус 1 в спрямляющий аппарат с соплом 19 с помощью рабочего колеса 5, закрепленного на упорно-гребном валу 17 в подшипниковом узле 18, вращаемого промежуточным валом 7 от муфты 12 двигателя, с возможностью изменения направления выбрасываемого водного потока реверсивно-рулевым устройством 21. Двигатель установлен несоосно упорно-гребному валу 17 на виброгасящих подушках и создает вибрацию. Однако благодаря тому что промежуточный вал имеет бочкообразные шлицы 8 и 9, прикрываемые манжетным уплотнением 10 и 11, к муфте 12 двигателя и к рабочему колесу 5, допускающими несоосность, то и при знакопеременной несоосности, возникающей от работы двигателя, до рабочего колеса вибрация не доходит.
Лодочный мотор ME 25МL JET
Водометный лодочный мотор Mercury ME Jet 25 ML — разработан для использования на маломерных судах в местах где вариант мотора с гребным винтом не способен передвигаться по мелководью, преодолевать перекаты и песчаные отмели. Водомет основан на осевом центробежном насосе с импеллером (См.
американские водометы Outboard Jets).
Водомет Mercury ME Jet 25 ML — это дефорсированный вариант популярной мощной модели ПЛМ Mercury ME 30 ML и регистрируется на лодках с ограничением по мощности в 25 л.с. При этом потеря мощности составляет 5 л.с., однако, за счет реактивной тяги водомет Mercury ME Jet 25 ML ни сколько не проигрывает обычной 30-ке. В остальном электронная модульная система зажигания Modular CD обеспечивает мощную искру для надежного, быстрого запуска двигателя и экономии топлива.
Водомет крайне надёжен и обладает улучшенными потребительскими характеристики. 3-позиционная регулировка угла дифферента мотора на транце позволяет подобрать оптимальное положение водомета при различных условиях движения судна.
Высокая приемистость двигателя достигается за счет использованию 2-тактной технологии, наличию термостата, который стабилизирует рабочую температуру двигателя независимо от температуры окружающей воды и водяной помпы с оцинкованным корпусом.
Комплектация: Запасной шнур остановки двигателя, запасная свеча, топливный бак 25 л., топливный шланг, набор ключей, отвертка, паспорт-инструкция.
Информация по ценам и наличию, может отличаться от представленной. Уточняйте у менеджеров!
Водометный лодочный мотор Mercury ME Jet 25 ML — разработан для использования на маломерных судах в местах где вариант мотора с гребным винтом не способен передвигаться по мелководью, преодолевать перекаты и песчаные отмели. Водомет основан на осевом центробежном насосе с импеллером (См. американские водометы Outboard Jets).
Водомет Mercury ME Jet 25 ML — это дефорсированный вариант популярной мощной модели ПЛМ Mercury ME 30 ML и регистрируется на лодках с ограничением по мощности в 25 л.
с. При этом потеря мощности составляет 5 л.с., однако, за счет реактивной тяги водомет Mercury ME Jet 25 ML ни сколько не проигрывает обычной 30-ке. В остальном электронная модульная система зажигания Modular CD обеспечивает мощную искру для надежного, быстрого запуска двигателя и экономии топлива.
Водомет крайне надёжен и обладает улучшенными потребительскими характеристики. 3-позиционная регулировка угла дифферента мотора на транце позволяет подобрать оптимальное положение водомета при различных условиях движения судна.
Высокая приемистость двигателя достигается за счет использованию 2-тактной технологии, наличию термостата, который стабилизирует рабочую температуру двигателя независимо от температуры окружающей воды и водяной помпы с оцинкованным корпусом. Специальный «морской» алюминиевый сплав и оцинковка внутренних деталей водомета препятствуют коррозии. Покрытие из акриловой смолы, которым обрабатывается наружная поверхность водомета, защищают корпус от разрушающего воздействия ультрафиолета и соленой морской воды.
Комплектация: Запасной шнур остановки двигателя, запасная свеча, топливный бак 25 л., топливный шланг, набор ключей, отвертка, паспорт-инструкция.
Информация по ценам и наличию, может отличаться от представленной. Уточняйте у менеджеров!
Двигатель для водометных движителей | Volvo Penta
Когда в 2017 году старый двигатель на испытательном катере Alamarin-Jet сломался, компания искала замену. Судно используется для того, чтобы продемонстрировать международным клиентам работу новейшего водометного движителя AJ 285, поэтому требовался двигатель, который соответствовал бы всем требованиям. После оценки вариантов от разных поставщиков финская компания выбрала шестилитровую модель Volvo Penta. Компании сотрудничают более трех десятилетий, и именно эти прочные деловые отношения, а также возможности двигателя позволили Alamarin-Jet сделать этот выбор.
«D6-435WJ прекрасно подходит для нашего оборудования с точки зрения размера и массы, — говорит Мартин Боуден (Martyn Bowden), менеджер по продажам в регионах Европа, Ближний Восток и Африка и Северная Америка, Alamarin-Jet.
— Это компактный двигатель, который обеспечивает правильную мощность, и он хорошо сочетается с нашим AJ 285. У него очень легкая конструкция, и два блока вместе создают общую платформу, которая хорошо себя зарекомендовала на рынке. Многие суда оснащены этой надежной комбинацией».
Он добавляет: «Наши компании вместе стремятся к совершенству в производстве и обслуживании, поэтому для нас крайне важна дилерская и сервисная сеть Volvo Penta».
Самый быстроразвивающийся производитель водометных движителей
Alamarin-Jet был основан в 1976 году финским инженером, увлеченным спортивной рыбалкой, который хотел разработать альтернативу подвесным двигателям и поворотно-откидным колонкам для яхтинга вдоль побережья Балтийского моря. Теперь компания производит ряд водометных установок и создала запатентованную серию Combi-Frame, предлагающую разные типы установки с корректировкой под требования клиентов просто с помощью альтернативной вставки в корпус.
AJ 285 — новейшая модель серии Combi-Frame от Alamarin-Jet для использования с двигателями мощностью до 500 л.
с. Сейчас испытательный катер оснащен единой электронной системой поста управления, конфигурация которой будет изменена позже в 2018 году для создания беспилотного сервисного судна с дистанционным управлением. Водометный движитель можно использовать на отдельных судах или вспомогательных плавсредствах более крупных судов. Из-за отсутствия выступов под корпусом он подходит для работы на мелководье и в аварийных ситуациях. Основные области применения AJ 285 включают в себя военные операции, деятельность береговой охраны и коммерческие поисково-спасательные функции.
«Наш испытательный катер небольшой, маневренный и быстрый, и у нас есть клиенты со всего мира, которые приезжают посмотреть возможности AJ 285, — рассказывает г-н Боуден. — Рынок водометных движителей растет благодаря их исключительной маневренности и простоте обслуживания, а эксплуатационные расходы сопоставимы с другими пропульсивными установками. Мы являемся самым быстроразвивающимся производителем водометных движителей в мире и с нетерпением ожидаем многолетнего сотрудничества с Volvo Penta».
Ведущий международный бренд
Volvo Penta D6-435WJ — это рядный шестицилиндровый 5,5-литровый дизельный двигатель с системой Common Rail и двойными верхними распределительными валами. Он был разработан специально для водометных движителей без нагнетателя, так как эти пропульсивные установки не могут использовать низкий крутящий момент.
«Мы давно сотрудничаем с Alamarin-Jet, и они порекомендовали наши дизельные двигатели своим клиентам, — рассказывает Юха Йоенсуу (Juha Joensuu), менеджер по дилерскому бизнесу в странах Северной Европы, Volvo Penta. — Alamarin-Jet признают, что D6-435WJ для их испытательного катера соответствует требованиям к выходной мощности и размерам и что наша компания производит лучшие двигатели и предоставляет отличную поддержку по всему миру. Мы ведущий международный бренд».
Скачать изображение с высоким разрешением >
Американские катера с водометными движителями (часть-4)
Читать част-3 ?
Один из минусов водометного движителя – это обрастание, вернее подверженность этому процессу.
Если судно с водометом используется постоянно, то такая проблема не возникнет, но если Вы не будете ездить на судне с водометом всего-навсего две летние недельки, то водомет «обрастет» и судно потеряет примерно десять процентов своих скоростных возможностей.
Хотя защитный эффект против обрастания может дать покрытие водомета противообрастающими красками, но, чтобы покрасить движитель, систему нужно будет разобрать и периодически (хотя бы раз в сезон) повторять процедуру покраски.
На различных военных и коммерческих судах водометные движители уже активно применяются, но производители скоростных яхт начали ими интересоваться сравнительно недавно. Но, итальянские производители яхт с водометами уже вовсю нахваливают свой продукт. И далее мы рассмотрим рекламный текст, посвященный яхте с водометом.
Из рекламы: «Водометы оказались весьма эффективны для скоростных водных средств передвижения, они могут разгоняться до 100 км/час и приспосабливаться к различным условиям. Согласитесь, подобная характеристика весьма привлекательна для скоростной яхты.
Особенность водометов заключается в том, что они способствуют нормальной работе двигателей, без всяких перегрузок, даже с наличием второстепенных факторов. В большинстве винтовых систем взаимосвязаны два фактора — скорость вращения винта(ов) и скорость яхты, при любом независящем от капитана уменьшении скорости (ветер, волны) уменьшаются и обороты двигателя.
Эксплуатировать двигатель на полном газу, в то время когда скорость винтов уменьшилась – невозможно, и подобная ситуация приводит к негативному влиянию на сам двигатель и его функции. А вот водометный двигатель позволит развить обороты, вне зависимости от скорости. Также он не испытает перегрузку, топливный расход немного вырастет.
Двигатели описываемого типа дают прекрасную маневренность, это благоприятно сказывается, когда нужно пришвартоваться в тесном пространстве. Водометы работают мягко, поэтому пассажиры яхты не будут слышать раздражающий гул и шум, как это бывает у моторных агрегатов.
Немаловажное преимущество водометной яхты перед винтовой заключается и в том, что при скорости превышающей 50 км/час, винтовой и рулевой комплексы увеличивают сопротивление, а водометный комплекс в этом же случае никоим образом не сопротивляется, так как выпирающих частей в нем нет, и обтекание корпуса будет оставаться абсолютно непрерывным.
Существующие яхты на моторах достаточно редко ходят на максимальных скоростях, идеально было бы, чтоб при этом все двигатели функционировали на оптимально-разумных оборотах, и было бы прекрасно если б круизная яхта могла идти на первом двигателе, а при необходимости включить второй, но при погруженных винтах – этого не добиться.
Зато водомет превращает эту мечту в реальность. А самое интересное, что можно разместить еще и третий двигатель. Конструкторы скоростных яхт следуют одному главному правилу: если стал выбор за счет чего можно увеличить скорость – за счет уменьшения габаритности и веса яхты либо же за счет возрастания мощностей, то нужно выбрать второе.
Дорогие друзья, Вы можете выбрать и заказать катера и яхты из Америки или Европы через нас, кроме того мы выкупим по удобной цене для Вас любую технику из США, разтаможем и доставим её в Россию, в Ваш город.
Читать част-5 ?
Водомётные насадки на лодочные моторы
Зачем покупать водомётную насадку на лодочный мотор?
Нижние части мотора вашей лодки постоянно находятся в зоне риска.
Водомётная насадка помогает избежать возможных повреждений. После установки приспособления двигатель также становится безопасным для лыжников и ныряльщиков. Даже самые мелкие повреждения исключены.
Преимущества и недостатки водомётной насадки на лодочный мотор
Начнем с недостатков. КПД двигателя снижается примерно на треть в сравнении с винтовым механизмом. Причина — не оптимизированное с точки зрения гидродинамики отверстие входного водовода, а также слишком большие поперечные размеры.
Среди преимуществ выделяется простота устройства. Водомётная насадка состоит всего из шести элементов. Угловой редуктор отсутствует. В рамках предельно простой установки от владельца плавсредства требуются минимальные усилия по переделке мотора. Устройство обеспечивает дополнительную устойчивость в момент засасывания песка, гальки и других мелких частиц. На их пути стоит защитная решётка. Благодаря дополнительному барьеру удается избежать снижения КПД из-за попадания песка внутрь, как это происходит в случае с обычными прямоточными водомётами.
Водомётную насадку не нужно специально готовить к эксплуатации. В обслуживании устройство неприхотливо. Вот три основных правила ухода:
- Каждые десять часов эксплуатации через узел с подшипниками нужно прогонять консистентную, устойчивую к воде смазку. Делается это через пресс-маслёнку с помощью шприца, который входит в комплект.
- После длительного контакта с камнями рекомендуется осмотреть приёмную решётку и при необходимости отрихтовать пластины. Перед эксплуатацией их лучше перевернуть.
- После прохождения перекатов и мелей уделите внимание приемной решетке. Застрявшая в ней галька часто становится причиной снижения скорости.
Плохо подается ремонту только обечайка, но эта деталь недорогая, поэтому ее удобнее купить.
По всем возникшим вопросам вы можете обратиться за консультацией к нашим опытным специалистам, позвонив по телефону либо задав свой вопрос на сайте.
реактивный двигатель | инжиниринг | Britannica
Газовая турбина работает по циклу Брайтона, в котором рабочим телом является непрерывный поток воздуха, подаваемый на вход двигателя.
Сначала воздух сжимается турбокомпрессором до степени сжатия, обычно в 10-40 раз превышающей давление входного воздушного потока (как показано на рисунке 1). Затем он поступает в камеру сгорания, где вводится устойчивый поток углеводородного топлива в виде распыляемых капель жидкости и пара или того и другого и сгорает при приблизительно постоянном давлении.Это приводит к непрерывному потоку продуктов сгорания под высоким давлением, средняя температура которых обычно составляет от 980 до 1540 °C или выше. Этот поток газов проходит через турбину, которая соединена валом крутящего момента с компрессором и извлекает энергию из газового потока для приведения в действие компрессора. Поскольку к рабочему телу подводится тепло под высоким давлением, газовый поток, выходящий из газогенератора после расширения через турбину, содержит значительное количество избыточной энергии, т.е.е., мощность газа в лошадиных силах — благодаря его высокому давлению, высокой температуре и высокой скорости, которые могут быть использованы для целей движения.
Рисунок 1: Поперечное сечение турбореактивного двигателя и (ниже) график типичных условий эксплуатации его рабочего тела.
Encyclopædia Britannica, Inc. Теплота, выделяемая при сгорании обычного топлива для реактивных двигателей в воздухе, составляет приблизительно 43 370 килоджоулей на килограмм (18 650 британских тепловых единиц на фунт) топлива. Если бы этот процесс был эффективен на 100 процентов, он производил бы мощность газа на каждую единицу расхода топлива, равную 7.45 лошадиных сил/(фунтов в час) или 12 киловатт/(кг в час). На самом деле, некоторые практические термодинамические ограничения, которые являются функцией пиковой температуры газа, достигаемой в цикле, ограничивают эффективность процесса примерно до 40 процентов от этого идеального значения. Пиковое давление, достигаемое в цикле, также влияет на эффективность выработки энергии. Это означает, что нижний предел удельного расхода топлива (SFC) для двигателя, производящего газ, составляет 0,336 (фунт в час)/лошадиная сила, или 0.
207 (кг в час)/кВт. На практике SFC даже выше этого нижнего предела из-за неэффективности, потерь и утечек в отдельных компонентах первичного двигателя.
Поскольку вес и объем имеют первостепенное значение в общей конструкции самолета и поскольку силовая установка составляет значительную долю от общего веса и объема любого самолета, эти параметры должны быть сведены к минимуму в конструкции двигателя. Воздушный поток, проходящий через двигатель, является репрезентативной мерой площади поперечного сечения двигателя и, следовательно, его веса и объема.Поэтому важным показателем качества первичного двигателя является его удельная мощность — количество энергии, которое он вырабатывает на единицу воздушного потока. Эта величина очень сильно зависит от пиковой температуры газа в активной зоне на выходе из камеры сгорания. Современные двигатели генерируют от 150 до 250 лошадиных сил/(фунт в секунду), или от 247 до 411 киловатт/(кг в секунду).
Движитель
Газовая мощность, вырабатываемая первичным двигателем в виде горячего газа под высоким давлением, используется для привода движителя, позволяя ему создавать тягу для приведения в движение или подъема самолета.
Принцип создания такой тяги основан на втором законе движения Ньютона. Этот закон обобщает наблюдение о том, что сила ( F ), необходимая для ускорения дискретной массы ( м ), пропорциональна произведению этой массы на ускорение ( a ). Фактически, где масса берется как вес ( w ) объекта, деленный на ускорение свободного падения ( г ) в месте, где объект был взвешен. В случае реактивного двигателя обычно имеют дело с ускорением постоянного потока воздуха, а не с дискретной массой.Здесь эквивалентное утверждение второго закона движения состоит в том, что сила ( F ), необходимая для увеличения скорости потока жидкости, пропорциональна произведению массового расхода ( M ) потока и изменение скорости потока, где скорость на входе ( V 0 ) относительно двигателя принята за скорость полета, а скорость нагнетания ( V j ) – выхлопная или реактивная скорость относительно двигателя.
W — скорость массового расхода рабочего тела (т. е. воздуха или продуктов сгорания), деленная на ускорение свободного падения в месте, где измеряется массовый расход. Относительно небольшое влияние массового расхода топлива на создание разницы между массовым расходом впускного и выхлопного потоков намеренно не учитывается.
Из этого следует, что компоненты движителя должны оказывать силу F на поток воздуха, проходящий через движитель, если это устройство ускоряет воздушный поток от скорости полета V 0 до скорости выпуска V и .Реакция на эту силу F в конечном итоге передается опорами движителя на самолет в виде тяги.
Существует два основных подхода к преобразованию мощности газового двигателя в тягу. В одном случае вторая турбина (т. е. турбина низкого давления или мощность) может быть введена в проточную часть двигателя для извлечения дополнительной механической мощности из имеющейся газовой мощности в лошадиных силах.
Затем эта механическая энергия может быть использована для приведения в движение внешнего движителя, такого как пропеллер самолета или винт вертолета.В этом случае тяга создается в движителе, поскольку он возбуждает и ускоряет воздушный поток, проходящий через движитель, т. Е. Воздушный поток, отдельный от потока, протекающего через первичный двигатель.
При втором подходе высокоэнергетический поток, подаваемый первичным двигателем, может подаваться непосредственно в реактивное сопло, которое разгоняет газовый поток до очень высокой скорости на выходе из двигателя, как это происходит в турбореактивном двигателе. В этом случае тяга создается в компонентах первичного двигателя, поскольку они возбуждают газовый поток.
В двигателях других типов, таких как ТРДД, тяга создается обоими способами: основная часть тяги создается вентилятором, который приводится в действие турбиной низкого давления и который возбуждает и ускоряет байпасный поток ( см. ниже ). Оставшаяся часть общей тяги создается основным потоком, который выбрасывается через реактивное сопло.
Как первичный двигатель является несовершенным устройством для преобразования тепла сгорания топлива в мощность газа, так и движитель является несовершенным устройством для преобразования мощности газа в тягу.Обычно в высокотемпературном и высокоскоростном реактивном потоке, выходящем из движителя, остается много энергии, которая не полностью используется для движения. Эффективность движителя, тяговая эффективность η p , представляет собой часть доступной энергии, которая полезно используется для приведения в движение самолета, по сравнению с общей энергией реактивного потока. Для простого, но репрезентативного случая, когда поток нагнетаемого воздуха равен потоку входящего газа, найдено, что полезной тяги, большая скорость реактивной струи, которая значительно превышает скорость полета, может быть очень вредной для тяговой эффективности.Максимальная тяговая эффективность достигается, когда скорость реактивной струи почти равна (но, по необходимости, немного выше) скорости полета.
Этот фундаментальный факт привел к появлению большого разнообразия реактивных двигателей, каждый из которых предназначен для создания определенного диапазона реактивных скоростей, который соответствует диапазону скоростей полета самолета, который он должен приводить в действие.
Чистая оценка эффективности реактивного двигателя представляет собой измерение расхода топлива на единицу развиваемой тяги (т.g., в пересчете на фунты или килограммы в час расходуемого топлива на фунты или килограммы генерируемой тяги). Не существует простого обобщения величины удельного расхода топлива двигателя тяги. Это зависит не только от эффективности первичного двигателя (и, следовательно, от его отношения давления и температуры пикового цикла), но также и от тяговой эффективности движителя (и, следовательно, от типа двигателя). Это также сильно зависит от скорости полета самолета и температуры окружающей среды (которая, в свою очередь, сильно зависит от высоты, времени года и широты).
реактивный двигатель | инжиниринг | Britannica
Газовая турбина работает по циклу Брайтона, в котором рабочим телом является непрерывный поток воздуха, подаваемый на вход двигателя.
Сначала воздух сжимается турбокомпрессором до степени сжатия, обычно в 10-40 раз превышающей давление входного воздушного потока (как показано на рисунке 1). Затем он поступает в камеру сгорания, где вводится устойчивый поток углеводородного топлива в виде распыляемых капель жидкости и пара или того и другого и сгорает при приблизительно постоянном давлении.Это приводит к непрерывному потоку продуктов сгорания под высоким давлением, средняя температура которых обычно составляет от 980 до 1540 °C или выше. Этот поток газов проходит через турбину, которая соединена валом крутящего момента с компрессором и извлекает энергию из газового потока для приведения в действие компрессора. Поскольку к рабочему телу подводится тепло под высоким давлением, газовый поток, выходящий из газогенератора после расширения через турбину, содержит значительное количество избыточной энергии, т.е.е., мощность газа в лошадиных силах — благодаря его высокому давлению, высокой температуре и высокой скорости, которые могут быть использованы для целей движения.
Рисунок 1: Поперечное сечение турбореактивного двигателя и (ниже) график типичных условий эксплуатации его рабочего тела.
Encyclopædia Britannica, Inc. Теплота, выделяемая при сгорании обычного топлива для реактивных двигателей в воздухе, составляет приблизительно 43 370 килоджоулей на килограмм (18 650 британских тепловых единиц на фунт) топлива. Если бы этот процесс был эффективен на 100 процентов, он производил бы мощность газа на каждую единицу расхода топлива, равную 7.45 лошадиных сил/(фунтов в час) или 12 киловатт/(кг в час). На самом деле, некоторые практические термодинамические ограничения, которые являются функцией пиковой температуры газа, достигаемой в цикле, ограничивают эффективность процесса примерно до 40 процентов от этого идеального значения. Пиковое давление, достигаемое в цикле, также влияет на эффективность выработки энергии. Это означает, что нижний предел удельного расхода топлива (SFC) для двигателя, производящего газ, составляет 0,336 (фунт в час)/лошадиная сила, или 0.
207 (кг в час)/кВт. На практике SFC даже выше этого нижнего предела из-за неэффективности, потерь и утечек в отдельных компонентах первичного двигателя.
Поскольку вес и объем имеют первостепенное значение в общей конструкции самолета и поскольку силовая установка составляет значительную долю от общего веса и объема любого самолета, эти параметры должны быть сведены к минимуму в конструкции двигателя. Воздушный поток, проходящий через двигатель, является репрезентативной мерой площади поперечного сечения двигателя и, следовательно, его веса и объема.Поэтому важным показателем качества первичного двигателя является его удельная мощность — количество энергии, которое он вырабатывает на единицу воздушного потока. Эта величина очень сильно зависит от пиковой температуры газа в активной зоне на выходе из камеры сгорания. Современные двигатели генерируют от 150 до 250 лошадиных сил/(фунт в секунду), или от 247 до 411 киловатт/(кг в секунду).
Движитель
Газовая мощность, вырабатываемая первичным двигателем в виде горячего газа под высоким давлением, используется для привода движителя, позволяя ему создавать тягу для приведения в движение или подъема самолета.
Принцип создания такой тяги основан на втором законе движения Ньютона. Этот закон обобщает наблюдение о том, что сила ( F ), необходимая для ускорения дискретной массы ( м ), пропорциональна произведению этой массы на ускорение ( a ). Фактически, где масса берется как вес ( w ) объекта, деленный на ускорение свободного падения ( г ) в месте, где объект был взвешен. В случае реактивного двигателя обычно имеют дело с ускорением постоянного потока воздуха, а не с дискретной массой.Здесь эквивалентное утверждение второго закона движения состоит в том, что сила ( F ), необходимая для увеличения скорости потока жидкости, пропорциональна произведению массового расхода ( M ) потока и изменение скорости потока, где скорость на входе ( V 0 ) относительно двигателя принята за скорость полета, а скорость нагнетания ( V j ) – выхлопная или реактивная скорость относительно двигателя.
W — скорость массового расхода рабочего тела (т. е. воздуха или продуктов сгорания), деленная на ускорение свободного падения в месте, где измеряется массовый расход. Относительно небольшое влияние массового расхода топлива на создание разницы между массовым расходом впускного и выхлопного потоков намеренно не учитывается.
Из этого следует, что компоненты движителя должны оказывать силу F на поток воздуха, проходящий через движитель, если это устройство ускоряет воздушный поток от скорости полета V 0 до скорости выпуска V и .Реакция на эту силу F в конечном итоге передается опорами движителя на самолет в виде тяги.
Существует два основных подхода к преобразованию мощности газового двигателя в тягу. В одном случае вторая турбина (т. е. турбина низкого давления или мощность) может быть введена в проточную часть двигателя для извлечения дополнительной механической мощности из имеющейся газовой мощности в лошадиных силах. Затем эта механическая энергия может быть использована для приведения в движение внешнего движителя, такого как пропеллер самолета или винт вертолета.В этом случае тяга создается в движителе, поскольку он возбуждает и ускоряет воздушный поток, проходящий через движитель, т. Е. Воздушный поток, отдельный от потока, протекающего через первичный двигатель.
При втором подходе высокоэнергетический поток, подаваемый первичным двигателем, может подаваться непосредственно в реактивное сопло, которое разгоняет газовый поток до очень высокой скорости на выходе из двигателя, как это происходит в турбореактивном двигателе. В этом случае тяга создается в компонентах первичного двигателя, поскольку они возбуждают газовый поток.
В двигателях других типов, таких как ТРДД, тяга создается обоими способами: основная часть тяги создается вентилятором, который приводится в действие турбиной низкого давления и который возбуждает и ускоряет байпасный поток ( см. ниже ). Оставшаяся часть общей тяги создается основным потоком, который выбрасывается через реактивное сопло.
Как первичный двигатель является несовершенным устройством для преобразования тепла сгорания топлива в мощность газа, так и движитель является несовершенным устройством для преобразования мощности газа в тягу.Обычно в высокотемпературном и высокоскоростном реактивном потоке, выходящем из движителя, остается много энергии, которая не полностью используется для движения. Эффективность движителя, тяговая эффективность η p , представляет собой часть доступной энергии, которая полезно используется для приведения в движение самолета, по сравнению с общей энергией реактивного потока. Для простого, но репрезентативного случая, когда поток нагнетаемого воздуха равен потоку входящего газа, найдено, что полезной тяги, большая скорость реактивной струи, которая значительно превышает скорость полета, может быть очень вредной для тяговой эффективности.Максимальная тяговая эффективность достигается, когда скорость реактивной струи почти равна (но, по необходимости, немного выше) скорости полета.
Этот фундаментальный факт привел к появлению большого разнообразия реактивных двигателей, каждый из которых предназначен для создания определенного диапазона реактивных скоростей, который соответствует диапазону скоростей полета самолета, который он должен приводить в действие.
Чистая оценка эффективности реактивного двигателя представляет собой измерение расхода топлива на единицу развиваемой тяги (т.g., в пересчете на фунты или килограммы в час расходуемого топлива на фунты или килограммы генерируемой тяги). Не существует простого обобщения величины удельного расхода топлива двигателя тяги. Это зависит не только от эффективности первичного двигателя (и, следовательно, от его отношения давления и температуры пикового цикла), но также и от тяговой эффективности движителя (и, следовательно, от типа двигателя). Это также сильно зависит от скорости полета самолета и температуры окружающей среды (которая, в свою очередь, сильно зависит от высоты, времени года и широты).
реактивный двигатель | инжиниринг | Britannica
Газовая турбина работает по циклу Брайтона, в котором рабочим телом является непрерывный поток воздуха, подаваемый на вход двигателя.
Сначала воздух сжимается турбокомпрессором до степени сжатия, обычно в 10-40 раз превышающей давление входного воздушного потока (как показано на рисунке 1). Затем он поступает в камеру сгорания, где вводится устойчивый поток углеводородного топлива в виде распыляемых капель жидкости и пара или того и другого и сгорает при приблизительно постоянном давлении.Это приводит к непрерывному потоку продуктов сгорания под высоким давлением, средняя температура которых обычно составляет от 980 до 1540 °C или выше. Этот поток газов проходит через турбину, которая соединена валом крутящего момента с компрессором и извлекает энергию из газового потока для приведения в действие компрессора. Поскольку к рабочему телу подводится тепло под высоким давлением, газовый поток, выходящий из газогенератора после расширения через турбину, содержит значительное количество избыточной энергии, т.е.е., мощность газа в лошадиных силах — благодаря его высокому давлению, высокой температуре и высокой скорости, которые могут быть использованы для целей движения.
Рисунок 1: Поперечное сечение турбореактивного двигателя и (ниже) график типичных условий эксплуатации его рабочего тела.
Encyclopædia Britannica, Inc. Теплота, выделяемая при сгорании обычного топлива для реактивных двигателей в воздухе, составляет приблизительно 43 370 килоджоулей на килограмм (18 650 британских тепловых единиц на фунт) топлива. Если бы этот процесс был эффективен на 100 процентов, он производил бы мощность газа на каждую единицу расхода топлива, равную 7.45 лошадиных сил/(фунтов в час) или 12 киловатт/(кг в час). На самом деле, некоторые практические термодинамические ограничения, которые являются функцией пиковой температуры газа, достигаемой в цикле, ограничивают эффективность процесса примерно до 40 процентов от этого идеального значения. Пиковое давление, достигаемое в цикле, также влияет на эффективность выработки энергии. Это означает, что нижний предел удельного расхода топлива (SFC) для двигателя, производящего газ, составляет 0,336 (фунт в час)/лошадиная сила, или 0.
207 (кг в час)/кВт. На практике SFC даже выше этого нижнего предела из-за неэффективности, потерь и утечек в отдельных компонентах первичного двигателя.
Поскольку вес и объем имеют первостепенное значение в общей конструкции самолета и поскольку силовая установка составляет значительную долю от общего веса и объема любого самолета, эти параметры должны быть сведены к минимуму в конструкции двигателя. Воздушный поток, проходящий через двигатель, является репрезентативной мерой площади поперечного сечения двигателя и, следовательно, его веса и объема.Поэтому важным показателем качества первичного двигателя является его удельная мощность — количество энергии, которое он вырабатывает на единицу воздушного потока. Эта величина очень сильно зависит от пиковой температуры газа в активной зоне на выходе из камеры сгорания. Современные двигатели генерируют от 150 до 250 лошадиных сил/(фунт в секунду), или от 247 до 411 киловатт/(кг в секунду).
Движитель
Газовая мощность, вырабатываемая первичным двигателем в виде горячего газа под высоким давлением, используется для привода движителя, позволяя ему создавать тягу для приведения в движение или подъема самолета.
Принцип создания такой тяги основан на втором законе движения Ньютона. Этот закон обобщает наблюдение о том, что сила ( F ), необходимая для ускорения дискретной массы ( м ), пропорциональна произведению этой массы на ускорение ( a ). Фактически, где масса берется как вес ( w ) объекта, деленный на ускорение свободного падения ( г ) в месте, где объект был взвешен. В случае реактивного двигателя обычно имеют дело с ускорением постоянного потока воздуха, а не с дискретной массой.Здесь эквивалентное утверждение второго закона движения состоит в том, что сила ( F ), необходимая для увеличения скорости потока жидкости, пропорциональна произведению массового расхода ( M ) потока и изменение скорости потока, где скорость на входе ( V 0 ) относительно двигателя принята за скорость полета, а скорость нагнетания ( V j ) – выхлопная или реактивная скорость относительно двигателя.
W — скорость массового расхода рабочего тела (т. е. воздуха или продуктов сгорания), деленная на ускорение свободного падения в месте, где измеряется массовый расход. Относительно небольшое влияние массового расхода топлива на создание разницы между массовым расходом впускного и выхлопного потоков намеренно не учитывается.
Из этого следует, что компоненты движителя должны оказывать силу F на поток воздуха, проходящий через движитель, если это устройство ускоряет воздушный поток от скорости полета V 0 до скорости выпуска V и .Реакция на эту силу F в конечном итоге передается опорами движителя на самолет в виде тяги.
Существует два основных подхода к преобразованию мощности газового двигателя в тягу. В одном случае вторая турбина (т. е. турбина низкого давления или мощность) может быть введена в проточную часть двигателя для извлечения дополнительной механической мощности из имеющейся газовой мощности в лошадиных силах.
Затем эта механическая энергия может быть использована для приведения в движение внешнего движителя, такого как пропеллер самолета или винт вертолета.В этом случае тяга создается в движителе, поскольку он возбуждает и ускоряет воздушный поток, проходящий через движитель, т. Е. Воздушный поток, отдельный от потока, протекающего через первичный двигатель.
При втором подходе высокоэнергетический поток, подаваемый первичным двигателем, может подаваться непосредственно в реактивное сопло, которое разгоняет газовый поток до очень высокой скорости на выходе из двигателя, как это происходит в турбореактивном двигателе. В этом случае тяга создается в компонентах первичного двигателя, поскольку они возбуждают газовый поток.
В двигателях других типов, таких как ТРДД, тяга создается обоими способами: основная часть тяги создается вентилятором, который приводится в действие турбиной низкого давления и который возбуждает и ускоряет байпасный поток ( см. ниже ). Оставшаяся часть общей тяги создается основным потоком, который выбрасывается через реактивное сопло.
Как первичный двигатель является несовершенным устройством для преобразования тепла сгорания топлива в мощность газа, так и движитель является несовершенным устройством для преобразования мощности газа в тягу.Обычно в высокотемпературном и высокоскоростном реактивном потоке, выходящем из движителя, остается много энергии, которая не полностью используется для движения. Эффективность движителя, тяговая эффективность η p , представляет собой часть доступной энергии, которая полезно используется для приведения в движение самолета, по сравнению с общей энергией реактивного потока. Для простого, но репрезентативного случая, когда поток нагнетаемого воздуха равен потоку входящего газа, найдено, что полезной тяги, большая скорость реактивной струи, которая значительно превышает скорость полета, может быть очень вредной для тяговой эффективности.Максимальная тяговая эффективность достигается, когда скорость реактивной струи почти равна (но, по необходимости, немного выше) скорости полета.
Этот фундаментальный факт привел к появлению большого разнообразия реактивных двигателей, каждый из которых предназначен для создания определенного диапазона реактивных скоростей, который соответствует диапазону скоростей полета самолета, который он должен приводить в действие.
Чистая оценка эффективности реактивного двигателя представляет собой измерение расхода топлива на единицу развиваемой тяги (т.g., в пересчете на фунты или килограммы в час расходуемого топлива на фунты или килограммы генерируемой тяги). Не существует простого обобщения величины удельного расхода топлива двигателя тяги. Это зависит не только от эффективности первичного двигателя (и, следовательно, от его отношения давления и температуры пикового цикла), но также и от тяговой эффективности движителя (и, следовательно, от типа двигателя). Это также сильно зависит от скорости полета самолета и температуры окружающей среды (которая, в свою очередь, сильно зависит от высоты, времени года и широты).
Взрыв реактивного двигателя демонстрирует спасательную сцепку от опрокидывания
Инновационная пластина крепления прицепа, предназначенная для предотвращения травм и смерти водителей грузовиков, хорошо зарекомендовала себя перед лицом ревущего реактивного двигателя.
В своей последней демонстрации Axicle продемонстрировала, как ее седельно-сцепное устройство с датчиками может быстро выбросить за борт опрокидывающийся прицеп, унесенный сильным ветром от реактивного двигателя, поскольку компания продолжает собирать средства в преддверии обширных дорожных испытаний.
В прошлом году мы узнали об умном решении Axicle для аварий, связанных с опрокидыванием грузовиков, когда калифорнийское подразделение стремилось сократить примерно 9000 травм и смертей, которые они вызывают в США каждый год.Эти инциденты могут происходить из-за ветра, столкновений с другими участниками дорожного движения или превышения скорости прохождения поворотов, когда прицеп опасно тянет переднюю часть кабины на бок, когда он переворачивается.
Плита седельно-сцепного устройства компании оснащена системой предотвращения опрокидывания трактора (TARS), которая оснащена инерционным измерительным блоком и датчиками для получения информации о сцеплении, вибрации и ветре, а также включения механизма расцепления в случае опрокидывания.
обнаружено. В течение миллисекунды он может отсоединить прицеп от задней части грузовика и удерживать кабину (и водителя) в вертикальном положении.
Чтобы продемонстрировать, насколько хорошо он может реагировать на сильные ветры, Axicle привезла реактивный двигатель Boeing 777 и направила его прямо на полуприцеп под прямым углом. Грузовик смог выдержать эти силы в течение нескольких мгновений, прежде чем прицеп оторвался и рухнул на бок, а кабина осталась на месте.
Основатель Axicle Стив Круг сообщил нам, что эта полномасштабная версия была протестирована на дороге на расстоянии около 100 миль (160 км), и теперь компания присматривается к раунду финансирования в размере 5 миллионов долларов США для организации производства позже в этом году для на данный момент запрошено около 9000 единиц.Он планирует протестировать технологию на «сотнях тысяч, если не миллионах миль дорог», прежде чем поставить первые устройства компании.
Посмотрите демонстрацию струи ниже.
youtube.com/embed/XCpRjwpwAVc?enablejsapi=1″/> Semi Truck против двигателей Boeing 777 | Axicle TARS Пятое колесо Jet Test
Источник: Axicle
Крошечный Daihatsu Mira с огромным реактивным двигателем буквально превратился в горячий хэтчбек
Немного сходить с ума может означать все, что угодно, в зависимости от того, с кем вы разговариваете.Некоторые люди могут пробежаться по футбольному полю (обычно после нескольких выпивок), а другие могут набраться смелости, чтобы попробовать банджи-джампинг. Некоторые сумасшедшие могут даже попытаться прыгнуть на машине в замерзшее озеро. А еще есть те, кто смотрит на крошечный малолитражный автомобиль и думает, что да, ему нужен реактивный двигатель.
Это не сумасшествие. Это несомненно безумие. И мы любим это.
В конце концов, кто бы не хотел водить пламенный Daihatsu Mira третьего поколения с 2600 лошадиными силами? Такова оценка мощности этого горячего хэтчбека, по словам Дэвида Никотры, владельца и вдохновителя Daihatsu Mira Jet Car.
Что ты говоришь? Название не очень образное? Почему-то мы подозреваем, что Дэвид вас не слышит, потому что из машины наполовину торчит чертов реактивный двигатель . Когда у вас есть что-то настолько потрясающее, нет необходимости в запоминающемся названии.
И действительно, это очень безумно. Никотра говорит, что на этом крошечном Daihatsu он разогнался до 320 км/ч, а это максимально близко к 320 км/ч, насколько это вообще возможно. По общему признанию, Mira немного потеряла практичность хэтчбека, но рядом с сиденьем водителя все еще есть место для некоторых продуктов.Можно подумать, что под капотом есть место, где раньше стоял стоковый двигатель, но вот поворот сюжета: стоковый двигатель все еще там, отдавая все 35 л.с. на передние колеса. На самом деле, автомобиль до сих пор зарегистрирован для использования на дорогах в Австралии, откуда родом Никотра.
Это может быть разрешено на дорогах, но, очевидно, дни Daihatsu проводятся для развлечения толпы на шоу и специальных мероприятиях.
Это не единственная машина с реактивным двигателем в гараже Никотры; у него также есть грузовик-монстр, но почему-то он не кажется таким диким, как эта Мира.В любом случае, оба автомобиля активно участвуют в шоу, и мы подозреваем, что они вызывают всевозможные улыбки на лицах фанатов.
Двигатели
Что такое воздухоплавание? | Динамика
полета | Самолеты | Двигатели
| История полета | Что
это УЭТ?
Словарь | Веселье
и игры | Образовательные ссылки | Урок
Ланс | Индекс сайта | Дом
| Двигатели |
Как работает реактивный двигатель?
НОВИНКА! Мы считаем само собой разумеющимся, насколько легко самолет весом более половины
миллион фунтов отрывается от земли с такой легкостью. Как это происходит?
Ответ прост. Это двигатели. Позвольте Терезе Беньо из Исследовательского центра Гленна НАСА объяснить подробнее… Как указано в НАСА Пункт назначения Завтра. |
Реактивные двигатели двигают самолет вперед с большой силой, создаваемой огромная тяга и заставляет самолет лететь очень быстро.
Все реактивные двигатели, которые также называются
газовые турбины,
работают по тому же принципу. Двигатель всасывает воздух спереди с помощью вентилятора.
Компрессор повышает давление воздуха. Компрессор изготовлен
с множеством лопастей, прикрепленных к валу.
Лопасти вращаются с большой скоростью и сжимают или сжимают воздух.
Сжатый
затем воздух распыляется топливом, и электрическая искра зажигает смесь. То
горящие газы расширяются и выбрасываются через сопло в задней части двигателя.Когда струи газа выбрасываются назад, двигатель и самолет устремляются вперед.
Когда горячий воздух направляется к соплу, он проходит через другую группу лопастей.
называется турбиной. Турбина крепится к тому же валу, что и компрессор.
Вращение турбины приводит к вращению компрессора.
На изображении ниже показано, как воздух проходит через двигатель. Воздух проходит через ядра двигателя, а также вокруг ядра.Это приводит к тому, что часть воздуха быть очень жарко, а некоторые быть прохладнее. Затем холодный воздух смешивается с горячим воздуха в районе выходного отверстия двигателя.
Это изображение того, как воздух проходит через двигатель
Что такое тяга?
Тяга поступательная сила, которая
толкает двигатель и, следовательно, самолет вперед.
Сэр
Исаак Ньютон обнаружил, что «для каждого действия существует равное
и противоположная реакция». Этот принцип используется в двигателе.
в большом объеме воздуха. Воздух нагревается, сжимается и замедляется.
Воздух прогоняется через множество вращающихся лопастей. Смешивая этот воздух со струей
топлива, температура воздуха может достигать трех тысяч градусов. То
энергия воздуха используется для вращения турбины. Наконец, когда воздух уходит,
он выталкивается из двигателя назад.Это заставляет самолет двигаться вперед.
Детали реактивного двигателя
Вентилятор —
Вентилятор является первым компонентом в
турбовентиляторный. Большой вращающийся вентилятор всасывает большое количество воздуха. Большинство лезвий
вентилятора изготовлены из титана. Затем он ускоряет этот воздух и разделяет его на
две части. Одна часть продолжается через «сердцевину» или центр двигателя, где
на него воздействуют другие компоненты двигателя.
Вторая часть «обходит» ядро двигателя. Он проходит через канал который окружает ядро к задней части двигателя, где он производит большую часть сила, толкающая самолет вперед. Этот более прохладный воздух помогает успокоиться двигатель, а также добавление тяги к двигателю.
Компрессор — Компрессор первый. компонент ядра двигателя. Компрессор состоит из вентиляторов с множеством лопастей. и крепится к валу.Компрессор сжимает поступающий в него воздух. площади постепенно уменьшаются, что приводит к увеличению атмосферного давления. Этот приводит к увеличению энергетического потенциала воздуха. Сжатый воздух нагнетается в камеру сгорания.
Камера сгорания —
В камере сгорания воздух смешивается
топливом, а затем загорелся. Есть целых 20 форсунок для распыления топлива в
воздушный поток. Смесь воздуха и топлива воспламеняется.Это обеспечивает высокий
температура, мощный воздушный поток. Топливо сгорает с кислородом в сжатом
воздуха, образуя горячие расширяющиеся газы.
Внутренняя часть камеры сгорания часто изготавливается
керамических материалов для обеспечения термостойкой камеры. Тепло может достигать
2700°.
Турбина — Поток воздуха с высокой энергией приближается из камеры сгорания поступает в турбину, заставляя лопатки турбины вращаться. Турбины соединены валом для вращения лопаток компрессора и для вращения впускного вентилятора спереди.Это вращение забирает энергию у поток высокой энергии, который используется для привода вентилятора и компрессора. Газы вырабатываемые в камере сгорания, движутся через турбину и раскручивают ее лопасти. Турбины реактивного самолета вращаются тысячи раз. Они закреплены на валах которые имеют несколько комплектов шарикоподшипников между ними.
Сопло —
Форсунка – это выпускной канал
двигатель. Это часть двигателя, которая фактически создает тягу для
самолет.Энергетически обедненный воздушный поток, прошедший через турбину, в дополнение к
более холодный воздух, миновавший сердцевину двигателя, создает силу при выходе из
сопло, которое толкает двигатель и, следовательно, самолет вперед.
Сочетание горячего воздуха и холодного воздуха выбрасывается и производит выхлоп,
что вызывает тягу вперед.
Перед соплом может стоять смеситель ,
который сочетает в себе высокотемпературный воздух, поступающий из ядра двигателя, с
более низкая температура воздуха, пропущенного через вентилятор.Миксер помогает сделать
двигатель тише.
Сэр Исаак Ньютон в 18 веке был первым предположил, что взрыв, направленный назад, может привести в движение машину вперед с огромной скоростью. Эта теория была основана на его третьем законе движение. Когда горячий воздух устремляется назад через сопло, самолет движется вперед.
Анри Жиффар построил дирижабль с двигателем первым авиационным двигателем, паровой машиной мощностью в три лошадиные силы. Это было очень тяжелый, слишком тяжелый, чтобы летать.
В 1874 году Felix de Temple построил моноплан.
который пролетел всего лишь короткий прыжок вниз с холма с помощью паровой машины, работающей на угле.
Отто Даймлер , изобретенный в конце 1800-х годов первый бензиновый двигатель.
В 1894 году американец Хирам Максим пытался оснастить свой тройной биплан двумя паровыми двигателями, работающими на угле.Это только пролетел несколько секунд.
Первые паровые машины приводились в действие нагретым углем и, как правило, слишком тяжел для полета.
Американский Сэмюэл Лэнгли сделал модель самолета которые приводились в движение паровыми двигателями. В 1896 году он успешно летал на беспилотный самолет с паровым двигателем, именуемый Аэродром . Он пролетел около 1 мили, прежде чем выдохся. Затем он попытался построить полный размерный самолет Aerodrome A, с газовым двигателем.В 1903 году он разбился сразу после спуска с плавучего дома.
В 1903 году братьев Райт летал, Летчик , с бензиновым двигателем мощностью 12 лошадиных сил
двигатель.
С 1903 года, года первого полета братьев Райт, до конца 1930-х гг. газовый поршневой двигатель внутреннего сгорания с воздушным винтом. единственное средство, используемое для приведения в движение самолетов.
Это был Фрэнк Уиттл , британский пилот, который разработал и запатентовал первый турбореактивный двигатель в 1930 году.Первый успешный полет двигателя Уиттла в мае 1941 года. Этот двигатель отличался многоступенчатым компрессором и камеру, одноступенчатую турбину и сопло.
В то же время, когда Уиттл работал в Англии, Ганс фон Охайн работал над подобным проектом в Германии. Первый самолет, успешно использование газотурбинного двигателя было немецким Heinkel He 178, август 1939 года. Это был первый в мире турбореактивный двигатель. полет.
General Electric построила первый американский реактивный двигатель для ВВС США.
Реактивный самолет . Именно экспериментальный самолет ХР-59А совершил первый полет в октябре 1942 года.
Типы реактивных двигателей
Основная идея
турбореактивный двигатель
просто.Воздух, поступающий из отверстия
в передней части двигателя сжимается в 3-12 раз по сравнению с исходным давлением
в компрессоре. Топливо добавляется в воздух и сжигается в камере сгорания.
повысить температуру жидкой смеси примерно до 1100–1300 °F
F. Полученный горячий воздух проходит через турбину, которая приводит в действие компрессор.
Если турбина и компрессор исправны, давление на выходе из турбины
будет почти в два раза выше атмосферного давления, и это избыточное давление направляется
к соплу для создания высокоскоростного потока газа, создающего тягу.Значительное увеличение тяги может быть получено за счет использования
форсаж. Это вторая камера сгорания, расположенная после турбины и перед
сопло.
Форсажная камера повышает температуру газа перед соплом.
Результатом этого повышения температуры является увеличение примерно на 40 процентов
по тяге на взлете и гораздо больший процент на высоких скоростях, как только самолет
находится в воздухе.
Турбореактивный двигатель является реактивным двигателем.В реактивной машине расширяющиеся газы сильно надавите на переднюю часть двигателя. Турбореактивный двигатель всасывает воздух и сжимает или сжимает его. Газы проходят через турбину и заставляют ее вращаться. Эти газы отскакивать назад и стрелять из задней части выхлопа, толкая самолет вперед.
Изображение турбореактивного двигателя
Турбовинтовой А
турбовинтовой двигатель
представляет собой реактивный двигатель, прикрепленный к воздушному винту.Турбина на
задняя часть вращается горячими газами, и это приводит в движение вал, приводящий в движение
пропеллер. Некоторые небольшие авиалайнеры и транспортные самолеты оснащены турбовинтовыми двигателями.
Как и турбореактивный, турбовинтовой двигатель состоит из компрессора, камера и турбина, давление воздуха и газа используется для запуска турбины, которая затем создает мощность для привода компрессора. По сравнению с турбореактивным двигателем, турбовинтовой двигатель имеет лучшую двигательную эффективность при скоростях полета ниже примерно 500 миль в час.Современные турбовинтовые двигатели оснащены воздушными винтами, имеют меньший диаметр, но большее количество лопастей для эффективной работы при гораздо более высоких скоростях полета. Чтобы приспособиться к более высоким скоростям полета, лопасти имеют форму ятагана с загнутыми назад передними кромками на концах лопастей. Двигатели с такими гребными винтами называются винтовентиляторы .
Изображение турбовинтового двигателя
ТРДД А
турбовентиляторный двигатель
имеет большой вентилятор спереди, который всасывает
воздуха.
Большая часть воздуха обтекает двигатель снаружи, что делает его работу тише.
и давая больше тяги на малых скоростях. Большинство современных авиалайнеров оснащены
турбовентиляторами. В ТРД весь воздух, поступающий во впуск, проходит через
газогенератор, состоящий из компрессора, камеры сгорания и
турбина. В турбовентиляторном двигателе только часть поступающего воздуха попадает в
камера сгорания. Остаток проходит через вентилятор или компрессор низкого давления.
и выбрасывается непосредственно в виде «холодной» струи или смешивается с выхлопом газогенератора.
для создания «горячей» струи.Целью такой обходной системы является увеличение
тяги без увеличения расхода топлива. Это достигается за счет увеличения
суммарный расход воздушной массы и снижение скорости при том же суммарном запасе энергии.
Изображение турбовентиляторного двигателя
Турбовальные Это еще одна форма газотурбинного двигателя, которая работает так же, как турбовинтовой двигатель.
система.Он не приводит в движение пропеллер. Вместо этого он обеспечивает питание вертолета.
ротор. Турбовальный двигатель устроен так, что скорость вертолета
ротор не зависит от скорости вращения газогенератора. Это позволяет
скорость ротора должна оставаться постоянной, даже если скорость генератора
менялись, чтобы модулировать количество производимой мощности.
Изображение турбовального двигателя
ПВРД ПВРД — это
самый простой реактивный двигатель и не имеет движущихся частей.Скорость реактивного «тарана»
или нагнетает воздух в двигатель. По сути, это турбореактивный двигатель, в котором вращается
техника исключена. Его применение ограничено тем, что его
степень сжатия полностью зависит от скорости движения вперед. ПВРД не развивает статических
тяга и очень небольшая тяга вообще ниже скорости звука. Как следствие,
ПВРД требует некоторой формы вспомогательного взлета, например, другого самолета.
Он использовался в основном в системах управляемых ракет.Космические аппараты используют это
тип струи.
Изображение прямоточного воздушно-реактивного двигателя
Наверх
Что такое воздухоплавание? | Динамика полета | Самолеты | Двигатели | История полета | Что такое УЭТ?
Словарь | Веселье и игры | Образовательные ссылки | Урок Планы | Индекс сайта | Дом
Реактивные двигатели
Разработка реактивных двигателей во время войны
До Второй мировой войны, в 1939 году, реактивные двигатели в основном существовали в лабораториях.Однако конец войны показал, что реактивные двигатели с их большой мощностью и компактностью были в авангарде развития авиации.
Молодой немецкий физик Ганс фон Охайн работал в компании Ernst Heinkel, специализирующейся на передовых двигателях, над созданием первого в мире реактивного самолета, экспериментального Heinkel He 178.
Первый полет он совершил 27 августа 1939 года. , немецкий конструктор двигателей Ансельм Франц разработал двигатель, пригодный для использования в реактивном истребителе.Этот самолет, Ме 262, был построен Мессершмиттом. Хотя Me 262 был единственным реактивным истребителем, участвовавшим в боевых действиях во время Второй мировой войны, он провел значительное количество времени на земле из-за высокого расхода топлива. Его часто описывали как «сидячую утку для атак союзников». Тем временем в Англии Фрэнк Уиттл полностью самостоятельно изобрел реактивный двигатель. Таким образом, британцы разработали успешный двигатель для другого раннего реактивного истребителя — Gloster Meteor. Великобритания использовала его для обороны страны, но из-за недостатка скорости он не использовался для боевых действий над Германией.
Британцы поделились технологией Уиттла с США, что позволило General Electric (GE) построить реактивные двигатели для первого в Америке реактивного истребителя Bell XP-59.
Британцы продолжали разрабатывать новые реактивные двигатели по конструкции Уиттла, а Rolls-Royce начала работу над двигателем Nene в 1944 году. Компания продала Nenes Советам — советская версия двигателя, по сути, приводила в действие реактивный истребитель МиГ-15. которые позже сражались с истребителями и бомбардировщиками США во время Корейской войны.
Капитуляция Германии в 1945 году выявила важные открытия и изобретения военного времени.General Electric и Pratt & Whitney, еще один американский производитель двигателей, добавили уроки немецкого языка к урокам Уиттла и других британских конструкторов. Ранние реактивные двигатели, такие как у Me 262, быстро потребляли топливо. Таким образом, была поставлена первоначальная задача: построить двигатель, который мог бы обеспечить высокую тягу при меньшем расходе топлива.
Компания Pratt & Whitney решила эту дилемму в 1948 году, объединив два двигателя в один. Двигатель включал два компрессора; каждый вращается независимо, внутренний обеспечивает высокое сжатие для хорошей производительности.
Каждый компрессор потреблял энергию от своей турбины; следовательно, было две турбины, одна за другой. Такой подход привел к двигателю J-57. Коммерческие авиалайнеры — Boeing 707, Douglas DC-8 — летали вместе с ним. Один из выдающихся послевоенных двигателей, он поступил на вооружение ВВС США в 1953 году.
Ганс фон Охайн
Ганс фон Охайн из Германии был конструктором первого работающего реактивного двигателя, хотя заслуга изобретения реактивного двигателя принадлежит британцу Фрэнку Уиттлу.Уиттл, который зарегистрировал патент на турбореактивный двигатель в 1930 году, получил это признание, но не проводил летных испытаний до 1941 года. Охайн родился 14 декабря 1911 года в Дессау, Германия. Работая над докторской диссертацией в Геттингенском университете, он сформулировал свою теорию реактивного движения в 1933 году. После получения степени в 1935 году он стал младшим ассистентом Роберта Вичарда Пола, директора Физического института университета.
Получив патент на свой турбореактивный двигатель в 1936 году, Охайн присоединился к компании Heinkel в Ростоке, Германия.
К 1937 году он построил испытанный на заводе демонстрационный двигатель, а к 1939 году — полностью действующий реактивный самолет He 178. Вскоре после этого Охайн руководил созданием He S.3B, первого полностью действующего центробежного турбореактивного двигателя. Этот двигатель был установлен на самолете He 178, совершившем первый в мире полет реактивного самолета 27 августа 1939 года. Охайн разработал усовершенствованный двигатель He S.8A, первый полет которого состоялся 2 апреля 1941 года. Однако конструкция была менее эффективной, чем конструкция, разработанная Ансельмом Францем, на которой был установлен Me 262, первый действующий реактивный истребитель.
Охейн приехал в Соединенные Штаты в 1947 году и стал ученым-исследователем на базе ВВС Райт-Паттерсон, Лабораториях аэрокосмических исследований, Лаборатории аэродинамических двигателей Райта и Исследовательском институте Дейтонского университета.
За 32 года работы в правительстве США Охейн опубликовал более 30 технических статей и зарегистрировал 19 патентов США.
