Реактивные двигатели

Пропустить и перейти к содержимому

Посмотрите в небо, и, скорее всего, вы увидите больше, чем несколько паровых следов — тонкие белые линии, которые струятся на огромном голубом холсте над нашими головами. На заре 20-го века сама идея силового полета многим казалась нелепой мечтой. Как все изменилось!

В любой момент времени в небе над одними Соединенными Штатами совершается примерно 7 000 полетов; мы настолько привыкли к идее полета, что даже едва замечаем все самолеты, кричащие над нами, перевозящие сотни людей одновременно в свои дома и на праздники.

Большинство современных самолетов приводятся в действие реактивными двигателями (точнее, как мы сейчас увидим, газовыми турбинами). Что это за магические машины и чем они отличаются от двигателей, используемых в легковых или грузовых автомобилях? Давайте внимательнее посмотрим, как они работают!

Один из способов понять современные реактивные двигатели — это сравнить их с поршневыми двигателями, используемыми в ранних самолетах, которые очень похожи на те, что до сих пор используются в автомобилях. П

оршневой двигатель (также называемый поршневым двигателем, потому что поршни движутся вперед-назад или «совершают возвратно-поступательное движение») делает свою мощность в прочных стальных «варочных котлах», называемых цилиндрами. Топливо впрыскивается в цилиндры с воздухом из атмосферы. Поршень в каждом цилиндре сжимает смесь, повышая ее температуру, так что она либо самопроизвольно (в дизельном двигателе), либо с помощью свечи зажигания (в газовом двигателе). Горящее топливо и воздух взрывается и расширяется, отталкивая поршень назад и приводя в движение коленчатый вал, который приводит в движение колеса автомобиля (или гребной винт самолета), прежде чем весь четырехступенчатый цикл (впуск, сжатие, сгорание, выхлоп) повторяется.

Проблема в том, что поршень приводится в действие только во время одного из четырех шагов, поэтому он вырабатывает энергию лишь в небольшом количестве времени. Количество мощности, которую производит поршневой двигатель, напрямую связано с тем, насколько велик цилиндр и насколько далеко поршень двигается; если вы не используете здоровенные цилиндры и поршни (или многие из них), вы ограничены производством относительно скромного количества энергии. Если ваш поршневой двигатель работает на самолете, это ограничивает скорость, с которой он может летать, какую подъемную силу он может сделать, насколько большой он может быть и сколько он может нести.

Реактивный двигатель использует тот же научный принцип, что и автомобильный двигатель: он сжигает топливо вместе с воздухом (в результате химической реакции, называемой сгоранием), чтобы высвободить энергию, которая приводит в действие самолет, транспортное средство или другую машину.

Но вместо того, чтобы использовать цилиндры, которые проходят четыре шага по очереди, он использует длинную металлическую трубу, которая выполняет те же четыре шага в прямолинейной последовательности — своего рода линия производства тяги! В самом простом типе реактивного двигателя, называемом турбореактивным, воздух втягивается спереди через впуск (или впуск), сжимается вентилятором, смешивается с топливом и сжигается, а затем выпускается в виде горячего, быстро движущегося выхлопа при спина.

В НИПТИЭМ разработаны современные синхронно-реактивные электродвигатели

следующая новость >

В НИПТИЭМ разработаны современные синхронно-реактивные электродвигатели

Во владимирском ПАО «НИПТИЭМ» созданы синхронно-реактивные электродвигатели, не имеющие аналогов в России. Большая научно-исследовательская работа, проведенная сотрудниками института, завершилась созданием методики проектирования для таких электрических машин (их еще называют синхронными электродвигателями с анизотропной магнитной проводимостью ротора), а также изготовлением действующих образцов.

Вслед за мировыми лидерами электротехники — компаниями ABB и KSB — НИПТИЭМ, входящий в состав российского электротехнического концерна «Русэлпром», готов приступить к расширению линейки типоразмеров новых двигателей (от пяти уже разработанных до трех десятков возможных) и продолжает совершенствовать их технические характеристики.

Как отметил один из разработчиков, ведущий научный сотрудник ПАО «НИПТИЭМ» Алексей Захаров, интерес к синхронно-реактивным электрическим машинам вызван, прежде всего, их более высокими, чем у классических асинхронных двигателей, показателями — коэффициентом полезного действия, удельной мощностью.

Ротор такой машины не имеет ни обмотки, ни магнитов и выполнен из листов специальной формы, что значительно упрощает конструкцию. Высокая эффективность работы синхронно-реактивного двигателя обусловлена отсутствием в роторе энергетических потерь, которые составляют до 30% от всех потерь энергии в машине. Это, в свою очередь, увеличивает гарантированный срок службы электродвигателя, повышает его эффективность. Высокий КПД позволяет добиться сокращения объема потребляемой энергии, а значит, и снижения стоимости владения. Уменьшение на 20 процентов массы и габаритов двигателя относительно такого же, но асинхронного, соответственно влияет на его цену.

Предшественниками сегодняшней новации являются синхронно-реактивные двигатели, впервые запатентованные в конце XIX — начале XX веков. Вторая волна интереса к таким электрическим машинам поднялась на рубеже нового тысячелетия. НИПТИЭМ начал проводить научные исследования и разработки в этом направлении одним из первых в стране.

Синхронные реактивные двигатели (СРД)

Синхронные реактивные двигатели (СРД) изготавливаются на базе асинхронных электродвигателей, в тех же габаритах и с теми же установочно-присоединительными размерами. По сравнению с асинхронными электродвигателями, СРД имеют более высокий КПД. СРД оснащаются датчиком положения ротора для работы с преобразователем частоты. По требованию заказчика, для возможности прямого пуска от сети, СРД может быть оснащен пусковой обмоткой. СРД могут успешно применяться для механизмов, имеющих вентиляторный тип нагрузки, например, для привода вентиляторов, насосов и компрессоров и т.д., где не требуется высокий пусковой момент.

Обозначение:

СРД ААА / В

СРД – синхронный реактивный двигатель;

ААА — высота оси вращения, мм;

В — число пар полюсов (2р).

Обозначение	Номин. мощность, кВт	Номин. частота вращения, мин-1	КПД, %	Коэфф. мощности	Номин. ток, А	Номин. момент, Н*м	Отношение максим. момента к номин.	Отношение пускового момента к номин.	Линейное напряжение питания, В
СРД160/6	18,5	1000	92	0,74	37	177	2	1.5*	400
СРД315/6	110	1000	98	0,72	265	1050	2	1.5*	400
СРД540/6	500	1000	97	0,85	495	4775	2	1. 5*	800

Примечание: * — для двигателей с пусковой обмоткой при пуске от сети.

По требованию заказчика могут быть изготовлены СРД габаритов высоты оси вращения от 160 мм до 315 мм включительно с числом пар полюсов 2р= 4, 6 с частотой вращения 3000 мин-1, 1500 мин-1, 1000 мин-1.

Высокая эффективность этих двигателей позволяет изготавливать их на ступень выше по мощности или  более высоким КПД по сравнению с асинхронными электродвигателями.

Дополнительную информацию можно получить по телефону +7 (4922) 33-13-37.

Реактивный двигатель

— Kerbal Space Program Wiki

Реактивный двигатель от KSP 0.18

Реактивный двигатель — это воздушно-реактивный двигатель, который использует бортовое жидкое топливо и сжигает его кислородом, полученным из атмосферы. Из-за более низкого давления воздуха на больших высотах его тяга соответственно уменьшается.

Технически любой ракетный двигатель также является реактивным двигателем, так как формирует высокоскоростную струю реактивной массы. Но для игроков KSP срок ограничен двигателями, зависящими от всасываемого воздуха.

Содержимое

• 1 Применение
• 2 Преимущества
• 3 Недостатки
• 4 Доступные реактивные двигатели
• 5 См. также

Использование

В отличие от ракетных двигателей, реактивный двигатель забирает кислород из атмосферы, а не из бортового бака. В игре это представлено гораздо более низким уровнем расхода топлива. В зависимости от самолета реактивные двигатели могут создавать тягу на высоте более 20 км. В отличие от более ранних версий, каждый реактивный двигатель имеет свою высоту потолка, независимо от обеспечиваемого всасываемого воздуха. Реактивные двигатели работают не так, как ракетные двигатели. Поскольку реактивные двигатели используют турбину для сжатия топлива и атмосферы для создания тяги, для изменения скорости требуется время. Кроме того, если дроссельная заслонка или поток воздуха слишком малы, двигатель заглохнет. Напротив, ракетные двигатели мгновенно реагируют на управляющий сигнал.

Эффект затухания пламени на базовом реактивном двигателе

Начиная с версии 0.18 реактивным двигателям для работы требуется всасываемый воздух, обеспечиваемый воздухозаборниками. Реактивные двигатели не потребляют окислитель, поэтому использование ракетных топливных баков очень расточительно, поскольку они поставляются с полным баком окислителя, добавляющим дополнительную массу. Когда уровень всасываемого воздуха периодически не проверяется, реактивный двигатель имеет тенденцию загораться и внезапно перестает создавать тягу. Поскольку это может происходить неравномерно, это может привести к сильному вращению и возможной потере корабля. Реактивные двигатели также выделяют тепло (я пытался управлять самолетом, но у меня взорвались закрылки от перегрева).

Большое отличие реактивных двигателей от обычных ракетных заключается в том, что тяга также сильно зависит от скорости относительно атмосферы вокруг. Начиная с версии 1.0.5, 6 реактивных двигателей можно разделить на низкоскоростные и высокоскоростные в зависимости от их отношения тяги к скорости. Три тихоходных двигателя не увеличивают тягу со скоростью, а теряют около 20% около 0,5 Маха, снова набирают полную тягу около 1,5 Маха, резко падают до нуля около 2 Маха. Три высокоскоростных двигателя с другой стороны набирают значительную тягу до расчетной скорости, постепенно снижаясь до нуля, приближаясь к своей высокой максимальной скорости. Прирост тяги, расчетная скорость и максимальная скорость увеличиваются с уровнем ch, до 850% прироста при скорости 3,7 Маха на R.A.P.I.E.R. рассматривать на более совершенных двигателях, так как это легко может привести к быстрой внеплановой разборке.

кривые скорости и атмосферы реактивных двигателей

I _sp всех реактивных двигателей не зависит от скорости и высоты, что отличается от поведения до версии 1.0, а также от ракетных двигателей. Таким образом, расход топлива зависит от выходной тяги.

Преимущества

• Обеспечивает превосходную топливную экономичность в атмосфере
• Высокоскоростные реактивные двигатели обеспечивают изменение вектора тяги для большей маневренности
• Отличное соотношение мощности и веса/размера

Недостатки

• Нельзя использовать вне атмосферы, содержащей кислород. В текущей версии это означает, что они работают только на Кербине и Лейте.
• Выходная тяга изменяется в зависимости от скорости
• Двигателю требуется время для раскрутки до максимального потенциала тяги

Доступные реактивные двигатели

Изображение	Деталь	Радиальный размер	Стоимость ()	Масса (т)	Макс. Темп. (К)	Допуск (м/с)	Допуск (г)	Тяга (кН)	ТВР	Топливо (/с)	Впуск (/с)	И сп (с)	ТВЦ (°)	Реверс
	Базовый реактивный двигатель J-20 «Юнона»	Крошечный	450	0,25	2 000	7	50	20,0 Маха 0 20,6 Маха 1,3	8,16 Маха 0 8,40 Маха 1,3	0,064	1,402	6 400	—	Нет
	ТРДД J-33 «Уизли»	Маленький	1 400	5″> 1,5	2 000	7	50	120,0 0 Маха	8,16 Маха 0	0,233	29.601	10 500	—	Да
	J-404 «Пантера» форсажный ТРДД	Маленький	2 000	1.2	2 000	7	50	85,00 Маха 0 107,89 Маха 1,75 / 130,00 Маха 0 219,48 Маха 2,5	7,22 Маха 0 9,17 Маха 1,75 / 11,05 Маха 0 18,65 Маха 2,5	193″> 0,193 / 0,663	7,705 / 7,954	9 000 / 4 000	10,0	Нет
	J-X4 «Whiplash» турбореактивный прямоточный двигатель	Маленький	2 250	1,8	2 000	7	50	130,00 Маха 0 386,66 Маха 3,0	7,36 Маха 0 21,90 Маха 3,0	0,663	5.303	4 000	1,0	Нет
	ТРДД J-90 «Голиаф»	Радиальная установка	2 600	5″> 4,5	2 000	7	50	360,0 0 Маха	8,16 Маха 0	0,583	132,273	12 600	—	Да
	CR-7 Р.А.П.И.Э.Р. Двигатель [Примечание 1]	Маленький	6 000	2.0	2 000	20	50	105,00 Маха 0 465,64 Маха 3,75	5,35 Маха 0 23,74 Маха 3,75	0,669	4,015	3 200	3. 0	Нет

1. ↑ Р.А.П.И.Э.Р. Двигатель представляет собой комбинацию жидкого топлива и реактивного двигателя. Показаны только свойства реактивного двигателя.

См. также

• Реактивный двигатель в Википедии

Реактивный век | Национальный музей авиации и космонавтики

Реактивный двигатель произвел революцию в воздушном транспорте. Мощные и долговечные реактивные самолеты позволили производителям самолетов создавать более крупные, быстрые и производительные авиалайнеры. Реактивные технологии также позволили авиакомпаниям сократить свои эксплуатационные расходы и стоимость авиабилетов.

Пассажиры выиграли от снижения стоимости проезда — теперь почти любой желающий мог летать. После 1978 года дерегулирование авиакомпаний федеральным правительством изменило отрасль и вызвало большие потрясения. Последствия дерегулирования, наряду с компьютерной революцией и усиленными мерами безопасности, особенно после террористических атак 11 сентября 2001 г. , коренным образом изменили характер авиаперелетов.

Медленный вход в реактивный век

Bell XP-59A Airacomet был первым американским реактивным самолетом. XP-59A задумывался как реактивный истребитель, но он все же был медленнее, чем лучшие обычные самолеты того времени. Вместо этого XP-59A использовался для обучения летчиков-истребителей управлению реактивным самолетом. Эти самолеты были первым шагом Америки в эпоху реактивных самолетов.

Что такое реактивный самолет?

В самолетах с реактивными двигателями гораздо меньше движущихся частей, чем в поршневых двигателях, поэтому они надежнее, безопаснее и дешевле в эксплуатации. Они сжигают керосин, который дешевле бензина, и создают огромную тягу для своего веса. Поэтому реактивный самолет можно сделать крупнее и летать быстрее, чем самолет с поршневым двигателем.

Первое поколение реактивных авиалайнеров

Боинг 367-80 Реактивный транспорт
Модель ObjectTurbojet Pratt & Whitney JT3C (J57)
Объектная модель, статическая, Douglas Super DC-8 60 Series, United Airlines
Объектная модель, статическая, Boeing 707, Pan American World Airways
ОбъектПервый в мире Jumbo Jet
Боинг 747

Разработанный первоначально для Pan American для замены 707, гигантский Boeing 747 произвел революцию в дальних авиаперевозках, когда он был введен в эксплуатацию в 1970 году. Он перевозил в два раза больше пассажиров, чем 189.-seat 707, 400-местный 747 предлагал значительно более низкую стоимость места за милю и, следовательно, гораздо большую эффективность. Приводимый в движение четырьмя мощными и эффективными турбовентиляторными двигателями с большой степенью двухконтурности, так называемый «Jumbo Jet» породил новое поколение широкофюзеляжных авиалайнеров от Airbus, Lockheed, McDonnell Douglas, а затем и Boeing.

Узнайте больше об авиалайнерах реактивного века

Кто летал?

«Перелет через Атлантику» на короткое время стал очень модным и престижным, и появилась новая порода путешественников — «реактивный набор». Но падение тарифов в 1970-е годы позволили летать гораздо большему количеству людей и подорвали эксклюзивность полетов на реактивных самолетах.

В период с 1955 по 1972 год количество пассажиров увеличилось более чем в четыре раза. К 1972 году летала почти половина всех американцев, хотя большинство пассажиров по-прежнему были деловыми путешественниками. Небольшой процент стали постоянными путешественниками или «часто летающими пассажирами». Сотни миллионов пассажиров теперь летают каждый год в Соединенных Штатах.

Начало реактивного века — для некоторых.

В период с 1955 по 1972 год количество пассажиров увеличилось более чем в четыре раза, а реактивные самолеты сделали полеты дешевле и эффективнее. В то же время в Америке происходили быстрые социальные изменения. Нация становилась все более однородной. Розничные франшизы устраняли отличительные региональные особенности. Телевидение проникло в большинство домов. Автомобиль преображал города, а пригороды поглощали огромные пространства сельской земли. Система автомагистралей между штатами распространялась по всей стране, и страну связывала растущая сеть маршрутов реактивных самолетов. Путешествие от побережья к побережью теперь занимало всего пять часов. Возможно, самое главное, люди боролись за равенство.

Подробнее о социальных измененияхAirlines Get Your Wings
Дерегулирование
Постановление

федерального правительства позволяло авиакомпаниям процветать в зачаточном состоянии, но также поддерживало высокие тарифы и мешало авиакомпаниям работать максимально эффективно.

В 1978 году Конгресс принял закон, позволяющий авиакомпаниям устанавливать свои собственные тарифы и маршруты, что изменило индустрию коммерческих авиаперевозок и качество обслуживания пассажиров.

О дерегулировании

Пилот United Parcel Service капитан Патрис Кларк Вашингтон позирует в хвосте самолета UPS Douglas DC-8; около 1995-1996.

После дерегулирования отрасли авиаперевозок и грузоперевозок в конце 1970-х годов известность приобрели авиаэкспресс-перевозчики, специализирующиеся на быстрой доставке высокоприоритетных посылок. В 1973 году Federal Express стала первой авиакомпанией, работающей исключительно в качестве экспресс-перевозчика. Авиакомпании экспресс-доставки, такие как UPS, теперь используют собственные самолеты и грузовики для доставки посылок в ночное время.

Подробнее об авиапочте

От стюардессы до бортпроводника

После того, как федеральное правительство отменило регулирование коммерческой авиации, авиакомпании получили возможность свободно конкурировать, предлагая низкие тарифы, частое обслуживание и большее количество маршрутов. В результате авиакомпании больше не чувствовали необходимости нанимать только привлекательных молодых женщин, чтобы нравиться пассажирам-мужчинам.

Подробнее о бортпроводниках

Полет с новой технологией

Компьютеры от регистрации до кабины экипажа

Технология Fly-by-wire преобразует действия пилота в электронные сигналы, которые компьютеры используют для управления полетом.

Как компьютеры изменили коммерческие рейсы? Вспомните, когда вы в последний раз покупали билет на самолет. Скорее всего, вы купили этот билет онлайн, но это лишь один из многих способов, благодаря которым компьютеры стали важными инструментами в авиационной отрасли. Они используются для бронирования билетов, планирования полетов, составления расписания самолетов и экипажа, наблюдения за техническим обслуживанием, установления тарифов и даже помощи в управлении теми самыми самолетами, на которых мы все летаем.

О бортовых компьютерах

Роль НАСА в эпоху реактивных двигателей

Convair 990 с разработанными НАСА противоударными корпусами или «скоростными капсулами» на каждом крыле.

НАСА обычно ассоциируется с космическими полетами, но его первая буква «А» означает аэронавтику. НАСА проводит авиационные исследования и работает над повышением безопасности авиаперевозок. На протяжении второй половины 20-го века доктор Ричард Т. Уиткомб из НАСА руководил разработкой нескольких ключевых технологий:50-х и 60-х, сверхкритические крылья в 1970-х и винглеты в 1970-х и 80-х. Все это помогает уменьшить аэродинамическое сопротивление и, следовательно, увеличить топливную экономичность и дальность полета.

О НАСА

Летим сегодня

После дерегулирования путешественники получили выгоду от низких тарифов и более частого обслуживания на маршрутах с интенсивным движением; на других маршрутах тарифы выросли. Но в обмен на низкие тарифы пассажирам пришлось пожертвовать удобством и удобствами. Компьютерные технологии, в частности Интернет, произвели революцию в том, как люди планируют поездки, покупают билеты и получают посадочные талоны. Повышенная безопасность, особенно после террористических атак 11 сентября 2001 г. , сделала работу аэропорта более ограниченной и трудоемкой.

Постоянно растущая потребность в безопасности авиакомпаний

По мере роста популярности авиаперевозок авиакомпании становятся привлекательными целями для угонщиков самолетов и террористов. Это привело к новым правилам, повышенным мерам безопасности и новому руководящему органу для полетов: Администрации транспортной безопасности (TSA).

Узнайте больше о том, как регулируется полет

Будущее полета?

Спустя пятьдесят лет после первого полета «Конкорда» наступила новая эра инноваций и предпринимательских идей, направленная на то, чтобы сделать сверхзвуковой полет практичным и устойчивым. Перевозя пассажиров со скоростью, в два раза превышающей скорость звука, Concorde покорил воображение миллионов людей, но в 2003 году его сняли с производства. Так что же дальше со сверхзвуковыми полетами? Присоединяйтесь к нам для обсуждения сверхзвукового авиалайнера, с которого все началось, и того, куда мы движемся дальше, от уменьшения звукового удара до тихого удара и возможных путей возвращения сверхзвука в коммерческую авиацию.