0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое поршневой авиационный двигатель

Драма большой поршневой авиации: проекты из прошлого

Bristol Brabazon

Так назывался экспериментальный британский пассажирский лайнер с трансконтинентальными возможностями. Расшифруем. Bristol – это город в Англии, а также одна из старейших и давно поглощенных авиастроительных компаний страны. Brabazon – фамилия подполковника, английского лорда и пионера британской авиации. В военные годы лорд Джон Брабазон возглавлял Министерство транспорта, но потом был вынужден подать в отставку после того, как выразил надежду на взаимное уничтожение СССР и Германии в ходе Сталинградской битвы. Это был скандал. Тем не менее в 1943 году подполковник возглавил правительственную комиссию, в задачу которой входило определение послевоенного будущего британского авиапрома.

Комиссией было установлено несколько типов самолетов, в которых Британия будет нуждаться после окончания боев в Европе. Среди них был так называемый Type 1 – вместительный пассажирский самолет, способный совершать трансатлантические полеты. Накануне и во время войны компания Bristol пыталась разрабатывать сверхтяжелый дальний бомбардировщик, но проект оказался невостребованным: в войне с Гитлером вполне хватало американских бомберов и местных «Ланкастеров». Однако предложенный комиссией Брабазона Type 1 вдохновил конструкторов и менеджмент Bristol. Заявка была подана и Bristol получила правительственный заказ на строительство двух прототипов.

В основу нового пассажирского лайнера были положены разработки по несостоявшемуся бомбардировщику. В результате у конструктора Лесли Фрайса получился один из самых больших пассажирских самолетов в мире, и самый большой из когда-либо произведенных в Британии. Достаточно сказать, что размахом крыльев он превосходил Boeing 747, который появится только через пару десятилетий, а диаметром фюзеляжа – самый современный A350 XWB (напомним, что XWB – это extra wide body, «сверхширокий фюзеляж»). Самолет оснастили восьмеркой поршневых двигателей Bristol Centaurus (2650 л.с. каждый) – ранее такие устанавливались на истребители Hawker Tempest и Hawker Sea Fury. Лайнер обеспечивал дальность 8900 км при скорости 400 км/ч.

Первый полет первого и единственного образца был совершен 4 сентября 1949 года, в следующем году он уже красовался на авиасалоне в Фарнборо. Тем не менее Bristol Brabazon, названный в честь лорда-покровителя, оказался ошибкой и тупиком. И дело не только в поршневых двигателях в эпоху, когда на крыло уже становилась реактивная и турбовинтовая пассажирская авиация, но и в чисто маркетинговом просчете. При огромных размерах самолет должен был брать на борт около 100 человек, которым предлагались просто царские условия: огромное пространство на каждого пассажира, плюс бар, кинотеатр, лаунж. В общем, подсчитали и прослезились: в экономику авиаперевозок послевоенного времени такой шик никак не вписывался. Проект закрыли, самолет утилизировали наряду со вторым, недостроенным опытным образцом. Кстати, его проектировали уже под турбовинтовые силовые установки.

Lockheed Сonstellation

Одной из причин неудач британского авиапрома, приведшей к его почти полному исчезновению, были успехи американских конкурентов (мы об этом рассказывали в нашей статье «Жертвы конкуренции и катастроф: куда подевались британские лайнеры»). Даже в «поршневом» сегменте американцам удалось сработать успешнее. В 1939 г. авиакомпания TWA, крупным акционером которой являлся легендарный Говард Хьюз, предложила фирме Lockheed разработать самолет вместимостью 40 пассажиров и дальностью свыше 5600 км, что достаточно для перелета через Атлантику. Конструкторы Келли Джонсон и Рон Хиббард превысили заданный показатель. Самолет Lockheed Constellation (т.е. «Созвездие»), отправившийся в первый полет в январе 1943 года имел дальность 7300 км и мог развивать скорость до 550 км/ч (сравним с 400 км/ч неудачливого «Брабазана»).

Во время войны было выпущено 22 машины в военно-транспортном варианте С-69С, а уже в 1945 г. началась коммерческая эксплуатация гражданского самолета в авиакомпаниях, прежде всего TWA и Pan American. В разных модификациях «Созвездие» мог принимать на борт до 109 пассажиров. Машину оснастили четырьмя поршневым звездообразными турбированными 18-цилиндровыми двигателями Wright R-3350 Turbo Compound (мощность порядка 2500 л.с. ). Несмотря на то, что на больших дистанциях Constellation быстро вытеснили самолеты с газотурбинными двигателями, эти рабочие лошадки с причудливо выгнутыми фюзеляжами и тремя килями еще долго работали у военных и на местных линиях на разных континентах вплоть до 1990-х годов. Стоит упомянуть, что и другие производители – Boeing и Douglas — имели в своем ассортименте машины близкого класса. Например, отличавшийся высочайшим уровнем комфорта также поршневой Boeing 377, который являлся по сути глубокой модификацией знаменитой «суперкрепости» — тяжелого бомбардировщика B-29.

Были у B-29 и другие, не вполне официальные, потомки. Как известно, советский бомбардировщик Ту-4 – это нелицензионный клон американской «суперкрепости», созданный методом обратной разработки (реверс-инжиниринга). Времена менялись, у США появилось ядерное оружие, а Советский союз вот-вот собирался им обзавестись. Чтобы не остаться беззащитными и получить возможность при необходимости ответить Америке, понадобился бомбардировщик с большей дальностью и большей боевой нагрузкой. Кроме того, и американский авиапром не стоял на месте, произведя глубокую модернизацию B-29 под именем B-50.

ОКБ Туполева пошло в том же направлении, начав в ответ работы над модификацией Ту-4, которая получила название Ту-80. Потом в США появился межконтинентальный стратегический бомбардировщик B-36 и задача для советских авиаконструкторов стала еще сложнее. Следующей ступенью стал Ту-85 – бомбардировщик с практической дальностью 12000 км при бомбовой нагрузке 5 т. На высоте 10 000 м он мог развивать скорость 638 км/ч. Первый полет опытного экземпляра Ту-85 состоялся в январе 1951 года. Самолет оснастили четырьмя турбокомпаундными (то есть дополнительно использующими энергию турбин) поршневым двигателем со звездчатым расположением блоков цилиндров (четыре цилиндра – 6 лучей). Охлаждение силовых установок – жидкостное с дополнительным воздушным. Существовала и конкурирующая силовая установка на воздушном охлаждении — АШ-2ТК – но она так и не была доведена до нужной кондиции. В том же 1951 году проект Ту-85 был закрыт.

Опыт боев в Корее показал, что поршневому бомбардировщику не хватает скорости для борьбы с реактивными истребителями. Поэтому туполевцы перешли к проектированию турбовинтового бомбардировщика Ту-95, поздние модификации которого находятся в рядах российских ВКС до сих пор. В его создании, разумеется, были учтены наработки по Ту-80 и ТУ-85, что позволяет некоторым злым языкам на Западе называть нашего «Медведя» модификацией B-29 Superfortress.

Читать еще:  Шкода октавия не запускается двигатель причины

Convair B-36

Convair B-36 Peacemaker («Миротворец») – шестимоторный бомбардировщик, в котором Советский Союз видел угрозу и на который ответил, разработав Ту-85, изначально не проектировался как оружие холодной войны. Потребность в тяжелом дальнем бомбардировщике стала ощущаться у американцев в начале 1941 года, когда все еще сохранялась возможность падения Англии. В этом случае США (при условии вступления в войну, а дело было до Пирл-Харбора) лишились бы аэродромов Великобритании, и бомбы для Гитлера пришлось бы возить через океан, желательно побыстрее, без дозаправок и вне досягаемости немецких зениток. Несколько позже обсуждалась возможность бомбить Японию с аэродромов на Гавайях.

Поначалу военные запросили нечто фантастическое – рабочий потолок 14 000м, максимальная скорость 720 км/ч и дальность 19 000 км. Им объяснили, что существующие технологии пока не позволяют соответствовать этим запросам. Тогда требования снились: потолок 12000 м, дальность 16000 км, максимальная скорость 700 км/ч. Самолет впервые поднялся в воздух уже после окончания войны – в 1946 г., а в 1948 году был принят на вооружение.

История создания[править | править код]

История советского двигателя М-5 началась в 1922 году с инициативного предложения московского по организации производства мощных двигателей для молодой Республики. Перед заводом была поставлена задача по копированию зарубежных двигателей, причем в качестве образцов были выбраны американский Либерти L-12 и французский Испано-Сюиза 8Fb мощностью соответственно 400 и 300 л.с.

Мотор Либерти L-12 был выбран главным образом потому, что на московском самолетостроительном заводе ГАЗ №1 разворачивалось производство одного из лучших самолетов-разведчиков того времени с этим мотором — английского «Де Хэвилленд» DH-9[en] — получившего в СССР название Р-1.

По имевшемуся на ГАЗ № 2 (так назывался ) изношенному трофейному образцу мотора «Либерти» в конце 1922 года был выпущен комплект рабочих чертежей мотора в метрической системе мер, что потребовало большого числа поверочных расчетов. Были разработаны система допусков и посадок, технологии изготовления и сборки деталей и узлов, изготовлен режущий и мерительный инструмент и приспособления. Завод был реконструирован, укомплектован недостающим оборудованием и несколько расширен. Работа по выпуску документации и подготовке производства велась под руководством конструктора А. А. Бессонова и главного инженера завода М. П. Макарука.

Первый двигатель прошел государственные испытания в декабре 1923 года, а первая партия двигателей была принята комиссией в 1924 году. В серийное производство двигатель был запущен на и ленинградском «Большевике» (бывшем Обуховском) под обозначением М-5-400

— мотор, пятый образец, мощность 400 л.с. (впоследствии просто М-5).

К 1925 году серийное производство обеспечивало поставку вполне надежных двигателей М-5. Их надежность была подтверждена участием самолетов с этими двигателями в ряде перелетов, в том числе в перелете Москва-Пекин в июне — июле 1925 года двух самолетов Р-1, которые пилотировали М. М. Громов и М. А. Волковойнов.

Двигатели М-5 находились в производстве несколько лет, эксплуатировались до 1932—1933 годов; общее их количество составляло несколько тысяч. Они устанавливались на самолетах-разведчиках Р-1, МР-1 и Р-З, на импортных самолетах Фоккер C-IV[en] и истребителях: И-1 в вариантах Поликарпова и Григоровича, и И-2. Также М-5 использовались в лёгком танке БТ-5. Только для поставки на самолетостроительные заводы было изготовлено около 3200 двигателей.

Виды поршневых авиамоторов

Поршневые авиационные двигатели имеют различия в основном по порядку расположения цилиндров по отношению к коленвалу. Вследствие этого имеется достаточно большое количество разнообразных видов поршневых моторов. Наиболее широкое применение получили следующие:

  • двигатели, у которых V-образное расположение цилиндров;
  • поршневой радиальный двигатель, где цилиндры расположены звездообразно;
  • оппозитный двигатель, у него цилиндры располагаются рядно.

Радиальный авиационный поршневой двигатель

В настоящее время радиальные поршневые моторы опять стали востребованы в авиации. Они активно применяются в спортивных моделях самолетов, либо в изготовленных по персональным заказам. Все они малых размеров. Устройство авиационного поршневого двигателя радиального вида, в отличие от иных моторов, заключается в том, что его цилиндры расположены вокруг коленвала через равные углы, как радиальные лучи (звездочки). Это и дало ему название — звездообразный. Такие моторы оборудуются выхлопной системой, которая расходится радиальными лучами. Более того, двигатель этого типа может иметь несколько звезд — отсеков. Это возможно вследствие того, что коленвал увеличивают в длину. Как правило, радиальные двигатели изготавливают с нечетным количеством цилиндров. Это позволяет подавать искру в цилиндр через один. Но делают и радиальные моторы с четным числом цилиндров, однако их количество должно быть больше двух.

Самым большим недостатком двигателей радиального типа является возможность проникновения масла к нижним цилиндрам мотора, когда самолет находится на стоянке. Эта проблема достаточно часто приводит к возникновению мгновенного гидроудара, что влечет поломку всего кривошипно-шатунного механизма. Для недопущения таких проблем перед пуском мотора требуется постоянная проверка состояния нижних цилиндров на предмет отсутствия проникновения к ним масла.

К достоинствам двигателей радиального типа относят их малые габариты, простоту эксплуатации и приличную мощность. Обычно их устанавливают на самолеты спортивных моделей.

Устройство и принцип работы турбовинтового двигателя

Строение турбовинтового двигателя довольно простое. Он состоит из воздушного винта с редуктором, компрессора, камеры сгорания, турбины и выходного устройства – сопла. Компрессор нагнетает и сжимает воздух, направляя его в камеру сгорания, куда впрыскивается топливо. Горючая смесь, полученная при смешивании воздуха с топливом, воспламеняется, образуя газы с высокой потенциальной энергией, которые, расширяясь, поступают на лопасти турбины, вращая ее, а сама турбина вращает воздушный винт и компрессор. Энергия, не потраченная на вращение турбины, выходит в виде потока воздуха через сопло, образуя реактивную тягу, величина которой не более 10% от общей тяги мотора. Поскольку она незначительна по своей величине, ТВД не считается реактивным. Как видно, по своему строению и принципу работы турбовинтовой двигатель очень напоминает турбореактивный с той лишь разницей, что в первом случае выработанная полезная энергия идет на вращение винта, а во втором она полностью выходит в виде потока воздуха через сопло, образуя реактивную тягу.

Читать еще:  Бокс чип тюнинг двигателя

Строение турбовинтового двигателя

Рабочий вал

Различают двухвальные и одновальные турбовинтовые двигатели. В одновальных ТВД турбина с компрессором и винт расположены на одном валу, тогда как в двухвальных между ними нет механической связи: турбина и компрессор закреплены на одном валу, а винт через редуктор – на другом. Во втором случае конструкция мотора включает в себя две турбины, связанные между собой не механически, а газодинамически: одна для компрессора, вторая для винта. Это более распространенный и эффективный вариант, который, несмотря на более сложную конструкцию, используется чаще. Такое решение позволяет использовать энергию двигателя без запуска винтов, что удобно в случаях, когда самолет находится на земле и нужно обеспечить выработку электроэнергии и подачу воздуха высокого давления.

Компрессор

Компрессор ТВД имеет ступенчатую конструкцию с числом ступеней в пределах 2-6, что позволяет воспринимать значительные перепады давления и температур при работе, регулировать и снижать обороты. Многоступенчатая конструкция также дает возможность снизить массу и размеры мотора, что немаловажно для авиационных двигателей, где на счету каждый грамм веса. Компрессор состоит из рабочех колес с лопатками и направляющего аппарата. Направляющий аппарат может быть как регулируемым (с поворачивающимися лопатками вокруг своей оси), так и не регулируемым.

Воздушный винт

Воздушный винт создает необходимую тягу, но при этом скорость его вращения ограничена. Наиболее эффективно он работает на скорости 750-1500 об/мин, после чего КПД падает, а сам винт из движителя фактически превращается в тормоз. Это явление носит название «эффект запирания» и связано оно с тем, что отдельные части лопастей винта на высоких оборотах начинают двигаться со скоростью, превышающей скорость звука, что становится причиной его некорректной работы. Это же происходит, если увеличить диаметр лопастей, ведь чем они длиннее, тем больше линейная скорость на их концах.

Турбина

Турбина же развивает скорость до 20 000 об/мин, но винт на таких оборотах просто не сможет работать, поэтому он оснащается понижающим редуктором, уменьшающим скорость вращения и повышающим момент. Редукторы по своему строению могут отличаться, но их задача – понижение скорости вращения и увеличение момента – остается неизменной. Ограничение скорости вращения винта во многом ограничивает использование ТВД особенно в военной авиации, где важна скорость, но ученые и конструкторы ведут активную работу по созданию сверхзвукового двигателя, правда, пока их старания не увенчались успехом. Для увеличения тяги на некоторых моделях устанавливаются по два винта, которые в процессе работы вращаются в противоположные стороны, приводимые в движение одним редуктором. Примером такого двигателя является Д-27, который называют турбовинтовентиляторным. Он оснащен двумя винто-вентиляторами, закрепленными через редуктор на оси свободной турбины. Пока это единственный двигатель такого рода, который используется в гражданской авиации на самолетах АН-70, но его появление и успешное использование смогут стать настоящим прорывом в сфере улучшения эксплуатационных показателей ТВД.

Соотношение воздуха/топлива, лямбда и мощность двигателя

Стехиометрический коэффициент (лямбда)

Двигатели внутреннего сгорания (далее – ДВС) используют топливо и кислород (из воздуха) для производства энергии за счет сгорания. Чтобы процесс сгорания топлива был стабильным и эффективным, в камеру сгорания необходимо подать определенное количество горючей смеси и воздуха (со стандартным содержанием кислорода). Полное сгорание происходит, когда полностью сгорает топливо, а в выхлопных газах отсутствуют остатки топлива. Соотношение топлива-воздуха (окислителя) (AF или AFR) — это соотношение между массой воздуха ma и массой топлива mf, которое используется двигателем при работе:

Идеальное (теоретическое) соотношение окислителя-топлива для полного сгорания называется стехиометрическим. У ДВС бензинового типа стехиометрическое соотношение воздух-топливо составляет около 14,7: 1. На практике это означает, что для полного сжигания 1 кг топлива нам необходимо 14,7 кг воздуха. Сгорание возможно даже в том случае, если AFR отличается от стехиометрического. Чтобы процесс сгорания эффективно происходил в бензиновом двигателе, минимальное значение AFR составляет около 6: 1, а максимальная — до 20: 1.

Когда соотношение топливо/воздух выше стехиометрического, воздушно-топливная смесь называется обедненной. Когда соотношение топливо/воздух ниже стехиометрического, воздушно-топливная смесь называется обогащенной. Например, для бензинового двигателя соотношение AFR 16,5: 1 является бедным, а 13,7: 1 богатым.

В таблице ниже представлено оптимальное стехиометрическое соотношение топливо/воздух для большинства видов топлива.

Соотношение топливо/воздух для различных видов топлива

Например, чтобы полностью сжечь 1 кг этанола, нам нужно 9 кг воздуха, а для сжигания 1 кг дизельного топлива нам нужно 14,5 кг воздуха.

ДВС с искровым зажиганием (Spark Ignition, SI) обычно работают на бензине. AFR двигателей SI варьируется в промежутке от 12: 1 (обогащенный) до 20: 1 (обедненный), на это влияют условия работы двигателя (температура, скорость, нагрузка и т. д.). Современные ДВС работают в максимально возможной близости от стехиометрического коэффициента AFR (по соображениям экологии).

Двигатели с воспламенением от сжатия обычно работают на дизельном топливе. Из-за особенностей процесса сгорания двигатели (Compression Ignition, CI) всегда работают на бедных смесях с AFR от 18: 1 до 70: 1. Основное отличие по сравнению с двигателями SI состоит в том, что двигатели CI работают на слоистых (неоднородных) воздушно-топливных смесях, тогда как двигатели SI работают на однородных смесях (в случае с электронным впрыском).

По мере развития электронных систем управления — двигатели становились все более сложными, а государственные нормативы, касающиеся выбросов выхлопных газов, становились строже, в современных двигателях всё чаще используются компьютерные системы с электронным впрыском топлива, которые могут более точно контролировать поток топлива в двигатель, обеспечивая точное смешивание топлива и воздуха. Современные инжекторные двигатели оснащены электронными блоками управления (ЭБУ), которые отвечают за смесеобразование и управление углом опережения зажигания (УОЗ) двигателя. ЭБУ регулирует количество поступающего топлива в двигатель, меняя время открытия форсунок. Это позволяет добиться не только экономии топлива и снижения уровня выбросов выхлопных газов, но и большей мощности и крутящего момента.

Читать еще:  Что такое диски двигателя

Вообще система впрыска топлива своим появлением обязана авиации. Именно благодаря требованию стабильной работы двигателя в условиях перегрузок во время второй мировой войны была разработана механическая система впрыска топлива, которая позволила выполнять манёвры, ранее недоступные для машин с карбюраторными двигателями

На более старых двигателях внутреннего сгорания использовали карбюраторы для смешивания топлива и воздуха. Процесс настройки карбюраторного двигателя мы рассматривать не будем, поскольку карбюраторные двигатели и шаманские танцы с бубном уходят в прошлое. Теперь рычаг управления двигателем не привязан к дроссельной заслонке и полностью управляется сервоприводом по сигналу из ЭБУ.

Топливная карта

Топливная карта является условным понятием зависимости соотношения топлива/окислителя от оборотов ДВС и его нагрузки (открытия дроссельной заслонки). На самом деле это целая система зависимостей, ПИД-регуляторов и коэффициентов коррекции.

Топливная карта в виде таблицы

При более детальном рассмотрении — зависимость более сложная и учитывается положение дроссельной заслонки

  • температура охлаждающей жидкости
  • температура воздуха на впуске
  • значения лямбда зонда
  • массовый расход воздуха
  • давление воздуха после турбонагнетателя
  • давление топлива
  • угол опережения зажигания
  • детонация

В левом столбце можно посмотреть перечень параметров, которые контролирует ЭБУ

В более современных двигателях управление происходит без сигнала от дроссельной заслонки. Появился такой параметр как «driver wish», который даёт ЭБУ двигателя информацию о том, как быстро должно ускоряться транспортное средство по положению рычага управления двигателем (педали газа). Это позволяет не замечать нагрузку при изменении массы ТС.

Но это уже вопрос больше функционала ЭБУ, чем настройки двигателя.

Топливные карты охватывают всю рабочую зону двигателя с частотой вращения двигателя от холостого хода до максимальных оборотов в минуту и ​​с крутящим моментом от полного торможения двигателем, отрицательным крутящим моментом, при полной нагрузке, и основная цель состоит в том, чтобы настроить двигатель на все возможные ситуации и позволяют ему работать на своем оптимальном уровне и с максимальным потенциалом при каждом возможном изменении нагрузки и оборотов.

Карта зажигания

По аналогии с топливной картой в ЭБУ двигателя заложена карта коррекции зажигания.

Карта коррекции зажигания в зависимости от разряжения (давления) во впускном коллекторе

Подробности

Типы современных авиационных двигателей

Все атмосферные авиационные двигатели делятся на реактивные и винтовые.

Реактивные двигатели подразделяются на:

с форсажем ТРДФ

двухконтурные ТРД (ТРДД),

с форсажем ТРДДФ

прямоточные ВРД (ПВРД)

пульсирующие ВРД (ПВРД)

Винтовые двигатели подразделяются на:

Турбовинтовые: авиационные газотурбинные (ГТД) и турбовальные (вертолётные ГТД)

Турбореактивные двигатели (ТРД)

Массовое применение двигателей этого типа началось в конце второй мировой войны.

ТРД были основными двигателями до шестидесятых годов прошлого века. Затем их начали постепенно вытеснять ТРДД.

Конструктивно TРД состоит из:

Входного устройства двигателя

Служит для забора атмосферного воздуха.

Служит для сжатия воздуха, с целью повышения его давления.

Кроме того, в компрессоре увеличивается и температура воздуха.

Служит для смешивания топлива и сжатого воздуха и сжигания топливно-воздушной смеси (ТВС). В процессе сгорания ТВС температура в камере сгорания может повышаться до 2000 градусов.

Служит для преобразования энергии газов, выходящих из камеры сгорания на огромных скоростях. Турбина и компрессор находится на одном валу, то есть жестко связаны между собой.

Служит для преобразования потенциальной энергии газа в кинетическую. Расширяющийся в сопле газ образуют мощную струю, которая вытекая из него, придает движение самолету.

Принцип работы обычного ТРД

Входное устройство забирает атмосферный воздух, где он слегка сжимается и продаётся в компрессор. Компрессор имеет много ступеней. На каждой ступени расположены титановые лопатки. Они проталкивают воздух по ступеням компрессора. При этом он сильно сжимается и нагревается. Затем сильно сжатый и горячий воздух поступает в камеру сгорания. Туда же подводится топливо.

Полученная ТВС воспламеняется. Это приводит к получению рабочего тела в виде горячего газа, который подаётся на турбину. Часть энергии рабочего тела при этом используется для вращения компрессора (они находятся на одном валу). На это тратится до 80% мощности газа. Оставшаяся часть рабочего тела попадает в сопло, превращается в реактивную струю, а затем с большой силой выбрасывается в атмосферу. Таким образом, происходит полный цикл работы двигателя. Он называется термодинамическим циклом или циклом Брайтона.

В некоторых TРД конструкцией предусмотрено два вала. В таких двигателях имеется компрессор низкого давления и компрессор высокого давления. Соответственно имеется турбина низкого давления и турбина высокого давления. Такие двигатели более эффективны.

Турбовальный двигатель

Должно быть, большинство читателей здесь вообще впервые слышат такое название. Такой тип двигателей устанавливается на вертолёты.

Турбовальный двигатель очень схож с турбовинтовым двигателем со свободной турбиной. Он также состоит из компрессора, камеры сгорания, турбины компрессора, далее идёт свободная турбина, связанная со всем предыдущем только газодинамически. А вот реактивную тягу такой двигатель не создаёт, реактивного сопла у него нет, только выхлоп. Свободная турбина имеет свой вал, который соединяется к главному редуктору вертолёта (несущего винта). Да, у всех известных мне вертолетов есть такой редуктор, и, как правило, он внушительных размеров. Дело в том, что обороты несущего винта вертолёта очень низкие. Если у самолета, как я писал выше, они могут достигать 1500 об/мин, то у вертолёта, например у Ми-8, всего 193 об/мин.
А обороты двигателя у вертолёта зачастую очень высокие (из-за небольших размеров), и понижать их приходится в сотню и более раз. Бывает такое, что редуктор стоит и на двигателе, и на самом вертолете, например, у Ми-2 и его двигателя ГТД-350.


Схематичная конструкция турбовального двигателя


Двигатель ТВ3-117 от вертолета Ми-8. Справа видны выхлопная труба и приводной вал

Итак, мы рассмотрели четыре типа газотурбинных двигателей. Надеюсь, мой текст был понятен и полезен для вас. Все вопросы и замечания можете писать в комментариях.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector