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

Что такое реакивный двигатель

История реактивного двигателя — Кто изобрел реактивный двигатель? — 2021

  • Ранние концепции реактивного движения
  • Концепция турбореактивного двигателя сэра Фрэнка Уиттла
  • Концепция непрерывного цикла сгорания д-ра Ханса фон Охайна

Хотя изобретение реактивного двигателя можно проследить до эолипиля, сделанного около 150 г. до н. Э., Д-р Ханс фон Охайн и сэр Фрэнк Уиттл признаны со-изобретателями реактивного двигателя, какими мы его знаем сегодня, хотя каждый работал отдельно и ничего не знал о работе другого.

Реактивное движение определяется просто как любое движение вперед, вызванное выбросом назад высокоскоростной струи газа или жидкости. В случае воздушных перевозок и двигателей реактивное движение означает, что сама машина работает на реактивном топливе.

В то время как фон Охайн считается разработчиком первого действующего турбореактивного двигателя, Уиттл первым зарегистрировал патент на свою схему прототипа в 1930 году.Фон Охайн получил патент на свой прототип в 1936 году, а его самолет впервые взлетел в 1939 году. Уиттлс впервые взлетел в 1941 году.

Хотя фон Охайн и Уиттл могут быть признанными отцами современных реактивных двигателей, многие деды пришли впереди них, руководя ими, прокладывая путь для современных реактивных двигателей.

Виды реактивных двигателей

Известны следующие главные типы реактивных двигателей:

турбореактивный и турбовинтовой.

Пороховой и жидкостной ракетный двигатели для собственной работы не нуждаются в кислороде из окружающего воздуха, поскольку нужный для сжигания горючего кислород содержится в веществах, входящих в состав пороха, либо в жидком окислителе.

При сгорании пороха либо жидкого горючего в смеси с жидким окислителем образуются продукты сгорания, занимающие многократно больший количество, чем исходные продукты, исходя из этого продукты сгорания в виде газов с громадной скоростью вырываются из реактивного сопла наружу.

В силу закона сохранения энергии количество перемещения совокупности тел имеется величина постоянная. Двигатель и заключенные в нем продукты сгорания являются совокупностью из двух тел. И в случае если одно из тел совокупности (продукты сгорания) массой т приобретает скорость истечения V„CT, т. е. формирует количество перемещения, равное произведению, то и второе тело совокупности (двигатель) должно взять равное по величине, но обратное по направлению количество перемещения.

Лишь в этом случае количество перемещения всей совокупности не изменится и не будет совершить правонарушение сохранения энергии. В случае если двигатель имеет массу, то он возьмёт скорость V в направлении, обратном истечению газа. Количество перемещения двигателя, равное произведению, должно равняться количеству перемещения продуктов сгорания

Применение пороховых и жидкостных ракетных двигателей для вертолета затруднительно из-за ограниченного времени их действия н трудности дросселирования. Будучи запушенными, эти двигатели все время развивают однообразную тягу , пока не сгорит все горючее.

В жидкостных ракетных двигателях сложно регулировать подачу горючего под большим давлением, их экономичность Мала, а срок работы мелок. Исходя из этого как пороховые, так и жидкостные ракетные двигатели не смогут использоваться как двигатели для вращения несущего вита.

Прямоточный воздушно-pеактивный двигатель применяет для сгорания горючего кислород «з окружающего воздуха и складывается из следующих главных частей: воздухозаборника (входной диффузор), камеры сгорания, реактивного сопла.

Воздухозаборник помогает для направления потока воздуха в двигатель. Форма входа в изменение и воздухозаборник площади проходного сечения на протяжении потока выбираются такими, дабы с минимальными гидравлическими утратами на входе обеспечить прирост давления воздуха по пути в камеру сгорания. Для уменьшения утрат на входе в воздухозаборник передняя его кромка выполнена в виде кольцевого крыльевого профиля, носик которого имеет небольшой радиус кривизны.

Читать еще:  Датчик температуры двигателя для сигнализации пантера

Для повышения давления воздуха воздухозаборнику придается вид расширяющегося канала (диффузора).

Преобразование тепловой энергии, заключенной в газе, в механическую работу истечения может случиться лишь в следствии расширения газа. Исходя из этого воздушное пространство перед поступлением в камеру сгорания должен быть подвергнут предварительному сжатию с целью увеличения его давления.

В полете воздушное пространство подходит к воздухозаборнику двигателя со скоростью, равной скорости полета. При висении вертолета эта скорость равна окружной скорости финиша лопасти. Перед входом в воздухозаборник воздушное пространство пара притормаживается, за счет чего растет его давление, а попав в расширяющийся канал воздухозаборника, еще больше сокращает собственную скорость, за счет чего увеличивается давление.

Так, в прямоточном двигателе давление воздуха увеличивается за счет применения кинетической энергии входящего в него воздуха. Этим разъясняется невозможность работы прямоточного двигателя на месте, в то время, когда скорость набегающего потока равна нулю. Этим же разъясняется повышение тяги двигателя с повышением скорости его перемещения.

Несущий винт вертолета с установленными на финишах лопастей прямоточными двигателями требует исходя из этого перед запуском двигателей предварительной раскрутки от постороннего источника энергии.

В камеру сгорания через форсунки непрерывно подается горючее. При горении горючего воздушное пространство нагревается и расширяется, за счет чего происходит повышение его скорости. Газ выходит из реактивного сопла со скоростью, существенно превышающей скорость входа.

В следствии ускорения массы газа в двигателя образуется реактивная тяга.

Прямоточный двигатель возможно с успехом применен для вертолета, в случае если обеспечить предварительную раскрутку винта.

Пульсирующий воздушно-pеактивный двигатель в этом отношении выгодно отличается от прямоточного, поскольку может создавать тягу на месте (без перемещения вертолета) и не требует раскрутки винта.

В пульсирующем двигателе сгорание горючего происходит не непрерывно, как в прямоточном, а иногда. Перед камерой сгорания пульсирующего двигателя установлена решетка с клапанами. Из-за наличия разности давлений воздуха в камере и воздухозаборнике сгорания клапаны раскрываются и пропускают в камеру сгорания порцию свежего воздуха.

Одновременно с этим в камеру сгорания впрыскивается горючее и поджигается. Нагрев воздуха приводит к кратковременному повышению давления в камере сгорания, в следствии чего клапаны в решетке закрываются. Газы из камеры сгорания с громадной скоростью вытекают через реактивное сопло, что приводит к понижению давления

в камере сгорания, и клапаны снова раскрываются, впуская в камеру очередную порцию свежего воздуха, по окончании чего цикл повторяется. Тяга для того чтобы двигателя изменяется от большого до нулевого значения. Но ввиду того, что частота пульсаций весьма громадна, трансформации тяги фактически не сказываются -на равномерности вращения несущего винта.

Частота пульсаций обратно пропорциональна длине двигателя. Так, в случае если двигатель, имеющий длину 610 мм, трудится с частотой пульсаций 270 циклов в секунду, то двигатель, имеющий длину 915 мм, — с частотой 180 циклов в секунду.

направляться заявить, что подача горючего к двигателям на финишах лопастей не требует применения насосов для принудительной подачи. Дело в том, что появляющаяся при вращении несущего винта центробежная сила сама гонит горючее от втулки винта к двигателям по горючее-проводам, проложенным на протяжении лопасти. Но в этом случае тяжело осуществить герметизацию подвижного соединения, через которое горючее от трубопроводов, находящихся на неподвижной части вертолета, передается на вращающуюся втулку.

регулировка подачи и Конструкция двигателя горючего и зажигания должны быть таковы, дабы обеспечить синхронность сгорания с пульсацией столба газов.

Читать еще:  Блок картер двигателя что это

Пульсирующий двигатель, помимо этого, что может развивать тягу при работе на месте, имеет кроме этого то преимущество, что он намного меньше расходует топлива на создание каждого килограмма тяги, чем другие типы воздушно-реактивных двигателей. При выборе двигателя для установки на финишах лопастей вертолета конструкторы значительно чаще останавливаются «а пульсирующем двигателе еще и вследствие того что данный двигатель развивает громаднейшую величину тяги на каждую единицу лобовой площади.

Главным недочётом пульсирующих двигателей являются большие вибрационные нагрузки, этим разъясняется небольшой срок работы впускных клапанов (пара часов) и нередкие усталостные поломки хвостовой трубы. Помимо этого, к недочётам относятся потребность в сжатом воздухе для запуска (для начальных циклов работы) и, наконец, громадный шум трудящегося двигателя.

Турбореактивный и турбовинтовой двигатели в том виде, в котором они существуют на данный момент, на финишах лопастей употребляться не смогут. Не смотря на то, что эти двигатели и владеют мельчайшим удельным расходом горючего в час на любой килограмм тяги либо на каждую лошадиную силу, но удельный вес этих двигателей, т. е. отношение веса к тяге, еще так велик, что не разрешает их действенно применять на финишах лопастей. Эти двигатели смогут быть применены на вертолетах в простой силовой установке с механическим приводом к несущему винту.

Модели реактивных двигателей

Увлекательные записи:

  • Сухой су-7 — фронтовой истребитель. фото. характеристики.
  • Самолет миг-29. фото и видео. характеристики и история.
  • Аэропорт барнаул. bax. unbb. бан. официальный сайт.

Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны:

Реактивный двигатель самолета — двигатель, создающий нужную для перемещения силу тяги при помощи преобразования внутренней энергии горючего в…

Реактивный двигатель – устройство, создающее требуемую для перемещения силу тяги, преобразовывая внутреннюю энергию горючего в кинетическую энергию…

Основное отличие реактивного двигателя от поршневого пребывает в том, что в реактивном двигателе энергия сгораемого горючего расходуется на создание силы…

Реактивный двигатель – силовой агрегат, что формирует требуемое для полета самолета тяговое упрочнение посредством изменения внутренней энергии горючего…

Турбовинтовые двигатели употребляются в тех случаях, в то время, когда скорости полета самолета довольно малы. На громадном количестве современных…

Жидкостный ракетный двигатель – это двигатель, горючим для которого помогают химические жидкости и сжиженные газы. В зависимости от количества…

Другие примеры реактивного движения

Существуют свои ракеты и в мире растений. Принцип реактивного двигателя можно наблюдать тогда, когда даже при очень легком прикосновении «бешеный огурец» с высокой скоростью отскакивает от плодоножки, одновременно отторгая клейкую жидкость с семенами. При этом сам плод отлетает на значительное расстояние (до 12 м) в противоположном направлении.

Принцип работы реактивного двигателя можно наблюдать также, находясь в лодке. Если из нее в воду в определенном направлении бросать тяжелые камни, то начнется движение в противоположную сторону. Такой же имеет и ракетный реактивный двигатель принцип работы. Только там вместо камней используются газы. Они создают реактивную силу, обеспечивающую движение и в воздухе, и в разряженном пространстве.

Виды ракетных двигателей

Самым экзотичным видом ракетных двигателей можно назвать электрореактивные, или плазменные движки. Принцип их действия основан не на поджигании топлива, а на использовании энергии выброса заряженного инертного газа (как правило, ксенона), который разгоняется с помощью электрического тока и магнитов. Удельный импульс у них небольшой, и на Земле они не применяются. Но зато для космических аппаратов, где масса двигателя имеет критическое значение, большая скорость выброса рабочего тела (а это означает его небольшой требуемый запас) и компактность двигателя сделало плазменный движок отличным вариантом для выполнения маневров и коррекции орбиты у малых спутников.

Читать еще:  Двигатель d0834lfl03 технические характеристики

В авиации получили распространение другие виды РД – воздушные прямоточные и турбореактивные, но они имеют несколько иную конструкцию и рабочие характеристики.

Рекордсмен космоса

Разработка двигателей РД-107 и РД-108 проходила в 1954–1957 годах под руководством выдающегося конструктора Валентина Глушко. Двигатели предназначались для первой в мире межконтинентальной баллистической ракеты Р-7, модификация которой в 1957 году доставила в космос первый искусственный спутник Земли. В 1961 году двигатели обеспечили первый полет человека в космос. На протяжении более 60 лет российские ракеты «Союз» поднимаются в небо с помощью двигателей РД-107/108 и их модификаций. Серийное производство двигателей налажено на самарском заводе «ОДК-Кузнецов», входящем в Объединенную двигателестроительную корпорацию Ростеха.

Программа РД-107/108 продолжает развиваться, создаются новые модификации – всего разработано 18 вариантов для различных программ. Сегодня модификациями двигательных установок РД-107А/РД-108А оснащаются I и II ступени всех ракет-носителей среднего класса типа «Союз». Все пилотируемые и до 80% грузовых космических кораблей в России взлетают благодаря этим двигателям.

РД-107/108 уже поставил свой космический рекорд по долголетию. Конечно, когда-нибудь и его время пройдет, но сегодня запас для совершенствования двигателя еще не исчерпан.

Двухконтурный РД

Эти агрегаты имеют массу преимуществ перед турбореактивными. Например, значительно меньший расход топлива при той же мощности.

Но сам двигатель имеет более сложную конструкцию и больший вес.

Да и принцип работы двухконтурного реактивного двигателя немного другой. Воздух, захватываемый турбиной, частично сжимается и подается в первый контур на компрессор и на второй – к неподвижным лопастям. Турбина при этом работает в качестве компрессора низкого давления. В первом контуре двигателя воздух сжимается и подогревается, а затем посредством компрессора высокого давления подается в камеру сгорания. Здесь происходит смесь с топливом и воспламенение. Образуются газы, которые подаются на турбину высокого давления, за счет чего и вращаются лопасти турбины, подающие, в свою очередь, вращательное движение на компрессор высокого давления. Затем газы проходят через турбину низкого давления. Последняя приводит в действие вентилятор и, наконец, газы попадают наружу, создавая тягу.

Джетпаки и правда опасны?

Эксперты из ВВС утверждают, что полеты на высоте от 1 км и выше опасны для человека. Пока неизвестно, что будет, если ранец внезапно откажет из-за проблем с двигателем или топливом.

К тому же, на такой высоте пилот может повредить лопасти из-за встречи с птицей, а еще помешать пилотам самолетов. До посадки управление судном, как правило, переводят на автопилот, а любая внезапная помеха требует мгновенной реакции.

Главная проблема — в том, что джетпаки пока не стали массовыми, а многие модели не продвинулись дальше тестовых полетов. Поэтому, как и в случае с беспилотниками, полеты на них пока что вызывают немало страхов.

С другой стороны, у летающих ранцев есть хорошие перспективы стать если не личным, то коммерческим транспортом — например, для доставки грузов. Управление многими моделями простое и не требует лицензии пилота, а для вертикального взлета подойдет любая площадка размером в 1 кв. м.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector