1. Классификация основных видов авиационных двигателей. Виды двигателей авиационных

2. Классификация авиационных гтд.

В настоящее время на самолетах и вертолетах различного назначения применяются весьма разнообразные типы авиационных двигателей, реализующие термодинамический цикл Брайтона.

Турбореактивный одноконтурный двигатель ( ТРД )

Основными элементами такого двигателя являются следующие.

1 - Компрессор. Повышает давление воздуха, поступающего из воздухозаборника и прогоняет его далее по тракту двигателя.

Он может быть одновальным или двухвальным. Давление повышается в компрессоре в 10...20 раз и более.

2 - Камера сгорания. В ней воздух смешивается с топливом, смесь воспламеняется, сгорает и на выходе из нее температура газа достигает в ТРД 1000...1100 оС (1300 ...1400 К).

3 - Турбина. Предназначается для вращения ротора компрессора, сидящего с ней на одном валу. Турбина может быть одно- или многоступенчатой. Горячие газы, выходящие из камеры сгорания, обладают гораздо большим запасом энергии, чем сравнительно холодный воздух за компрессором. И при расширении в турбине способен в большой мере отдавать эту энергию. Поэтому давление газа понижается в турбине в значительно меньшей мере, чем оно повышалось в компрессоре. В результате за турбиной давление существенно превышает атмосферное давление.

4 - Реактивное сопло. В нем за счет падения давления до атмосферного происходит значительное ускорение выходящего из турбины потока газа и выбрасывание реактивной струи с большой скоростью в направлении, противоположном направлению полета. В результате выбрасывания этой струи на двигатель действуетсила отдачи,направленная по полету, т.е.сила тяги.

5 -В рабочем процессе двигателя участвует такжевоздухозаборник (входное устройство). Он служит для забора воздуха из атмосферы и подвода его к двигателю ( в полете в нем может происходить также повышение давления воздуха). Воздухозаборник может быть рассчитан как на дозвуковые, так и на сверхзвуковые скорости полета. Так как в большинстве случаев воздухозаборник является частью конструкции самолета, он обычно не показывается на схемах двигателей.

Турбореактивный двигатель с форсажом ТРДФ.

Его схема отличается от схемы ТРД тем, что за турбиной установлена форсажная камера. В ней за счет дополнительного сжигания топлива температура газа повышается примерно до 2000 К. Это позволяет увеличить скорость реактивной струи на 30-40 % при незначительном увеличении массы двигателя (так как форсажная камера, по сути дела, - почти пустая внутри труба). Поэтому тяга увеличивается, правда, при существенном ухудшении экономичности.

На сверхзвуковых скоростях полета включение форсажной камеры дает весьма большой прирост тяги. Поэтому такие двигатели применяются на самолетах, рассчитанных на сверхзвуковые скорости полета (Су-24, а также Миг-21, Миг-23, Миг-27, Су-17, и др., состоят на вооружении во многих странах).

Двухконтурные турбореактивные двигатели (ТРДД)

Это основной тип двигателей, применяемых в настоящее время на военных самолетах. Первое авторское свидетельство на ТРДД было получено будущим академиком Архипом Михайловичем Люлька еще в 30-х годах ушедшего недавно ХХ века.

Поступающий в компрессор воздух разделяется далее на 2 части. Одна часть поступает за компрессором, как и в ТРД, в камеру сгорания, в турбину и сопло. Это – так называемый внутренний контур. Вторая же часть, пройдя несколько первых ступеней компрессора, поступает далее в наружный контур, канал которого заканчивается вторым соплом (кольцевым). При том же расходе топлива, как в ТРД, тяга двигателя получается большей за счет увеличения отбрасываемой соплами массы воздуха и газа. Это делает такой двигатель значительно более экономичным, чем ТРД (на дозвуковых скоростях полёта)

По такой схеме выполнены, например, двигатели Д-18Т, установленные на самолете Ан-124 «Руслан».. Поэтому такие двигатели получили весьма широкое распространение на самолетах ГА и ВТА.

По ряду соображений ТРДД обычно делают двухвальными или даже трехвальными, располагая на отдельном валу те ступени компрессора, которые подают воздух, как в первый, так и во второй контур. Эту группу ступеней принято называть вентилятором ТРДД.

Двухконтурные турбореактивные двигатели со смешением потоков (ТРДДсм)

В ряде случаев оказывается целесообразным воздух, поступающий из вентилятора во второй контур, не выпускать далее через отдельное кольцевое сопло, а смешать с газами, выходящими из турбины, и направить затем в общее сопло. Этот тип двигателей называется ТРДД со смешением потоков за турбиной – ТРДД см. Такую схему имеет, например, двигатель Д-30КП самолета Ил-76.

Двухконтурный турбореактивный двигатель со смешением потоков и форсажом (ТРДДФсм)

На современных сверхзвуковых самолетах устанавливаются двухконтурные турбореактивные двигатели с форсажными камерами, которые расположены за камерой смешения и рабочим телом служит смесь воздуха из второго контура и газа из первого контура.

По этой схеме выполнены двигатели самолетов Миг-29, Су-27, Ту-160 многих самолетов ВВС США и НАТО и др.

Все рассмотренные выше двигатели создают силу тяги непосредственно за счет реакции (отдачи) струи газов, выбрасываемой из сопла. Поэтому они называются двигателями прямой реакции.

Для повышения давления воздуха, подающегося в камеру сгорания, используется компрессор, приводимый во вращение газовой турбиной. Поэтому их называют газотурбинными двигателями (ГТД).

Кроме того, все они засасывают воздух из атмосферы, а выбрасывают из сопла воздух или продукты сгорания топливо-воздушной смеси. И называются поэтому воздушно-реактивными двигателями (ВРД).

Прямоточные воздушно-реактивные двигатели (ПВРД)

К числу ВРД относятся и прямоточные ВРД (ПВРД). Принцип его работы основан на том, что при больших скоростях полета происходит большое повышение давления воздуха при его торможении перед двигателем. Например, при скорости полета V = 3000 км/ч давление повышается примерно в 30 раз, а при V = 4000 км/ч – в 100 раз. Поэтому компрессор и турбина не нужны, а основными элементами такого бескомпрессорного («прямоточного») ВРД являются воздухозаборник, камера сгорания и сопло.

Воздухозаборник, служащий для торможения потока воздуха от скорости, равной скорости полета (~ 400 ... 500 м/с и более) то ~ 100 м/с с минимальными потерями давления;

Камера сгорания; выполняющая те же функции, что и в ТРД или ТРДД;

Реактивное сопло.

На больших сверхзвуковых скоростях полета ( ~ 1200 м/с и более) с целью уменьшения потерь при торможении потока в воздухозаборнике скорость в нём может уменьшаться не до дозвуковой, а до малой сверхзвуковой. И тогда процесс горения в камере сгорания организуется при сверхзвуковой скорости потока в ней. Такие двигатели получили название гиперзвуковых прямоточных ВРД (ГПВРД). ПВРД и ГПВРД имеют перспнктиву применения на гиперзвуковых (с числом Маха полета 4 – 6) и воздушно-космических ЛА,

Двигатели непрямой реакции

На летательных аппаратах применяются также двигатели, создающие тягу не непосредственно за счет реакции струи газов, а за счет привода во вращение различных воздушных винтов (тянущих или несущих). Их называют двигателями непрямой реакции.

На легких самолетах и вертолетах (вспомогательного, штабного и т.д. назначения) часто устанавливаются поршневые двигатели (ПД), аналогичные бензиновым двигателям автомобилей и тяжелых мотоциклов. Но на летательных аппаратах, используемых в боевых операциях, в настоящее время устанавливаются только газотурбинные двигатели (турбовальные, турбовинтовые, турбовинтовентиляторные).

Турбовальные двигатели (ТВаД)

Так называются двигатели, устанавливаемые на вертолетах. В его турбине газы расширяются до атмосферного давления. В результате мощность турбины оказывается значительно больше, чем необходимо для вращения компрессора. Избыток мощности передается через выводной вал двигателя и редуктор на несущий винт вертолета.

Обычно ТВаД выполняют по схеме со свободной турбиной. Одна часть ступеней турбины используются для вращения компрессора (состоящего из одной или двух групп ступеней). А последняя ступень (или группа ступеней) устанавливается на выводном валу и связывается непосредственно с несущим винтов. Эта ступень (или группа ступеней) называется свободной турбиной.

Турбовинтовые двигатели (ТВД)

ТВД отличается от ТВаД главным образом тем, что в полете со скоростью 600-900 км/ч целесообразно иметь за турбиной давление несколько выше атмосферного с тем, чтобы в сопле, установленном за турбиной, газы приобретали скорость, несколько большую скорости полета, и за счет этого создавалась (в дополнение к тяге винта) небольшая реактивная тяга (как у ТРД), т.е. на ТВД устанавливается сопло. А избыточная мощность турбины передается через вал на воздушный винт, расположенный обычно впереди двигателя. Так как частота вращения турбины имеет порядок ~ 10

об/мин, а тянущего воздушного винта ~10

об/мин, то в передней части ТВД устанавливается зубчатая передача (редуктор).

studfiles.net

Авиационный двигатель — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 19 октября 2016; проверки требуют 19 правок.

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 19 октября 2016; проверки требуют 19 правок. По теме Авиационный двигатель должна быть отдельная статья, а не страница разрешения неоднозначностей. После создания основной статьи страницу разрешения неоднозначностей, если в ней будет необходимость, переименуйте в Авиационный двигатель (значения).

Авиационный двигатель (авиадвигатель) — в основном — тепловой двигатель, устанавливаемый на летательных аппаратах для создания тяги, необходимой для их полёта. Авиационные двигатели, по способу создания тяги разделены на три группы: винтовые; реактивные; комбинированные.

Винтовые авиационные двигатели — поршневые авиадвигатели, создающие тягу вращением воздушного винта, а также комбинированные авиадвигатели, при условии, если сила тяги, создаваемая воздушным винтом, составляет более 50 % от суммарной (эквивалентной) силы тяги двигателя.

Реактивные авиадвигатели — тепловые двигатели прямой реакции, преобразующие энергию топлива в кинетическую энергию вытекающей из двигателя газовой струи — вызывающей силу реакции, непосредственно используемой в качестве движущей силы — силы тяги. В авиации применяются два типа реактивных двигателей: воздушно-реактивные двигатели (ВРД), в которых для сгорания топлива используется кислород атмосферного воздуха; ракетные двигатели (РД), в которых для сгорания топлива используется окислитель, транспортируемый самим летательным аппаратом.

ru.bywiki.com

1. Классификация основных видов авиационных двигателей. Винтомоторные двигатели

Классификация основных типов авиационных двигателей ПОДГОТОВИЛ КУРСАНТ 341

Описание презентации Классификация основных типов авиационных двигателей ПОДГОТОВИЛ КУРСАНТ 341 по слайдам

Классификация основных типов авиационных двигателей ПОДГОТОВИЛ КУРСАНТ 341 УЧ. ГРУППЫ СААКЯН ДЕНИС

Классификация типов авиационных двигателей

В ГА в основном на ЛА используют 3 типа двигателей: Винто-моторные (поршневые). ПАД Турбовинтовые двигатели. ТВД Турбореактивные двигатели. ТРД

Винто-моторные (поршневые). ПАД 1 — поршень; 2 — шатун; 3 — коленчатый вал; 4 — впускной клапан; 5 — выпускной клапан; 6 — цилиндр двигателя

Современные ПАД представляют собой звездообразные четырехтактные двигатели, работающие на бензине. Охлаждение цилиндров поршневых двигателей выполняется, как правило, воздушным. Ранее в авиации находили применение поршневые двигатели и с водяным охлаждением цилиндров. Поршневые двигатели различают по способу смесеобразования топлива с воздухом. Образование смеси осуществляется либо непосредственно в цилиндрах, либо в специальном устройстве, называемом карбюратором, откуда в цилиндр поступает готовая смесь. В зависимости от способа смесеобразования поршневые авиационные двигатели подразделяются на карбюраторные и двигатели с непосредственным впрыском.

Работа ПАД Сгорание топлива в поршневом двигателе осуществляется в цилиндрах, при этом тепловая энергия преобразуется в механическую, так как под действием давления образующихся газов происходит поступательное движение поршня. Поступательное движение поршня в свою очередь преобразуется во вращательное движение коленчатого вала двигателя через шатун, являющийся связующим звеном между цилиндром с поршнем и коленчатым валом.

Турбовинтовые двигатели. ТВД 1 — воздушный винт; 2 — редуктор; 3 — компрессор; 4 — камера сгорания; 5 — турбина; 6 — выходное устройство

Значение ТВД и их характеристика Для современных самолетов, обладающих большой грузоподъемностью и дальностью полета, нужны двигатели, которые могли бы развить необходимые тяги при минимальном удельном весе. Этим требованиям удовлетворяют турбореактивные двигатели. Однако они неэкономичны по сравнению с винтомоторными установками на небольших скоростях полета. В связи с этим некоторые типы самолетов, предназначенные для полетов с относительно невысокими скоростями и с большой дальностью, требуют постановки двигателей, которые сочетали бы в себе преимущества ТРД с преимуществами винтомоторной установки на малых скоростях полета. К таким двигателям относятся турбовинтовые двигатели (ТВД).

Работа ТВД Назначение основных элементов ТВД ничем не отличается от назначения тех же элементов ТРД. Рабочий процесс ТВД также аналогичен рабочему процессу ТРД. Так же, как и в ТРД, воздушный поток, предварительно сжатый во входном устройстве, подвергается основному сжатию в компрессоре, и далее поступает в камеру сгорания, в которую одновременно через форсунки впрыскивается топливо. Образовавшиеся в результате сгорания топливовоздушной смеси газы обладают высокой потенциальной энергией. Они устремляются в газовую турбину, где, почти полностью расширяясь, производят работу, которая затем передается компрессору, воздушному винту и приводам агрегатов. За турбиной давление газа практически равно атмосферному. В современных турбовинтовых двигателях сила тяги, получаемая только за счет реакции вытекающей из двигателя газовой струи, составляет 10— 20% суммарной силы тяги.

Турбореактивные двигатели. ТРД 1 — входное устройство; 2 — компрессор; 3 — камера сгорания; 4 — газовая турбина; 5 — выходное устройство

Работа. ТРД В полете воздушный поток, набегающий на двигатель, проходит через входное устройство в компрессор. Во входном устройстве происходит предварительное сжатие воздуха и частичное преобразование кинетической энергии движущегося воздушного потока в потенциальную энергию давления. Более значительному сжатию воздух подвергается в компрессоре. В турбореактивных двигателях с осевым компрессором при быстром вращении ротора лопатки компрессора, подобно лопастям вентилятора, прогоняют воздух в сторону камеры сгорания. В установленных за рабочими колесами каждой ступени компрессора спрямляющих аппаратах вследствие диффузорной формы межлопаточных каналов происходит преобразование приобретенной в колесе кинетической энергии потока в потенциальную энергию давления. В двигателях с центробежным компрессором сжатие воздуха происходит за счет воздействия центробежной силы. Воздух, входя в компрессор, подхватывается лопатка быстро вращающейся крыльчатки и под действием центробежной силы отбрасывается от центра к окружности колеса компрессора. Чем быстрее вращается крыльчатка, тем большее давление создается компрессором. Благодаря компрессору ТРД могут создавать тягу при работе на месте.

present5.com

1. Классификация основных видов авиационных двигателей. Виды двигателей авиационных

2. Классификация авиационных гтд.

Авиационный двигатель — Википедия

1. Классификация основных видов авиационных двигателей. Винтомоторные двигатели

Похожие главы из других работ:

1.2 Характеристика основных видов транспорта, их достоинства и недостатки

3.1 Анализ основных видов деятельности предприятия

1.2 Классификация видов услуг

2.2 Классификация поршневых двигателей

4.2 Характеристика основных видов нерациональных перевозок

1. Семейство авиационных газотурбинных двигателей CFM56

1.2 Классификация международных перевозок, грузов и видов транспорта

4. Технико-экономические особенности основных видов транспорта.

1.1 Классификация систем охлаждения двигателей

1.1 Обзор основных видов топлив современных авто

1.3 Классификация видов транспорта

2.1 КЛАССИФИКАЦИЯ БЕНЗИНОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

1. Классификация автомобильных двигателей

1.1 Классификация видов перевозок

1.3 Классификация видов надежности

Классификация основных типов авиационных двигателей ПОДГОТОВИЛ КУРСАНТ 341

Описание презентации Классификация основных типов авиационных двигателей ПОДГОТОВИЛ КУРСАНТ 341 по слайдам