АВИАЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ (сокращение: А. д. ) - , силовая установка самолётов, вертолётов и другие авиационная летательных аппаратов. Первым в истории авиационный двигатель был паровой двигатель на самолёте А. Ф. Можайского. Однако широкое практическое применение в авиации нашли только двигатели внутреннего сгорания. В 1-й пол. 20 в. под влиянием постоянно растущих требований самолётостроения (увеличение скоростей, высот и дальностей полёта, рост грузоподъёмности) шло быстрое развитие поршневых двигателей с водяным и возд. охлаждением. Двигатели водяного охлаждения строились в основном по «блочной» схеме. Наибольшее распространение получили V-образные двигатели — 2 блока по 6 цилиндров (рис. 1). Параллельно развивались двигатели с возд. охлаждением, большей частью по «звездообразным» схемам — однорядные и двухрядные «звёзды» по 5, 7 и 9 цилиндров в каждом ряду (рис. 2), а также четырёхрядные «звёзды». Макс, мощность поршневых авиационная двигателей была доведена до 3000 кВт (около 4000 л. с). К сер. 70-х гг. поршневые двигатели используются лишь на лёгких самолётах и вертолётах. Мощность их 75 — 1500 кВт (100—2000 л. с), удельная масса 0,5—0,7 кг/кВт (см. Удельная масса двигателя), а удельный расход топлива 0,2— 0,4 кг/кВт-ч.


Поршневой двигатель АМ-38 с водяным охлаждением
Рисунок 1 - Поршневой двигатель АМ-38 с водяным охлаждением.

Поршневой двигатель с воздушным охлаждением
Рисунок 2 - Поршневой двигатель с воздушным охлаждением.


К сер. 40-х гг. 20 в. поршневые двигатели в значит, мере исчерпали свои возможности. Для достижения околозвуковых скоростей, а затем и преодоления «звукового барьера» необходимо было не только резкое увеличение мощности, но и коренные качественные изменения в характеристиках А. д. Это смогли обеспечить только реактивные двигатели, первые образцы которых появились в нач. 40-х гг. Классификация современная авиационный двигатель по роду применяемого топлива и принципу действия приведена на рис. 3.

Рис. 3. Классификация авиационных двигателей.

    Авиационные двигатели (АД)
  • Поршневые (ПД)
  • Газотурбинные (ГТД)
    • Турбовинтовые (ТВД)
    • Турбовальные (ТВаД)
    • Турбореактивные (ТРД)
      • Одноконтурные
      • Двухконтурные (ДТРД)
  • Рективные (РД)
    • Воздушно-реактивные (ВРД)
      • Прямоточные(ПВРД)
      • Пульсирующие (ПуВРД)
      • Турбореактивные (ТРД)
        • Одноконтурные
        • Двухконтурные (ДТРД)
    • Жидкостные ракетные (ЖРД)
    • Ракетные двигатели твердого топлива (РДТТ)

    К реактивным относятся воздушно-реактивные двигатели (ВРД), жидкостные ракетные двигатели (ЖРД) и ракетные двигатели твердотопливные (РДТТ). ВРД с тур бокомпрессором получили наименование турбореактивных двигателей (ТРД), относящихся к классу газотурбинных двигателей (ГТД). К ВРД относятся также бескомпрессорные прямоточные двигатели (ПВРД) и пульсирующие (ПуВРД). Из-за невозможности автономного старта

    прямоточные и пульсирующие двигатели получили весьма огранич. практический применение. В ряде стран ведутся тео-ретический и эксперимент, исследования по гиперзвуковым прямоточным ВРД для авиационно-космических аппаратов. ЖРД и РДТТ используются в авиации в качестве стартовых ускорителей и ускорителей в полёте для самолётов и осн. двигателей — для авиационная ракет. С целью увеличения силы тяги у некоторых ТРД между турбиной и выходным соплом помещается дополнит. (форсажная) каме ра сгорания (рис. 4,а). Это увеличивает макс, тягу двигателя в 1,4 —1,6 раза, но повышает уд. расход топлива примерно в 2 — 2,5 раза. В целях повышения экономичности ГТД путём использования возд. винта, редуктора и дополнит, ступеней турбины (рис. 4,6) были созданы турбовинтовые двигатели (ТВД). На вертолётах для привода несущего винта взамен поршневых двигателей всё большее применение находят также турбовальные ГТД, у которых энергия турбины передаётся на выходной вал. Их называют также вертолётными ГТД.

    В ТРД с большим числом ступеней в компрессорах ока.чалось целесообразным иметь не один, а два компрессора, каждый вращается отд. турбиной. По такой схеме конструируются двухроторные (двухвальные) двигатели (ТРДД). На рис. 4,в показан ТРДД с форсажной каморой — ТРДДФ.

    Со 2-й пол. 50-х гг. широкое применение находят двухконтурные двигатели (ДТРД) (рис. 4,г и 5). Иногда их называют турбовентиляторными. Особенностью ДТРД является увеличение кол-ва проходящего через двигатель воздуха путём постановки дополнительного компрессора низкого давления или вентилятора перед осн. турбокомпрессором и разделения возд. потока на 2 части. Часть его направляется через внутр. газовоздушный тракт — 1-й контур, а другие часть (у некоторых двигателей в неск. раз большая) проходит через 2-й контур — кольцевой канал — вокруг оси. турбокомпрессора, создавая дополнит, тягу. В случае надобности как 1-й, так и 2-й контуры могут иметь форсажные ка меры, как у ТРД с форсажем (ДТРДФ). ДТРД чаще всего выполняются в двухротор-ном варианте. Осн. преимущества их — пригодность к эффективному использованию в широком диапазоне скоростей и высот полёта, высокая экономичность на бесфорсажных режимах.


    Авиационные ГТД
    Рисунок 4 - Авиационные ГТД: 1 — компрессор; 2 — камеры сгорания; з — турбина; 4 — выходное сопло; 5 — форсажная камера; 6 — воздушный винт; 7 — редуктор; 8 — компрессор низкого давления; 9 — турбина низкого давления.


    70-е гг. характеризуются интенсивным развитием в ряде стран ГТД различных типов и назначений. Особенно бурно развиваются ДТРД. Создаются малые ТРД для ракет класса «воздух — поверхность», а также подъёмные и подъёмно-маршевые двигатели для самолётов вертик. взлёта и посадки. Растёт многообразие типов вертолётных ГТД. Отмечаются тенденции к увеличению макс, степеней сжатия воздуха в компрессорах до 25 — 30 и макс, темп-ры газа перед турбиной до 1700— 1800 К. Всё это в сочетании с применением новых материалов и совершенствованием технологии производства способствует снижению уд. массы двигателей, и дальнейшему уменьшению уд. расхода топлива. Во многих странах ведутся работы по созданию комбинир. реактивных двигателей (турбопрямоточных, ракетно-прямоточных, ракетно-турбинных), а также авиационная ядерных силовых, установок для тяжёлых самолётов различных назначений с целью получения практически неогранич. дальности и продолжительности полёта.


    Двухконтурный  ТРД  НК-8  конструкции Н. Д. Кузнецова.
    Рисунок 5 - Двухконтурный ТРД НК-8 конструкции Н. Д. Кузнецова.


    Существенный вклад в теорию авиационный двигатель внесли сов. учёные А. В. Квасников, И. И. Кулагин, Н. В. Иноземцев, Б. С. Стечкин и другие. Всемирную известность получили авиационный двигатель конструкции С. К. Туманского, А. М. Люльки, П. А. Соловьёва, Н. Д. Кузнецова, В. А. Добрынина, А. Г. Ивченко, В. Я. Климова, А. А. Микулина, А. Д. Швецова и другие сов. конструкторов. Создание и совершенствование мощного, лёгкого, надёжного и экономичного авиационный двигатель всегда было и остаётся одной из главных проблем авиации, является необходимым условием её прогресса.

    Основные характеристики современных авиационных реактивных двигателей
    Параметры
    Тип двигателя
    ТРДТРДФДТРДДТРДФ
    Тяга, кН
    Удельная масса, кг/кН
    Удельный расход топлива, кг/кН • ч.
    0,5-150
    12-35
    70-100
    20 — 200
    12 — 20
    180 - 250
    2-300
    12-30
    35-70
    20 - 300
    12 - 20
    180 - 250

    Лит.: Конструкция авиационных газотурбинных двигателей. М., 1961; Кулагин И. И. Основы теории авиационных газотурбинных двигателей. М., 1967; Масленников М. М., Рапи-п о р т М. С. Авиационные поршневые двигатели. М., 1951; Павленко В. Ф. Силовые установки летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. М., 1972. Виблиогр.: с. 280—281; С и н я-рев Г. Б., Добровольский М. В. Жидкостные ракетные двигатели. Изд. 2-е. М., 1957; Скубачевский Г. С. Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкция и расчет деталей. Изд. 4-е. М., 1974. Библиогр.: с. 513—516; Теория реактивных двигателей. Лопаточные машины. Под ред. Б. С. Стечкина. М., 1956; Теория реактивных двигателей. Рабочий процесс и характеристики. Под ред. Б. С. Стечкина. М., 1958. А. В. Штода.

    В тексте встречаются слова: ас | апра | азов | авиационный двигатель | а |


Rambler's Top100
Страница создана за 0.069 секунды

Материалы сайта защищены авторскими правами. При копировании, ссылка на сайт обязательна.
2017 © @j Nikotin