Реактивные двигатели, устройство, принцип работы
ы, венчающей "ствол" прямой
реакции. Вскоре, как можно видеть по рисунку (см. ниже), этот ствол делится
на две части, как бы расщепленный ударом молнии. Оба новых ствола одинаково
украшены могучими кронами. Это деление произошло по тому, что все
"химические" реактивные двигатели делятся на два класса в зависимости от
того, используют они для своей работы окружающий воздух или нет.
[pic]Один из вновь образованных стволов - это класс воздушно-реактивных
двигателей (ВРД). Как показывает само название, они не могут работать вне
атмосферы. Вот почему эти двигатели - основа современной авиации, как
пилотируемой, так и беспилотной. ВРД используют атмосферный кислород для
сгорания топлива, без него реакция сгорания в двигателе не пойдет. Но все
же в настоящее время наиболее широко применяются турбореактивные двигатели
(ТРД), устанавливаемые почти на всех без исключения современных самолётах.
Как и все двигатели, использующие атмосферный воздух, ТРД нуждаются в
специальном устройстве для сжатия воздуха перед его подачей в камеру
сгорания. Ведь если давление в камере сгорания не будет значительно
превышать атмосферное, то газы не станут вытекать из двигателя с большей
скоростью - именно давление выталкивает их наружу. Но при малой скорости
истечения тяга двигателя будет малой, а топлива двигатель будет расходовать
много, такой двигатель не найдёт применения. В ТРД для сжатия воздуха
служит компрессор, и конструкция двигателя во многом зависит от типа
компрессора. Существует двигатели с осевым и центробежным компрессором,
осевые компрессоры могут иметь спасибо за пользование нашей системой
меньшее или большее число ступеней сжатия, быть одно-двухкаскадными и т.д.
Для приведения во вращение компрессора ТРД имеет газовую турбину, которая и
дала название двигателю. Из-за компрессора и турбины конструкция двигателя
оказывается весьма сложной.
Значительно проще по конструкции безкомпрессорные воздушно-реактивные
двигатели, в которых необходимое повышение давления осуществляется другими
способами, которые имеют названия: пульсирующие и прямоточные двигатели.
1. В пульсирующем двигателе для этого служит обычно клапанная решётка,
установленная на входе в двигатель, когда новая порция топливно-воздушной
смеси заполняет камеру сгорания и в ней происходит вспышка, клапаны
закрываются, изолируя камеру сгорания от входного отверстия двигателя.
Вследствие того давление в камере повышается, и газы устремляются через
реактивное сопло наружу, после чего весь процесс повторяется.
2. В бескомпрессорном двигателе другого типа, прямоточном, нет даже и этой
клапанной решётки и давление в камере сгорания повышается в результате
скоростного напора, т.е. торможения встречного потока воздуха,
поступающего в двигатель в полёте. Понятно, что такой двигатель способен
работать только тогда, когда летательный аппарат уже летит с достаточно
большой скоростью, на стоянке он тяги не разовьет. Но зато при весьма
большой скорости, в 4-5 раз большей скорости звука, прямоточный двигатель
развивает очень большую тягу и расходует меньше топлива, чем любой другой
"химический" реактивный двигатель при этих условиях. Вот почему
прямоточные двигатели.
Особенность аэродинамической схемы сверхзвуковых летательных аппаратов с
прямоточными воздушно-реактивными двигателями (ПВРД) обусловлена наличием
специальных ускорительных двигателей, обеспечивающих скорость движения,
необходимую для начала устойчивой работы ПРД. Это утяжеляет хвостовую часть
конструкции и для обеспечения необходимой устойчивости требует установки
стабилизаторов.
Добавить про пороховые, ядерные и электрические
III.Особенности проектирования и созданиянен н не летательного аппарата.
Рассмотрим реактивного движения при разных скоростях возьмем два типа
реактивного движения: дозвуковое и сверхзвуковое. На любой скорости важную
роль играет аэродинамика летательного аппарата.
Аэродинамика - наука о движении тел в воздушной среде - является
теоретической основной авиации. Без успехов аэродинамики не возможно было
бы стремительное развитие авиации, столь характерное для нашего времени.
Но успехи аэродинамики были бы немыслимы без проведения экспериментальных
работ, в основе которых использование аэродинамических труб, позволяющих
производить моделирование полёта летательного аппарата с учётом теории
подобия, в результате чего испытуемое изделие закреплялось стационарно, а
воздушный поток набегал на него.
Это позволило инженерам решить сложные вопросы аэродинамики крыла,
оптимизировать формы фюзеляжа, решить проблемы штопора, флаттера, вопросы
преодоления вниз звукового барьера и многие другие, инженерные и научные
вопросы теории газодинамики. На лабораторной базе Центрального
аэрогидродинамического университета (ЦАГУ) проводились основные
исследования, в том числе и реактивных двигателей (вернее их масштабных
моделей) при дозвуковом и сверхзвуковом набегающем потоке. Результатами
этих работ явились научные труды, позволившие оптимальным образам выбирать
характеристики двигателей их компоновку и положение на корпусе фюзеляжа и
многое другое. Таким образом, в результате проектных и экспериментальных
работ определялся общий вид летательного аппарата.
Но важной особенностью проектных работ являлось выбор двигательной
установки, позволившей выполнять изделию заданные технические
характеристики. Конечно, на самом деле вопросы выбора двигателя в истории
развития авиационной технике шли как бы поэтапно от простого к сложному и
соответственно более совершенному, не уменьшая надёжности. Это на
современном этапе развития техники мы можем более грамотно (из имеющегося)
выбирать компоновку летательного аппарата в соответствии с требуемыми
задачами. Поэтому конструктора всегда учитывают особенности двигателей при
разных скоростях.
В этих случаях Реактивные двигатели (прямоточные, турбореактивные)
используют для своей работы кислород воздуха, поступающий из
воздухозаборников, установленных на летательном аппарате.
Размеры воздухозаборных устройств, их число, характер расположения, режимы
работы существенно изменяют условия обтекания и аэродинамические свойства
летательного аппарата, что в свою очередь влияет на тяговые и экономические
характеристики двигателей.
Для обеспечения наименьших потерь полного давления и создания тем самым
лучших условий работы двигателей воздухозаборные устройства должны
размещаться на летательном аппарате так, чтобы они не затенялись крыльями,
оперением и другими впихните свой лицо выступающими частями, т.е. чтобы в
зоне входа в воздухозаборное устройство поток испытывал как можно меньшие
возмущения
С этой целью нежелательно размещать воздухозаборное устройство вблизи
поверхности корпуса на большом удалении от носовой части, если входной
канал оказывается в зоне пограничного слоя с достаточно большой толщиной и
поступающий воздух будет иметь большие потери полного давления
Вид аэродинамической схемы летательного аппарата с реактивным двигателем
зависит от расположения воздухозаборных устройств. При большом удалении
воздухозаборника от носовой части летательного аппарата перед входом в него
должны быть предусмотрены устройства для отсоса пограничного слоя. Возможно
вынесение входного сечения воздухозаборника за пределы пограничного слоя.
Всё это предотвращает срыв потока воздуха и улучшает характеристики работы
воздухозаборников.
С целью снижения потерь давления воздуха, поступающего в двигатель, и
повышения эффективности его работы воздухозаборные устройства вместе с
двигателями могут располагаться в виде гондол на крыльях или специальных
пилонах. В этом случае для повышения устойчивости и улучшения управляемости
предусмотрено хвостовое оперение.
| |  скачать работу |
Реактивные двигатели, устройство, принцип работы |
