Turbovintli dvigatel pistonli dvigatelga o'xshaydi: ikkalasi ham pervanaga ega. Ammo har jihatdan ular boshqacha. Ushbu birlik nima ekanligini, qanday ishlashini, uning ijobiy va salbiy tomonlarini ko'rib chiqing.

umumiy xususiyatlar

Turbovintli dvigatel universal energiya konvertorlari sifatida ishlab chiqilgan va aviatsiyada keng qo'llaniladigan gaz turbinali dvigatellar sinfiga kiradi. Ular kengaytirilgan gazlar turbinani aylantirib, moment hosil qiladigan va boshqa birliklar uning miliga biriktirilgan joydan iborat. Turbovintli dvigatel parvona bilan jihozlangan.

Diffuzor kompressordan havo oqimini sekinlashtiradi, bu esa uni yoqishni osonlashtiradi. Gumbaz va aylangich havoga turbulentlik beradi, shuning uchun uni yoqilg'i bilan aralashtirish osonroq bo'ladi. U erdan, haqiqiy yonish sodir bo'ladigan joy, yengdir. Astarda havoning yonish zonasida bir nechta nuqtalarga oqishini ta'minlaydigan bir nechta teshiklar mavjud.

Ateşleyiciler - yonish bosqichining oxirgi qismlari; ular sizning avtomobilingiz yoki pistonli dvigatelingizdagi shamlarga juda o'xshaydi. Ateşleyiciler olovni yoqib yuborganda, u o'zini o'zi ushlab turadi va ateşleyiciler o'chiriladi. Havo yonish kamerasidan o'tib ketgandan so'ng, u kompressor turbinasi orqali oqadi. Turbina - bu kompressordagi pichoqlarga juda o'xshash bir qator pichoq profillari. Issiq, yuqori tezlikda havo turbina kanatlari ustidan oqib o‘tganda, ular kompressor turbinasini aylana bo‘ylab aylantirib, u bog‘langan dvigatelning milini aylantirib, havodan energiya chiqaradi.

Bu piston va turbojet bloklari o'rtasidagi xochdir. Dastavval samolyotlarga pistonli dvigatellar o'rnatildi, ular yulduz shaklidagi silindrlardan iborat va ichida joylashgan. Ammo ular juda katta o'lchamlari va og'irligi, shuningdek, past tezlik qobiliyatiga ega bo'lganligi sababli, ular endi ishlatilmadi va paydo bo'ladigan turbojet qurilmalariga ustunlik berdi. Ammo bu dvigatellar kamchiliklardan xoli emas edi. Ular tovushdan yuqori tezlikni ishlab chiqishlari mumkin edi, lekin juda ko'p yoqilg'i iste'mol qilishdi. Shuning uchun ularning ishlashi yo'lovchi tashish uchun juda qimmatga tushdi.

Bu kompressor bilan bir xil mil va motorga tegishli barcha aksessuarlar ulangan. To'g'ridan-to'g'ri kompressor turbinasi oldida butunlay alohida ikkinchi vosita mili joylashgan. Kompressor turbinasidan o'tgan havo oqimi dvigatel quvvat turbinalari bilan uchrashadi. Ushbu quvvat turbinalari xuddi kompressor turbinalariga o'xshab, pichoqli pichoqlar bilan aylanadi.

Pervaneni aylantiradigan yagona narsa - bu quvvat turbinasi g'ildiraklaridan o'tadigan havo. Endi qo'zg'aysan mili o'rtacha tezlikda aylanayotgan bo'lsa, pervanel tortishish hosil qila oladi. Egzoz havosi quvvat turbinalari orqali o'tayotganda deyarli foydalanilmaydi. U shunchaki dvigateldan ajralib chiqadi va egzoz quvurlari orqali chiqadi. Bu odatda jami ishlab chiqarilgan surishning bir necha foizini tashkil qiladi.

Turboprop dvigatel ham xuddi shunday kamchilikka dosh berishga majbur bo'ldi. Va bu muammo hal qilindi. Dizayn va ishlash printsipi turbojetli dvigatel mexanizmidan, pervanellar esa pistonli dvigateldan olingan. Shunday qilib, kichik o'lchamlarni, samaradorlikni va yuqorilikni birlashtirish mumkin bo'ldi

Dvigatellar o'tgan asrning 30-yillarida Sovet Ittifoqi davrida ixtiro qilingan va qurilgan va yigirma yil o'tgach, ular ommaviy ishlab chiqarishni boshlagan. Quvvat 1880 dan 11000 kVt gacha o'zgargan. Uzoq vaqt davomida ular armiyada ishlatilgan va fuqaro aviatsiyasi. Biroq, ular tovushdan yuqori tezlik uchun mos emas edi. Shuning uchun, bunday imkoniyatlarning paydo bo'lishi bilan harbiy aviatsiya ular rad etildi. Lekin fuqarolik samolyoti asosan ular tomonidan ta'minlanadi.

Turboproplar odatda turbofan yoki turbojetli samolyotlarga qaraganda pastroq ish shiftiga ega bo'lsa-da, ular har bir yo'lovchiga sezilarli darajada kamroq yoqilg'i sarflaydi. Ularning harakatlanish samaradorligi egri chizig'i tufayli ular 400 tugundan past tezlikda eng samarali hisoblanadi. Ular qimmat bo'lsa-da, ular juda ishonchli.

Bu turboproplarni nisbatan qisqa mintaqaviy parvozlar uchun ideal dvigatelga aylantiradi. Samolyotni turbovintli dvigatel bilan jihozlash past darajadagi parvozlar uchun ikkala dunyoning eng yaxshisidir. Havo siqiladi, yondiriladi va pervanelni aylantiradigan energiyaga aylanadi. Porshenli samolyotlar bilan solishtirganda, ular nisbatan kamroq tebranishli harakatlanuvchi qismlarga ega, bu ularni juda ishonchli qiladi.

Turbovintli dvigatelning qurilmasi va uning ishlash printsipi


Dvigatelning dizayni juda oddiy. Bunga quyidagilar kiradi:

  • reduktor;
  • havo pervanesi;
  • yonish kamerasi;
  • kompressor;
  • nozul.

Turboprop dvigatelining sxemasi quyidagicha: kompressor tomonidan AOK qilingan va siqilganidan so'ng, havo yonish kamerasiga kiradi. Aynan shu erda yoqilg'i quyiladi. Olingan aralash yonib ketadi va gazlarni hosil qiladi, ular kengaytirilganda turbinaga kiradi va uni aylantiradi va u, o'z navbatida, kompressor va pervanelni aylantiradi. Ishlatilmagan energiya ko'krak orqali chiqib ketadi, uning kattaligi unchalik katta bo'lmaganligi sababli (atigi o'n foiz), turbovintli dvigatel turbojet hisoblanmaydi.

Bu erda javoblarni o'qish menga bir nechta faktlarni muhokama qilishimni aytadi. Ularning kamchiligi tezlikdan oshib ketadigan doimiy quvvatdir, shuning uchun tortishish tezlikka teskari. Turboprop dvigatellari ergashadi va ularning kuchi tezlashishi tufayli tezlikni biroz oshiradi. Ularning surish tezligi tezlik bilan ham kamroq tushadi, shuning uchun eng yaxshi asos iste'molni ifodalash kuch emas, balki surishdir. Zamonaviy reaktiv dvigatelning odatdagi yonilg'i iste'moli bir Nyutonga 30 gramm yonilg'i, u harakatsiz ishlaganda bir soatlik quvvat bilan va Machdagi kruizdan ikki baravar yuqori.

  • Pistonli dvigatellar eng tejamkor samolyot dvigatellaridir.
  • Bu parvoz paytida tezlashishga yordam beradi, lekin eng yuqori tezlikni cheklaydi.
Barcha holatlarda havo massasini orqaga tezlashtirish orqali tortishish hosil bo'ladi.

Biroq, ishlash va dizayn printsipi unga o'xshaydi, ammo bu erda energiya ko'krak orqali to'liq chiqmaydi va hosil qiladi. reaktiv zarba, lekin faqat qisman, chunki foydalanish mumkin bo'lgan energiya vintni ham aylantiradi.

Ishlaydigan mil

Bir yoki ikkita valli dvigatellar mavjud. Yagona valli versiyada kompressor, turbina va pervanel bir xil shaftada joylashgan. Ikki valda ularning birida turbina va kompressor, ikkinchisida esa vites qutisi orqali pervanel mavjud. Bundan tashqari, ikkita turbina mavjud bog'langan do'st boshqasi bilan gaz-dinamik usulda. Ulardan biri pervanel uchun, ikkinchisi esa kompressor uchun. Ushbu parametr eng keng tarqalgan, chunki energiyani pervanellarni ishga tushirmasdan ishlatish mumkin. Va bu, ayniqsa, samolyot yerda bo'lganda qulaydir.

Ushbu formula shuni ko'rsatadiki, havoning katta massasini kichikroq massaga qaraganda biroz tezlashtirish yaxshiroqdir. Pervaneler buni amalga oshiradilar va shuning uchun yaxshi samaradorlikni ta'minlaydi. Turboproblar quvvat ishlab chiqarish uchun kamroq samarali, ammo engilroq gaz turbinalaridan foydalanadi, ammo samarali pervanelni saqlaydi. Fuqarolik turbofanlar o'zlarining bypass nisbatlarini oshirish orqali havo massasini oshirishga harakat qilishadi va faqat harbiylar bypass nisbati 1 dan past bo'lgan eng kam samarali turlardan foydalanadi, chunki ular supersonik tezlikda eng yaxshi tanlovdir.


Kompressor

Ushbu qism ikki-olti bosqichdan iborat bo'lib, harorat va bosimdagi sezilarli o'zgarishlarni sezish, shuningdek tezlikni kamaytirish imkonini beradi. Ushbu dizayn tufayli samolyot dvigatellari uchun juda muhim bo'lgan og'irlik va o'lchamlarni kamaytirish mumkin. Kompressor pervanellarni va yo'naltiruvchi qanotni o'z ichiga oladi. Ikkinchisi tartibga solinishi mumkin yoki bo'lmasligi mumkin.

Quyida har xil turdagi dvigatellarning o'ziga xos kruiz yoqilg'i iste'moli grafigini ularning aylanib o'tish nisbati bilan taqqoslashingiz mumkin. Teskari aloqani osongina ko'rish mumkin. Turli dvigatellarning bir funt quvvatiga soatiga funt sterlingdagi yoqilg'ining solishtirma quvvat sarfini ularning aylanib o'tish nisbati logarifmi bo'yicha grafigi.

Pistonli va turbofanli dvigatellarni taqqoslash uchun uchishda yoqilg'i sarfini solishtiring. Standart atmosfera sharoitlarini va 85% kuch koeffitsientini qabul qilganimizda, uning statik surish kuchi 727 kN ni tashkil qiladi. Biroq, pervanel har qanday samolyotni reaktivlarga qaraganda sekinroq uchishiga majbur qiladi. Ularning samarali tanklari pervanel uchlari tovushdan yuqori tezlikda aylanayotganidan keyin bo'ladi, shuning uchun Mach kruizini pastroqda qoldirgan ma'qul. Ammo tijoriy trafik iqtisodiy jihatdan imkon qadar tez uchishni xohlaydi va turbofanlar bilan bu chegara faqat Mach atrofida erishiladi.

Havo pervanesi

Ushbu qism tufayli tortishish hosil bo'ladi, lekin tezlik cheklangan. Eng yaxshi ko'rsatkich 750 dan 1500 rpm gacha bo'lgan darajadir, chunki koeffitsientning oshishi bilan foydali harakat yiqila boshlaydi va tezlashuv o'rniga pervanel tormozga aylanadi. Ushbu hodisa "qulflash effekti" deb ataladi. Bunga yuqori tezlikda, ortiqcha aylanayotganda noto'g'ri ishlay boshlagan pervanel pichoqlari sabab bo'ladi. Xuddi shu ta'sir ularning diametrining oshishi bilan kuzatiladi.

Ishlash ko'rsatkichlari qanday taqqoslanadi

Tezroq samolyot bir vaqtning o'zida ko'proq oyoqqa uchadi, ko'taradi ko'proq odamlar va ko'proq daromad oling. Kutilgandan pastroq sotib olish va foydalanish xarajatlari bilan juda engil biznes-jetlar yuqori samarali bir dvigatelli turboproplar bilan raqobatlashadi. Har bir samolyot uchun tezlik, masofa, foydali yuk va yoqilg'i yoqishning eng yaxshi kombinatsiyasini solishtirish, egasining odatiy missiya profiliga eng mos keladigan modelni tanlash uchun juda muhimdir.

Turbina


Turbina daqiqada yigirma ming aylanish tezligiga erishishga qodir, lekin vint unga mos kela olmaydi, shuning uchun tezlikni pasaytiradigan va momentni oshiradigan redüktör mavjud. Reduktorlar har xil bo'lishi mumkin, ammo ularning asosiy vazifasi, turidan qat'i nazar, tezlikni kamaytirish va momentni oshirishdir.

Samolyotning aniq ishlashini taqqoslash

Ishlash, ayniqsa tezlik va diapazonni solishtirganda, operatorlar joriy egalarining haqiqiy raqamlarini hisobga olishlari kerak. Siz ko'rib chiqayotgan samolyotni muntazam ravishda uchib yuradigan odamlardan uchuvchining ishlashi ishlab chiqaruvchilarning taxminlariga nisbatan qandayligini so'rang.

Boshqa egalar ham rozi bo'lishadi, ba'zilari kitobga nisbatan 15 va 25 tugunli afzalliklarni keltiradilar. O'sha uchuvchilarning ta'kidlashicha, ularning yuqori unumdorligi yuqori bo'lgan bitta dvigatelli turboproplari faqat to'g'ri sharoitlarda - juda sovuq kunlarda, dvigatelni atigi yarim bakli gaz yordamida o'ta qattiq ishlaganda yuqori tezlikka erishadi.

Aynan shu xususiyat harbiy samolyotlarda turbovintli dvigateldan foydalanishni cheklaydi. Biroq, tovushdan tez dvigatelni yaratish bo'yicha ishlanmalar haligacha muvaffaqiyatli bo'lmagan bo'lsa-da, to'xtamaydi. Surish kuchini oshirish uchun ba'zida turboprop dvigatel ikkita pervanel bilan ta'minlanadi. Shu bilan birga, ular qarama-qarshi yo'nalishlarda aylanish tufayli ishlash printsipini amalga oshiradilar, lekin bitta vites qutisi yordamida.

Xuddi shunday, ba'zi uchuvchilar o'zlarining yangi samolyotlarining masofasidan hayratda qolishadi, chunki ular samolyotlar havo harakatini boshqarish yo'nalishi tufayli kamdan-kam balandlikda uchadi va shuning uchun uzoq masofa va yoqilg'ining yaxshi yonishidan foydalana olmaydi deb taxmin qilishdi.

Qancha samolyot ko'tara olishini taqqoslash

"Bu biz ko'rgan eng keng tarqalgan yo'l." Shunga qaramay, har qanday samolyotning eng aniq diapazoni uchun potentsial xaridorlar hozirgi egalaridan ushbu sohadagi tajribasi haqida so'rashlari kerak. Samolyot qancha yuk ko'tarishi mumkinligi haqidagi raqamlarni taqqoslash uchun bir nechta savollar va bir nechta asosiy matematika kerak bo'lib, haqiqiy olma bilan olma solishtiring.


Misol tariqasida, vites qutisi orqali erkin turbinaga biriktirilgan ikkita vintli fanatga ega bo'lgan D-27 dvigatelini (turbopropfan) ko'rib chiqishimiz mumkin. Bu fuqaro aviatsiyasida ishlatiladigan ushbu dizaynning yagona modeli. Ammo uning muvaffaqiyatli qo'llanilishi ko'rib chiqilayotgan dvigatelning ishlashini yaxshilashda katta sakrash deb hisoblanadi.

To'liq yoqilg'i bilan 895 funtni ko'tara oladigan turbopropni va 600 funtni ko'tara oladigan boshlang'ich darajadagi reaktivni oling. Ikkala ishlab chiqaruvchilarga bir nechta savollar bilan siz reaktiv dvigatelning foydali yuklari 200 funtlik uchuvchining og'irligini o'z ichiga olishini bilib olishingiz mumkin, turboprop hisoblarida esa yo'q.

Ushbu misolda, qat'iy taqqoslashga yaqinroq bo'lish uchun siz 600 funt reaktorning foydali yukini to'liq yoqilg'i bilan qabul qilasiz va uni 200 funt uchuvchiga qo'shasiz. Bu sizga 800 funtgacha olib keladi, bu turbopropning foydali yukidan unchalik uzoq emas.

Afzalliklari va kamchiliklari

Keling, turboprop dvigatelining ishlashini tavsiflovchi ijobiy va salbiy tomonlarini ta'kidlaymiz. Afzalliklari quyidagilardan iborat:

  • piston birliklari bilan solishtirganda engil vazn;
  • turbojetli dvigatellar bilan solishtirganda samaradorlik (pervanel tufayli samaradorlik sakson olti foizga etadi).

Biroq, bunday inkor etilmaydigan afzalliklarga qaramay, reaktiv dvigatellar ba'zi hollarda afzal qilingan variant hisoblanadi. Turbovintli dvigatelning tezligi soatiga yetti yuz ellik kilometrni tashkil qiladi. Biroq, bu juda kam. Bundan tashqari, hosil bo'lgan shovqin juda yuqori bo'lib, Xalqaro fuqaro aviatsiyasi tashkilotining ruxsat etilgan qiymatlaridan oshib ketadi.

Bundan tashqari, bir necha omillarga, jumladan, odatdagi parvozning o'rtacha uzunligiga bog'liq bo'lgan yoqilg'i yoqish va boshqa operatsion xarajatlar kabi taxminlarga shubha qilish muhimdir. Ko'pgina yuqori samarali turbovintli uchuvchilar uzoq vaqtdan beri mavjud bo'lgan afsonaga ishonishadi, ularning samolyotlari 20 tugun sekinroq harakat qilish uchun reaktiv yoqilg'ining uchdan ikki qismini yoqib yuboradi. Ammo haqiqat shundaki, u 45 tugunga o'xshaydi - bu turbopropga qaraganda 12 va 14 foizga tezroq.

Samolyotlar balandroq balandlikda uchganligi sababli, uchuvchilar uzoqroq missiyalarni rejalashtirish ehtimoli ko'proq va yoqilg'i sarfi ham ta'sir qiladi. Ular uzunroq oyoqlarda uchganligi sababli, reaktiv kamroq gaz yoqsa, ular uzoqroq turishlari mumkin. Yuqori unumdorlikka ega bir dvigatelli turbopropdan engil reaktivga o'tish ko'pchilik uchuvchilar tushunganidan osonroqdir. Erta ketganlar, mashg'ulotlarni o'zlari amalga oshirgan eng oson havo o'tish joyi deb atagan holda, mehnatga arziydigan mukofot olishda turib olishadi.


Shuning uchun Rossiyada turbovintli dvigatellar ishlab chiqarish cheklangan. Ular asosan uzoq masofalarga va past tezlikda uchadigan samolyotlarga o'rnatiladi. Keyin ariza oqlanadi.

Biroq, harbiy aviatsiyada samolyotlarning asosiy xususiyatlari samaradorlik emas, balki yuqori manevr va jim ishlash bo'lishi kerak, bu dvigatellar zarur talablarga javob bermaydi va bu erda turbojet bloklari qo'llaniladi.

Tizimlar ancha avtomatlashtirilgan, dedi Gardner. Samolyotda avialayner xavfsizligi va otishma standartlari mavjud. Bizning eng katta o'quvchilarimiz turbopropdan kelgan uchuvchilardir. Ular aytadilar: Voy, bu Mustang ajoyib. Nega menga bu haqda hech kim aytmadi?

Umuman olganda, Lokar rozi. "Bu yuqori standartlarga tayyorlanish va ko'nikmalarni saqlab qolish uchun majburiyat, kuch va tayyorlikni talab qiladi, ammo bu o'z samarasini beradi." Yirik ishlab chiqaruvchilar olti dan sakkiztagacha yo'lovchi biznes-jet bozorlarida keng tanlov taklif qiladilar. Biroq, turbovintli samolyotlarda qatnashganingizda, tanlov yanada qiyinlashadi.

Shu bilan birga, "qulflash effekti" ni engib o'tish va yangi darajaga erishish uchun tovushdan tez pervanellarni yaratish bo'yicha ishlanmalar doimiy ravishda davom etmoqda. Balki ixtiro haqiqatga aylanganda, dan reaktiv dvigatellar turboproplar foydasiga va harbiy samolyotlarda tark etiladi. Ammo hozirgi vaqtda ularni faqat eng kuchli emas, balki barqaror ishlaydigan "ishchi otlar" deb atash mumkin.

Xo'sh, engil reaktivlar bilan solishtirganda turboproplarning afzalliklari va kamchiliklari qanday? Avval turbopropni tushuntirishimiz kerak. Aslida, ushbu toifadagi samolyotlar samolyotni oldinga siljitish uchun reaktiv harakatga tayanish o'rniga pervanelni harakatga keltirish uchun gaz turbinali dvigateldan foydalanadi. Ushbu dvigatellar nafaqat biznes samolyotlari, balki harbiy, qishloq xo'jaligi va kichik samolyotlar uchun ham juda ishonchli va kuchli.

Toza bilan solishtirganda reaktiv samolyot turboproplar u qadar tez uchmasligi aniq. Masalan, iroda 310k tezlikda aylanadi.Yani tezlik haqida gap ketganda, barcha turboproplar teng yaratilmaydi. Turboprop manfaati uchun shuni ta'kidlash kerakki, ushbu samolyotlar odatda aerodrom o'tlaridan foydalanishga qodir, aksariyat samolyotlar qo'nish va qo'nish uchun maxsus uchish-qo'nish yo'lagini talab qiladi.

0

Havo-reaktiv dvigatellar yonish kamerasiga kirishdan oldin havoni oldindan siqish usuliga ko'ra kompressorli va kompressor bo'lmaganlarga bo'linadi. Kompressorsiz havo-reaktiv dvigatellarda havo oqimining tezlik boshi qo'llaniladi. Kompressorli dvigatellarda havo kompressor yordamida siqiladi. Kompressorli havo reaktiv dvigateli turbojetli dvigatel (TRD). Aralash yoki birlashtirilgan dvigatellar deb ataladigan guruhga turbovintli dvigatellar (TVD) va aylanma turbojetli dvigatellar (DTRD) kiradi. Biroq, bu dvigatellarning dizayni va ishlashi asosan turbojetli dvigatellarga o'xshaydi. Ko'pincha bu dvigatellarning barcha turlari ostida birlashtiriladi umumiy ism gaz turbinali dvigatellar (GTE). yoqilg'i sifatida gaz turbinali dvigatellar kerosin ishlatiladi.

Turbojet dvigatellari

Strukturaviy sxemalar. Turbojetli dvigatel (100-rasm) kirish, kompressor, yonish kamerasi, gaz turbinasi va chiqishdan iborat.

Kirish moslamasi vosita kompressoriga havo etkazib berish uchun mo'ljallangan. Dvigatelning samolyotda joylashgan joyiga qarab, u samolyot dizayni yoki dvigatel dizaynining bir qismi bo'lishi mumkin. Kirish moslamasi kompressor oldidagi havo bosimini oshiradi.

Kompressorda havo bosimining yanada oshishi sodir bo'ladi. Turbojetli dvigatellarda markazdan qochma kompressorlar (101-rasm) va eksenel kompressorlar (100-rasmga qarang) ishlatiladi.

Eksenel kompressorda, rotor aylanganda, havoga ta'sir qiluvchi pichoqlar uni burishadi va eksa bo'ylab kompressorning chiqishiga qarab harakatlanishga majbur qiladi.

Santrifüj kompressorda pervanel aylanganda, havo pichoqlar tomonidan tortiladi va markazdan qochma kuchlar ta'sirida atrofga o'tadi. Eksenel kompressorli dvigatellar zamonaviy aviatsiyada eng keng qo'llanilishini topdi.







Eksenel kompressor rotorni (aylanuvchi qism) va kirish moslamasi biriktirilgan statorni (statsionar qism) o'z ichiga oladi. Ba'zan kiruvchi qurilmalarda kompressorga begona jismlarning kirishiga yo'l qo'ymaslik uchun himoya ekranlar o'rnatiladi, bu esa pichoqlarga zarar etkazishi mumkin.

Kompressor rotori aylana shaklida joylashtirilgan va aylanish o'qi bo'ylab ketma-ket o'zgarib turadigan bir necha qator profilli rotor pichoqlaridan iborat. Rotorlar baraban (102-rasm, a), disk (102-rasm, b) va baraban-disk (102-rasm, v) ga bo'linadi.

Kompressor statori korpusga o'rnatilgan profilli pichoqlarning halqasimon to'plamidan iborat. To'g'rilovchi deb ataladigan qattiq pichoqlar qatori ishchi pichoqlar qatori bilan birga kompressor bosqichi deb ataladi.

Zamonaviy samolyot turbojetli dvigatellari havoni siqish jarayonining samaradorligini oshirish uchun ko'p bosqichli kompressorlardan foydalanadi. Kompressor bosqichlari bir-biri bilan muvofiqlashtirilgan bo'lib, bir bosqichning chiqishidagi havo keyingi bosqichning pichoqlari atrofida silliq oqadi.


Keyingi bosqichga kerakli havo yo'nalishi tekislagich tomonidan ta'minlanadi. Xuddi shu maqsadda kompressor oldiga o'rnatilgan hidoyat qanoti ham xizmat qiladi. Ba'zi dvigatel konstruktsiyalarida hidoyat qanoti bo'lmasligi mumkin.

Turbojet dvigatelining asosiy elementlaridan biri kompressor orqasida joylashgan yonish kamerasi. Strukturaviy jihatdan yonish kameralari quvurli (103-rasm), halqasimon (104-rasm), quvur-halqasimon (105-rasm).






Quvurli (individual) yonish kamerasi osilgan stakanlar bilan o'zaro bog'langan olov trubkasi va tashqi korpusdan iborat. Yonish kamerasi oldida olovni barqarorlashtirish uchun yonilg'i quyish moslamalari va aylana o'rnatilgan. Olovli trubkada havo etkazib berish uchun teshiklar mavjud, bu esa olov trubasining haddan tashqari qizib ketishini oldini oladi. Olovli quvurlardagi yoqilg'i-havo aralashmasini yoqish alohida kameralarga o'rnatilgan maxsus ateşleme qurilmalari tomonidan amalga oshiriladi. O'z o'rtasida olov quvurlari filial quvurlari bilan bog'langan bo'lib, ular aralashmaning barcha kameralarda yonishini ta'minlaydi.



Halqali yonish kamerasi kameraning tashqi va ichki korpuslari tomonidan hosil qilingan halqali bo'shliq shaklida amalga oshiriladi. Halqasimon otash trubkasi halqasimon kanalning old qismiga o'rnatiladi va olov trubasining burniga aylanma va nozullar o'rnatiladi.

Quvursimon-halqali yonish kamerasi tashqi va ichki korpuslardan iborat bo'lib, ular ichida alohida olov quvurlari joylashtirilgan halqali bo'shliqni tashkil qiladi.

TRD kompressorini boshqarish uchun gaz turbinasi ishlatiladi. Zamonaviy dvigatellarda gaz turbinalari ekseneldir. Gaz turbinalari bir bosqichli yoki ko'p bosqichli (olti bosqichgacha) bo'lishi mumkin. Turbinaning asosiy tarkibiy qismlariga nozullar (yo'riqnoma) qurilmalari va g'ildiraklari kiradi, ular disklar va ularning jantlarida joylashgan rotor pichoqlaridan iborat. Dvigatellar turbina miliga biriktirilgan va u bilan birga rotor hosil qiladi (106-rasm). Nozzle qurilmalari har bir diskning ishchi pichoqlari oldida joylashgan. Ruxsat etilgan nozul apparati va ishlaydigan pichoqli diskning kombinatsiyasi turbinali bosqich deb ataladi. Rotor pichoqlari turbina diskiga Rojdestvo daraxti qulfi bilan biriktirilgan (107-rasm).

Egzoz qurilmasi (108-rasm) egzoz trubkasi, ichki konus, raft va reaktiv nozuldan iborat. Ba'zi hollarda, samolyotda dvigatelning joylashishi tufayli, egzoz trubkasi va reaktiv nozul o'rtasida uzaytiruvchi trubka o'rnatiladi. Jet nozullari sozlanishi va tartibga solinmagan chiqish qismiga ega bo'lishi mumkin.

Ish printsipi. Undan farqli o'laroq pistonli dvigatel gaz turbinali dvigatellarda ish jarayoni alohida davrlarga bo'linmaydi, balki doimiy ravishda davom etadi.

Turbojet dvigatelining ishlash printsipi quyidagicha. Parvoz paytida dvigatelga qarshi havo oqimi kompressorga kirish orqali o'tadi. Kirish moslamasida havo oldindan siqiladi va qisman aylanadi kinetik energiya havo oqimini bosimning potentsial energiyasiga aylantiradi. Havo kompressorda sezilarli siqilishga duchor bo'ladi. Eksenel kompressorli turbojetli dvigatellarda rotorning tez aylanishi bilan kompressor pichoqlari fan pichoqlari kabi havoni yonish kamerasiga olib boradi. Kompressorning har bir bosqichining pervanellari orqasida o'rnatilgan to'g'rilagichlarda, interblade kanallarning diffuzor shakli tufayli g'ildirakda olingan oqimning kinetik energiyasi potentsial bosim energiyasiga aylanadi.

Santrifüj kompressorli dvigatellarda havo markazdan qochma kuch bilan siqiladi. Kompressorga kiradigan havo tez aylanadigan pervanelning pichoqlari tomonidan olinadi va markazdan qochma kuch ta'sirida markazdan kompressor g'ildiragining atrofiga tashlanadi. Pervane qanchalik tez aylansa, shunchalik tez aylanadi ko'proq bosim kompressor tomonidan yaratilgan.

Kompressor tufayli turbojetli dvigatellar saytda ishlayotganda kuchni yaratishi mumkin. Kompressorda havoni siqish jarayonining samaradorligi



bosimning p ga ko'tarilish darajasining kattaligi bilan tavsiflanadi, bu kompressorning chiqishidagi havo bosimining p 2 bosimiga nisbati. atmosfera havosi p H


Keyin kirish va kompressorda siqilgan havo ikki oqimga bo'linib, yonish kamerasiga kiradi. Umumiy havo oqimining 25-35% ni tashkil etadigan havoning bir qismi (birlamchi havo) to'g'ridan-to'g'ri asosiy yonish jarayoni sodir bo'lgan olov trubasiga yo'naltiriladi. Havoning yana bir qismi (ikkilamchi havo) yonish kamerasining tashqi bo'shliqlari atrofida oqadi, ikkinchisini sovutadi va kameraning chiqishida u yonish mahsulotlari bilan aralashib, gaz-havo oqimining haroratini belgilangan qiymatga kamaytiradi. turbina pichoqlarining issiqlikka chidamliligi. Ikkilamchi havoning kichik qismi olov trubasining yon teshiklari orqali yonish zonasiga kiradi.

Shunday qilib, yonish kamerasida yoqilg'ini nozullar orqali purkash va uni birlamchi havo bilan aralashtirish, aralashmani yoqish va yonish mahsulotlarini ikkilamchi havo bilan aralashtirish orqali yoqilg'i-havo aralashmasi hosil bo'ladi. Dvigatel ishga tushirilganda, aralashma maxsus ateşleme moslamasi tomonidan yoqiladi va dvigatelning keyingi ishlashi paytida yoqilg'i-havo aralashmasi allaqachon mavjud alangadan yonadi.

ega bo'lgan yonish kamerasida hosil bo'lgan gaz oqimi yuqori harorat va bosim, toraytiruvchi nozul apparati orqali turbinaga shoshiladi. Ko'krak apparati kanallarida gaz tezligi 450-500 m / s gacha keskin oshadi va issiqlik (potentsial) energiyaning kinetik energiyaga qisman aylanishi sodir bo'ladi. Ko'krak apparati gazlari turbinaning qanotlariga kiradi, bu erda gazning kinetik energiyasi aylanadi. mexanik ish turbinaning aylanishi. Disklar bilan birga aylanadigan turbina pichoqlari vosita milini aylantiradi va shu bilan kompressorning ishlashini ta'minlaydi.

Turbinaning ishchi pichoqlarida yoki faqat gazning kinetik energiyasini turbinaning aylanish mexanik ishiga aylantirish jarayoni yoki uning tezligi oshishi bilan gazning yanada kengayishi sodir bo'lishi mumkin. Birinchi holda, gaz turbinasi faol deb ataladi, ikkinchisida - reaktiv. Ikkinchi holda, turbina pichoqlari, kelayotgan gaz oqimining faol ta'siridan tashqari, gaz oqimining tezlashishi tufayli ham reaktiv ta'sir ko'rsatadi.

Gazning yakuniy kengayishi dvigatelning chiqishida (jetli ko'krak) sodir bo'ladi. Bu yerda gaz oqimining bosimi pasayadi, tezligi esa 550-650 m/sek gacha (yer sharoitida) ortadi.

Shunday qilib, dvigateldagi yonish mahsulotlarining potentsial energiyasi kengayish jarayonida (turbinada va chiqish nozulida) kinetik energiyaga aylanadi. Bu holda kinetik energiyaning bir qismi turbinaning aylanishiga ketadi, bu esa o'z navbatida kompressorni aylantiradi, boshqa qismi - gaz oqimini tezlashtirish uchun (jet zarbasini yaratish uchun).

Turbopropli dvigatellar

Qurilma va ishlash printsipi. Zamonaviy samolyotlar uchun

katta yuk ko'tarish qobiliyatiga va parvoz masofasiga ega bo'lgan dvigatellar zarur bo'lgan harakatni minimal darajada rivojlantira oladi solishtirma og'irlik. Bu talablarga turbojetli dvigatellar javob beradi. Biroq, ular past parvoz tezligida pervanelli qurilmalar bilan solishtirganda tejamkor emas. Shu munosabat bilan, nisbatan past tezlikda va uzoq masofaga parvoz qilish uchun mo'ljallangan samolyotlarning ayrim turlari turbojetli dvigatelning afzalliklarini past tezlikda pervanelli o'rnatish afzalliklarini birlashtiradigan dvigatellarni o'rnatishni talab qiladi. Bu dvigatellarga turbovintli dvigatellar (TVD) kiradi.

Turboprop - bu gaz turbinali samolyot dvigateli bo'lib, unda turbina kompressorni aylantirish uchun zarur bo'lganidan ko'ra ko'proq quvvat ishlab chiqaradi va bu ortiqcha quvvat pervanelni aylantirish uchun ishlatiladi. TVD ning sxematik diagrammasi shaklda ko'rsatilgan. 109.

Diagrammadan ko'rinib turibdiki, turbovintli dvigatel turbojet bilan bir xil komponentlar va agregatlardan iborat. Biroq, turbojetli dvigateldan farqli o'laroq, pervanel va vites qutisi qo'shimcha ravishda turbovintli dvigatelga o'rnatiladi. Dvigatelning maksimal quvvatini olish uchun turbina yuqori tezlikni (20 000 rpm gacha) ishlab chiqishi kerak. Agar pervanel bir xil tezlikda aylansa, ikkinchisining samaradorligi juda past bo'ladi, chunki eng katta qiymat dizayndagi parvoz rejimlarida pervanelning samaradorligi 750-1500 rpm ga etadi.



Gaz turbinasi tezligiga nisbatan pervanelning tezligini kamaytirish uchun turbovintli dvigatelda vites qutisi o'rnatilgan. Yuqori quvvatli dvigatellarda ba'zan ikkita qarama-qarshi aylanuvchi pervanel ishlatiladi, bitta vites qutisi ikkala pervanelning ishlashini ta'minlaydi.

Ba'zi turbovintli dvigatellarda kompressor bir turbina, parvona boshqa turbina tomonidan boshqariladi. Bu dvigatelni tartibga solish uchun qulay sharoitlar yaratadi.

Teatrdagi tortishish asosan pervanel tomonidan (90% gacha) va gaz oqimining reaktsiyasi tufayli ozgina hosil bo'ladi.

Turbovintli dvigatellarda ko'p bosqichli turbinalar qo'llaniladi (bosqichlar soni 2 dan 6 gacha), bu turbovintli turbinaga qaraganda katta issiqlik tomchilarini turbovintli turbinada ishlatish zarurati bilan bog'liq. Bundan tashqari, ko'p bosqichli turbinani ishlatish uning tezligini va shunga mos ravishda vites qutisining o'lchamlari va og'irligini kamaytirishga imkon beradi.

Teatrning asosiy elementlarining maqsadi turbojet dvigatelining bir xil elementlarining maqsadidan farq qilmaydi. Teatrning ish jarayoni ham turbojetga o'xshaydi. Xuddi turbojetli dvigatelda bo'lgani kabi, kirish moslamasida oldindan siqilgan havo oqimi kompressorda asosiy siqilishga duchor bo'ladi va keyin yonish kamerasiga kiradi, unga yoqilg'i bir vaqtning o'zida injektorlar orqali AOK qilinadi. Havo-yonilg'i aralashmasining yonishi natijasida hosil bo'lgan gazlar yuqori potentsial energiya. Ular gaz turbinasiga shoshilishadi, u erda deyarli to'liq kengayib, ish ishlab chiqaradi, so'ngra kompressor, pervanel va blok haydovchilariga o'tkaziladi. Turbinaning orqasida gaz bosimi deyarli atmosfera bosimiga teng.

Zamonaviy turbovintli dvigatellarda faqat dvigateldan oqib chiqadigan gaz oqimining reaktsiyasi tufayli olinadigan tortish kuchi umumiy tortish kuchining 10-20% ni tashkil qiladi.

Turbojetli dvigatellarni chetlab o'tish

Yuqori subsonik parvoz tezligida turboreaktiv dvigatellarning tortish samaradorligini oshirish istagi aylanma turbojetli dvigatellarni (DTJE) yaratishga olib keldi.

An'anaviy turbojetli dvigateldan farqli o'laroq, gaz turbinali dvigatelda gaz turbinasi (kompressor va bir qator yordamchi bloklarga qo'shimcha ravishda) past bosimli kompressorni boshqaradi, aks holda ikkinchi darajali fan deb ataladi. DTRD ning ikkinchi konturining fanati kompressor turbinasi orqasida joylashgan alohida turbinadan ham haydalishi mumkin. Eng oddiy DTRD sxemasi rasmda ko'rsatilgan. 110.



DTRD ning birinchi (ichki) sxemasi an'anaviy turbojetning sxemasi. Ikkinchi (tashqi) kontaktlarning zanglashiga olib, unda fan joylashgan halqa kanalidir. Shuning uchun, bypass turbojetli dvigatellar ba'zan turbofanlar deb ataladi.

DTRD ning ishi quyidagicha. Dvigateldagi havo oqimi havo olish joyiga kiradi va keyin havoning bir qismi birlamchi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan yuqori bosimli kompressoridan, ikkinchi qismi - fanning pichoqlari (kompressor) orqali o'tadi. past bosim) ikkinchi sxema. Birinchi sxemaning sxemasi turbojet dvigatelining odatiy sxemasi bo'lganligi sababli, bu sxemadagi ish jarayoni turbojet dvigatelidagi ish jarayoniga o'xshaydi. Ikkilamchi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan fanining harakati halqali kanalda aylanadigan ko'p qanotli pervanelning harakatiga o'xshaydi.

DTRD tovushdan yuqori tezlikda ham ishlatilishi mumkin samolyot, ammo bu holda ularning kuchini oshirish uchun ikkilamchi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan yoqilg'ining yonishini ta'minlash kerak. DTRD ning kuchini tezda oshirish (kuchaytirish) uchun qo'shimcha yoqilg'i ba'zan ikkilamchi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan havo oqimida yoki birlamchi konturning turbinasi orqasida yoqiladi.

Ikkilamchi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qo'shimcha yoqilg'i yoqilganda, ikkala kontaktlarning zanglashiga olib keladigan ish rejimlarini o'zgarishsiz ushlab turish uchun uning reaktiv nozulining maydonini oshirish kerak. Agar bu shart bajarilmasa, fan va ikkilamchi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan nozul o'rtasidagi gaz haroratining oshishi tufayli ikkilamchi kontur fan orqali havo oqimi kamayadi. Bu fanni aylantirish uchun zarur bo'lgan quvvatni kamaytirishga olib keladi. Keyin dvigatelning oldingi tezligini saqlab turish uchun birlamchi konturda turbinaning oldidagi gazning haroratini kamaytirish kerak bo'ladi va bu birlamchi kontaktlarning zanglashiga olib keladi. Umumiy tortishishning o'sishi etarli bo'lmaydi va ba'zi hollarda kuchaytirilgan dvigatelning umumiy quvvati an'anaviy dizel dvigatelining umumiy kuchidan kam bo'lishi mumkin. Bundan tashqari, tortishish kuchini oshirish yuqori o'ziga xos yoqilg'i sarfi bilan bog'liq. Ushbu holatlarning barchasi kuchayishning ushbu usulini qo'llashni cheklaydi. Biroq, DTRD ning kuchini oshirish tovushdan tez parvoz tezligida keng qo'llanilishi mumkin.

Foydalanilgan adabiyotlar: “Aviatsiya asoslari” mualliflari: G.A. Nikitin, E.A. Bakanov

Annotatsiyani yuklab oling: Bizning serverimizdan fayllarni yuklab olish huquqiga ega emassiz.