Реактивный двигатель самолета: Как работает реактивный двигатель?

Содержание

Знакомьтесь, это GE9X — самый большой реактивный двигатель в мире

Технологии
Самолеты
Двигатели
GE9X

Знакомьтесь, это GE9X — самый большой реактивный двигатель в мире

Егор Морозов

—
18 октября 2020, 15:56

В конце прошлого месяца Федеральное управление гражданской авиации США утвердило крупнейший в мире коммерческий реактивный двигатель. Называется он GE9X, и в первую очередь будет использоваться в новом широкофюзеляжном самолете Boeing 777x, по одной штуке под каждым крылом. Этот самолет впервые совершил полет еще в январе этого года и может похвастаться складывающимися законцовками крыльев — в разложенном виде они делают крылья длиннее, тем самым повышая подъемную силу и делая полеты более экономичными, а в сложенном позволяют самолету занимать меньше места на стоянке или в ангаре.

Жадные до топлива четырехдвигательные реактивные самолеты, такие как Boeing 747 и Airbus A380, в наши дни уже явно устарели, и от них массово отказываются крупные авиакомпании. А вот самолеты с двумя мощными двигательными установками олицетворяют как настоящее, так и будущее авиаперевозок. Чтобы поднять в воздух огромный Boeing 777x, нужны два очень мощных двигателя, тяги которых буквально хватит для ракет. Вот описание GE9X в цифрах.

47.5 тонн тяги — хватит для выхода на орбиту

Каждый двигатель может производить по 47.5 тонн тяги, что в сумме составляет 95 тонн для Boeing 777x. Более того, на испытаниях движок смог выдать 60 тонн тяги — это рекорд для реактивных двигателей. Они настольно мощные, что Пэт Доннеллан, инженер по программе двигателей GE9X, говорит, что пилотам, вероятно, не нужно будет доводить тягу двигателей до максимума, чтобы оторвать самолет от земли. Фактически, выведение движка на максимальную мощность для взлета известно как «взлет на полной тяге», объясняет он, но нет причин делать это, если в этом нет необходимости. «Вам просто нужно взлететь, а не насиловать двигатели», — добавляет он.

Доннеллан сравнивает это с вождением: при обычной езде вы не кладете педаль газа в пол, если в этом нет необходимости. Он говорит, что для типичных взлетов, когда соблюдается правильная развесовка самолета (так называемые «взлеты с пониженными номинальными характеристиками»), движкам Boeing 777x и близко не придется выходить на максимальную тягу.

Испытательный стенд с GE9X.

Для сравнения, тяга первой ступени ракета-носителя «Союз-2» на уровне моря составляет «всего лишь» 85.6 тонн. Тяга каждого движка последней модификации известного четырехмоторного Boeing 747-8 составляет около 30 тонн, то есть нужно три таких движка, чтобы потягаться с двумя GE9X.

Вентилятор диаметром 3.5 метра

Именно такие размеры имеет нагнетающий воздух вентилятор в передней части двигателя, если считать расстояние между краями диаметрально противоположенных лопастей. Если вы встанете на краю гондолы, то даже вытянув вверх руку вы не сможете коснуться кончиками пальцев ее верхнего края.

Этот «крутилятор» — звезда шоу, когда дело доходит до создания тяги. «Поскольку 777x оказался достаточно большим, нам нужен был двигатель, который обеспечивал бы уровень тяги, который требовал авиаконструктор», — говорит Доннеллан, имея в виду компанию Boeing, «и при этом был очень эффективным. Чтобы добиться этого с турбовентиляторным двигателем нам пришлось сделать вентилятор большого размера».

16 полутораметровых лопастей

Именно такое количество специально изогнутых лопастей из углеродного волокна используется в вентиляторе движка GE9X. У его предшественников, GE90 и GENX, было 22 и 18 лопастей соответственно. Однако меньше в данном случае не значит хуже: новые лопасти могут производить больше подъемной силы благодаря изменениям в дизайне. «У них более широкая хорда — от передней до задней кромки», — говорит Доннеллан. «Лопасти более скручены в нужных областях, чтобы генерировать дополнительную подъемную силу, когда она вам нужна», — добавляет он. Он также отмечает, что лопасти нового вентилятора похожи на крылья, вращающиеся в двигателях.

Печка на 2400 градусов

Схема GE9X.

Разумеется, при работе внутренности реактивного движка сильно нагреваются. Внутренние компоненты турбовентиляторного двигателя сложны, но нам достаточно знать, что в него входит турбина низкого давления, турбина высокого давления, камера сгорания и компрессор. Воздух в компрессоре, как понятно из названия, сжимается. «То, что мы пытаемся сделать — это сжать нагнетаемый воздух до минимально возможного объема, который мы только можем создать», — говорит Доннеллан. «В дальнейшем мы помещаем этот максимально сжатый воздух в камеру сгорания».

На этом моменте в нашем уравнение появляется еще один компонент — топливо. «Мы поджигаем топливо в камере сгорания, в результате чего сжатый воздух очень быстро и сильно расширяется и проходит через турбину высокого давления, заставляя ее вращаться». В результате вырабатывается энергия, часть которой затем тратится на питание турбины низкого давления, которая приводит в действие вентилятор спереди.

Самая горячая часть двигателя — турбина высокого давления. «Она находится прямо за камерой сгорания», — говорит Доннеллан. Температуры там такие же, как у лавы в жерле вулкана, и достигают 2400 градусов. Чтобы движок не разрушился от такого нагрева, для создания турбины используются керамические матричные композитные материалы. «Они могут выдерживать гораздо более высокие температуры, чем существующие на текущий момент металлические сплавы», — добавляет Доннеллан.

4 метра в диаметре и почти 10 тонн веса

Наглядное сравнение человека и движка GE9X.

Разумеется, в рабочем турбореактивном двигателе вентилятор не крутится снаружи, как пропеллер. Он заключен в специальную рамку. По-научному этот округлый «футляр» называется передним корпусом вентилятора. Одна из целей этого корпуса состоит в том, чтобы он «окутывал» кончики лопастей вентилятора, дабы те могли засасывать воздух только спереди для обеспечивания максимальной эффективности.

Кроме того, в случае повреждения двигателя в целях безопасности нужно, чтобы обломки оставались внутри него, а не выбрасывались наружу, что потенциально может привести к повреждению крыла или фюзеляжа. По оценкам Доннеллана, корпус вентилятора увеличивает размер двигателя примерно на 15-20 сантиметров, а если учесть дополнительный внешний обтекаемый каркас, называемый гондолой, то, как сообщается, весь двигатель приобретает размер более 4 метров в поперечнике. Это примерно длина достаточно просторной четырехместной Toyota Corolla.

Ну и под конец — вес этого гиганта составляет без малого 10 тонн, так что увезти его сможет не каждый КамАЗ. Хотя такая цифра не кажется чрезмерной, если учесть мощность движка и то, что он создан из тяжелых стойких высокотемпературных сплавов с относительно небольшим количеством пластика и композитных материалов.

iGuides в Яндекс.Дзен — zen.yandex.ru/iguides.ru

iGuides в Telegram — t.me/igmedia

Источник:

The world’s biggest jet engine, explained

Авиационные двигатели — PBS

Газотурбинные двигатели PBS, специально спроектированные для использования на беспилотных летательных аппаратах (UAV), учебных мишенях а также легких пилотируемых летательных аппаратах и вертолетах.

Брошюра для скачивания

PBS.TopImage.Btn.Scroll

Авиационные двигатели

Реактивный двигатель PBS TJ150

Максимальная мощность:1 500 N

Вес: 18,9 kg

Реактивный двигатель PBS TJ100

Максимальная сила тяги: 1 250 Н

Вес: 19,5 кг

Реактивный двигатель PBS TJ100P

Максимальная тяга: 1 250 Н

Вес 17,6 кг

Реактивный двигатель PBS TJ80-90

Максимальная сила тяги: 900 Н

Вес: 12,5 кг

Реактивный двигатель PBS TJ40-G1

Максимальная сила тяги: 395 Н

Вес: 3,4 кг

Реактивный двигатель PBS TJ40-G1NS

Максимальная тяга: 425 Н

Вес: 3,6 кг

Реактивный двигатель PBS TJ40-G2

Максимальная сила тяги: 395 Н

Вес: 3,8 кг

Турбовальный двигатель PBS TS100

Максимальная мощность: 180 кВт

Вес: 62 кг

Турбовинтовой двигатель PBS TP100

Максимальная мощность: 180 кВт

Вес : 62 кг

Bозможность использования авиационных двигателей

Легкие реактивные самолеты

Воздушно-реактивные двигатели также устанавливаются на пилотируемые летательные аппараты. Американский самолет «SubSonex» – один из самых успешных примеров использования наших двигателей.

Легкие частные самолеты

Турбовинтовой двигатель TP100 устанавливается на нескольких пилотируемых летательных аппаратах в категории «experimental». Благодаря стабильной мощности на большой высоте и в экстремальных климатических условиях он может также устанавливаться на беспилотные летательные аппараты с пропеллером.

Легкие вертолеты до 1000 кг

Турбовальный двигатель TS100 устанавливается прежде всего на сверхлегкие вертолеты. Малый вес, минимальная вибрация, тихий ход, стабильная мощность на большой высоте над уровнем моря и в экстремальных климатических условиях – все это позволяет использовать его для пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов в качестве замены поршневых двигателей, прежде всего в сложных климатических условиях.

Сервисное обслуживание, запчасти и капитальный ремонт

авиационной техники

Для всех пользователей нашей продукции авиационной техники на протяжении всего срока эксплуатации мы предоставляем сервисное обслуживание самого высокого качества.

На протяжении длительного времени мы работаем над продлением срока службы наших продуктов, например, путем внедрения новых технологий при производстве наиболее экспонируемых деталей. Наше авиационное оборудование на базе турбин регулярно получает очень хорошие рекомендации.

Более подробная информация

5 основных типов авиационных реактивных двигателей

Существует 5 основных типов авиационных реактивных двигателей. У каждого есть свои преимущества, недостатки и лучшие варианты использования. Узнайте больше о различных типах газотурбинных двигателей в этой статье.

Содержание

1. Турбовинтовой двигатель
2. ТРД
3. ТРД
4. ТРДД
5. Прямоточный воздушно-реактивный двигатель значительно улучшилось с 1903. Газовая турбина может производить достаточно энергии, чтобы самолет мог работать.
Газовые авиационные двигатели впервые были разработаны Эгидиусом Эллингом, известным норвежским изобретателем. В то время эти двигатели мощностью 11 лошадиных сил были огромным достижением.
Газовые авиационные двигатели с тех пор прошли долгий путь, и теперь они бывают всех размеров и форм. Некоторые двигатели могут производить намного больше мощности, чем двигатели 1903 года. Вот общие типы авиационных двигателей, включая плюсы и минусы каждого двигателя.
1. Турбовинтовой двигатель
Редакционная группа Турбовинтовой двигатель
Турбовинтовой двигатель представляет собой турбореактивный двигатель, в котором для соединения с воздушным винтом используется зубчатая передача. Редуктор самолета идет с турбореактивным двигателем, который раскручивает прикрепленный к нему вал. Коробка передач замедляет вращающиеся валы, чтобы шестерня могла соединиться с гребным винтом. Как и у Cessna 172, пропеллер вращается в воздухе, создавая тягу.
Турбовинтовые авиационные двигатели экономичны и вращаются со средней скоростью, которая может составлять от 250 до 400 узлов. Турбовинтовые двигатели эффективны на средних высотах, но их система передач может быстро выйти из строя из-за их веса. Их скорость полета вперед также ограничена.
Турбовинтовой двигатель состоит из камеры сгорания, которая содержит сжатый воздух и газ, турбину и компрессор, которые вместе приводят в действие турбину.
Редакционная группа Турбовинтовой двигатель Rolls-Royce Tyne
Давление газа и воздуха создает мощность, которая приводит в действие компрессор. КПД турбовинтовых авиационных двигателей превосходит турбореактивный двигатель при скорости полета менее 500 узлов. Хотя диаметр винтов современных турбовинтовых двигателей невелик, эти двигатели оснащены множеством лопастей, что делает самолет устойчивым на большой высоте.
Эти лезвия имеют форму ятагана, а края их кончиков загнуты назад для повышения эффективности на высоких скоростях полета. Авиадвигатели с такими винтами называются винтовентиляторами. Подобно турбовентиляторному авиационному двигателю, турбовинтовой двигатель преобразует энергию газового потока в механическую энергию для обеспечения движения. Он производит достаточную мощность для привода винта, вспомогательного оборудования и компрессора. Эти типы двигателей в самолетах поставляются с валом, прикрепленным к турбине, которая приводит в движение воздушный винт через систему редуктора.
Первый турбовинтовой двигатель был разработан в Будапеште в 1938 году. Он был испытан в августе 1940 года, но позже, когда началась мировая война, от него отказались. Макс Мюллер инициировал проектирование и выпуск первого в мире турбовинтового авиационного двигателя, который начал эксплуатироваться в 1942 году.
2. ТРД
Концепция турбореактивного авиационного двигателя проста. Это влечет за собой забор воздуха с задней стороны двигателя и последующее его сжатие в компрессоре. Но топливо должно быть добавлено в камеру сгорания и сожжено, чтобы поднять температуру жидкой смеси примерно до 1000 градусов.
Полученный горячий воздух прогоняется через турбину, которая вращает компрессор. Давление на выходе из турбины должно вдвое превышать давление в атмосфере. Однако это зависит от уровня эффективности авиационного двигателя. Затем избыточное давление перемещается к соплу, которое генерирует газовые потоки, ответственные за создание тяги.
Для существенного увеличения тяги можно использовать форсажную камеру. Форсажная камера может относиться ко второй камере сгорания, которая находится между соплом и турбиной. Его роль заключается в том, чтобы нагреть газ до того, как он попадет в сопло. Повышение температуры приводит к увеличению тяги примерно на 40% при взлете самолета, и толчок может увеличиваться на высокой скорости, когда самолет поднимается в воздух.
Это реактивные авиационные двигатели, которые расширяют газы, позволяя самолету резко двигаться вперед против атмосферного давления. Он всасывает воздух, а затем сжимает или сжимает его, чтобы самолет мог летать. Турбины начинают вращаться, как только эти газы проходят через двигатель. Затем газы отскакивают обратно к турбине и выбрасываются из передней части выхлопной трубы, толкая самолет вперед. Турбореактивный двигатель работает, пропуская воздух через воздухозаборник, компрессор, турбину, камеру сгорания и выхлоп.
Детали турбореактивного двигателя
Воздухозаборник
Трубка, прикрепленная к передней части турбореактивного двигателя. Хотя это может показаться простым, это вносит большой вклад в эффективность авиационного двигателя. Его роль заключается в том, чтобы направлять воздух на лопатки компрессора, и он может помочь минимизировать потери воздуха в двигателе на низких оборотах. Воздухозаборник может помочь замедлить поток воздуха, когда самолет летит на высокой скорости. Как бы быстро ни двигался самолет, воздух, поступающий в двигатель, должен быть дозвуковым.
Камера сгорания
Магия начинается в камере сгорания. Камера объединяет высокое давление для воспламенения смеси. Сгорание продолжается по мере того, как смесь или топливо продолжает течь через двигатель к компрессору и турбине. Турбореактивные авиационные двигатели работают на обедненной смеси, потому что для охлаждения двигателю требуется дополнительный поток воздуха.
Компрессор
Турбина в задней части авиадвигателя предназначена для привода компрессора. Он сжимает поступающий воздух, повышая атмосферное давление. Компрессор состоит из ряда вентиляторов, каждый из которых содержит небольшие лопасти. Роль компрессора заключается в сжатии воздуха при прохождении каждой ступени сжатия.
Выхлоп
Воздушная смесь и сгоревшее топливо выбрасываются из двигателя через выхлопное сопло. Двигатель создает тягу, когда сжатый воздух выходит из передней части компрессора, который затем толкает самолет вперед.
Турбины
Это серия вентиляторов, которые работают так же, как ветряная мельница. Их роль заключается в поглощении энергии, когда высокоскоростной воздух проходит через компрессор. У турбин есть лопасти, прикрепленные к валу, чтобы они могли его вращать. Турбореактивные авиадвигатели имеют отличную конструкцию.
3. Турбовальный двигатель
Редакционная группа Турбовальный двигатель
Турбовальный двигатель представляет собой форму газовой турбины, которая работает так же, как турбовинтовой двигатель. Но, в отличие от турбовинтового двигателя, турбовальные двигатели не приводят в движение воздушный винт. Вместо этого он используется в вертолетах для обеспечения питания несущего винта.
Турбовальные двигатели сконструированы таким образом, что скорость вращения несущего винта вертолета не зависит от скорости газогенератора. Это позволяет скорости вращения винта вертолета оставаться постоянной даже при снижении скорости газогенератора. Он также модулирует мощность, которую производит вертолет.
Турбовальные авиационные двигатели обычно используются на вертолетах. Единственная разница между турбореактивными двигателями и турбовальными двигателями заключается в том, что последние используют большую часть своей мощности для вращения турбины, а не для создания тяги. Турбовальный двигатель похож на турбореактивный двигатель, но имеет большой вал, соединяющий переднюю часть с задней. Поскольку большинство турбовальных двигателей используются на вертолетах, вал соединяется с трансмиссией лопасти несущего винта.
Большинство деталей этого двигателя работают так же, как турбореактивный двигатель. Его турбины снабжены валом для привода трансмиссии лопастей несущего винта. Роль трансмиссии лопасти несущего винта заключается в передаче вращения от вала к лопасти несущего винта. Турбовальные двигатели немного меньше поршневых двигателей и имеют более высокую удельную массу по сравнению с поршневыми двигателями. Единственным недостатком этих двигателей является то, что их системы передач сложны и легко ломаются.
Турбовальные двигатели получают свою тягу за счет преобразования высокоскоростных газов в механическую энергию для работы вспомогательного оборудования, такого как турбина и компрессор. Как и турбовинтовой двигатель, вал, прикрепленный к турбовальному двигателю, приводит в движение как воздушный винт самолета, так и трансмиссию с лопастями вертолета. Он использует редуктор для движения самолета вперед.
4. Турбовентиляторный двигатель
Редакционная группа Турбовентиляторный двигатель ВВС США
Турбовентиляторные реактивные двигатели оснащены массивным вентилятором спереди для всасывания воздуха. Для турбовентиляторных реактивных двигателей большая часть воздуха обтекает внешнюю часть авиационного двигателя, чтобы придать самолету большую тягу даже на низких скоростях и сделать его тихим.
Турбовентиляторные реактивные двигатели используются в большинстве современных авиалайнеров. Весь воздух, поступающий на впуск турбовентиляторного реактивного двигателя, проходит через генератор, производящий горячий воздух. Этот генератор состоит из турбины, камеры сгорания и компрессора. Только небольшой процент воздуха, проходящего через турбовентиляторный двигатель, достигает камеры сгорания.
Остальной воздух проходит через компрессор низкого давления или вентилятор, после чего смешивается с добываемым газом или выбрасывается напрямую. Цель этой системы — помочь достичь более высокой тяги при сохранении того же уровня потребления. Турбовентиляторный реактивный двигатель снижает скорость при том же уровне энергоснабжения и увеличивает расход всей воздушной массы для достижения этой цели.
ТРДД представляет собой модернизированную версию турбовинтовых и турбореактивных двигателей. Он работает так же, как турбореактивный двигатель, но у него спереди есть канальный вентилятор. Вентилятор охлаждает двигатель, создает дополнительную тягу и снижает шум двигателя самолета.
Впускной воздух ТРДД разделяется на два потока. Один поток проходит через сердцевину двигателя, а другой обходит воздух и обтекает двигатель. Обходной воздух проходит через двигатель, где канальный вентилятор ускоряет его, создавая дополнительную тягу. Канальный вентилятор продолжает проталкивать воздух через двигатель, который затем продолжает увеличивать тягу.
Редакционная группа Турбовентиляторный двигатель
Турбовентиляторные авиационные двигатели тише турбореактивных и экономичнее. Их дизайн также выглядит невероятно. Однако эти двигатели малоэффективны на больших высотах, а их лобовая площадь больше, чем у ТРД, что делает их немного тяжелыми.
Турбовентиляторные авиационные двигатели оснащены воздуховодом в задней части двигателя. Независимая турбина, прикрепленная к передней части компрессора, обычно приводит в движение турбину с той же скоростью, что и компрессор. Воздух от вентилятора не смешивается с воздухом двигателя, но его можно направить обратно для смешивания с воздухом в передней части двигателя. Выхлопной газ создает менее 25% общей тяги, а 75% приходится на присоединенные вентиляторы.
5. Прямоточный воздушно-реактивный двигатель
Это самые легкие типы двигателей для самолетов, в которых нет движущихся компонентов. Скорость самолета отвечает за нагнетание воздуха в двигатель. ПВРД работает так же, как турбореактивный, за исключением того, что вращающихся частей нет. Однако тот факт, что степень сжатия зависит от скорости самолета, ограничивает применение прямоточных воздушно-реактивных двигателей.
В отличие от других двигателей, ПВРД не развивает статическую тягу; вместо этого он создает небольшую тягу ниже скорости звука. Это означает, что самолету с прямоточным воздушно-реактивным двигателем требуется помощь при взлете, которая может быть в виде другого самолета. Прямоточный воздушно-реактивный двигатель использовался в космических аппаратах и нескольких системах управляемых ракет.
Related Posts
- Часть 91 против части 121: в чем разница?
- Почему (истребители) такие громкие?
- Часть 121 против части 125: в чем разница?
Об авторе
Реактивные двигатели
Общий обзор
На изображении выше показано, как реактивный двигатель будет расположен в современном
военный самолет. В базовом реактивном двигателе воздух поступает в передний воздухозаборник и
сжимается (мы увидим, как позже). Затем воздух нагнетается
камеры сгорания, в которых впрыскивается топливо, а смесь воздуха
и топливо воспламеняется. Образующиеся газы быстро расширяются и истощаются.
через заднюю часть камеры сгорания. Эти газы действуют с одинаковой силой
во всех направлениях, обеспечивая тягу вперед, когда они уходят в тыл. В качестве
газы покидают двигатель, они проходят через веерообразный набор лопастей
(турбина), которая вращает вал, называемый валом турбины. Этот вал, в
очередь, вращает компрессор, тем самым обеспечивая подачу свежего воздуха
через впуск. Ниже представлена анимация изолированного реактивного двигателя, который
иллюстрирует процесс притока воздуха, сжатия, горения, оттока воздуха
и только что описанное вращение вала.
процесс можно описать следующей схемой, взятой с сайта
Rolls Royce, известного производителя реактивных двигателей.
Этот процесс лежит в основе работы реактивных двигателей, но как именно
происходит что-то вроде сжатия (сдавливания)? Чтобы узнать больше о каждом
о четырех шагах создания тяги реактивным двигателем см. ниже.
СОСА
Двигатель всасывает большой объем воздуха через вентилятор и компрессор
этапы. Типичный коммерческий реактивный двигатель потребляет 1,2 тонны воздуха в секунду.
во время взлета — иными словами, он мог выпустить воздух на корте для сквоша в
меньше секунды. Механизм
которым реактивный двигатель всасывает воздух, в значительной степени является частью сжатия
сцена. Во многих двигателях
Компрессор отвечает как за всасывание воздуха, так и за его сжатие. Некоторые двигатели имеют дополнительный вентилятор,
не является частью компрессора для подачи дополнительного воздуха в систему. Вентилятор — крайний левый компонент
двигатель показан выше.
ВЫЖИМ
Помимо подачи воздуха в двигатель, компрессор также создает давление в
воздуха и подает его в камеру сгорания. Компрессор показан на изображении выше слева от
огонь в камере сгорания и справа от вентилятора. Компрессионные вентиляторы приводятся в действие от
турбина валом (турбина, в свою очередь, приводится в движение воздухом,
выходя из двигателя). Компрессоры могут достигать избыточной степени сжатия
40:1, что означает, что давление воздуха в конце
компрессора более чем в 40 раз больше воздуха, поступающего в компрессор. На полной мощности лопасти типичного
коммерческий реактивный компрессор вращается со скоростью 1000 миль в час (1600 км / ч) и потребляет 2600 фунтов
(1200 кг) воздуха в секунду.
Сейчас
мы обсудим, как компрессор на самом деле сжимает воздух.
Как видно на изображении выше, зеленые вентиляторы, составляющие
компрессор постепенно становится все меньше и меньше, как и полость через
которые должен пройти воздух. Воздух
должны продолжать двигаться вправо, в сторону камер сгорания
двигатель, так как вентиляторы вращаются и толкают воздух в этом направлении. Результат — заданное количество воздуха
переходя из большего пространства в меньшее и тем самым увеличивая
давление.
BANG
В камере сгорания топливо смешивается с воздухом для создания взрыва, который
отвечает за расширение, которое нагнетает воздух в турбину.
Внутри типичного коммерческого реактивного двигателя топливо сгорает при сгорании.
камере до 2000 градусов по Цельсию. Температура, при которой металлы
эта часть двигателя начинает плавиться при температуре 1300 градусов по Цельсию, поэтому продвинутая
необходимо использовать методы охлаждения.
Сгорание
камера имеет сложную задачу сжигания большого количества топлива,
подается через топливные форсунки с большими объемами воздуха,
подаваемый компрессором, и выделяя полученное тепло таким образом
что воздух расширяется и ускоряется, чтобы дать плавный поток
равномерно нагретый газ. Эта задача должна быть выполнена с минимальными потерями
под давлением и с максимальным тепловыделением в ограниченном пространстве
доступный.
Количество топлива
добавление в воздух будет зависеть от требуемого повышения температуры. Однако,
максимальная температура ограничена определенным диапазоном, определяемым
материалы, из которых изготовлены лопатки турбины и сопла. Воздух имеет
уже был нагрет до температуры от 200 до 550 C за счет работы, проделанной в
компрессор, обеспечивающий повышение температуры примерно от 650 до
1150 C от процесса горения. Так как температура газа
определяет тягу двигателя, камера сгорания должна быть способна
поддержание стабильного и эффективного сгорания в широком диапазоне двигателей
условия эксплуатации.
Воздух, занесенный
вентилятор, который не проходит через сердцевину двигателя и, следовательно, не
используется для сжигания, что составляет около 60 процентов от общего
поток воздуха постепенно вводится в жаровую трубу, чтобы снизить
температуру внутри камеры сгорания и охладить стенки жаровой трубы.
УДАР
Реакция расширенного газа – смесь топлива и воздуха – нагнетание
через турбину, приводит в действие вентилятор и компрессор и выдувает из
выхлопное сопло, обеспечивающее тягу.
Таким образом, перед турбиной стоит задача обеспечения мощности для привода
компрессор и аксессуары. Это
делает это, извлекая энергию из горячих газов, выбрасываемых из
системы сгорания и расширения их до более низкого давления и температуры. Непрерывный поток газа, к которому
подвергается воздействию турбины, может попасть в турбину при температуре от 850 до
1700 C, что снова намного выше температуры плавления тока
технологии материалов.
Для производства
вращающий момент, турбина может состоять из нескольких ступеней, каждая из которых использует
один ряд подвижных лопастей и один ряд неподвижных направляющих лопаток для направления
воздух по желанию на лопасти. Количество этапов зависит от
зависимость между мощностью, требуемой от газового потока, вращательным
скорость, с которой он должен производиться, и допустимый диаметр турбины.
Желание
для обеспечения высокой эффективности двигателя требуется высокая температура на входе в турбину,
но это вызывает проблемы, так как лопасти турбины потребуются для работы
и выдерживают длительные периоды эксплуатации при температурах выше их плавления
точка.