Реклама на сайте (разместить):



Реклама и пожертвования позволяют нам быть независимыми!

Газотурбинный двигатель

Материал из Викизнание
Перейти к: навигация, поиск

ТИПЫ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ После перехода с поршневых двигателей на ГТД, ГТД разделились на разные группы турбореактивные (ТРД) и турбовинтовые (ТВД). Промежуточное положение занимают турбореактивные двухконтурные двигатели (ТРДД).


Турбореактивный двигатель.

Турбореакти́вный дви́гатель (ТРД)— разновидность газотурбинного двигателя, в котором энергия сжатого и нагретого газа преобразуется в энергию реактивной струи. Часть энергии расходуется на турбине, превращаясь в механическую энергию вращающегося вала, приводящего в движение компрессор, генератор электрической энергии и другие агрегаты. ТРД часто используют в силовых установках летательных аппаратов. Они позволяют получать большую скороподъемность и скорость полета, значительно превосходящую скорость звука, надежны в работе и обладают большим ресурсом. ТРД применяются также на некоторых беспилотных самолетах-снарядах. В этом случае требование надежности сохраняется, но ресурс работы их составляет лишь несколько часов, а конструкция в ряде случаев существенно упрощается. Для транспортных самолетов с малыми дозвуковыми скоростями ТРД не применяются вследствие их низкой экономичности на этих скоростях. ТВД применяются на транспортных и бомбардировочных самолетах и на вертолетах. При дозвуковых скоростях полета ТВД вследствие применения воздушного винта в качестве движителя имеют более высокий тяговый КПД, чем ИД, что приводит к снижению расхода топлива, а следовательно, и увеличению дальности полета самолета.


Газотурбинный двигатель.

ГТД применяются в силовой установке самолетов вертикального взлета и посадки. Подъемно-тяговые двигатели имеют одно или несколько (два ... четыре) поворотных сопловых установок, позволяющих получить тягу как в вертикальном (для взлета и посадки), так и в горизонтальном (для горизонтального попета) направлениях. Разновидностью подъемно-тяговых двигателей могут быть поворотные тяговые двигатели, укрепленные на концах крыльев. Подъемные ТРД развивают тягу только в вертикальном направлении и после взлета самолета (через 1 ... 1,5 мин) выключаются. При этом постепенно увеличиваются частота вращения тяговых двигателей и скорость горизонтального полета самолета. Применение подъемных двигателей для СВВП становится целесообразным только в том случае, когда их удельная масса, т. е. отношение массы двигателя к тяге, не превышает 0,05 ... 0,07 кг/да (что в три ... четыре раза меньше удельной массы тяговых двигателей). Такое уменьшение удельной массы подъемных двигателей достигается применением стеклопластиков, титановых, алюминиевых и магниевых сплавов, а также увеличением напряжений в деталях двигателя, что снижает ресурс их работы (который составляет 50 ... 100 ч).


Конструктивные особенности элементов ГТД.

Конструктивные особенности элементов ГТД (компрессоров, камер сгорания, турбин и других узлов) могут служить признаками для их классификации. Так, можно различать двигатели с центробежными, осевыми и комбинированными компрессорами, с трубчатыми, кольцевыми и трубчато-кольцевыми камерами сгорания, с петлевыми и прямоточными направлениями движения газов, с осевыми и радиальными турбинами и т. д. Это многообразие характерно для первого периода развития двигателей, когда искали наилучшие конструкции их главнейших узлов. В настоящее время ГТД имеют вполне установившиеся элементы. Так, в ТРД и ТВД в настоящее время применяют почти исключительно осевые компрессоры, вследствие того что они позволяют получить большую степень повышения давления, имеют высокий КПД, малую массу и малые поперечные габариты. Центробежные компрессоры и осецентробежные в настоящее время почти не применяют. Их можно встретить на вертолетных двигателях, на пусковых устройствах, предназначенных для запуска тяговых ГТД, и на бортовых вспомогательных ГТД.

Компрессор, камеру сгорания, турбину и реактивное сопло в ГТД располагают так, чтобы получить прямоточный тракт с малыми гидравлическими потерями. Двигатели с петлевым трактом в настоящее время почти не применяют. Камеры сгорания в настоящее время используют в основном двух типов: кольцевые и трубчато-кольцевые, так как их стенку могут быть включены в силовые корпуса двигателя, что снижает его массу (вес). Стенки индивидуальных камер не включаются в силовые корпуса двигателя. Для двигателей большой тяги применяют турбины исключительно осевого типа. Радиальные турбины встречаются лишь на малых ТРД и ТВД. Число ступеней определяется срабатываемым перепадом, поэтому в ТРД применяют от одной до трех, а в ТВД - от трех до пяти ступеней. Для форсирования ТРД в настоящее время получили широкое распространение форсажные камеры, располагаемые за турбиной. Дополнительная тяга при этом получается за счет введения в форсажную камеру добавочного топлива и повышения в связи с этим температуры и скорости газа, выходящего из реактивного сопла. При этом появляется необходимость в регулируемых реактивных соплах.

Тенденции в развитии ТВД.

Наметились основные тенденции в развитии ТВД. Основные узлы (компрессор, камеры сгорания и турбины) выполняют так же, как и в ТРД. Газовый тракт выполняют прямоточным. Регенераторы для утилизации тепла отходящих газов и подогрева входящего в двигатель воздуха применяют редко, так как они имеют большую массу и малую эксплуатационную надежность. К числу основных параметров, характеризующих технические данные и степень совершенства ГТД, относятся тяга, удельный расход топлива, масса (вес), габаритные размеры и ресурс. По мере развития и совершенствования ГТД указанные параметры существенно изменяются: тяга двигателей непрерывно возрастает, улучшается экономичность, уменьшаются габаритные размеры, увеличивается ресурс.

См. также[править]

Статью можно улучшить?
✍ Редактировать 💸 Спонсировать 🔔 Подписаться 📩 Переслать 💬 Обсудить
Позвать друзей
Вам также может быть интересно: