Модели вертолетов пришлись по душе очень многим почитателям авиамоделей. Радиоуправляемые вертолеты стали не только прерогативой серьезных авиамоделистов, занимающихся пилотированием копийных моделей. Но и также получили огромную популярность как средство развлечения, просто игрушка, забава для детей и взрослых. 
Сейчас производятся наряду с большими вертолетами с ДВС микромодели на электродвигателях, которыми можно управлять в помещении, обычной квартире, без особого риска устроить разгром.
Радиоуправляемые вертолеты бывают комнатные, микро вертолеты, с ДВС, аккумуляторные, сделанные из пенопласта или из пластика. Для управления вертолетами используется различная по сложности аппаратура – от самой простой, двухканальной, до продвинутой, четырех и шестиканальной аппаратуры, позволяющей выполнять самые сложные фигуры пилотирования.
Модели вертолетов различают по схеме компоновки винтов: они бывают сосной схемы и стандартной схемы ( с двумя роторами). Стандартная схема – это когда у вертолета имеется два винта – основной и хвостовой. Модели такой компоновки перемещаются вверх-вниз и вправо-влево. А перемещение вперед или назад осуществляется за счет наклона корпуса модели. Управление такими моделями требует определенных навыков и достаточного пространства для пилотирования. Модели с сосной схемой имеют не менее двух винтов, расположенных на одной оси и вращающихся в разные стороны. 
У таких моделей отсутствует хвостовой винт. Управление моделями с сосной схемой расположения винтов намного проще, с им справится даже новичок и такие модели можно пилотировать в помещениях.
Радиоуправляемые вертолеты различают по типу силовой установки: ею может быть ДВС - 2х-тактный калильный двигатель внутреннего сгорания или электрический бесколлекторный двигатель в связке с литий-полимерной аккумуляторной батареей. Электрический вариант силового оборудования имеет большее распространение в связи с простотой использования и относительной дешевизной установки. Также, на модели вертолетов устанавливают бензиновые и турбореактивные двигатели – но такие варианты встречаются значительно реже.
Радиоуправляемые вертолеты с калильными ДВС
ДВС (работающий на смеси нитрометана, метанола и касторового/синтетического масла) вертолёты делятся на классы, в зависимости от объёма двигателя:30 класс, объём двигателя 0,30 куб. дюйма (5,5 см³)50 класс, объём двигателя 0,50 куб. дюйма (8,2 см³)60 класс, объём двигателя 0,6 куб. дюйма (10 см³)90 класс, объём двигателя 0,9 куб. дюйма (15 см³)
Чем больше объём двигателя, тем длиннее лопасти он может раскрутить, следовательно и сама модель крупнее. Время полёта таких вертолётов от 7 до 14 минут, в зависимости от объёма двигателя, тюнинга и стиля пилотирования.
Модели вертолетов с бензиновыми ДВС
Вертолёты с бензиновой силовой установкой являются довольно неплохой заменой калильным ДВС, к плюсам можно отнести:Меньший расход топлива.Дешевизну бензина (примерно в 20 раз дешевле) относительно топлива для калильных ДВС.Относительную «чистоту» выхлопа (вертолёт и его оборудование остаётся достаточно чистым после полётов).Высокую продолжительность полётов.
К минусам же можно отнести:Большие размеры: вертолёты с бензиновым ДВС — это модели класса 90 ввиду больших размеров установки.Не очень большая тяговооружённость: бензиновый двигатель гораздо тяжелее калильного, а прибавка в мощности не столь велика. Так что при размерах 90 класса, модель получается довольно вялая.Сложность конструкции в целом и, зачастую, необходимость переделки рамы для установки двигателя. Большое количество минусов с лихвой покрывают эти плюсы, поэтому модели с бензиновым ДВС не обрели столь широкую популярность среди моделистов.
Вертолеты с электродвигателями
Раньше электрические вертолёты использовали в основном в помещении ввиду малого размера и отсутствию выхлопа. За последние пару лет появились в продаже большие модели электровертолётов, ориентированных для полёта на открытых пространствах и исполнению сложных манёвров. Так же этот вид моделей полюбили из-за практически беззвучной работы двигателя. ДВС вертолёты также возможно переделать в электро с помощью специальных наборов(китов) или вручную.Самый маленький РУ электровертолёт в мире (по версии Мировых Рекордов Гиннеса 2006) — Picooz Extreme MX-1, который продаётся во многих магазинах с игрушками (надо заметить, что этот вертолёт управляется при помощи инфракрасного излучения, а не радио волн).
В моделях вертолётов, так же могут использовать и турбореактивные двигатели. В целом устройство довольно просто: поток воздуха от турбины попадает на крыльчатку винта, который в свою очередь передаёт крутящий момент на основной ротор. Но проблема заключается в том, что для правильной работы турбины, необходимо установить большое количество дорогостоящей электроники для управления подачей топлива, температурой, оборотами и дросселем. Ввиду этих фактов, турбины используют в вертолётах крайне редко и в основном в моделях копиях, для создания большей реалистичности.
rc-go.ru
Двигатель вертолета служит для вращения несущего винта. Если на вертолете имеется несколько несущих винтов, то они могут приводиться во вращение от одного общего двигателя или каждый от отдельного двигателя, но так, чтобы вращение винтов было строго синхронизировано.
Назначение двигателя на вертолете отличается от назначения двигателя на самолете, автожире, дирижабле, так как в первом случае он вращает несущий винт, посредством которого создает как тягу, так и подъемную силу, в остальных же случаях он вращает тянущий винт, создавая только тягу «ли силу реакции газовой струи (на реактивном самолете), также дающей только тягу.
Если на вертолете установлен поршневой двигатель, то в его конструкции должен быть учтен ряд особенностей, присущих вертолету.
Двигатель вертолета
Вертолет может летать при отсутствии поступательной скорости, т. е. висеть неподвижно относительно воздуха. В этом случае отсутствует обдув и охлаждение двигателя, водо-радиатора и маслорадиатора, в результате чего возможен перегрев двигателя и выход его из строя. Поэтому на вертолете целесообразней применять двигатель не водяного, а воздушного охлаждения, так как последний не нуждается в тяжелой и громоздкой системе жидкостного охлаждения, для которой на вертолете потребовались бы очень большие поверхности охлаждения.
Двигатель воздушного охлаждения, обычно устанавливаемый на вертолете в туннеле, должен иметь привод для вентилятора принудительного обдува, который обеспечивает охлаждение двигателя на режиме висения и при горизонтальном полете, когда скорость относительно невелика.
В этом же туннеле устанавливается маслорадиатор. Регулировка температуры двигателя и масла может осуществляться путем изменения величины входного или выходного отверстий туннеля при помощи подвижных заслонок, управляемых из кабины летчика вручную или автоматически.
Авиационный поршневой двигатель обычно имеет номинальное число оборотов порядка 2000 в минуту. Понятно, что полное число оборотов двигателя на винт передавать нельзя, так как при этом концевые скорости лопастей будут настолько велики, что вызовут возникновение скоростного срыва потока. Из этих соображений число М на концах лопастей должно быть не более 0,7—0,8. Кроме того, при больших центробежных силах несущий винт был бы тяжелой конструкции.
Подсчитаем, какова величина максимально допустимых оборотов несущего винта диаметром в 12 м, при которых число М концов лопастей не превышает 0,7 для высоты полета в 5000 м при скорости полета в 180 км/час,
Двигатель вертолета
Итак, двигатель для вертолета обязательно должен иметь редуктор с высокой степенью редукции.
На самолете двигатель всегда жестко соединен с винтом. Прочный, малого диаметра цельнометаллический винт легко выдерживает рывки, сопровождающие запуск поршневого двигателя, когда он резко набирает несколько сот оборотов. Винт вертолета, имеющий большой диаметр, далеко разнесенные от оси вращения массы п, следовательно, большой момент инерции, не рассчитан на резкие переменные нагрузки в плоскости вращения; при запуске может произойти повреждение лопастей от пусковых рывков.
Поэтому необходимо, чтобы в момент запуска несущий винт вертолета был отсоединен от двигателя, т. е. двигатель должен запускаться вхолостую, без нагрузки. Обычно это осуществляется введением в конструкцию двигателя фрикционной и кулачковой муфт.
Перед запуском двигателя муфты должны быть выключены, при этом вращение вала двигателя на несущий винт не передается.
Однако без нагрузки двигатель может развить очень большие обороты (дать раскрутку), которые вызовут его разрушение. Поэтому при запуске до включения муфт нельзя полностью открывать дроссельную заслонку карбюратора двигателя и превышать установленное число оборотов.
Двигатель вертолета
Когда двигатель уже запущен, необходимо соединить его с несущим винтом посредством фрикционной муфты.
В качестве фрикционной муфты может служить гидравлическая муфта, состоящая из нескольких металлических дисков, покрытых материалом, обладающим высоким коэффициентом трения. Часть дисков соединена с валом редуктора двигателя, а промежуточные диски соединены с приводом главного вала к несущему винту. До тех пор, пока диски не сжаты, они свободно проворачиваются относительно друг друга. Сжатие дисков осуществляется поршнем. Подача масла с высоким давлением под поршень заставляет поршень передвигаться и постепенно сжимать диски. При этом крутящий момент от двигателя передается на винт постепенно, плавно раскручивая винт.
Счетчики оборотов, установленные в кабине, показывают числа оборотов двигателя и винта. Когда обороты двигателя и винта равны, это означает, что диски гидравлической муфты плотно прижаты друг к другу и можно считать, что муфта соединена по типу жесткого сцепления. В этот момент может быть плавно (без рывков) включена кулачковая муфта.
Наконец, для обеспечения возможности самовращения, несущего винта надо, чтобы винт автоматически отключался от двигателя. До тех пор, пока двигатель работает и вращает винт, кулачковая муфта находится в зацеплении. При отказе же двигателя его обороты быстро уменьшаются, но несущий винт некоторое время по инерции продолжает вращение с тем же числом оборотов; в этот момент кулачковая муфта выходит из зацепления.
Несущий винт, отсоединенный от двигателя, может продолжать затем вращение на режиме самовращения.
Полет на режиме самовращения с учебными целями производится при выключенном двигателе или при работающем двигателе, в последнем случае обороты его уменьшаются настолько, чтобы винт (с учетом редукции) делал большее число оборотов, чем коленчатый вал двигателя.
После посадки вертолета обороты двигателя сначала уменьшаются, выключается муфта сцепления, а затем останавливается двигатель. При стоянке вертолета винт всегда должен быть заторможен, иначе он может начать вращаться от порывов ветра.
Двигатель вертолета
Мощность двигателя вертолета расходуется на преодоление сопротивления вращения несущего винта, на вращение рулевого винта (6—8%), на вращение вентилятора (4—6%) и на преодоление потерь в трансмиссии (5—7%).
Таким образом, несущий винт использует не всю мощность двигателя, а только часть ее. Использование винтом мощности двигателя учитывается коэффициентом, который показывает, какую часть мощности двигателя использует несущий винт. Чем выше этот коэффициент, тем более совершенна конструкция вертолета. Обычно = 0,8, т. е. винт использует 80 % мощности двигателя:
Мощность поршневого двигателя зависит от весового заряда воздуха, всасываемого в цилиндры, или от плотности окружающего воздуха. В связи с тем, что с поднятием на высоту плотность окружающего воздуха уменьшается, постоянно падает также мощность двигателя. Такой двигатель носит название невысотного. С поднятием на высоту 5000—6000 м мощность такого двигателя уменьшается примерно вдвое.
Для того чтобы до определенной высоты мощность двигателя не только падала, а даже увеличивалась, на магистрали всасывания воздуха в двигатель ставят нагнетатель, повышающий плотность всасываемого воздуха. За счет нагнетателя мощность двигателя до определенной высоты, называемой расчетной, возрастает, а затем падает так же, как у невысотного.
Нагнетатель приводится во вращение от коленчатого зала двигателя. Если в передаче от коленчатого вала к нагнетателю имеются две скорости, причем при включении второй скорости увеличиваются обороты нагнетателя, то с поднятием на высоту можно дважды обеспечивать повышение мощности. Такой двигатель имеет уже две расчетные высоты.
На вертолетах, как правило, устанавливаются двигатели с нагнетателями.
Агрегаты техники
avia.pro
Современные радиоуправляемые вертолеты с ДВС представляют собой уникальные изделия, способные с равной долей успеха увлечь как взрослых, так и детей, даря своим владельцам незабываемые впечатления.
Раздел включает в себя модели управляемых вертолетов, оснащенных двигателями внутреннего сгорания. Такая структура традиционно усложняет изделие, превращая его в практически точную копию тех или иных прототипов. В настоящем случае вниманию любителей управляемых моделей предлагаются европейские геликоптеры. Для них характерна полупрозрачная кабина, использование композитных материалов, оригинальный дизайн. К слову, двигатель также повторяет вертолетный мотор, работает по схожему принципу и позволяет разгонять модель, поднимая ее на нужную высоту.
Более того, некоторые модели приспособлены для успешного выполнения таких операций, как движение хвостом вперед и полеты вверх тормашками. Функции отлично сочетаются с превосходной управляемостью, когда изделия мгновенно реагируют на любую команду оператора. Простота и легкость превращают бензиновые радиоуправляемые вертолеты в отличный вариант начинающим моделистам. Они смогут без проволочек получить базовые навыки обращения с подобной техникой и по ходу эксплуатации будут постоянно их совершенствовать. Большинство представленных в ассортименте изделий идет в виде комплектов. При этом модели находятся в практически уже собранном состоянии, не требуя наличия специальных навыков.
Структура вертолетов включает двигатель внутреннего сгорания. В его случае вниманию моделистов предлагается точная копия оригинального мотора в уменьшенном виде. Ее внутренняя компоновка и принцип действия повторяют оригинальный механизм, позволяя лучше разобраться в устройстве реального прототипа. Для любителей авиации двигатель станет истинным подарком, способным по-настоящему заинтересовать и подарить немало приятных минут. То же самое можно сказать и о детях, для которых вертолеты с ДВС способны превратиться в первую ступень в деле овладения сложной техникой. Впоследствии они обязательно применят полученный опыт на практике, а может и найдут свое жизненное призвание.
Конечно же, несмотря на продвинутую техническую составляющую, в первую очередь вертолет представляет собой хороший способ с пользой провести выходные. Для семейного досуга его возможности обеспечивают идеальные условия, позволяя всем вместе насладиться процессом. Подойдет он и для романтических выходов, когда владелец сможет заинтересовать близкого человека и подарить ему увлекательное времяпрепровождение. Полученная радость и восторг обязательно выведут отношения на новый уровень.
Возможностей, которыми обладает вертолет на радиоуправлении с ДВС, хватает для выполнения фигур высшего пилотажа, пикирования и других операций. Система радиоуправления обеспечивает мгновенное выполнение всех вводных владельца. При этом часть комплектов представляют собой исключительно модель геликоптера, тогда как все остальные системы идут отдельно. Это позволяет самостоятельно подобрать необходимое оборудование и отказаться от стандартов, скомпоновав изделие под себя. Стоимость вертолетных моделей варьируется в широких пределах, позволяя выбрать подходящий вариант.
modelsworld.ru
Радиоуправляемый вертолет - это игрушка отличная игрушка для взрослого и ребенка, который в состоянии понять не только способ управления, но и учитывать некоторые факторы окружающей среды. Такие вещи следует дарить ребенку не раньше десяти - двенадцати лет. Но уж если у него появится такой летающий друг – именно друг, то вы его не сможете загнать домой даже для обеда и поспать, он его будет гонять да потери сознания или окончания заряда батареи. И будьте уверены, чем больше Вашему «ребенку» лет тем больший у него будет восторг. Самый критичный возраст для таких игрушек, это «дети» от пятнадцати до шестидесяти лет, тогда уж точно эмоции будут зашкаливать до верхних слоев атмосферы.
Смотрите также
Радиоуправляемые вертолеты делятся по нескольким критериям: во-первых, это двигатели: электрические, двигатели внутреннего сгорания (смесь или бензин) или же газотурбинные. Более профессиональными считаются вертолеты с двигателем внутреннего сгорания, время полета таких моделей может достигать до 40 минут, при этом вес может быть больше пяти килограмм. Электродвигатель часто используется на маленьких вертолетах для помещений, благодаря легкости управления и отсутствию выхлопа. Хотя в последнее время появились и крупные модели на электропитании. Так же такие машинки делятся по классам, класс зависит от длины лопасти и полетного веса. Самый маленький - это вертолет с длиной лопасти 7-19 см и весом 50-150 грамм, очень часто, это электрические модели, очень распространенные в магазинах игрушек, самые большие достигают веса больше пяти килограмм и имеют лопасти более 75 сантиметров. Такие игрушки управляемы на расстоянии до ста метров, но бывают и с управлением при помощи веб - камеры в кабине или же возможно введение координат при наличии распознающей системы (но это уже в военных прототипах).
В нашем интернет магазине каждый любитель полетов сможет найти и купить подходящий вертолет с фирменной гарантией и с доставкой по Москве и России.
www.super-pilot.ru
Центробежная ступень компрессора ТВаД.
Сегодня продолжаем серию рассказов о типах авиационных двигателей.
Как известно, основной узел любого газотурбинного двигателя ( ГТД) – это турбокомпрессор. В нем компрессор работает в связке с турбиной, которая его вращает. Функции турбины этим могут и ограничиться. Тогда вся оставшаяся полезная энергия газового потока, проходящего через двигатель, срабатывается в выходном устройстве (реактивном сопле). Как говорил мой преподаватель «спускается на ветер» :-). Тем самым создается реактивная тяга и ГТД становится обычным турбореактивным двигателем (ТРД).
Но можно сделать и по-другому. Турбину ведь можно заставить кроме компрессора вращать и другие нужные агрегаты, используя ту самую оставшуюся полезную энергию. Это может быть, например, самолетный воздушный винт. В этом случае ГТД становится уже турбовинтовым двигателем, в котором 10-15% энергии все же расходуется «на воздух» :-), то есть создает реактивную тягу.
Принцип работы турбовального двигателя.
Но если вся полезная энергия в двигателе срабатывается на валу и через него передается для привода агрегатов, то мы уже имеем так называемый турбовальный двигатель (ТваД).
Такой двигатель чаще всего имеет свободную турбину. То есть вся турбина как бы поделена на две части, между собой механически несвязанные. Связь между ними только газодинамическая. Газовый поток, вращая первую турбину, отдает часть своей мощности для вращения компрессора и далее, вращая вторую, тем самым через вал этой (второй) турбины приводит в действие полезные агрегаты. Сопла на таком двигателе нет. То есть выходное устройство для отработанных газов конечно имеется, но соплом оно не является и тяги не создает. Просто труба… Зачастую еще и искривленная :-).
Компоновка двигателя Arriel 1E2.
Турбовальный двигатель ARRIEL 1E2.
Eurocopter BK 117 c 2-мя турбовальными двигателями Arriel 1E2.
Выходной вал ТваД, с которого снимается вся полезная мощность, может быть направлен как назад, через канал выходного устройства, так и вперед, либо через полый вал турбокомпрессора, либо через редуктор вне корпуса двигателя.
Компоновка двигателя Arrius 2B2.
Турбовальный двигатель ARRIUS 2B2.
Eurocopter EC 135 с 2-мя турбовальными двигателями Arrius 2B2.
Надо сказать, что редуктор – непременная принадлежность турбовального двигателя. Ведь скорость вращения как ротора турбокомпрессора, так и ротора свободной турбины велика настолько, что это вращение не может быть напрямую передано на приводимые агрегаты. Они просто не смогут выполнять свои функции и даже могут разрушиться. Поэтому между свободной турбиной и полезным агрегатом обязательно ставится редуктор для снижения частоты вращения приводного вала.
Компоновка двигателя Makila 1A1.
Турбовальный двигатель MAKILA 1A1
Eurocopter AS 332 Super Puma с 2-мя турбовальными двигателями Makila 1A1
Компрессор у ТваД может быть осевым (если двигатель мощный) либо центробежным. Часто компрессор бывает и смешанным по конструкции, то есть в нем есть как осевые, так и центробежные ступени. В остальном принцип работы этого двигателя такой же, как и у ТРД. Примером разнообразия конструкций ТваД могут служить двигатели известной французской двигателестроительной фирмы TURBOMEKA. Здесь я представляю ряд иллюстраций на эту тему (их сегодня вообще много как-то получилось :-)… Ну много — не мало… :-)).
Компоновка двигателя Arrius 2K1
Турбовальный двигатель ARRIUS 2K1.
Вертолет Agusta A-109S с 2-мя турбовальными двигателями Arrius 2K1.
Основное свое применение турбовальный двигатель находит сегодня конечно же в авиации, по большей части на вертолетах. Его часто и называют вертолетный ГТД. Полезная нагрузка в этом случае – несущий винт вертолета. Известным примером ( кроме французов :-))могут служить широко распространенные до сих пор отличные классические вертолеты МИ-8 и МИ-24 с двигателями ТВ2-117 и ТВ3-117.
Вертолет МИ-8Т с 2-мя турбовальными двигателями ТВ2-117.
Турбовальный двигатель ТВ2-117.
Вертолет МИ-24 с 2-мя турбовальными двигателями ТВ3-117.
Турбовальный двигатель ТВ3-117 для вертолета МИ-24.
Кроме того ТваД может применяться в качестве вспомогательной силовой установки (ВСУ, о ней подробнее в следующей статье :-)), а также в виде специальных устройств для запуска двигателей. Такие устройства представляют собой миниатюрный турбовальный двигатель, свободная турбина которого раскручивает ротор основного двигателя при его запуске. Называется такое устройство турбостартер. В качестве примера могу привести турбостартер ТС-21, используемый на двигателе АЛ-21Ф-3, который устанавливается на самолеты СУ-24, в частности на мой родной СУ-24МР :-)…
Двигатель АЛ-21Ф-3 с турбостартером ТС-21.
Турбостартер ТС-21, снятый с двигателя.
Фронтовой бомбардировщик СУ-24М с 2-мя двигателями АЛ-21Ф-3.
Однако, говоря о турбовальных двигателях, нельзя не сказать о совсем неавиационном направлении их использования. Дело в том, что ведь изначально газотурбинный двигатель не был монополией авиации. Главный его рабочий орган, газовая турбина, создавался задолго до появления самолетов. И предназначался ГТД для целей более прозаических, нежели полеты в воздушной стихии :-). Эта самая воздушная стихия его все же завоевала. Однако неавиационное приземленное предназначение существует и серьезности своей не потеряло, скорее наоборот.
На земле, так же как и в воздухе ГТД (турбовальный двигатель) применяется на транспорте.
Первое – это перекачка природного газа по крупным магистралям через газоперекачивающие станции. ГТД используются здесь в качестве мощных насосов.
Второе – это водный транспорт. Суда, использующие турбовальные газотурбинные двигатели называют газотурбоходы. Это чаще всего суда на подводных крыльях, у которых гребной винт приводит в движение турбовальный двигатель механически через редуктор или электрически через генератор, который он вращает. Либо это суда на воздушной подушке, которая создается при помощи ГТД.
Газотурбоход "Циклон-М" с 2-мя газотурбинными двигателями ДО37.
Пасажирских газотурбоходов за российскую историю было всего два. Последнее очень перспективное судно «Циклон-М» появилось в очень неудобное для себя время в 1986 году. Успешно пройдя все испытания, оно «благополучно» перестало существовать для России. Перестройка… Более таких судов не строили. Зато у военных в этом плане дела обстоят несколько лучше. Чего стоит один только десантный корабль «Зубр», самое большое в мире судно на воздушной подушке.
Десантный корабль на воздушной подушке "Зубр" с газотурбинными двигателями.
Третье – это железнодорожный транспорт. Локомотивы на которых стоят турбовальные газотурбинные двигатели, называют газотурбовозы. На них используется так называемая электрическая передача. ГТД вращает электрогенератор, а вырабатываемый им ток, в свою очередь, вращает электродвигатели, приводящие локомотив в движение. В 60-е годы прошлого века в СССР проходили довольно успешную опытную эксплуатацию три газотурбовоза. Два пассажирских и один грузовой. Однако они не выдержали соревновавния с электровозами и в начале 70-х проект был свернут. Но в 2007 году по инициативе ОАО «РЖД» был изготовлен опытный образец газотурбовоза с ГТД, работающем на сжиженном природном газе (опять криогенное топливо :-)). Газотурбовоз успешно прошел испытания, планируется его дальнейшая эксплуатация.
И наконец четвертое, самое, наверное, экзотическое… Танки. Грозные боевые машины. На сегодняшний момент достаточно широко известны два типа ныне использующихся боевых танков с газотурбинными двигателями. Это американский М1 Abrams и российский Т-80.
Танк M1A1 Abrams с газотурбинным двигателем AGT-1500.
Во всех вышеописанных случаях применения ГТД (суть турбовальный двигатель), он обычно заменяет дизельный двигатель. Это происходит потому, что (как я уже описывал здесь) при одинаковых размерах турбовальный двигатель значительно превосходит дизельный по мощности, имеет гораздо меньший вес и шумность.
Танк Т-80 с газотурбинным двигателем ГТД-1000Т.
Однако у него есть и крупный недостаток.Он обладает сравнительно низким коэффициентом полезного действия, что обуславливает большой расход топлива. Это естественно снижает запас хода любого транспортного средства (и танка в том числе :-)). Кроме того он чувствителен к грязи и посторонним предметам, всасываемым вместе с воздухом. Они могут повредить лопатки компрессора. Поэтому приходится создавать достаточно объемные системы очистки при использовании такого двигателя.
Эти недостатки достаточно серьезны. Именно поэтому турбовальный двигатель получил гораздо большее распространение в авиации, чем в наземном транспорте. Там этот трудяга-движок, ничего не пуская «на ветер» :-), заставляет подниматься в воздух вертолеты. И они в родной для них стихии из несуразных, на первый взгляд, машин превращаются в изумительные по красоте и возможностям творения рук человеческих… Все-таки авиация – это здорово :-)…
P.S. Вы только посмотрите, что они вытворяют!
Все фотографии и схемы кликабельны.
No related posts.
avia-simply.ru
Для тех, кто интересуется моторами в целом и их авиационными моделями в частности, турбовальный двигатель в первую очередь ассоциируется с вертолетами, недаром их называют «вертолетными ГТД». Именно здесь ТВаД нашли наибольшее применение и уже не один десяток лет с успехом используются. Но вертолеты – не предел их возможностей, многие другие отрасли машино- и судостроения взяли на вооружение этот тип двигателей, но обо всем по порядку.
Итак, турбовальный двигатель принадлежит славному семейству газотурбинных двигателей (ГТД) наравне с турбореактивными (ТРД) и турбовинтовыми (ТВД). ГТД представляет собой тепловую машину, в упрощенной схеме состоящую из компрессора и турбины, работающей за счет сжигания топлива в камере сгорания. Наиболее простой его разновидностью является турбореактивный двигатель, в котором энергия от сжигания топлива идет только на вращение компрессора через турбину, а излишек энергии выходит через сопло в виде газов под высоким давлением, образуя реактивную тягу. Но эта энергия может не только «вылетать в трубу», но и выполнять полезную работу, вращая воздушный винт (турбовинтовой двигатель) или вал (турбовальный двигатель). Это и является принципиальной разницей между всеми вышеотмеченными видами моторов семейства ГТД – способ использования свободной энергии.
Строение турбовального двигателя в общих чертах напоминает строение ТРД. Основными составляющими являются комрессор, турбина, камера сгорания и вал. В отличие от других газотурбинных двигателей ТВаД совсем не имеет реактивной тяги – вся свободная энергия расходуется на вращение вала, поэтому и сопла, как такового, у него нет, а есть только каналы (своеобразные выхлопные трубы), по которым отводятся отработанные газы. Еще одна особенность ТВаД – наличие не одной, а двух турбин, не связанных между собой механически. Одна турбина приводит в движение компрессор, а вторая – рабочий вал. Между собой они связаны газодинамически. Некоторые модели турбовинтовых двигателей также имеют схожую конструкцию, но не обязательно. В случае с ТВаД турбин всегда две.
Две основные схемы устройства ТВаД с описание расположенных механизмов. Картинки кликабельны.
 |  |
Принцип работы турбовального двигателя тоже не сильно отличается от ТРД или ТВД. Компрессор, приводимый в движение турбиной, нагнетает воздух в камеру сгорания, где он перемешивается с впрыснутым через форсунки топливом. Топливный заряд воспламеняется и сгорает, в результате чего образуются газы с большим запасом энергии. Расширяясь, они вращают турбины, приводя в движение компрессор и вал, а отработанные газы выводятся наружу.
Компрессор турбовального двигателя имеет несколько ступеней и может быть центробежным, осевым или комбинированным. Комбинированные компрессоры сочетают в себе и центробежные, и осевые ступени.
Обязательным конструктивным элементом ТВаД, как, впрочем, и турбовинтового двигателя, является редуктор, установленный между турбиной и валом. Сама турбина вращается с угловой скоростью, достигающей 20 000 об/мин. Понятно, что винт, закрепленный на валу и создающий тягу, не сможет работать при такой скорости и выполнять свои функции, ведь тогда ему придется вращаться со сверхзвуковой скоростью. Редуктор, установленный перед валом, понижает обороты и увеличивает крутящий момент, так что скорость вращения лопастей винта вертолета значительно меньше скорости вращения турбины.
Если турбовинтовые двигатели, которые используются на самолетах, должны иметь компактные размеры, а вал турбины и вал винта у них устанавливаются параллельно в одном корпусе, то к габаритам турбовальных двигателей таких жестких требований нет. Рабочий вал у них может находиться впереди турбины или за ней, в одном корпусе с ней или отдельно. Это объясняется тем, что мотор спрятан в конструкции кабины, где его можно расположить в любом удобном положении. Различают цельные моторы и модульные, состоящие из отдельных модулей, связанных между собой механически. Часто в одном модуле расположены компрессор и турбины, а в другом – рабочий вал, связанный с валом турбины редуктором.
Легкий американский вертолет AH-6j Little Bird
Нашел себе применение турбовальный двигатель и на земле. Правильнее даже говорить, что именно на земле он изначально и использовался, и только после появления авиации, как таковой, «переселился» на небо. Его можно встретить и на транспорте, и на различных магистральных станциях, где он обычно используется, как альтернатива дизельного двигателя. В сравнении с дизелем ТВД более легкий по весу, менее шумный и более мощный, если брать двигатели одного размера.
ТВаД успешно используется в качестве нагнетателя природного газа на газоперекачивающих станциях. Его нередко можно увидеть на крупных газовых магистралях. Одна из последних разработок газовая турбина T16, мощностью 16 МВт. Короткое видео с применением турбовального двигателя в электроэнергетики.
Основные показатели:
Турбовальные двигатели используются в мобильных электростанциях для привода генератора. Электростанции с данным двигателем занимают меньший объем, аналогичной электростанции с традиционными двигателями.
Несмотря на то, что в большинстве случаев турбовальные двигатели описываются, как силовые установки вертолетов, их применение не ограничено только ими. Частенько ТВаД играет роль не основного движителя, а вспомогательной установки. Такими установками обычно оснащаются самолеты, а используются они для питания энергией основных систем судна при его наземном обслуживании. То есть, когда самолет находится на земле, не обязательно запускать его основные моторы для получения электричества или создания давления в гидросистемах, для этого достаточно запуска такой небольшой установки. Также ТВаД используется в качестве пускового агрегата, который проворачивает ротор турбины при запуске. В этом случае он имеет название турбостартер.
Вид железнодорожного транспорта, на который устанавливается ТВаД, носит название газотурбовоз. Принцип его работы заключается в том, что турбовальный двигатель вращает вал генератора, вырабатывающего электрический ток. Ток поступает на электромоторы, которые, по сути, и являются основной силовой установкой. История газотурбовозов началась в 60-е годы, когда были сконструированы первые опытные образцы, правда, потом они уступили место более известным сейчас электровозам. Вместе с тем с 2007 года возобновились работы по созданию газотурбовозов, и даже был создан пробный экземпляр, работающий на сжиженном газе. Его испытания прошли успешно, так что в скором будущем, возможно, он будет выпускаться серийно.
Не обошли стороной ТВаД и создатели военной наземной техники. Некоторые танки, в том числе и отечественный Т-80 и американский М1 Abrams, оснащены ТВаД. Короткое видео разработки, внедрения и применения турбовального двигателя на танке.
Турбовальные двигатели также используются и на водном транспорте, называемом газотурбоходами. К ним относятся суда на воздушной подушке или на подводных крыльях. Наиболее известным отечественным газотурбоходом является военное судно «Зубр» — наиболее крупный десантный корабль на воздушной подушке. Этот гигант известен далеко за пределами России и является мировым рекордсменом среди суден на воздушной подушке по своим габаритам. А вот с отечественными пассажирскими газотурбоходами как-то не сложилось. Судно «Циклон», сконструированное в 80-хх годах, не пережило перестройки и со временем забылось, а новые пассажирские суда, оснащенные ТВаД пока не появились.
Танк Т-80 с газотурбинным двигателем 
Десантное судно «Зубр» Основным преимуществом турбовального двигателя является то, что по сравнения с поршневыми двигателями он более легкий по весу, менее шумный и более мощный, если брать двигатели одного размера. Вся суть турбовального двигателя и заключается, чтоб максимально использовать энергию сгорающего топлива, по сравнению с поршневыми двигателями это реализуется лучшим образом. Тем самым в одном килограмме двигателя можно реализовать конструкцию, более мощную своих цилиндрических сородичей, которая с каждого килограмма топлива будет забирать тепловую энергию и преобразовывать ее в механическую.
Есть у турбовального двигателя и недостатки. Первый из них – сравнительно большой расход топлива и, соответственно, низкий КПД, несмотря на высокие показатели мощности. Именно этот недостаток объясняет его ограниченное применение на наземном транспорте, где его можно заменить более эффективными силовыми установками. Второй недостаток – чувствительность к загрязнениям. Компрессор, втягивая воздух в камеру сгорания, заодно всасывает и пыль, и посторонние предметы, что сказывается на качестве работы двигателя и на его исправность в целом. На высоких оборотах даже незначительные твердые частички могут повредить лопасти турбины. Поэтому ТВаД нуждается в надежной системе тщательной очистки воздуха, а расходы на нее далеко не всегда оправданы – в большинстве случаев намного проще и дешевле использовать традиционный дизель. Это еще одна причина, по которой эти двигатели в основном используются в воздухе: там и грязи меньше, и птицы летают ниже высоты полета, так что нормальной работе компрессора и турбины ничего не мешает. Зато масса ТВаД намного меньше любого поршневого двигателя, а это в авиации немаловажно.
Турбовальные двигатели – это действительно в первую очередь «сердца» вертолетов, а уж потом все остальное. Именно эти стальные «стрекозы» дают возможность оценить основные преимущества ТВаД, ну а недостатки в этом случае совсем незначительны.
zewerok.ru
Радиоуправляемый вертолет — не просто детская игрушка, а настоящее чудо современной техники. Запускать ввысь этот механизм — одно удовольствие как для малышей, так и для взрослых. Такой подарок, как вертолет игрушечный, подойдет детям старше 8 лет. Производители предлагают покупателям широкий ассортимент товара: на прилавках магазинов представлены самые разные модели. Как же выбрать такую игрушку? Рекомендации — в нашем материале.
Летающие игрушечные вертолеты выпускаются самые разные. Классифицировать их можно по следующим основным техническим параметрам:
Вертолет на пульте — технически достаточно сложная конструкция, к тому же имеющая высокую стоимость. Поэтому если такой подарок сделан раньше времени, ребенок попросту не сумеет справиться с управлением, что может привести не только к поломке такого подарка, но и к огорчению малыша.
Производители обычно рекомендуют такую игрушку детям старше 10 лет. В этом возрасте предпочтительнее выбирать модели с минимальным количеством каналов управления, чтобы ребенок смог быстро научиться владеть пультом.
Для того чтобы выбрать вертолет игрушечный, в первую очередь следует четко определить его предназначение. Так, если механизм приобретается для ребенка с целью проведения досуга, то следует остановить выбор на аккумуляторных моделях. Вертолеты с таким типом двигателя могут беспрерывно работать до 30 минут, после чего потребуется зарядка. Но значительное преимущество такой модели по сравнению с другими видами — доступная цена.
Если же такая игрушка приобретается с целью участия в специализированных соревнованиях, то лучше выбрать вертолет игрушечный с двигателем, который работает на топливе. Эта модель отличается высокой скоростью и возможностью непрерывной эксплуатации длительное время. Но такой тип вертолетов сложно назвать детской игрушкой — это технически сложный и, соответственно, дорогостоящий аппарат. Дополнительно разделяют на классы такие виды игрушки в зависимости от объема топливного двигателя, начиная с тридцатых, сороковых и т. д.
Различают два вида механизма управления:
Последний восприимчив к солнечному свету, поэтому чаще всего такое управление подходит для вертолетов, которые запускают в помещении.
При выборе такого подарка, как вертолет игрушечный, следует обратить внимание на количество каналов управления конкретной модели. Что это такое и для чего нужно? Каналы управления — это те технические возможности, которыми оснащена конкретная модель вертолета, и которыми можно управлять с помощью пульта. Чем их меньше, тем проще управлять устройством. Но в то же время двух- и трехканальные модели не отличаются маневренностью.
Рассмотрим подробнее, какие имеют технические возможности вертолеты с разным количеством каналов управления:
Некоторые модели игрушечных вертолетов, помимо вышеописанных, оснащены дополнительными опциями. Например, модель Silverit имеет встроенную видеокамеру. Такой вертолет подойдет, скорее, тем, кто увлекается фотографией, а не пилотированием радиоуправляемыми моделями. Этот аппарат способен фиксировать фото- и видеоматериал небольшого объема, но находиться длительное время в полете не может.
Многие детские вертолеты стреляют водой или пластиковыми «ракетами».
Так как игрушечные управляемые вертолеты стоят относительно недешево, а во время обучения управлению ими часто происходят аварии и поломки, производители предложили потребителям такую новинку как виртуальные симуляторы. Чаще всего такими виртуальными играми комплектуются устройства, имеющие четыре и более каналов управления.
Сложность управления описываемым устройством зависит от технических характеристик конкретной модели (веса, размера, типа двигателя и количества каналов). С чего начать? Вот примерная инструкция по эксплуатации радиоуправляемого вертолета:
Как научиться управлять? В первую очередь рекомендуется овладеть техникой взлета и приземления. Только отработав такие навыки, можно переходить к прямолинейному полету, а затем и проводить другие возможные маневры.
В целях предотвращения аварий и поломок профессионалы советуют придерживаться следующих несложных правил:
Фирм-производителей игрушечных вертолетов на радиоуправлении множество. Проведем обзор самых распространенных моделей, имеющих разные технические характеристики:
Таким образом, анализируя вышеописанную информацию о технических характеристиках разных моделей, выбирать вертолет на пульте следует по таким критериям:
Мнения пользователей по поводу вертолетов на радиоуправлении неоднозначные. Зачастую негативные мнения формируются тогда, когда приобретена неподходящая модель. Такая игрушка стоит недешево, а поломаться может после первого же падения. Кроме того, малыш может серьезно расстроиться из-за выхода из строя заветного подарка. Поэтому важно выбрать такой вертолет на пульте, управление которым сможет освоить ребенок конкретного возраста. Тут не следует приобретать подарок, что называется, на года.
При правильном выборе и соблюдении всех правил эксплуатации такая игрушка может прослужить длительный период и радовать своего обладателя занимательным времяпровождением. Часто, приобретая такой подарок ребенку, взрослые также с удовольствием запускают вертолет. Тогда досуг становится настоящей семейной традицией, которая не только приносит массу положительных эмоций, но и объединяет, сплачивает людей всех возрастов.
fb.ru
