Газотурбинный двигатель самолета: Газотурбинный двигатель самолета. Фото. Строение. Характеристики.

Газотурбинный двигатель самолета. Фото. Строение. Характеристики.

На сегодняшний день, авиация практически на 100% состоит из машин, которые используют газотурбинный тип силовой установки. Иначе говоря – газотурбинные двигатели. Однако, несмотря на всю возрастающую популярность авиаперелетов сейчас, мало кто знает каким образом работает тот жужжащий и свистящий контейнер, который висит под крылом того или иного авиалайнера.

Принцип работы газотурбинного двигателя.

Газотурбинный двигатель, как и поршневой двигатель на любом автомобиле, относится к двигателям внутреннего сгорания. Они оба преобразуют химическую энергию топлива в тепловую, путем сжигания, а после — в полезную, механическую. Однако то, как это происходит, несколько отличается. В обоих двигателях происходит 4 основных процесса – это: забор, сжатие, расширение, выхлоп. Т.е. в любом случае в двигатель сначала входит воздух (с атмосферы) и топливо (из баков), далее воздух сжимается и в него впрыскивается топливо, после чего смесь воспламеняется, из-за чего значительно расширяется, и в итоге выбрасывается в атмосферу. Из всех этих действий выдает энергию лишь расширение, все остальные необходимы для обеспечения этого действия.

А теперь в чем разница. В газотурбинных двигателях все эти процессы происходят постоянно и одновременно, но в разных частях двигателя, а в поршневом – в одном месте, но в разный момент времени и по очереди. К тому же, чем более сжат воздух, тем большую энергию можно получить при сгорании, а на сегодняшний день степень сжатия газотурбинных двигателей уже достигла 35-40:1, т.е. в процессе прохода через двигатель воздух уменьшается в объеме, а соответственно увеличивает свое давление в 35-40 раз. Для сравнения в поршневых двигателях этот показатель не превышает 8-9:1, в самых современных и совершенных образцах. Соответственно имея равный вес и размеры газотурбинный двигатель гораздо более мощный, да и коэффициент полезного действия у него выше. Именно этим и обусловлено такое широкое применения газотурбинных двигателей в авиации в наши дни.

А теперь подробней о конструкции. Четыре вышеперечисленных процесса происходят в двигателе, который изображен на упрощенной схеме под номерами:

• забор воздуха – 1 (воздухозаборник)
• сжатие – 2 (компрессор)
• смешивание и воспламенение – 3 (камера сгорания)
•  выхлоп – 5 (выхлопное сопло)
• Загадочная секция под номером 4 называется турбиной. Это неотъемлемая часть любого газотурбинного двигателя, ее предназначение – получение энергии от газов, которые выходят после камеры сгорания на огромных скоростях, и находится она на одном валу с компрессором (2), который и приводит в действие.

Таким образом получается замкнутый цикл. Воздух входит в двигатель, сжимается, смешивается с горючим, воспламеняется, направляется на лопатки турбины, которые снимают до 80% мощности газов для вращения компрессора, все что осталось и обуславливает итоговую мощность двигателя, которая может быть использована разными способами.

В зависимости от способа дальнейшего использования этой энергии газотурбинные двигатели подразделяются на:

• турбореактивные
• турбовинтовые
• турбовентиляторные
• турбовальные

Двигатель, изображенный на схеме выше, является турбореактивным. Можно сказать «чистым» газотурбинным, ведь газы после прохождения турбины, которая вращает компрессор, выходят из двигателя через выхлопное сопло на огромной скорости и таким образом толкают самолет вперед. Такие двигатели сейчас используются в основном на высокоскоростных боевых самолетах.

Турбовинтовые двигатели отличаются от турбореактивных тем, что имеют дополнительную секцию турбины, которая еще называется турбиной низкого давления, состоящую из одного или нескольких рядов лопаток, которые отбирают оставшуюся после турбины компрессора энергию у газов и таким образом вращает воздушный винт, который может находится как спереди так и сзади двигателя. После второй секции турбины, отработанные газы выходят фактически уже самотеком, не имея практически никакой энергии, поэтому для их вывода используются просто выхлопные трубы. Подобные двигатели используются на низкоскоростных, маловысотных самолетах.

Турбовентиляторные двигатели имеют схожую схему с турбовинтовыми, только вторая секция турбины отбирает не всю энергию у выходящих газов, поэтому такие двигатели также имеют выхлопное сопло. Но основное отличие состоит в том, что турбина низкого давления приводит в действия вентилятор, который закрыт в кожух. Потому такой двигатель еще называется двуконтурным, ведь воздух проходит через внутренний контур (сам двигатель) и внешний, который необходим лишь для направления воздушной струи, которая толкает двигатель вперед. Потому они и имеют довольно «пухлую» форму. Именно такие двигатели применяются на большинстве современных авиалайнеров, поскольку являются наиболее экономичными на скоростях, приближающихся к скорости звука и эффективными при полетах на высотах выше 7000-8000м и вплоть до 12000-13000м.

Турбовальные двигатели практически идентичны по конструкции с турбовинтовыми, за исключением того, что вал, который соединен с турбиной низкого давления, выходит из двигателя и может приводить в действие абсолютно что угодно. Такие двигатели используются в вертолетах, где два-три двигателя приводят в действие единственный несущий винт и компенсирующий хвостовой пропеллер. Подобные силовые установки сейчас имеют даже танки – Т-80 и американский «Абрамс». 

Газотурбинные двигатели имеют классификацию также по другим признакам:

• по типу входного устройства (регулируемое, нерегулируемое)
•  по типу компрессора (осевой, центробежный, осецентробежный)
• по типу воздушно-газового тракта (прямоточный, петлевой)
• по типу турбин (число ступеней, число роторов и др.)
• по типу реактивного сопла (регулируемое, нерегулируемое) и др.

Турбореактивный двигатель с осевым компрессором получил широкое применение. При работающем двигателе идет непрерывный процесс. Воздух проходит через диффузор, притормаживается и попадает в компрессор. Затем он поступает в камеру сгорания. В камеру через форсунки подается также топливо, смесь сжигается, продукты сгорания перемещаются через турбину. Продукты сгорания в лопатках турбины расширяются и приводят ее во вращение. Далее газы из турбины с уменьшенным давлением поступают в реактивное сопло и с огромной скоростью вырываются наружу, создавая тягу. Максимальная температура имеет место и на воде камеры сгорания.

Компрессор и турбина расположены на одном валу. Для охлаждения продуктов сгорания подается холодный воздух. В современных реактивных двигателях рабочая температура может превышать температуру плавления сплавов рабочих лопаток примерно на 1000 °С. Система охлаждения деталей турбины и выбор жаропрочных и жаростойких деталей двигателя — одни из главных проблем при конструировании реактивных двигателей всех типов, в том числе и турбореактивных.

Особенностью турбореактивных двигателей с центробежным компрессором является конструкция компрессоров. Принцип работы подобных двигателей аналогичен двигателям с осевым компрессором.

Газотурбинный двигатель. Видео.

Полезные статьи по теме.

• Сбор и обработка информации в системах газотурбинных двигателей 
• Разработка ГТД, история
• Надежность САУ и ГТД
• Методы управления ГТД
• Управление на режимах работы ГТД
• Характеристика запаса ГДУ ВЗ
• Инвариантная система управления ГТД
• Выбор характеристик канала ГТД
• Регулирование температуры газа в ГТД
• Устойчивость и динамическая точность устройства ГТД
• Повышение надежности ГТД
• Формирование управляющих сигналов ГТД
• Этап конструирования ГТД современность
• Двухканальное построение цифровых систем ГТД
• Гидромеханические регуляторы ГТД
• Регулятор частоты вращения ГТД
• Системы управления на элементах струйной техники ГТД
• Струйный регулятор компрессора ГТД
• Что СТП должна обеспечивать (ГТД)
• Центробежные насосы (ГТД)
• Топливопитание двигателя с ФКС
• Производительность НВД
• Качество топлива в СТП
• Системы ГТД для «электрического» самолета
• «Электрический» ГТД
• Функции САУ ЭГТД
• Методы обеспечения надежности электроприводной СТП
• Подача масла (Газотурбинный двигатель)
• Системы управления ТРДЦ.  Надежность САУ
• Системы управления ТРДЦФ
• Каналы регулирования в ГТД
• Шестеренный насос НВД
• Варианты построения САУ
• Системы управления вертолетными двигателями
• Функции современных САУ ТВГТД
• Системы управления ВГТД
• Двухвальный ВГТД
• Вспомогательный ГТД
• Системы управления сверхзвуковыми воздухозаборниками
• Перемещение клина СВЗ
• Системы защиты двигателя от помпажа
• Математическое моделирование газотурбинного двигателя
• Динамическая поузловая математическая модель двигателя
• Проведение стендовых испытаний ГТД
• Характеристики топливной системы ГТД. Регуляторы двигателя.
• Испытания САУ на двигательных стендах
• Проверка выполнения функций САУ
• Испытания электронных регуляторов САУ ГТД
• Испытания электронных систем ГТД
• Воздействие влажности на ГТД
• Частотные входы у ГТД
• Метрологические характеристики ИК

Ещё узлы и агрегаты

Авиационные газотурбинные двигатели

Всем привет! В этой статье я хочу рассказать о том, как работают авиационные газотурбинные двигатели (ГТД). Я постараюсь сделать это наиболее простым и понятным языком.

Авиационные ГТД можно можно разделить на:

• турбореактивные двигатели (ТРД)
• двухконтурные турбореактивные двигатели (ТРДД)
• Турбовинтовые двигатели (ТВД)
• Турбовальные двигатели (ТВаД)

Притом, ТРД и ТРДД могут содержать в себе форсажную камеру, в таком случае они будут ТРДФ и ТРДДФ соответственно. В этой статье мы их рассматривать не будем.

Начнём с турбореактивных двигателей.

Турбореактивные двигатели

Такой тип двигателей был создан в первой половине 20-го века и начал находить себе массовое применение к концу Второй мировой войны. Первым в мире серийным турбореактивным самолетом был немецкий Me.262. ТРД были популярны вплоть до 60-ых годов, после чего их стали вытеснять ТРДД.

Современная фотография Me-262, сделанная в 2016 году

Самый простой турбореактивный двигатель включает в себя следующие элементы:

• Входное устройство
• Компрессор
• Камеру сгорания
• Турбину
• Реактивное сопло (далее просто сопло)

Можно сказать, что это минимальный набор для нормальной работы двигателя.

А теперь рассмотрим что для чего нужно и зачем.

Входное устройство — это расширяющийся* канал, в котором происходит подвод воздуха к компрессору и его предварительное сжатие. В нём кинетическая энергия входящего воздуха частично преобразуется в давление.

*здесь и дальше мы будем говорить про дозвуковые скорости. На сверхзвуковой скорости физика меняется, и там все совсем не так.

Компрессор — это устройство, в котором происходит повышение давление воздуха. Компрессор можно характеризовать такой величиной, как степень повышения давления. В современных двигателях оно уже начинает переступать за 40 единиц. Кроме того, в нем увеличивается температура (может быть, где-то до 400 градусов Цельсия).

Камера сгорания — устройство, в котором к сжатому воздуху (после компрессора) подводится тепло из-за горения топлива. Температура в камере сгорания очень высокая, может достигать 2000 градусов Цельсия. Вам может показаться, что давление газа в камере тоже сильно увеличивается, но это не так. Теоретически принято считать, что подвод тепла осуществляется при постоянном давлении. В реальности оно немного падает из-за потерь (проблема несовершенства конструкции).

Турбина — устройство, превращающее часть энергии газа после камеры сгорания в энергию привода компрессора. Так как турбины используются не только в авиации, можно дать более общее определение: это устройство, преобразующее внутреннюю энергию рабочего тела (в нашем случае рабочее тело — это газ) в механическую работу на валу. Как вы могли понять, турбина и компрессор находятся на одном валу и жестко связаны между собой. Если в компрессоре происходит повышение давления газа, то в турбине, наоборот, понижение, то есть газ расширяется.

Сопло — суживающийся канал, в котором происходит преобразование потенциальной энергии газа в кинетическую (оставшийся запас энергии газа после турбины). Как и в турбине, в сопле происходит расширение газа. Образуется струя, которая, вытекая из сопла, движет самолёт.

С основными элементами разобрались. Но все равно не очень понятно как оно работает? Тогда давайте ещё раз и коротко.

Воздух из атмосферы попадает во входное устройство, где немного сжимается и поступает в компрессор. В компрессоре давление воздуха растёт ещё сильнее, растёт и температура. После компрессора воздух поступает в камеру сгорания и, смешиваясь там с топливом, воспламеняется, что приводит к сильному возрастанию температуры, при, можно сказать, постоянном давлении. После камеры сгорания горячий сжатый газ попадает в турбину. Часть энергии газа расходуется на вращение компрессора турбиной (чтобы он мог выполнять свою функцию, описанную выше), другая часть энергии расходуется на, нужное нам, движение самолёта, из-за того, что газ, пройдя турбину, превращается в реактивную струю в сопле и вырывается из него (сопла) в атмосферу. На этом цикл завершается. Конечно, в реальности все процессы цикла проходят непрерывно.

Такой цикл называется циклом Брайтона, или термодинамическим циклом с непрерывным характером рабочего процесса и подводом тепла при постоянном давлении. По такому циклу работают все ГТД.

Цикл Брайтона в P-V координатах

Н-В — процесс сжатия во входном устройстве

В-К — процесс сжатия в компрессоре

К-Г — изобарический подвод тепла

Г-Т — процесс расширения газа в турбине

Г-С — процесс расширения газа в сопле

С-Н — изобарический отвод тепла в атмосферу

Схематичная конструкция турбореактивного двигателя, где 0-0 — ось двигателя

ТРД может иметь и два вала. В таком случае компрессор состоит из компрессора низкого давления (КНД) и компрессора высокого давления (КВД), а подвод работы будут осуществлять турбина низкого давления (ТНД) и турбина высокого давления (ТВД) соответственно. Такая схема более выгодная газодинамически.

Реальный двигатель такого вида в разрезе

Мы рассмотрели принцип работы самой простой схемы авиационного газотурбинного двигателя. Естественно, на современных «Эйрбасах и Боингах» устанавливаются ТРДД, конструкция которых заметно сложнее, но работает все по таким же законам. Давайте рассмотрим их.

Двухконтурный турбореактивный двигатель

ТРДД, прежде всего, отличается от ТРД тем, что имеет два контура: внешний и внутренний. Внутренний контур содержит в себе то же самое, что и ТРД: компрессор (разделенный на КНД и КВД), камеру сгорания, турбину (разделенную на ТВД и ТНД) и сопло. Внешний контур представляет собой канал, с соплом в конце. В нем нет ни камеры сгорания, ни турбины. Перед обоими контурами (сразу после входного устройства двигателя) стоит ступень компрессора, работающая на оба контура.

Не очень понятная картина выходит, да? Давайте разберемся как оно работает.

Схематичная конструкция двухвального двухконтурного турбореактивного двигателя

Воздух, попадающий в двигатель, пройдя через первую ступень компрессора низкого давления, разбивается на два потока. Одна часть воздуха идет по внутреннему контуру, где происходят те же процессы, которые были описаны, когда мы разбирали ТРД. Вторая часть воздуха попадает во внешний контур, получив энергию от первой ступени КНД (та, которая работает на два контура). Во внешнем контуре энергия воздуха тратится только на преодоление гидравлических потерь (за счёт трения). В конце этот воздух попадает в сопло внешнего контура, создавая огромную тягу. Тяга, созданная внешним контуром, может составлять 80% тяги всего двигателя.

Одной из важнейших характеристик ТРДД является степень двухконтурности. Степень двухконтурности — это отношение расхода воздуха во внешнем контуре, к расходу воздуха во внутреннем контуре. Это число может быть как больше, так и меньше единицы. На современных двигателях это число переступает за значение в 12 единиц.

Двигатели, степень двухконтурности которых больше двух, принято называть турбовентиляторными, а первую ступень компрессора (ту, что работает на оба контура) вентилятором.

ТРДД самолета Boeing 757-200. На переднем плане видно входное устройство и вентилятор

На некоторых двигателях вентилятор приводится в движение отдельной турбиной, которая ставится ближе всего к соплу внутреннего контура. Тогда двигатель получается трехвальным. Например, по такой схеме выполнены двигатели Rolls Royce RB211 (устанавливались на L1011, B747, B757, B767), Д-18Т (Ан-124), Д-36 (Як-42)

Д-18Т в разрезе изнутри

Главное достоинство ТРДД заключается в возможности создания большой тяги и хорошей экономичности, по сравнению с ТРД.

На этом я хотел бы закончить про ТРДД и перейти к следующему виду двигателей — ТВД.

Турбовинтовые двигатели

Турбовинтовой двигатель, как и турбореактивный, относится к газотурбинным двигателям. И работает он почти как турбореактивный. Элементарный турбовинтовой двигатель состоит из уже знакомых нам элементов: компрессора, камеры сгорания, турбины и сопла. К ним добавляются редуктор и винт.

Принцип работы работы такой же, как у турбореактивного, с разницей в том, что практически вся энергия газа расходуется на турбине на вращение компрессора и на вращение винта через редуктор (здесь винт и редуктор находятся на одном валу с компрессором). Винт создаёт основную долю тяги. Оставшаяся, после турбины, часть энергии направляется в сопло, образуя реактивную тягу, но она мала, может составлять десятую часть от общей. Редуктор в этой схеме нужен для того, чтобы понизить обороты и передать момент, так как турбина может вращаться с очень высокой частотой, например, 10000 оборотов в минуту, а винту нужно только 1500. И винт достаточно тяжелый.

Схематичная конструкция ТВД


Но бывает и другая схема турбовинтовых двигателей: со свободной турбиной.

Её суть в том, что за обычной турбиной компрессора ставится отдельная турбина, которая механически не связана с турбиной компрессора. Такая турбина называется свободной. Связь между турбиной компрессора и свободной турбиной только газодинамическая. От свободной турбины идёт отдельный вал, на который устанавливаются редуктор с винтом. Все остальное работает так же, как и в первом случае. Большинство современных двигателей выполняют именно по такой схеме. Одним из плюсов такой схемы является возможность использования двигателя на земле, как вспомогательную силовую установку (ВСУ), не приводя винт в движение.

Схематичная конструкция ТВД со свободной турбиной

Хочу отметить, что не нужно смотреть на турбовинтовые двигатели как на малоэффективный пережиток прошлого. Я несколько раз слышал такие высказывания, но они неверны. Турбовинтовой двигатель в некоторых случаях обладает наивысшим КПД, как правило, на самолетах с не очень большими скоростями (например, на 500 км/ч), притом, самолет может быть внушительных размеров. В таком случае, турбовинтовой двигатель может быть в разы выгоднее, рассмотренного ранее, турбореактивного двигателя.

На этом про турбовинтовые двигатели можно заканчивать. Мы потихоньку подошли к понятию турбовального двигателя.

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.

Спасибо за внимание

Д-30

Главная / О компании / История / Семейство пермских газотурбинных двигателей / Д-30

Турбореактивный двухконтурный двигатель  с охлаждаемыми лопатками первой ступени турбины

По своим параметрам турбореактивный двухконтурный двигатель Д-30 не уступал, а по многим превосходил лучшие зарубежные образцы своего класса. Созданный в необычайно короткий срок – около трех лет – этот двигатель стал самым надежным в истории отечественного двигателестроения. Разработка Д-30 была отмечена Государственной премией СССР.

Турбореактивный двухконтурный газотурбинный двига­тель Д-30 для ближнемагистрального пассажирского само­лета Ту-134 был создан в 1964 году. В 1966 году двигатель был запущен в серийное производство.

Двигатель Д-30 имеет двухкаскадный компрессор, трубчато-кольцевую камеру сгорания, четырехступенчатую турбину. В Д-30 впервые в практике отечественного дви­гателестроения были применены охлаждаемые рабочие лопатки первой ступени турбины из новейших для того времени жаропрочных материалов и реактивное сопло с лепестковым смесителем. По своим технико-экономическим показателям двигатель Д-30 находился на уровне лучших мировых образцов своего класса.

В 1969 году был создан Д-30 второй серии с реверсом тяги и улучшенной системой регулирования. Двигатель вы­пускался с 1970 по 1987 год и устанавливался на самолеты Ту-134А, Ту-134Б, Ту-134АК.

В 1980 году был создан Д-30 третьей серии с максималь­ной тягой 6 930 кгс (c сохранением тяги до = C) . На двигателе было увеличено число ступеней компрессора низкого давления до 5, повышен запас газодинамической устойчивости, предусмотрена система защиты от превышения допустимой тяги и температуры газа. Д-30 третьей серии выпускался с 1983 по 1993 год. Эти двигатели установлены на пассажирские лайнеры Ту-134А-3, Ту-134Б-3, Ту-134УБ-Л. Необходимо отметить, что газогенератор двигателя Д-30 третьей серии стал базой для создания газотурбинных установок для топливно-энер­гетического комплекса России.

Серийное производство двигателей Д-30 всех модификаций осуществлялось на Пермском моторном заводе (ныне АО «ОДК-ПМ»).  Всего было изготовлено около 3000 двигателей Д-30 всех серий.

• Основные параметры
• Применение
• Памятные даты

Технические данные

Д-30 2 серии

Ближнемагистральный пассажирский самолет Ту-134

Реактивный Ту-134 стал одним из наиболее удачных проектов в области пассажирского самолетостроения. В историю российской гражданской авиации вошел как самый массовый самолет, взяв на себя львиную долю перевозок на ближнемагистральных трассах.

Первая серийная машина Ту-134 с двигателями Д-30 поднялась в небо в 1966 году. В сентябре 1967 года совершен первый пассажирский рейс по маршруту Москва – Адлер. С этого момента начинается активная эксплуатация этой замечательной крылатой машины.

По уровню шума и вибрации в пассажирском салоне Ту-134 долгие годы оставался самым комфортабельным лайнером. Самолет постоянно совершенствовали. Поя­вились варианты с сокращенным составом экипажа (без штурмана), с новым радиолокационным оборудованием, увеличенной пассажировместимостью, улучшенными эко­номическими показателями.

За базовым вариантом последовали улучшенные пас­сажирские модификации Ту-134А и Ту-134Б, учебные самолеты для ВВС Ту-134Ш, Ту-134УБ-Л. Кроме того, на базе Ту-134 разработаны летающие лаборатории для отработки новых образцов авиационной и космической техники. Межремонтный ресурс двигателей различных серий на самолете Ту-134 и его модификациях составляет до 6 000 часов. Всего до момента завершения серийного производства в 1984 году было построено свыше 850 са­молетов, из них более130 поставлены на экспорт.

Массовые поставки за границу потребовали приспосо­бить самолет к международным требованиям. Впервые в практике отечественного самолетостроения конструкция самолета, его летные данные прошли международный контроль. Ту-134 и его модификации получили междуна­родные сертификаты летной годности, в том числе и по уровню шума на местности.

22 июнь 1966

Награждение за создание двухконтурного турбореактивного двигателя Д-30 для самолета Ту-134. Указом Президиума Верховного Совета  СССР от 22.06.66: «За выдающиеся заслуги в выполнении семилетнего плана 1959-65 гг. и создании новой техники Главному конструктору Соловьеву П.А. присвоено звание Героя Социалистического Труда, с вручением ордена Ленина и медали «Серп и молот». Одновременно этим указом были награждены орденами и медалями работники ОКБ и завода № 19

28 январь 1967

Завершены госиспытания ТРДД Д-30 для Ту-134

9 сентябрь 1967

Начало пассажирских перевозок на Ту-134 с пермскими ТРДД Д-30

Газотурбинный двигатель самолета.

фото. строение. характеристики. — О самолётах и авиастроении

Авиационные газотурбинные двигатели.

На сегодня, авиация фактически на 100% складывается из автомобилей, каковые применяют газотурбинный тип силовой установки. В противном случае говоря – газотурбинные двигатели. Но, не обращая внимания на всю возрастающую популярность авиаперелетов на данный момент, мало кто знает как именно трудится тот жужжащий и свистящий контейнер, что висит под крылом того либо иного самолета.

Принцип работы газотурбинного двигателя.

Газотурбинный двигатель, как и поршневой двигатель на любом автомобиле, относится к двигателям внутреннего сгорания. Они оба преобразуют химическую энергию горючего в тепловую, методом сжигания, а по окончании — в нужную, механическую. Но то, как это происходит, пара отличается. В обоих двигателях происходит 4 главных процесса – это: забор, сжатие, расширение, выброс.

Т.е. в любом случае в двигатель сперва входит воздушное пространство (с атмосферы) и горючее (из баков), потом воздушное пространство сжимается и в него впрыскивается горючее, по окончании чего смесь воспламеняется, почему существенно расширяется, и в итоге выбрасывается в воздух. Из всех этих действий выдает энергию только расширение, все остальные нужны для обеспечения этого действия.

А сейчас в чем отличие. В газотурбинных двигателях все эти процессы происходят неизменно и в один момент, но в различных частях двигателя, а в поршневом – в одном месте, но в различный момент времени и попеременно. К тому же, чем более сжат воздушное пространство, тем громадную энергию возможно взять при сгорании, а на сегодня степень сжатия газотурбинных двигателей уже достигла 35-40:1, т.е. в ходе прохода через двигатель воздушное пространство значительно уменьшается в количестве, а соответственно увеличивает собственный давление в 35-40 раз.

Для сравнения в поршневых двигателях данный показатель не превышает 8-9:1, в самых современных и идеальных примерах. Соответственно имея размеры и равный вес газотурбинный двигатель значительно более замечательный, да и коэффициент нужного действия у него выше. Как раз этим и обусловлено такое широкое применения газотурбинных двигателей в авиации Сейчас.

А сейчас подробней о конструкции. Четыре перечисленных выше процесса происходят в двигателе, что изображен на упрощенной схеме под номерами:

• забор воздуха – 1 (воздухозаборник)
• сжатие – 2 (компрессор)
• воспламенение и смешивание – 3 (камера сгорания)
•  выброс – 5 (выхлопное сопло)
• Таинственная секция под номером 4 именуется турбиной. Это обязательный атрибут любого газотурбинного двигателя, ее назначение – получение энергии от газов, каковые выходят по окончании камеры сгорания на огромных скоростях, и находится она на одном валу с компрессором (2), что и приводит в воздействие.

Так получается замкнутый цикл. Воздушное пространство входит в двигатель, сжимается, смешивается с горючим, воспламеняется, направляется на лопатки турбины, каковые снимают до 80% мощности газов для вращения компрессора, все что осталось и обуславливает итоговую мощность двигателя, которая возможно использована различными методами.

В зависимости от метода предстоящего применения данной энергии газотурбинные двигатели подразделяются на:

• турбореактивные
• турбовинтовые
• турбовентиляторные
• турбовальные

Двигатель, изображенный на схеме выше, есть турбореактивным. Возможно сообщить «чистым» газотурбинным, поскольку газы по окончании прохождения турбины, которая вращает компрессор, выходят из двигателя через выхлопное сопло на огромной скорости и так толкают самолет вперед. Такие двигатели на данный момент употребляются по большей части на скоростных боевых самолетах.

Турбовинтовые двигатели отличаются от турбореактивных тем, что имеют дополнительную секцию турбины, которая еще именуется турбиной низкого давления, складывающуюся из одного либо нескольких последовательностей лопаток, каковые отбирают оставшуюся по окончании турбины компрессора энергию у газов и так вращает воздушный винт, что может находится как спереди так и позади двигателя. По окончании второй секции турбины, отработанные газы выходят практически уже самотеком, не имея фактически никакой энергии, исходя из этого для их вывода употребляются легко выхлопные трубы. Подобные двигатели употребляются на низкоскоростных, маловысотных самолетах.

Турбовентиляторные двигатели имеют схожую схему с турбовинтовыми, лишь вторая секция турбины отбирает не всю энергию у выходящих газов, исходя из этого такие двигатели кроме этого имеют выхлопное сопло. Но главное отличие пребывает в том, что турбина низкого давления приводит в действия вентилятор, что закрыт в кожух.

Потому таковой двигатель еще именуется двуконтурным, поскольку воздушное пространство проходит через внутренний контур (сам двигатель) и внешний, что нужен только для направления воздушной струи, которая толкает двигатель вперед. Потому они и имеют достаточно «пухлую» форму. Как раз такие двигатели используются на большинстве современных самолётов, потому, что являются самые экономичными на скоростях, приближающихся к скорости звука и действенными при полетах на высотах выше 7000-8000м и впредь до 12000-13000м.

Турбовальные двигатели фактически аналогичны по конструкции с турбовинтовыми, за исключением того, что вал, что соединен с турбиной низкого давления, выходит из двигателя и может приводить в воздействие полностью что угодно. Такие двигатели употребляются в вертолетах, где два-три двигателя приводят в воздействие единственный несущий винт и компенсирующий хвостовой пропеллер. Подобные силовые установки на данный момент имеют кроме того танки – Т-80 и американский «Абрамс». 

Газотурбинные двигатели имеют классификацию кроме этого по вторым показателям:

• по типу входного устройства (регулируемое, нерегулируемое)
•  по типу компрессора (осевой, центробежный, осецентробежный)
• по типу воздушно-газового тракта (прямоточный, петлевой)
• по типу турбин (число ступеней, число роторов и др.)
• по типу реактивного сопла (регулируемое, нерегулируемое) и др.

Турбореактивный двигатель с осевым компрессором взял широкое использование. При трудящемся двигателе идет постоянный процесс. Воздушное пространство проходит через диффузор, притормаживается и попадает в компрессор.

После этого он поступает в камеру сгорания. В камеру через форсунки подается кроме этого горючее, смесь сжигается, продукты сгорания перемещаются через турбину. Продукты сгорания в лопатках турбины увеличиваются и приводят ее во вращение.

Потом газы из турбины с уменьшенным давлением поступают в реактивное сопло и с огромной скоростью вырываются наружу, создавая тягу. Большая температура имеет место и на воде камеры сгорания.

турбина и Компрессор расположены на одном валу. Для охлаждения продуктов сгорания подается холодный воздушное пространство. В современных реактивных двигателях рабочая температура может быть больше температуру плавления сплавов рабочих лопаток приблизительно на 1000 °С.

Совокупность охлаждения подробностей выбор и турбины жаропрочных и жаростойких деталей двигателя — одни из основных неприятностей при конструировании реактивных двигателей всех типов, среди них и турбореактивных.

Изюминкой турбореактивных двигателей с центробежным компрессором есть конструкция компрессоров. Принцип работы аналогичных двигателей подобен двигателям с осевым компрессором.

Газотурбинный двигатель. Видео.

Нужные статьи по теме.

• обработка и Сбор информации в совокупностях газотурбинных двигателей 
• Разработка ГТД, история
• Надежность САУ и ГТД
• Способы управления ГТД
• Управление на режимах работы ГТД
• Черта запаса ГДУ ВЗ
• Инвариантная совокупность управления ГТД
• Выбор черт канала ГТД
• Регулирование температуры газа в ГТД
• динамическая точность и Устойчивость устройства ГТД
• Увеличение надежности ГТД
• Формирование управляющих сигналов ГТД
• Этап конструирования ГТД современность
• Двухканальное построение цифровых совокупностей ГТД
• Гидромеханические регуляторы ГТД
• Регулятор частоты вращения ГТД
• Совокупности управления на элементах струйной техники ГТД
• Струйный регулятор компрессора ГТД
• Что СТП обязана снабжать (ГТД)
• Центробежные насосы (ГТД)
• Топливопитание двигателя с ФКС
• Производительность НВД
• Уровень качества горючего в СТП
• Совокупности ГТД для «электрического» самолета
• «Электрический» ГТД
• Функции САУ ЭГТД
• Способы обеспечения надежности электроприводной СТП
• Подача масла (Газотурбинный двигатель)
• Совокупности управления ТРДЦ.  Надежность САУ
• Совокупности управления ТРДЦФ
• Каналы регулирования в ГТД
• Шестеренный насос НВД
• Варианты построения САУ
• Совокупности управления вертолетными двигателями
• Функции современных САУ ТВГТД
• Совокупности управления ВГТД
• Двухвальный ВГТД
• Вспомогательный ГТД
• Совокупности управления сверхзвуковыми воздухозаборниками
• Перемещение клина СВЗ
• Совокупности защиты двигателя от помпажа
• Математическое моделирование газотурбинного двигателя
• Динамическая поузловая математическая модель двигателя
• Проведение стендовых опробований ГТД
• Характеристики топливной совокупности ГТД. Регуляторы двигателя.
• Опробования САУ на двигательных стендах
• Проверка исполнения функций САУ
• Опробования электронных регуляторов САУ ГТД
• Опробования электронных совокупностей ГТД
• Действие влажности на ГТД
• Частотные входы у ГТД
• Метрологические характеристики ИК

Ещё агрегаты и узлы

Турбореактивный двигатель

Увлекательные записи:

• Авиакомпания якутия. официальный сайт. r3. syl. як.
• Индикативное состояние пилота. виртуальное состояние пилота.
• Антонов ан-10. фото, история, характеристики самолета

Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны:

• Окно в будущее. атомный самолет будущего

  Неприятность применения ядерного двигателя на самолете появилась уже пара лет назад. Но ее ответ наталкивается на серьёзные трудности. Как мы знаем, в…

• Туполев ту-123 ястреб. фото, история, характеристики самолета.

  Ту-123 «Ястреб» ? дальний беспилотный сверхзвуковой разведчик разработки КБ Туполева. Его назначение пребывало в ведении радио- и фоторазведки на…

• Антонов ан-22. фото и видео, история, характеристики самолета

  Советскими конструкторами был создан тяжелый грузовой самолет модели Ан-22, что был оснащен турбовинтовыми двигателями. В литературе довольно часто…

• Самолет туполева и-12 (ант-23). фото. история. характеристики.

  И-12, либо ранее именовавшийся АНТ-23, разрабатывался намерено под пушки динамо-реактивного типа производства Л.В. Курчевского. Проектировка началась…

• Самолет су-37. фото. история. характеристики.

  Су-37 – истребитель, применяемый в качестве перехватчика любых воздушных целей независимо от габаритов. Кроме того малозаметные летательные аппараты с…

• Самолет ту-214: фото и видео, схема салона, характеристики

  Ту-214 есть авиалайнером, что обслуживает авиалинии средней дальности. Создана эта модель в конце 80-х годов на постсоветском пространстве в…

23.903. Двигатели \ КонсультантПлюс

23.903. Двигатели

(a) Сертификация типа двигателя.

(1) Каждый двигатель должен иметь сертификат типа и отвечать применимым к нему требованиям к эмиссии загрязняющих веществ.

(2) Каждый газотурбинный двигатель отдельно и при его установке на самолет должен:

(i) Либо удовлетворять требованиям параграфов 33. 76, 33.77 и 33.78 АП-33.

(ii) [Зарезервирован]

(iii) [Зарезервирован]

(iv) Либо должен иметься опыт эксплуатации подобных по компоновке установок, свидетельствующий, что попадание в двигатель посторонних предметов не приводило к каким-либо небезопасным состояниям.

(b) Газотурбинные двигательные установки. Для газотурбинных двигательных установок:

(1) При проектировании должны быть приняты меры по сведению к минимуму опасности для самолета в случае нелокализованного разрушения ротора двигателя или пожара внутри двигателя, прожигающего его корпус.

(2) Системы силовой установки, связанные с устройствами, системами и приборами управления двигателя, должны быть спроектированы так, чтобы гарантировалось, что те эксплуатационные ограничения двигателя, нарушение которых неблагоприятно влияет на прочность конструкции ротора турбины, не будут превышены в эксплуатации.

(c) Изоляция двигателя. Двигательные установки должны располагаться и изолироваться друг от друга так, чтобы отказ любого двигателя или отказ (включая разрушение из-за пожара в двигательном отсеке) любой системы, влияющей на работу двигателя (кроме топливного бака, если установлен только один бак), не мог:

(1) Препятствовать непрерывной нормальной работе остальных двигателей; или

(2) Требовать немедленных действий со стороны любого члена экипажа для обеспечения непрерывной безопасной работы остальных двигателей.

(d) Запуск и остановка поршневого двигателя.

(1) Конструкция силовой установки должна быть такой, чтобы опасность возникновения пожара, механического повреждения двигателя или самолета в результате запуска двигателя во всех условиях, в которых запуск разрешен, была сведена к минимуму. Все технические приемы запуска и связанные с этим ограничения должны быть установлены и включены в РЛЭ, в другие одобряемые руководства или в соответствующие эксплуатационные трафареты. Должны быть предусмотрены средства для:

(i) Повторного запуска любого двигателя многодвигательного самолета в полете.

(ii) Остановки любого двигателя в полете после его отказа, если продолжение вращения вала двигателя может быть опасным для самолета.

(2) Дополнительно к самолетам переходной категории требуется, чтобы:

(i) Каждый компонент системы остановки двигателя, находящийся в пожароопасной зоне, был по меньшей мере огнестойким.

(ii) Если для остановки вращения двигателя используются гидравлические системы флюгирования воздушного винта, то магистрали этих систем должны быть по меньшей мере огнестойкими при эксплуатационных условиях их нагружения, которые могут ожидаться во время флюгирования.

(e) Запуск и остановка газотурбинного двигателя. Газотурбинные двигательные установки должны удовлетворять следующим требованиям:

(1) Конструкция силовой установки должна быть такой, чтобы опасность возникновения пожара или механического повреждения двигателя или самолета в результате запуска двигателя в любых условиях, в которых запуск разрешен, была сведена к минимуму. Все необходимые для этого технические приемы запуска двигателя и связанные с этим ограничения должны быть разработаны и включены в РЛЭ, в другие одобряемые руководства или в соответствующие эксплуатационные трафареты.

(2) Должны быть предусмотрены средства для прекращения горения любого двигателя и для остановки любого двигателя, если продолжение вращения может быть опасным для самолета. Каждый компонент системы остановки двигателя, размещенный в любой пожароопасной зоне, должен быть огнестойким. Если для остановки вращения двигателя используется гидравлическая система флюгирования воздушного винта, то трубопроводы или гибкие шланги этой системы должны быть огнестойкими.

(3) Должен быть возможен повторный запуск двигателя в полете. Все необходимые для этого технические приемы управления и связанные с этим ограничения должны быть разработаны и включены в РЛЭ, в другие одобряемые руководства или в соответствующие эксплуатационные трафареты.

(4) В полете должно быть продемонстрировано, что когда повторный запуск двигателей производится вслед за ложным запуском, все топливо или его пары удаляются таким образом, что не возникает опасность пожара.

(f) Область повторного запуска. Должна быть заявлена область значений высоты и скорости полета самолета для повторного запуска двигателя в полете, и каждый установленный двигатель должен обладать способностью к повторному запуску в пределах этой области.

(g) Способность к повторному запуску. Для самолетов с газотурбинными двигателями, если минимальная частота авторотации двигателей после выключения всех двигателей в полете недостаточна для обеспечения необходимой электрической энергии для камеры сгорания, должен быть предусмотрен независимый от приводимой двигателем электрогенераторной системы источник энергии для обеспечения зажигания в полете с целью повторного запуска.

Что такое газотурбинные двигатели, почему они не прижились в обычных машинах и как их будут использовать в гибридах

На проходящем в Женеве автосалоне сразу два автопроизводителя представили концептуальные машины с гибридными силовыми установками, в которых батареи заряжаются миниатюрными газотурбинными двигателями. Обе машины, к слову, китайские. Это седан Hybrid Kinetic H600 с элегантным дизайном от Pininfarina и суперкар Techrules Ren с футуристичной внешностью работы Джорджетто Джуджаро.

Не надо думать, что в данном техническом направлении трудятся лишь китайцы. Несколько лет назад никто иной как Jaguar показал гибридный концепт C-X75 с теми же микротурбинами. Так что же это за технология?

Газотурбинные двигатели впервые нашли серийное применение в конце Второй мировой войны, но… в авиации, на немецких истребителях Messerschmitt. В последующие 20 лет они фактически полностью вытеснили поршневые ДВС в военной и гражданской авиации, в прямом смысле спустив их с небес на землю. Моторы отечественных Ту и Superjet, европейских Airbus и американских Boeing — все это газотурбинные двигатели.

Их принцип действия прост. В камере сгорания воспламеняется топливо, газы под давлением подаются на лопасти турбины, турбина вращается. На одном валу с турбиной расположены лопасти компрессора, который, будучи приводим в движение от турбины, нагнетает воздух в камеру сгорания.

Газотурбинный двигатель

В авиации на том же валу спереди может располагаться винт (как, например, на самолетах Ан-24), а может более мощный компрессор, который прогоняет воздух через весь двигатель, создавая воздушную струю и тягу для самолета. При этом к валу газотурбинного двигателя можно прицепить не только винт или тяговый компрессор, но и что-то другое. Например, электрогенератор или коробку передач, а через нее соединить такой мотор с колесами автомобиля.

Как видите, все выглядит гораздо проще, чем в поршневом ДВС. Так и есть — проще. Меньше деталей, меньше трущихся частей — это одно из преимуществ газотурбинных двигателей. Второе неоспоримое преимущество — это высокая удельная мощность. Иными словами при равной отдаче газотурбинные моторы в несколько раз легче и компактнее поршневых. Именно этот факт определил их доминирование в авиастроении.

Есть, однако, и существенные недостатки. Именно с ними столкнулись автомобильные конструкторы при попытке установить такой мотор под капот автомобиля. Попыток было много: в США, в Европе и даже в СССР — наши инженеры, в частности, экспериментировали с автобусами.

Выяснилось, что такой мотор потребляет очень много топлива в переходных режимах: на холостом ходу и при наборе скорости. Конструкцию попытались усложнить, применив не один вал, а два: на первом располагался компрессор и малая турбина, которой хватало для вращения компрессора и обеспечения холостого хода. А на втором — основная турбина и отбор мощности на автоматическую коробку передач. На холостом ходу газы на вторую турбину не подавались. А при старте с места открывались заслонки, поток газа направлялся на лопасти тяговой турбины и машина ехала. Такая конструкция, к слову, позволила отказаться от механизма сцепления или гидротрансформатора — поскольку два вала не имели механической связи друг с другом автомобиль не мог заглохнуть.

Techrules Ren

Тем ни менее, расход топлива все равно был выше, чем у поршневых двигателей во всех режимах кроме равномерного движения по трассе. Всплыли и другие недостатки, но о них — позже.

Так или иначе, где-то с 70-х годов XX века от идеи отказались. До тех пор, пока не началась нынешняя гибридно-электрическая революция.

Дело было в далеком 2011 году. Компания Opel тогда пригласила журналистов из России в Нидерланды на тест-драйв подзаряжаемого гибрида Ampera (он же Chevrolet Volt), который в General Motors почему-то называли электрокаром.

После поездки у журналистов, в том числе у меня, накопилось много вопросов относительно устройства машины. Отвечать на них пришлось тогдашнему главе электрического подразделения Opel Кристиану Кунстману. Меня интересовало в частности, почему конструкторы выбрали в качестве ДВС для гибрида наиболее архаичный и неэффективный бензиновый атмосферный мотор объемом 1,4 литра.

Jaguar C-X75

Поскольку концепт Jaguar C-X75 тогда уже представили, я спросил у доктора Кунстмана, что он думает насчет того, чтобы установить под капот Opel Ampera микротурбину вместо поршневого ДВС. Ответ меня удивил.

«Это был бы лучший вариант», — признался инженер. «Однако главная проблема заключается в том, что у нас нет таких двигателей. Для их производства пришлось бы полностью перестроить все заводы. Это огромные инвестиции. Но если бы нам пришлось строить моторный завод с нуля, то мы бы крепко задумались над тем, какие двигатели для гибридов там выпускать — поршневые или газотурбинные».

Действительно, если микротурбина не связана ни с колесами, ни с коробкой передач, а лишь вращает генератор, работая в режиме постоянной тяги — значит все проблемы с высоким расходом топлива в переходных режимах отпадают сами собой? Все так. Вот почему китайцы, у которых в отличие от Opel нет заводов поршневых двигателей, и строить предстоит с нуля, сейчас уцепились за эту идею. Увы, расход топлива — не единственный недостаток.

Первый нерешенный минус газотурбинного двигателя — очень высокая температура газов, попадающих на лопасти турбины. В авиации с этим борются за счет использования дорогих термостойких сплавов, но в массовом автомобилестроении это не применимо из-за высокой стоимости.

Hybrid Kinetic H600

Решить проблему еще в 50-е годы пытались за счет теплообменников, которые нагревают входящий воздух и охлаждают газы, выходящие из камеры сгорания. Это повышает КПД и бережет турбину, но заметно усложняет конструкцию двигателя. И китайцам надо иметь это в виду.

Есть и другие сложности. В частности, газотурбинным моторам надо значительно больше воздуха, чем поршневым двигателям. Причем воздуха чистого. У самолетов нет с этим проблем. А у машин — есть. Необходимые воздушные фильтры достигают такого размера, что преимущество микротурбин компактности полностью сводится на нет.

Вы, возможно, в курсе, что газотурбинные моторы пробовали применять на серийных танках: советском Т80 и американском «Абрамсе». Военных привлекло сочетание мощности и компактности мотора. Увы, простые танкисты жаловались на необходимость постоянно чистить огромные воздушные фильтры. И на колоссальный расход топлива — тоже.

Наконец, последний недостаток — токсичность. Опять же, это следствие повышенного расхода топлива в промежуточных режимах. Создатели концептов Techrules и особенно Hybrid Kinetic H600 уверяют, что их микротурбины экологичнее поршневых ДВС. Но точных данных пока не приводят.

В любом случае, все показанные гибридные автомобили, использующие подобную технологию — пока лишь концепты и их серийное будущее покрыто туманом. Но согласитесь, звучит заманчиво!

Типы и конструкция авиационных газотурбинных двигателей

Конструкция газотурбинных двигателей

В поршневом двигателе функции впуска, сжатия, сгорания и выпуска выполняются в одной и той же камере сгорания. Следовательно, каждый из них должен иметь исключительную занятость камеры во время соответствующей части цикла сгорания. Существенной особенностью газотурбинного двигателя является то, что каждой функции посвящены отдельные разделы, и все функции выполняются одновременно без перерыва.

Типовой газотурбинный двигатель состоит из:

1. Воздухозаборник,
2. Компрессорная секция,
3. Секция сгорания,
4. Турбинная секция,
5. Выхлопная секция,

, смазки, подачи топлива и вспомогательных целей, таких как защита от обледенения, охлаждение и наддув.

Основные компоненты всех газотурбинных двигателей в основном одинаковы; однако номенклатура составных частей различных двигателей, используемых в настоящее время, немного различается из-за различий в терминологии каждого производителя. Эти различия отражены в соответствующих руководствах по техническому обслуживанию. Одним из важнейших факторов, влияющих на конструктивные особенности любого газотурбинного двигателя, является тип компрессора или компрессоров, для которых предназначен двигатель.

Типы газотурбинных двигателей

Турбинные двигатели классифицируются по типу используемых в них компрессоров. Компрессоры бывают трех типов: центробежные, осевые и центробежно-осевые. Сжатие впускного воздуха достигается в центробежном двигателе за счет ускорения воздуха наружу перпендикулярно продольной оси машины. Осевой двигатель сжимает воздух за счет ряда вращающихся и неподвижных аэродинамических профилей, перемещающих воздух параллельно продольной оси. В конструкции с центробежно-осевым потоком используются оба типа компрессоров для достижения желаемой степени сжатия.

Путь, который проходит воздух через двигатель, и то, как вырабатывается мощность, определяют тип двигателя. Четыре типа газотурбинных двигателей используются для приведения в движение самолетов. Это турбореактивный, турбовентиляторный, турбовинтовой и турбовальный.

Турбореактивный двигатель

Термин «турбореактивный двигатель» использовался для описания любого газотурбинного двигателя, используемого в самолетах. По мере развития технологии газовых турбин эти другие типы двигателей были разработаны, чтобы заменить чисто турбореактивные двигатели. Турбореактивный двигатель был впервые разработан в Германии и Англии до Второй мировой войны и является самым простым из всех реактивных двигателей. У ТРД проблемы с шумом и расходом топлива в диапазоне скоростей, на которых летают авиалайнеры (0,8 Маха). Эти двигатели ограничены по дальности и выносливости и сегодня в основном используются в военной авиации.

Турбореактивный двигатель состоит из четырех секций: компрессора, камеры сгорания, турбинной секции и выхлопной. Секция компрессора пропускает входящий воздух с высокой скоростью в камеру сгорания. Камера сгорания содержит впускное отверстие для топлива и воспламенитель для сжигания. Расширяющийся воздух приводит в движение турбину, соединенную валом с компрессором, поддерживая работу двигателя. Ускоренные выхлопные газы двигателя обеспечивают тягу. Это основное применение сжатия воздуха, воспламенения топливно-воздушной смеси, производства энергии для автономной работы двигателя и выхлопа для движения. [Рисунок 1]

Рисунок 1. ТРД

Преимущества ТРД;

• Относительно простая конструкция
• Возможность очень высоких скоростей
• Занимает мало места

Недостатки ТРД;

• Высокий расход топлива
• Громкий
• Плохая производительность на малых скоростях
• Ограниченная дальность и выносливость

Турбореактивный двигатель

Турбовентиляторный двигатель был разработан, чтобы объединить некоторые из лучших характеристик турбореактивного и турбовинтового двигателей. [Рисунок 2] Турбовентиляторные двигатели предназначены для создания дополнительной тяги за счет отклонения вторичного воздушного потока вокруг камеры сгорания.

Итак, почти все авиалайнеры используют турбореактивный двигатель. Он был разработан для вращения большого вентилятора или набора вентиляторов в передней части двигателя и обеспечивает около 80 процентов тяги двигателя. Этот двигатель был тише и имел лучший расход топлива в этом диапазоне оборотов. Турбовентиляторные двигатели имеют более одного вала в двигателе; многие из них двухвальные двигатели. Это означает, что есть компрессор и турбина, которая его приводит в движение, и еще один компрессор и турбина, которые его приводят. В этих двигателях с двумя валами используются два золотника (золотник — это компрессор, а вал и турбины — это привод этого компрессора). В двухзолотниковом двигателе есть золотник высокого давления и золотник низкого давления. Золотник низкого давления обычно содержит вентилятор (вентиляторы) и ступени турбины, необходимые для их привода. Золотник высокого давления представляет собой компрессор высокого давления, вал и турбины. Эта катушка составляет ядро ​​​​двигателя, и здесь находится секция сгорания. Золотник высокого давления также называют газогенератором, поскольку он содержит секцию сгорания.

Турбовентиляторные двигатели могут быть с малой двухконтурностью или с высокой степенью двухконтурности. Количество воздуха, проходящего через сердцевину двигателя, определяет степень двухконтурности. Как видно на рисунке, воздух, обычно приводимый в движение вентилятором, не проходит через внутреннее рабочее ядро ​​двигателя. Величина воздушного потока в фунтах/сек от байпаса вентилятора до основного потока двигателя является коэффициентом байпаса.

Некоторые турбовентиляторные двигатели с малой двухконтурностью используются в диапазонах скоростей свыше 0,8 Маха (военные самолеты). В этих двигателях используются форсажные камеры или форсажные камеры для увеличения тяги. Добавляя больше топливных форсунок и держатель пламени в выхлопную систему, можно распылять и сжигать дополнительное топливо, что может дать значительное увеличение тяги на короткое время.

В турбовентиляторных двигателях используются две разные конструкции выхлопных патрубков. Воздух, выходящий из вентилятора, может быть направлен за борт через отдельное сопло вентилятора [Рисунок 2] или может быть направлен вдоль внешнего корпуса базового двигателя для выпуска через смешанное сопло (выхлоп ядра и вентилятора вместе). Вентиляторный воздух либо смешивается с отработавшими газами перед выбросом (смесительное или общее сопло), либо поступает непосредственно в атмосферу без предварительного смешения (раздельное сопло). Турбореактивные двигатели являются наиболее широко используемыми газотурбинными двигателями для воздушных транспортных самолетов. ТРДД представляет собой компромисс между хорошей эксплуатационной эффективностью и высокой тягой турбовинтового двигателя и высокой скоростью и высотностью турбореактивного двигателя.

Преимущества ТРДД;

• Топливная экономичность
• Тише турбореактивных двигателей
• Выглядят потрясающе

Недостатки ТРДД;

• Heavier than turbojets
• Larger frontal area than turbojets
• Inefficient at very high altitudes

Turboprop

Between 1939 and 1942, a Hungarian designer, Gyorgy Jendrassik designed the first turboprop engine. Однако эта конструкция не была реализована в реальном самолете до тех пор, пока Rolls Royce не переоборудовал Derwint II в RB50 Trent, который поднялся в воздух 20 сентября 1919 года. 45 как первый турбовинтовой реактивный двигатель.

Турбовинтовой (ТРД) двигатель представляет собой комбинацию газотурбинного двигателя, редуктора и воздушного винта. [Рисунок 3] Турбовинтовые двигатели — это, по сути, газотурбинные двигатели, которые имеют компрессор, камеру (камеры) сгорания, турбину и выхлопное сопло (газогенератор), все из которых работают так же, как и любой другой газовый двигатель. Однако разница в том, что турбина турбовинтового двигателя обычно имеет дополнительные ступени для извлечения энергии для привода воздушного винта. Помимо работы компрессора и вспомогательного оборудования, турбовинтовая турбина передает увеличенную мощность вперед через вал и зубчатую передачу для привода гребного винта. Повышенная мощность создается выхлопными газами, проходящими через дополнительные ступени турбины.

Турбовинтовой двигатель представляет собой газотурбинный двигатель, приводящий в движение воздушный винт через редуктор. Выхлопные газы приводят в действие силовую турбину, соединенную валом, который приводит в движение узел редуктора. Понижающая передача необходима в турбовинтовых двигателях, потому что оптимальные характеристики воздушного винта достигаются на гораздо более низких скоростях, чем рабочие обороты двигателя. Турбовинтовые двигатели представляют собой компромисс между турбореактивными двигателями и поршневыми силовыми установками. Турбовинтовые двигатели наиболее эффективны на скорости от 250 до 400 миль в час и на высоте от 18 000 до 30 000 футов. Они также хорошо работают на низких скоростях полета, необходимых для взлета и посадки, и экономят топливо. Минимальный удельный расход топлива турбовинтового двигателя обычно достигается в диапазоне высот от 25 000 футов до тропопаузы. Приблизительно 80–85 % энергии, развиваемой газотурбинным двигателем, используется для привода гребного винта. Остальная часть доступной энергии выходит из выхлопа в виде тяги. Если сложить мощность, развиваемую валом двигателя, и мощность выходной тяги, то получится эквивалентная мощность на валу. [Рисунок 4]

В некоторых двигателях используется многороторная турбина с соосными валами для независимого привода компрессора и воздушного винта. Хотя на этой иллюстрации используются три турбины, целых пять ступеней турбины используются для приведения в действие двух элементов ротора, воздушного винта и вспомогательного оборудования.

Выхлопные газы также способствуют выходной мощности двигателя за счет создания тяги, хотя количество энергии, доступной для тяги, значительно снижается. Используются два основных типа турбовинтовых двигателей: фиксированная турбина и свободная турбина. Неподвижная турбина имеет механическую связь от газогенератора (ГТД) к редуктору и гребному винту. Свободная турбина имеет только воздушную связь от газогенератора к силовым турбинам. Механической связи от воздушного винта к газотурбинному двигателю (газогенератору) нет.

Поскольку основные компоненты обычных газотурбинных и турбовинтовых двигателей незначительно отличаются только конструктивными особенностями, должно быть довольно просто применить полученные знания об основах газовой турбины к турбовинтовым двигателям.

Типовой турбовинтовой двигатель можно разделить на следующие узлы:

1. Блок силовой части — содержит обычные основные компоненты газотурбинного двигателя (т. е. компрессор, камеру сгорания, турбину и выхлопные секции).
2. Редуктор или редуктор в сборе — содержит секции, уникальные для турбовинтовых конфигураций.
3. Узел крутящего момента — передает крутящий момент от двигателя к коробке передач редуктора.
4. Корпус привода вспомогательных агрегатов в сборе — установлен на нижней части корпуса воздухозаборника компрессора. Он включает в себя необходимые зубчатые передачи для приведения в движение всех вспомогательных агрегатов силовой секции с их правильными оборотами в зависимости от оборотов двигателя.

У каждой системы есть свои преимущества и недостатки, при этом используемая система обычно определяется корпусом самолета.

Преимущества турбовинтового двигателя;

• Очень экономичный
• Наиболее эффективный на средней скорости 250-400 узлов
• Наиболее эффективный на средней высоте 18 000-30 000 футов

Недостатки турбовинтового двигателя;

• Ограниченная скорость полета вперед
• Системы редуктора тяжелые и могут сломаться

Турбовальный двигатель

Четвертый распространенный тип реактивного двигателя — турбовальный. [Рисунок 5] Он передает мощность на вал, который приводит в движение что-то другое, кроме гребного винта. Самая большая разница между турбореактивным и турбовальным двигателем заключается в том, что в турбовальном двигателе большая часть энергии, вырабатываемой расширяющимися газами, используется для привода турбины, а не для создания тяги. Многие вертолеты используют турбовальный газотурбинный двигатель. Кроме того, турбовальные двигатели широко используются в качестве вспомогательных силовых установок на больших самолетах. Первый турбовальный двигатель был построен французской фирмой Turbomeca в 1919 г.Рис. 5. Турбовальный двигатель бортовая вспомогательная силовая установка (ВСУ). ВСУ используется на самолетах с турбинными двигателями для обеспечения электроэнергией и отбора воздуха на земле, а также в качестве резервного генератора в полете. Турбовальные двигатели могут быть самых разных стилей, форм и диапазонов мощности.

Преимущества турбовального двигателя;

• Гораздо более высокое отношение мощности к весу, чем у поршневых двигателей
• Обычно меньше, чем у поршневых двигателей

Недостатки турбовального двигателя;

• Громкий
• Системы зубчатых передач, соединенные с валом, могут быть сложными и ломаться

СВЯЗАННЫЕ ПОСТЫ

газотурбинный двигатель | Британика

Заголовок

См. все СМИ

Связанные темы:

газотурбинный двигатель открытого цикла
пожарная турбина
Цикл Брайтона
коптильня
двигатель с регулируемым циклом

См. всю соответствующую информацию →

газотурбинный двигатель , любой двигатель внутреннего сгорания, использующий газ в качестве рабочего тела, используемого для вращения турбины. Этот термин также обычно используется для описания полного двигателя внутреннего сгорания, состоящего как минимум из компрессора, камеры сгорания и турбины.

Общие характеристики

Полезную работу или тягу можно получить от газотурбинного двигателя. Он может приводить в действие генератор, насос или воздушный винт или, в случае чисто реактивного авиационного двигателя, развивать тягу за счет ускорения потока выхлопных газов турбины через сопло. Большое количество энергии может быть произведено таким двигателем, который при той же мощности намного меньше и легче, чем поршневой двигатель внутреннего сгорания. Поршневые двигатели зависят от движения поршня вверх и вниз, которое затем должно быть преобразовано во вращательное движение с помощью коленчатого вала, тогда как газовая турбина напрямую передает мощность вращения вала. Хотя концептуально газотурбинный двигатель представляет собой простое устройство, компоненты эффективной установки должны быть тщательно спроектированы и изготовлены из дорогостоящих материалов из-за высоких температур и напряжений, возникающих в процессе эксплуатации. Таким образом, установки газотурбинных двигателей обычно ограничиваются крупными установками, где они становятся рентабельными.

Циклы газотурбинного двигателя

Большинство газовых турбин работают по открытому циклу, в котором воздух забирается из атмосферы, сжимается в центробежном или осевом компрессоре и затем подается в камеру сгорания. Здесь топливо добавляется и сжигается при практически постоянном давлении с частью воздуха. Дополнительный сжатый воздух, который проходит вокруг секции горения, а затем смешивается с очень горячими дымовыми газами, требуется для поддержания достаточно низкой температуры на выходе из камеры сгорания (фактически на входе в турбину), чтобы турбина могла работать непрерывно. Если блок должен производить мощность на валу, продукты сгорания (в основном воздух) расширяются в турбине до атмосферного давления. Большая часть мощности турбины требуется для работы компрессора; только остаток доступен для подачи работы вала к генератору, насосу или другому устройству. В реактивном двигателе турбина спроектирована так, чтобы обеспечить мощность, достаточную для привода компрессора и вспомогательных устройств. Затем поток газа выходит из турбины при промежуточном давлении (выше местного атмосферного давления) и подается через сопло для создания тяги.

Сначала рассматривается идеализированный газотурбинный двигатель, работающий без потерь по этому простому циклу Брайтона. Если, например, воздух поступает в компрессор при температуре 15 ° C и атмосферном давлении и сжимается до одного мегапаскаля, он затем поглощает тепло от топлива при постоянном давлении до тех пор, пока температура не достигнет 1100 ° C, прежде чем расширяться через турбину обратно в атмосферное. давление. Для этого идеализированного устройства потребуется мощность турбины 1,68 киловатта на каждый киловатт полезной мощности, при этом 0,68 киловатта поглощается для привода компрессора. Тепловой КПД агрегата (чистая произведенная работа, деленная на энергию, добавленную за счет топлива) составит 48 процентов.

Викторина «Британника»

Энергия и ископаемое топливо

От ископаемого топлива и солнечной энергии до электрических чудес Томаса Эдисона и Николы Теслы — мир живет за счет энергии. Используйте свои природные ресурсы и проверьте свои знания об энергии в этой викторине.

Фактическая производительность простого открытого цикла

Если для агрегата, работающего в пределах одного и того же давления и температуры, компрессор и турбина имеют КПД только 80% (, т. е. , работа идеального компрессора равна 0,8-кратной фактической работе, а фактическая мощность турбины — 0,8-кратной фактической идеальный выход), ситуация резко меняется, даже если все остальные компоненты остаются идеальными. На каждый произведенный киловатт полезной мощности турбина теперь должна производить 2,71 киловатта, а работа компрессора становится равной 1,71 киловатта. Тепловой КПД падает до 25,9.процент. Это иллюстрирует важность высокоэффективных компрессоров и турбин. Исторически сложилось так, что разработка эффективных компрессоров была труднее, чем эффективные турбины, что задержало разработку газотурбинного двигателя. Современные агрегаты могут иметь КПД компрессора 86–88 процентов и КПД турбины 88–90 процентов при проектных условиях.

Эффективность и выходная мощность могут быть увеличены за счет повышения температуры на входе в турбину. Однако все материалы теряют прочность при очень высоких температурах, а поскольку лопатки турбин движутся с высокими скоростями и подвергаются сильным центробежным нагрузкам, температура на входе в турбину выше 1100°C требует специального охлаждения лопаток. Можно показать, что для каждой максимальной температуры на входе в турбину существует оптимальная степень повышения давления. Современные авиационные ГТУ с охлаждением лопаток работают при температуре на входе в турбину выше 1370°С и степени повышения давления около 30:1.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Промежуточное охлаждение, подогрев и регенерация

В авиационных газотурбинных двигателях необходимо обращать внимание на массу и размер диаметра. Это не позволяет добавлять дополнительное оборудование для повышения производительности. Соответственно, двигатели коммерческих самолетов работают по идеализированному выше простому циклу Брайтона. Эти ограничения не распространяются на стационарные газовые турбины, в которые могут быть добавлены компоненты для повышения эффективности. Улучшения могут включать (1) снижение работы сжатия за счет промежуточного охлаждения, (2) увеличение мощности турбины за счет повторного нагрева после частичного расширения или (3) снижение расхода топлива за счет регенерации.

Первое усовершенствование предполагает сжатие воздуха при почти постоянной температуре. Хотя на практике этого достичь невозможно, это можно приблизить к промежуточному охлаждению (, т. е. , сжимая воздух в два или более этапа и охлаждая его водой между этапами до исходной температуры). Охлаждение уменьшает объем обрабатываемого воздуха, а вместе с ним и необходимую работу сжатия.

Второе усовершенствование включает повторный нагрев воздуха после частичного расширения через турбину высокого давления во втором наборе камер сгорания перед подачей его в турбину низкого давления для окончательного расширения. Этот процесс аналогичен повторному нагреву, используемому в паровой турбине.

Оба подхода требуют значительного дополнительного оборудования и используются реже, чем третье усовершенствование. Здесь горячие выхлопные газы турбины проходят через теплообменник или регенератор для повышения температуры воздуха, выходящего из компрессора перед сгоранием. Это уменьшает количество топлива, необходимое для достижения желаемой температуры на входе в турбину. Однако повышение эффективности связано с большим увеличением первоначальных затрат и будет экономически выгодным только для агрегатов, которые работают почти непрерывно.

Техник по газовым турбинам самолетов, сертификат, полный рабочий день — BCIT

Сертификат, полный рабочий день Школа транспорта

Подать заявку сейчас
Свяжитесь с нами

Обзор

Доставка: смешанный. Смотрите подробности.

Техники по газотурбинным (реактивным) двигателям несут ответственность за проверку и ремонт двигателей в соответствии с точными авиационными стандартами и правилами. Это сложная профессия, требующая высокой степени ответственности и мастерства, которая включает в себя:

• ремонт и капитальный ремонт газотурбинных двигателей
• ремонт газотурбинных двигателей
• Балансировка узлов и агрегатов газотурбинных двигателей
• испытание и устранение неисправностей газотурбинных двигателей
• Проверка узлов и агрегатов газотурбинных двигателей.

Квалифицированные технические специалисты имеют много возможностей для повышения квалификации и продолжения карьеры.

Эта программа была разработана BCIT, Канадским советом по авиации и аэрокосмической отрасли (CCAA) и индустрией капитального ремонта газотурбинных двигателей. Он был разработан для удовлетворения потребностей отрасли в базовом обучении и сертификации технических специалистов. Успешное завершение этой программы, а также опыт работы, зарегистрированный и подтвержденный в личном журнале, могут претендовать на национальную сертификацию от CCAA.

Программа

Эта программа для авиационных газотурбинных техник состоит из 38 недель очного обучения. Приблизительно 40 процентов дня уходит на теоретические обсуждения в классе, за которыми следуют практические занятия в мастерских и ангаре, расположенных в современном кампусе аэрокосмических технологий BCIT. Вам предоставляется доступ к широкому спектру газотурбинных двигателей, широкое использование специализированного инструмента для двигателей и высококвалифицированные инструкторы, чтобы помочь вам стать опытным техническим специалистом, способным проверять и ремонтировать современные сложные газотурбинные двигатели.

Вступительные требования

Обработка заявлений

Заявления принимаются в течение всего года.

Вступительные требования

Кандидаты должны соответствовать всем вступительным требованиям и будут приняты на основе первой квалификации, пока есть места. Когда доступные наборы заполнены, квалифицированные кандидаты помещаются в список ожидания.

Кандидаты должны соответствовать всем вступительным требованиям, прежде чем подавать заявку на участие в этой программе. Если вы не уверены или не соответствуете требованиям, мы настоятельно рекомендуем вам пройти все применимые оценки входа в сделку перед подачей заявки.

• Английский язык: два года обучения на английском языке в англоязычной стране с один из следующего:
  • Изучение английского языка 12 (50%) или
  • Первые английские народы 12 (50%) или
  • Приемлемый эквивалентный курс средней школы или
  • 3,0 кредита послесреднего английского языка, гуманитарных или социальных наук (50%) в признанном учебном заведении или
  • BCIT English Trades Entry Assessment (для абитуриентов, имеющих двухлетнее образование
    только в англоязычной стране)

  Что делать, если я не соответствую этим требованиям английского языка?

• Математика: один из следующих:
  • Предварительный расчет 11 (60%) или
  • Основы математики 11 (60%) или
  • Математика на рабочем месте 11 (60%) или
  • Другие приемлемые курсы Британской Колумбии и Юкона или
  • Оценка входа в математические сделки BCIT

• BCIT Mechanical Reasoning Trades Entry Assessment

Узнайте больше о том, как выполнить вступительные требования BCIT

Рекомендуется для успешной работы

• Составление
• Общая механика 11, или Автомобильная механика 11, или Техническое образование 11, или Физика 11
• Сложные процедуры разборки и сборки требуют хорошей ловкости рук и механического мышления
• Широкое использование технических руководств требует хороших навыков понимания прочитанного
• Хорошее цветовое зрение
• Интерес к механике

Международные заявители

Эта программа доступна для иностранных заявителей. Перед началом программы требуется действительное разрешение на учебу.

Подать заявление на участие в программе

Чтобы подать заявление:

• Приложите подтверждение выполнения всех вступительных требований.
• Преобразование всех расшифровок и вспомогательных документов в файлы PDF.
• Приготовьте кредитную карту для оплаты регистрационного сбора.

Узнайте больше о том, как подать заявку

Плановый прием

Ежегодно в августе.

*Запланированные наборы могут быть изменены

myCommunication

В течение двух рабочих дней после подачи заполненного заявления BCIT отправит сообщение на ваш личный и myBCIT адреса электронной почты. Вся корреспонденция, касающаяся вашего заявления, будет размещаться в вашей онлайн-учетной записи myCommunication по адресу my.bcit.ca. Мы отправим вам электронное письмо, когда будет опубликовано новое сообщение. Важно следить за этими электронными письмами или регулярно проверять свою учетную запись в Интернете.

Вы можете рассчитывать на получение сообщения о статусе вашего заявления в течение четырех недель.

Расходы и расходные материалы

Плата за обучение

Суммы платы за обучение см. на страницах «Полная занятость и оплата»:

• Домашнее обучение по очным программам
• Международное обучение по очным программам

Книги и расходные материалы

1362 доллара США для местных и иностранных студентов.
(общая сметная стоимость, возможны изменения)

Финансовая помощь

Финансовая помощь может быть доступна для этой программы. Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь со Студенческой финансовой помощью и наградами.

Курсы

Учебные часы

08:00–15:30, с понедельника по пятницу

Матрица программы

Переводной кредит

У вас есть кредиты из другой высшей школы Британской Колумбии/Юкона? Хотите знать, переходят ли они на курсы здесь, в BCIT? Ознакомьтесь с базой данных эквивалентности трансферов BCIT, чтобы узнать об этом.

Детали программы

Продолжительность программы

38 недель, полный рабочий день

Оценка

Минимальный проходной балл по курсу составляет 70%. Каждый курс состоит из теоретического и практического компонентов, и оба компонента должны быть пройдены на 70%. В официальной стенограмме будет указано среднее значение обеих оценок с U или F (неудовлетворительно или неудовлетворительно), если какой-либо компонент не сдан.

Невыполнение курса и продолжение программы
Если вы не прошли курс в течение семестра, вы можете повторно зарегистрироваться, чтобы повторить курс. Однако, если ваша вторая попытка не увенчается успехом, вам будет запрещено продлевать семестр, и вы должны будете получить одобрение заместителя декана, чтобы быть повторно принятым в программу.

Доставка программы

Смешанная: Эта программа проводится частично в кампусе и частично онлайн.

Место проведения программы

Кампус аэрокосмических технологий
3800 Cessna Drive
Ричмонд, Британская Колумбия

Политика посещаемости для авиации

Правила посещаемости для всех авиационных программ отличаются от других программ BCIT и регулируются Министерством транспорта Канады и/или Канадским авиационным советом.

Выпускники и работа

Возможности трудоустройства

Мужчины и женщины, выбравшие эту карьеру, находят работу в мастерских электростанций крупных авиакомпаний, а также в мастерских по ремонту и капитальному ремонту производителей двигателей и независимых владельцев по всей Канаде.

Результаты трудоустройства выпускников

В отчете об успеваемости студентов BCIT представлены сводные результаты ежегодного опроса бывших студентов, проводимого BC Stats через один-два года после выпуска. Эти отчеты объединяют доступные результаты за последние три года за 2019 г.-Опросы результатов BCIT за 2021 год среди выпускников 2018–2020 годов и выпускников 2017–2019 годов. Отчеты организованы в виде трехстраничных резюме, содержащих информацию об опыте выпускников на рынке труда и мнениях об их образовании. Более подробную информацию можно получить на веб-сайте BC Student Outcomes.

Для просмотра этих результатов может потребоваться установить Adobe Acrobat Reader в веб-браузере.

• Техник по газовым турбинам

Свяжитесь с нами

Вопросы или комментарии?

Подписаться

Подпишитесь, чтобы получать обновления, приглашения на мероприятия и информацию о BCIT и вашей программе.

Мы обещаем не спамить вас, мы не будем передавать вашу личную информацию, и вы можете отказаться от подписки в любое время.

Программы и курсы могут быть изменены без предварительного уведомления.

Что такое газотурбинный двигатель?

Газотурбинный двигатель — это специально разработанная машина, которую часто называют « Газовая турбина ». В некоторых случаях он идентифицируется как « Турбина внутреннего сгорания ».

Этот тип двигателя часто классифицируют как «Двигатель внутреннего сгорания» из-за того, что сгорание с участием топлива агрегата происходит при смешивании с ним особого типа окислителя в тщательно спроектированной камере сгорания. Эта камера считается очень важной частью схемы, обеспечивающей функциональность двигателя в целом.

Некоторые из наиболее важных частей газотурбинного двигателя включают вращающийся компрессор, который течет вверх по потоку, турбину, которая течет вниз по потоку, и вышеупомянутую камеру сгорания. Как и в большинстве двигателей в современном мире, газотурбинный двигатель представляет собой особый тип машинного агрегата, способный успешно преобразовывать энергию в тип механического движения с целью и намерением обеспечить мощность и/или функциональность специального устройства, такого как вертолеты , относительно небольшие силовые установки, реактивные двигатели и танки.

Чтобы запросить дополнительную информацию об Aviation & Marketing International , нажмите здесь!

Как работает газотурбинный двигатель?

В газотурбинном двигателе энергия создается и добавляется в поток газа, который присутствует внутри компонента двигателя, известного как « Камера сгорания ». Именно в этой области происходит тщательное перемешивание компонентов воздуха и топлива. Когда эта смесь успешна, она воспламеняется.

Слишком высокое давление в камере сгорания. В результате топливо подвергается более высоким уровням сгорания, а общая температура деталей газотурбинного двигателя резко возрастает.

Как только температура в двигателе повышается, смесь нагнетается в то, что называется « Секция турбины ». Именно в этот момент поток газа начинает двигаться в больших объемах и с исключительно высокой скоростью. Затем он перемещается к специально разработанному соплу, которое выбрасывает жидкую смесь через лопасти, расположенные на двигателе. Эти специальные детали газотурбинного двигателя затем вращаются, что приводит к передаче мощности на компрессор. В конце концов давление газа, выбрасываемого из выхлопных газов, и общая температура газотурбинного двигателя снижаются.

Чем отличаются газотурбинные двигатели от стандартных двигателей?

По сравнению со стандартным двигателем, который приводится в действие с помощью поршней специальной конструкции, газотурбинный двигатель считается исключительно простым в эксплуатации, хотя и более мощным по мощности. Он считается более простым, поскольку из всех частей двигателя есть только одна основная часть, которая считается движущейся частью и находится в секции, которая управляет преобразованием мощности агрегата. Поршневые двигатели, с другой стороны, включают в себя десятки отдельных движущихся частей и элементов.

При оценке деталей газотурбинного двигателя вы заметите, что он имеет центральный компонент вала, который включает в себя турбину специальной конструкции на конце, выпускающем выхлопные газы, и вентилятор специальной конструкции, отвечающий за сжатие двигателя на конце, на который ссылаются механики. как « Впуск ».

Преимущества газотурбинного двигателя    

По словам механиков и специалистов по газотурбинным двигателям, этот конкретный двигатель обладает многочисленными преимуществами. К ним относятся, но не ограничиваются следующим:

• Эти двигатели разработаны для оптимальной работы при более низком давлении во время работы.
• Детали двигателя считаются оптимальными для работы на высотах, которые считаются высокими. Вот почему многие типы самолетов используют эти двигатели.
• Скорости двигателей могут работать на более высоких скоростях, чем стандартные поршневые двигатели.
• С этими двигателями связано гораздо меньше компонентов, что означает, что их легче обслуживать и ремонтировать.
• Детали двигателя, содержащиеся в этих типах двигателей, имеют более высокий показатель успеха, когда речь идет о внутренней смазке.

Турбинные двигатели

• способны выдерживать большой вес, обеспечивая при этом высокий уровень мощности транспортных средств и судов, на которых они используются.

КОГДА ВЫ ДУМАЕТЕ

TFE731
ДУМАЕТЕ AMI

В Aviation & Marketing International мы храним один из самых больших вариантов деталей газотурбинного двигателя TFE731 . Имея на складе более 60 000 деталей, мы можем с гордостью сказать, что являемся универсальным магазином для всех деталей, технического обслуживания и обслуживания TFE731. Хотя шансы на то, что у нас не будет нужных вам деталей, невелики, если случайно у нас их нет, мы вполне способны передать вам эту конкретную деталь двигателя TFE731 , что сэкономит вам время и нервы.
ПОИСК ЗАПЧАСТЕЙ TFE731

Использование газотурбинного двигателя

Сегодня в транспортных средствах и судах используется множество газотурбинных двигателей. Ниже приведены некоторые примеры транспортных средств и/или судов с газотурбинным двигателем:

• Ayres Thrush Сельскохозяйственный самолет
• Цессна Скаймастер
• Mitsubishi MU-2 из Японии
• Гаррет TPE331
• Британские железные дороги 18000
• Ровер JET1 1950 года
• МТТ Турбина СУПЕРБАЙК
• Танк Пантера
• JetTrain компании Bombardier
• Моторный артиллерийский катер Королевского флота

Турбинные двигатели считаются исключительно популярными среди производителей крупных транспортных средств и/или судов. Эти двигатели популярны из-за их упрощенной конструкции и чрезмерного отношения мощности к весу. Детали газотурбинного двигателя помогают оптимизировать массовый воздушный поток агрегата, повышая давление и/или сгорание в системе, регулируют как внутреннюю, так и внешнюю температуру, связанную с двигателями, а затем помогают повысить общую эффективность, связанную с работой. двигателя.

Из-за этих фактов двигатель считается оптимальным выбором для приведения в движение тяжелых судов и транспортных средств, требующих большой мощности.

Хотите купить турбинный двигатель TFE731? Проверьте наш инвентарь!

Авиационные двигатели — Sky Team Aviation

Авиадвигатель — это компонент силовой установки самолета, генерирующий механическую энергию. Авиадвигатели почти всегда представляют собой легкие поршневые двигатели или газовые турбины 9.0005

Поршневой двигатель — это двигатель внутреннего сгорания. Поршневой двигатель преобразует химическую энергию в виде нефтяного топлива в механическую энергию посредством тепла и может быть назван тепловым двигателем. Рабочей средой является воздух, который способен изменять объем и давление при воздействии на него повышения температуры, вызванного сгоранием топлива.

Рабочий цикл из четырех ходов поршня: впуск, сжатие, рабочий и выпускной. Это известно как четырехтактный цикл. Цикл носит прерывистый характер; каждый штрих отличается и отделен от других. Во время каждого цикла поршень совершает возвратно-поступательное движение внутри трубы, называемой гильзой цилиндра. Коленчатый вал преобразует это прямолинейное движение во вращательное движение. За один четырехтактный цикл коленчатый вал делает два полных оборота

Выходная мощность одноцилиндрового двигателя зависит от трех факторов:

• Масса топливно-воздушной смеси, взятой за
• Степень сжатия смеси
• Количество рабочих/рабочих тактов в минуту всасываемая смесь зависит от размера цилиндра. Детонация ограничивает степень сжатия. Прочность материалов, используемых в конструкции двигателя, ограничивает частоту вращения коленчатого вала. Поскольку вес движущихся частей увеличивается непропорционально увеличению размера двигателя, чем больше используемый цилиндр, тем ниже максимальная безопасная частота вращения двигателя.

  Газовая турбина, также называемая турбиной внутреннего сгорания, представляет собой двигатель внутреннего сгорания непрерывного действия. Есть три основных компонента:

  1. Вращающийся газовый компрессор выше по потоку;
  2. Нижняя турбина на том же валу;
  3. Камера сгорания или зона, называемая камерой сгорания, расположенная между 1. и 2. выше.

  Четвертый компонент часто используется для повышения эффективности (турбовинтовой двигатель, турбовентилятор), для преобразования мощности в механическую или электрическую форму (турбинный вал, электрический генератор) или для достижения большего отношения мощности к массе/объему (форсажная камера).

  В основе работы газовой турбины лежит цикл Брайтона с воздухом в качестве рабочего тела. Свежий атмосферный воздух проходит через компрессор, который доводит его до более высокого давления. Затем энергия добавляется путем распыления топлива в воздух и его воспламенения, так что при сгорании образуется высокотемпературный поток. Этот высокотемпературный газ высокого давления поступает в турбину, где он расширяется до давления выхлопа, производя при этом работу вала. Работа вала турбины используется для привода компрессора; энергия, которая не используется для работы вала, выходит в выхлопных газах, которые создают тягу. Назначение газовой турбины определяет конструкцию таким образом, чтобы было достигнуто наиболее желательное разделение энергии между тягой и работой вала. Четвертый этап цикла Брайтона (охлаждение рабочего тела) опущен, поскольку газовые турбины представляют собой открытые системы, в которых снова не используется тот же воздух.

  В настоящей газовой турбине механическая энергия необратимо (из-за внутреннего трения и турбулентности) преобразуется в энергию давления и тепловую энергию при сжатии газа (в центробежном или осевом компрессоре). Тепло добавляется в камеру сгорания и удельный объем газа увеличивается, что сопровождается небольшой потерей давления. При расширении через каналы статора и ротора в турбине вновь происходит необратимое преобразование энергии. Вместо отвода тепла поступает свежий воздух.

  Если к двигателю добавлена ​​силовая турбина для привода промышленного генератора или ротора вертолета, давление на выходе будет максимально близким к давлению на входе, а энергии будет достаточно только для преодоления потерь давления в выхлопном канале и вытеснения выхлоп. Для турбовинтового двигателя будет особый баланс между мощностью винта и реактивной тягой, обеспечивающий наиболее экономичную работу. В реактивном двигателе из потока извлекается только достаточное давление и энергия для приведения в действие компрессора и других компонентов. Остальные газы высокого давления ускоряются, чтобы создать струю для движения самолета.

  Чем меньше двигатель, тем выше должна быть скорость вращения вала(ов) для достижения требуемой скорости вращения лопастей. Скорость конца лопатки определяет максимальное соотношение давлений, которое может быть достигнуто турбиной и компрессором. Это, в свою очередь, ограничивает максимальную мощность и КПД, которые может получить двигатель. Чтобы скорость острия оставалась постоянной, если диаметр ротора уменьшить вдвое, скорость вращения должна удвоиться. Например, большие реактивные двигатели работают со скоростью около 10 000 об/мин, а микротурбины вращаются со скоростью 500 000 об/мин.

  Все газотурбинные двигатели должны иметь белую спиральную линию на ступице вентилятора компрессора, которая служит для различных целей на земле и в воздухе. работает и поэтому держится на безопасном расстоянии

  В воздухе птицы могут обнаружить белую линию и считать ее другой птицей, которая заставляет птицу улетать от двигателя, избегая столкновения с птицей

  4 ведущих производителя двигателей за последние 20 лет лет

  1- General Electric USA

  2-Pratt and Whitney USA

  3-Rolls Royce UK

  4- Northrop Grumman USA

  5-lycoming USA

  птица и воздушное судно, находящееся в полете или выполняющее взлет или посадку. Этот термин часто расширяют, чтобы охватить другие столкновения с дикими животными — с летучими мышами или наземными животными.

  Столкновение с птицей является обычным явлением и может представлять серьезную угрозу безопасности воздушного судна. Для небольших самолетов могут быть нанесены значительные повреждения конструкции самолета, и все самолеты, особенно самолеты с реактивными двигателями, подвержены потере тяги, которая может возникнуть в результате попадания птиц в воздухозаборники двигателей. Это привело к ряду несчастных случаев со смертельным исходом.

  Столкновения с птицами могут происходить на любом этапе полета, но наиболее вероятны на этапах взлета, начального набора высоты, захода на посадку и посадки из-за большего количества птиц в полете на более низких высотах. Поскольку большинство птиц летают в основном днем, большинство столкновений с птицами происходит и в светлое время суток.

  Характер повреждений воздушных судов от столкновений с птицами, которые достаточно значительны, чтобы создать высокий риск для продолжения безопасного полета, различается в зависимости от размера воздушных судов. Небольшие винтовые самолеты, скорее всего, испытают опасные последствия ударов в виде структурных повреждений, таких как пробивание ветровых стекол кабины экипажа или повреждение поверхностей управления или хвостового оперения. Более крупные самолеты с реактивными двигателями, скорее всего, испытают опасные последствия ударов как последствия проглатывания двигателя. Частичная или полная потеря управления может быть вторичным результатом либо удара о конструкцию небольшого самолета, либо проглатывания большого реактивного двигателя самолета. Потеря функции пилотажных приборов может быть вызвана воздействием ударов на воздухозаборники статической системы Пито, что может привести к ошибочным показаниям зависимых приборов.

  Полный отказ двигателя или серьезная потеря мощности, даже только на одном двигателе, могут иметь решающее значение на этапе взлета для самолетов, которые не сертифицированы по стандартам «Производительность А». Попадание птиц в один или несколько двигателей происходит нечасто, но может быть результатом проникновения большой стаи птиц среднего размера или встречи с небольшим количеством очень крупных птиц.

  В некоторых случаях, особенно с небольшими самолетами и вертолетами с неподвижным крылом, пробивание лобового стекла может привести к травмам пилотов или других лиц на борту, а иногда и к потере управления. (См. изображения внизу этой статьи.)

  Хотя столкновение с птицей на большой высоте с герметизированным самолетом происходит относительно редко, оно может привести к структурным повреждениям корпуса самолета, что, в свою очередь, может привести к быстрой разгерметизации. Более вероятной причиной затруднений является повреждение шасси в полете при ударе, что может привести к достаточной неисправности тормозов или систем рулевого управления передней опорой, что вызовет проблемы с управлением по курсу во время последующего посадочного пробега. Относительно частым, но предотвратимым значительным последствием столкновения с птицей при взлете является отклонение решения о взлете, которое либо принимается после V ₁  или за которым следует запоздалый или неполный ответ, который приводит к выезду за пределы взлетно-посадочной полосы в конце взлетно-посадочной полосы.

  Курсы PDH онлайн. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

  «Мне нравится широта ваших курсов HVAC; не только экологические курсы или курсы по энергосбережению

  .»

   

   

  Рассел Бейли, ЧП

  Нью-Йорк

  «Это укрепило мои текущие знания и научило меня еще нескольким новым вещам

  для разоблачения меня новым источникам

  Информации. «

  Стивен Дер Дедук, P.E.

  New Jersey

  676″. Я многому научился, и они

  очень быстро отвечали на вопросы.

  Это было на высшем уровне. Буду использовать

  снова. Спасибо.»

  Блэр Хейворд, ЧП

  Альберта, Канада

  «Веб-сайт прост в использовании. Хорошо организован. Я действительно буду пользоваться вашими услугами снова.

   

  Рой Пфлейдерер, ЧП

  Нью-Йорк

  «Справочный материал был превосходным, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что уже знаком

  С деталями аварии Канзаса

  City Hyatt Apparking. «

  Майкл Морган, P.E.

  Texas

  6″ I действительно, как и вам. Мне нравится, что я могу просмотреть текст перед покупкой. Я нашел класс

  информативным и полезным

  в моей работе.»0005

  «У вас отличный выбор курсов и очень информативные статьи. Вы

  — лучшее, что я нашел.»

   

   

  Рассел Смит, ЧП

  Pennsylvania

  «Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко заработать PDH, предоставляя время для просмотра

  материала».

   

  Хесус Сьерра, ЧП

  Калифорния

  «Спасибо, что разрешили мне просматривать неправильные ответы. На самом деле,

  человек узнает больше

  из неудач.»

   

  Джон Скондрас, ЧП

  Pennsylvania

  «Курс был хорошо составлен, и использование тематических исследований является эффективным способом обучения. »

   

   

  Джек Лундберг, ЧП

  Wisconsin

  «I am very impressed with the way you present the courses; i.e., allowing the

  student to review the course

  material before paying and

  receiving the quiz .»

  Арвин Свангер, ЧП

  Вирджиния

  «Спасибо, что предложили все эти замечательные курсы.0277

  наслаждался. о местонахождении и

  , проведя онлайн

  Курсы. «

  William Valerioti, P.E.

  Texas

  9000 6″ Metersation. Курс был легко следовать. Фотографии в основном давали хорошее представление о

  обсуждаемые темы». Необходимый 1 кредит в этике и обнаружил его здесь. «

  Gerald Notte, P.E.

  Нью -Джерси

  ». Это был мой первый онлайн -опыт в полученных моментах. было

  информативно, выгодно и экономично.

  Я настоятельно рекомендую это

  для всех инженеров. «

  Джеймс Шурелл, P.E.

  OHIO

  » I Past «I Past». практика, и

  не основаны на каком-то неясном разделе

  законов, которые не применяются

  до «обычная» практика.»

  Марк Каноник, P.E. I learned a lot to take back to my medical device

  organization.»

   

   

  Ivan Harlan, P.E.

  Tennessee

  «Course material had good content, not too mathematical, хороший акцент на практическое применение технологии».

   

   

  Юджин Бойл, ЧП

  Калифорния

  »Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо представленной,

  , а онлайн -формат был очень

  , и легкий до 9000

  . Благодарность.»

  Патрисия Адамс, ЧП

  Канзас

  «Отличный способ добиться соответствия непрерывному обучению физкультуры в условиях временных ограничений лицензиата».

   

   

  Джозеф Фриссора, ЧП

  Нью-Джерси

  «Должен признаться, я действительно многому научился. Это помогает иметь

  обзор текстового материала. предоставлены

  фактических случаев.»

  Жаклин Брукс, ЧП

  Флорида

  «Общие ошибки ADA в проектировании объектов очень полезен. Тест

  Тест Исследования в

  Документ Но .

  Гарольд Катлер, ЧП

  Массачусетс

  «Это было эффективное использование моего времени. Спасибо за разнообразие выбора

  в инженерии дорожного движения, который мне нужен

  , чтобы выполнить требования

  Сертификация PTOE.

  Joseph Gilroy, P.E.E.

  767676776767676767676767676,0276. способ заработать CEU для моих требований PG в штате Делавэр. До сих пор все курсы, которые я посещал, были отличными.

  Надеюсь увидеть больше 40%

  Дисконтированные курсы ».

  Кристина Николас, с.е. дополнительные

  курсы. Процесс прост, и

  намного эффективнее, чем

  необходимость путешествовать.0277

  Айдахо

  «Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для инженеров-профессионалов

  для получения единиц PDH

  в любое время. Очень удобно.»

   

  Пол Абелла, ЧП

  Аризона

  «Пока все было отлично! Будучи матерью двоих детей, я не так много

  времени, чтобы исследовать, где

  получить мои кредиты от. »

   

  Кристен Фаррелл, ЧП

  Висконсин

  04 «Это было очень познавательно. Легко понять с иллюстрациями

  и графиками; определенно

  облегчает усвоение всех

  теорий.»

  Виктор Окампо, P.Eng.

  Альберта, Канада

  «Хороший обзор принципов полупроводника. Мне понравилось пройти курс по телефону

  по собственному темпе во время моего 9000 9000 7777777777776. .»

  Клиффорд Гринблатт, ЧП

  Мэриленд

  «Просто найти интересные курсы, скачать документы и пройти

  викторина. I would highly recommend

  you to any PE needing

  CE units.»

   Mark Hardcastle, P. E. 

  Missouri

  «Very good selection тем во многих областях техники».0277

  «У меня пережил вещи, которые я забыл. Я также рад получить .

  на 40%.»

  Конрадо Касем, ЧП

  Теннесси

  «Отличный курс по разумной цене. Буду пользоваться вашими услугами в будущем.»

   

   

   

  Чарльз Флейшер, ЧП

  Нью-Йорк

  «Это был хороший тест, и я фактически проверил, что я прочитал кодексы профессиональной этики

  и правила Нью-Мексико

  ».

   

  Брун Гильберт, ЧП

  Калифорния

  «Мне очень понравились занятия. Они стоили времени и усилий.»

   

   

   

  Дэвид Рейнольдс, ЧП

  Канзас

  «Очень доволен качеством тестовых документов. Будет использовать CEDengineerng

  , когда потребуется дополнительная сертификация

  . »

   

  Томас Каппеллин, ЧП

  Иллинойс

  «У меня истек срок действия курса, но вы все равно выполнили обязательство и поставили

  ME, за что я заплатил — много

  Оцените! для инженера».0277

  well arranged.»

   

   

  Glen Schwartz, P.E.

  New Jersey

  «Questions were appropriate for the lessons, and lesson material is

  good reference material

  для дизайна дерева.»

   

  Bryan Adams, P.E.

  Миннесота

  «Отлично позвонил по телефону и помог9 получить консультацию.»0277

   

   

   

  Роберт Велнер, ЧП

  Нью -Йорк

  «У меня был большой опыт работы с прибрежным строительством — проектирование

  .

   

  Денис Солано, ЧП

  Флорида

  «Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материал курса этики штата Нью-Джерси был очень

  хорошо подготовлено. Мне нравится возможность загрузить учебный материал на

  Обзор, где бы ни был и

  , когда. Сохраняйте широкий выбор тем на выбор».

   

   

   

  Уильям Бараттино, ЧП

  Вирджиния

  «Процесс прямой, никакой чепухи. Хороший опыт.»

   

   

   

  Тайрон Бааш, ЧП

  Иллинойс

  «Вопросы на экзамене были наводящими и демонстрировали понимание

  материала. Тщательный

  and comprehensive.»

   

  Michael Tobin, P.E.

  Arizona

  «This is my second course and I liked what the course offered to me that

  would help in моя линия

  работы. Я обязательно воспользуюсь этим сайтом снова. »

   

   

   

  Анджела Уотсон, ЧП

  Монтана

  «Легко выполнить. Нет путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата.»

   

   

   

  Кеннет Пейдж, ЧП

  Мэриленд

  «Это был отличный источник информации о нагревании воды с помощью солнечной энергии.

   

   

  Луан Мане, ЧП

  Conneticut

  «Мне нравится подход, позволяющий зарегистрироваться и иметь возможность читать материалы в автономном режиме, а затем

  вернуться, чтобы пройти тест.»

   

   

  Алекс Млсна, ЧП

  Индиана

  «Я оценил количество информации, предоставленной для класса. Я знаю

  Это вся информация, которую я могу

  Использование в реальных жизненных ситуациях ».

  South Dakota Deringer, P. E.

  .

  курс.»0277

  «Веб -сайт прост в использовании, вы можете загрузить материал для изучения, затем вернуться

  и пройти тест. .»

  Майкл Гладд, ЧП

  Грузия

  «Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»

   

   

   

  Деннис Фундзак, ЧП

  Огайо

  «Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать сертификат PDH

  . Спасибо, что сделали этот процесс простым.»

   

  Фред Шайбе, ЧП

  Висконсин

  «Положительный опыт. Быстро нашел курс, который соответствует моим потребностям, и закончил

  один час PDH за

  one hour.»

   

  Steve Torkildson, P.E.

  South Carolina

  «I liked being able to download the documents for review of content

  and suitability, before

  наличие для оплаты

  материалов .