Мини реактивный двигатель: Высококачественные мини-реактивные двигатели — Alibaba.com

General Electric напечатала на 3D-принтере миниатюрный реактивный двигатель

General Electric напечатала на 3D-принтере миниатюрный реактивный двигатель | Авиатранспортное обозрение

Деловой авиационный портал

Новости

15 мая 2015 ATO.ru

Теги:

Новости, Промышленность, Двигатели, Разработки, General Electric

Сотрудники американской корпорации General Electric напечатали на 3D-принтере мини-версию реактивного двигателя, сообщили в компании. Частота вращений силовой установки достигла 33 тыс. об./мин. Размер модели составил около фута (30,5 см) в ширину и примерно 8 дюймов в высоту (20,3 см).

Мини-двигатель собирался в течение нескольких лет. Он предназначен для испытаний, которые направлены на выявление возможностей напечатанных на 3D-принтере компонентов. Проверка работоспособности двигателя проводилась в тех же условиях, в которых испытываются полномасштабные модели. «Мы хотели посмотреть, получится ли у нас собрать работающую силовую установку при условии, что в ней будут использованы в основном детали, изготовленные с помощью аддитивных технологий», — рассказал один из инженеров, участвовавших в проекте.  

Вы прочитали 30% текста.

Это закрытый материал портала ATO.RU.
Полный текст материала доступен только по платной подписке.

Месяц

699 ₽
23 ₽ в день

Полгода

2999 ₽
17 ₽ в день

Год

4999 ₽
14 ₽ в день

Подписка на материалы ATO.ru
предоставляет доступ ко всем закрытым материалам сайта — новостям, аналитике,
инфографике — уникальному контенту, каждый день создаваемому редакцией ATO.ru.
Кроме этого, Вы получаете доступ к материалам «Ежегодника АТО» и ко всему архиву
журнала «Авиатранспортное обозрение», выходившему с 1999 по 2019 год.

Вопросы, связанные с платным доступом, направляйте на адрес paywall@ato. ru

Для пенсионеров у нас 50% скидка на все виды доступа. Зарегистрируйтесь на сайте под своим реальным ФИО
(например, Иван Иванович Ивванов), указав, что Вы пенсионер, и отправьте с емэйла, который указали при регистрации
скан/фотографию подтверждающего документа по адресу [email protected].

Услуга «Автоплатеж». За двое суток до окончания вашей подписки, с вашей банковской карты автоматически спишется оплата подписки на следующий период, но мы предупредим вас об этом заранее отдельным письмом. Отказаться от этой услуги можно в любое время в личном кабинете на вкладке Подписка. Подробные условия автоматической пролонгации подписки.

Приобретение бумажных и pdf-версий изданий
ИД «А.Б.Е.Медиа», включая Ежегодник АТО и архивные номера журнала «Аввиатранспортное обозрение»:

Я подписчик / Я активировал промокод.
Если у вас есть неактивированный промокод, авторизуйтесь/зарегистрируйтесь на сайте и введите его в своем Личном кабинете на вкладке Подписка

Ссылки по теме

15 мая 2015 ATO. ru

Понравился материал?

Google предполагает, что вам это будет интересно

2022-09-30 19:40

В аэропорту Калининграда вновь вводится режим открытого неба — на два года
:: Контекст >>

2022-09-30 15:09

Режим запрета полетов в 11 российских аэропортов продлен до 10 октября
:: Контекст >>

2022-09-30 11:26

Количество частных инвесторов «Аэрофлота» возросло в 26 раз за 25 лет
:: Контекст >>

2022-09-30 10:52

Red Wings добавляет регулярные рейсы из Москвы в Хургаду и Шарм-эль-Шейх к египетской программе
:: Контекст >>

2022-09-27 14:33

DATF 2022: Некоторые российские авиакомпании перешли на ручные расчеты
:: Контекст >>

Популярные материалы

Аэропорт Новокузнецка завел базовую авиакомпанию

Убытки авиакомпании LOT за прошлый год превысили пандемийные

Очередные шесть российских вертолетов переданы НССА; остался еще 31

Boeing оштрафовали на 200 млн долларов за дезинформацию по самолетам В-737МАХ

Самолеты С919 и Boeing 737MAX все еще не сертифицированы в Китае

Видеосюжеты на ATO.

ru

COVID-19

Авиационная статистика

Авиационные альянсы

Итоги года

Легкий двухмоторный самолет Рысачок

Организация воздушного движения в московском узловом диспетчерском районе (УДР)

Программа Sukhoi Superjet 100 (Сухой Суперджет 100)

Программа Ил-96

Программа МС-21

Программа Ту-204СМ

• Russia allows to return two Boeing 737MAXs to foreign lessors
• Russia enhances continued airworthiness system
• MC-21 powered by Russian-made engines completes 100 flights in 20 months
• Tajikistan’s flag carrier to lease two Boeing 737-800s
• Aeroflot Group turns Sochi into an international hub
• Armenian and Georgian airlines jointly ordered three Boeing 737-800BCFs
• Aeroflot: developing Krasnoyarsk regional hub still high priority
• Azimuth Airlines to open maintenance hangar in Rostov in 2023

Ещё

2022 ©
Авиатранспортное обозрение
Мобильная версия сайта — mobix1. ru

Некоммерческое использование материалов сайта ATO.ru (в том числе цитирование и сокращенное изложение) разрешается при условии
размещения прямой ссылки на цитируемый материал или на главную страницу www.ato.ru. Любое коммерческое использование, а также
перепечатка материалов возможны только с письменного разрешения редакции.

Турбореактивный двигатель с тягой 100 кг

Турбореактивный двигатель XH-1000N представляет собой небольшой турбореактивный двигатель с низкой стоимостью, высокой тяговооруженностью и высокой надежностью, разработанный независимой компанией Feihang Power Technology Co., Ltd. Общая конструкция одноступенчатого центробежного компрессора + короткое кольцевое сгорание ниже по потоку используется камера + одноступенчатая осевая турбина, форма проста. Примите опорную конструкцию 0-2-0, один упорный шарикоподшипник спереди и сзади распределяет радиальную нагрузку двигателя, а задний подшипник несет осевую нагрузку. Передний и задний подшипники используют эластичную кольцевую структуру для регулировки динамики ротора. Двигатель крепится в гондоле самолета за переднюю монтажную пластину кожуха и монтажную кромку хвостового сопла. Ротор двигателя имеет внутреннюю конструкцию передачи усилия, и усилие ротора передается на гондолу самолета через гнездо подшипника, диффузор, монтажную пластину и переднюю монтажную секцию. В целом двигатель имеет простую и компактную конструкцию, легкость разборки и сборки, рациональное использование пространства и гарантированные прочностные требования деталей, отвечающие конструктивным требованиям низкой стоимости и высокой тяговооруженности.

Турбореактивный двигатель для дрона-мишени XH—1000N — продукт собственной разработки с рядом национальных запатентованных технологий. Автоматическая подача топлива одним ключом, система зажигания стабильна и надежна. Контроль скорости ECU с множественной защитой, передачей данных, программным обеспечением, которое можно обновить, параметры можно настроить для работы в различных рабочих условиях, точное управление скоростью, быстрый отклик дроссельной заслонки, запуск зажигания на большой высоте и многие другие преимущества.

Основные характеристики

Высокая скорость, тяговооруженность, высотное зажигание

Общие технические данные

1. Модель и категория двигателя

Модель двигателя: XH—1000N

Категория: Малый турбореактивный двигатель

2. Направление вращения ротора двигателя

Ротор двигателя вращается по часовой стрелке (впуск двигателя смотрит назад)

3. Размер контура двигателя

Максимальный диаметр: 203 мм

Максимальная длина: 501 мм

4. Вес двигателя

Сухой вес двигателя составляет 9,0 кг, а установленный вес двигателя (включая аксессуары) — 10,85 кг.

5. Момент инерции двигателя (центр масс)

Ix=156923кг*мм2, Iy=156963 кг*мм2, Iz=51224 кг*мм2;

Ixy=59кг*мм2, Iyz=117 кг*мм2, Izx=1029 кг*мм2.

6. Тяговооружённость двигателя

Тяговооружённость двигателя равна 10.

7. Воздушный поток двигателя

В статических условиях стандартной атмосферы двигателя и уровня моря преобразованный поток воздуха на входе составляет 1,8 кг/с.

8. Крайний срок двигателя

Двигатель XH-1000N имеет первый межремонтный ресурс 30 часов, общий технический ресурс 50 часов или 100 пусков, межремонтный интервал 10 часов, срок хранения 10 лет, гарантийный срок 1 год (с даты вскрытия сальника).

9. Запас устойчивости двигателя в максимальном состоянии: 15%.

10. Значение вибрации всего двигателя

Значение вибрации двигателя должно быть не более 8g (основная частота, а часть измерения вибрации расположена в положении внешнего зажима кожуха диффузора двигателя).

Ключевые данные о производительности
а) Статические технические параметры двигателя в стандартных атмосферных условиях на уровне моря

№： Значение товара

1. Максимальная скорость (об/мин): 65000

2. Максимальная тяга (даН): 100

3. Скорость холостого хода (об/мин): 30000

4. Тяга на холостом ходу (даН): 11

5. Сухая масса двигателя (кг): 9,25

6. Тяговооружённость: 11,89

7. Установленный вес (кг): 11,5

8. Установленная тяговооруженность: 9,56

9. Расход воздуха (кг/с): 1,8

10. Максимальная тяга расхода топлива (кг/мин): 2,6

11. Максимальная температура выхлопных газов: 750 ℃.

12. Диапазон рабочих температур: -25℃～+50℃

13. Максимальная стартовая высота (м): 5000

14. Максимальная высота использования (м): 10000

15. Максимальный рабочий М: 0,9

16. Режим запуска: автоматический запуск топлива

б) Разгон двигателя

Двигатель переходит с холостого хода на тележку за 10 с.
в) Замедление двигателя

Двигатель с тележки на холостой ход в течение 15 с.
г) Высотно-скоростные характеристики двигателя

1. Тяговая высота двигателя (H) – частота вращения (мАч) Характеристики

При условии действия закона управления ЭБУ зависимость тяги от высоты полета и скорости полета показана на рисунке.

Рисунок 3 Кривая тяги в зависимости от высоты и скорости

2. Характеристики расхода топлива двигателем: высота (ч) – частота вращения (мАч).

Рис. 4. Кривая расхода топлива в зависимости от высоты полета и скорости

При условии действия закона управления ЭБУ зависимость расхода топлива от высоты полета и скорости полета показана на рисунке (без учета расхода смазки подшипников). Качество отбираемого от двигателя воздуха, качество отбираемого от двигателя воздуха в топливный бак
д) другое

1. Скоростные характеристики

Конкретные данные двигателя XH-1000N зависят от заводских данных.

Когда скорость полета и высота постоянны, соотношение между тягой и расходом топлива со скоростью вращения должно обеспечивать стабильную и надежную мощность для полета самолета и удовлетворять требованиям полета самолета в различных конструктивных состояниях.

2. Рабочий конверт (только для справки)

Максимальная высота полета: 10000м

Максимальная скорость полета: 1100 км/ч

Минимальная рабочая температура: -25 ℃

Максимальная рабочая температура: +50℃

Реактивный двигатель. 100 знаменитых изобретений

Реактивный двигатель

В реактивном двигателе сила тяги, необходимая для движения, создается путем преобразования исходной энергии в кинетическую энергию рабочего тела. В результате истечения рабочего тела из сопла двигателя образуется реактивная сила в виде отдачи (струи). Отдача перемещает в пространстве двигатель и конструктивно связанный с ним аппарат. Перемещение происходит в направлении, противоположном истечению струи. В кинетическую энергию реактивной струи могут преобразовываться различные виды энергии: химическая, ядерная, электрическая, солнечная. Реактивный двигатель обеспечивает собственное движение без участия промежуточных механизмов.

Для создания реактивной тяги необходимы источник исходной энергии, которая преобразуется в кинетическую энергию реактивной струи, рабочее тело, выбрасываемое из двигателя в виде реактивной струи, и сам реактивный двигатель, преобразующий первый вид энергии во второй.

Основной частью реактивного двигателя является камера сгорания, в которой создается рабочее тело.

Все реактивные двигатели делятся на два основных класса, в зависимости от того, используется в их работе окружающая среда или нет.

Первый класс – воздушно-реактивные двигатели (ВРД). Все они тепловые, в которых рабочее тело образуется при реакции окисления горючего вещества кислородом окружающего воздуха. Основную массу рабочего тела составляет атмосферный воздух.

В ракетном двигателе все компоненты рабочего тела находятся на борту оснащенного им аппарата.

Существуют также комбинированные двигатели, сочетающие в себе оба вышеназванные типа.

Впервые реактивное движение было использовано в шаре Герона – прототипе паровой турбины. Реактивные двигатели на твердом топливе появились в Китае в X в. н. э. Такие ракеты применялись на Востоке, а затем в Европе для фейерверков, сигнализации, а затем как боевые.

Важным этапом в развитии идеи реактивного движения была идея применения ракеты в качестве двигателя для летательного аппарата. Ее впервые сформулировал русский революционер-народоволец Н. И. Кибальчич, который в марте 1881 г., незадолго до казни, предложил схему летательного аппарата (ракетоплана) с использованием реактивной тяги от взрывных пороховых газов.

H. Е. Жуковский в работах «О реакции вытекающей и втекающей жидкости» (1880-е годы) и «К теории судов, приводимых в движение силой реакции вытекающей воды» (1908 г.) впервые разработал основные вопросы теории реактивного двигателя.

Интересные работы по исследованию полета ракеты принадлежат также известному русскому ученому И. В. Мещерскому, в частности в области общей теории движения тел переменной массы.

В 1903 г. К. Э. Циолковский в своей работе «Исследование мировых пространств реактивными приборами» дал теоретическое обоснование полета ракеты, а также принципиальную схему ракетного двигателя, предвосхищавшую многие принципиальные и конструктивные особенности современных жидкостно-ракетных двигателей (ЖРД). Так, Циолковский предусматривал применение для реактивного двигателя жидкого топлива и подачу его в двигатель специальными насосами. Управление полетом ракеты он предлагал осуществить посредством газовых рулей – специальных пластинок, помещаемых в струе вылетающих из сопла газов.

Особенность жидкостно-реактивного двигателя в том, что в отличие от других реактивных двигателей он несет с собой вместе с топливом весь запас окислителя, а не забирает необходимый для сжигания горючего воздух, содержащий кислород, из атмосферы. Это единственный двигатель, который может быть применен для сверхвысотного полета вне земной атмосферы.

Первую в мире ракету с жидкостным ракетным двигателем создал и запустил 16 марта 1926 г. американец Р. Годдард. Она весила около 5 килограммов, а ее длина достигала 3 м. Топливом в ракете Годдарда служили бензин и жидкий кислород. Полет этой ракеты продолжался 2,5 секунды, за которые она пролетела 56 м.

Систематические экспериментальные работы над этими двигателями начались в 30-х годах XX века.

Первые советские ЖРД были разработаны и созданы в 1930–1931 гг. в ленинградской Газодинамической лаборатории (ГДЛ) под руководством будущего академика В. П. Глушко. Эта серия называлась ОРМ – опытный ракетный мотор. Глушко применил некоторые новинки, например охлаждение двигателя одним из компонентов топлива.

Параллельно разработка ракетных двигателей велась в Москве Группой изучения реактивного движения (ГИРД). Ее идейным вдохновителем был Ф. А. Цандер, а организатором – молодой С. П. Королев. Целью Королева была постройка нового ракетного аппарата – ракетоплана.

В 1933 г. Ф. А. Цандер построил и успешно испытал ракетный двигатель ОР-1, работавший на бензине и сжатом воздухе, а в 1932–1933 гг. – двигатель ОР-2, на бензине и жидком кислороде. Этот двигатель был спроектирован для установки на планере, который должен был совершить полет в качестве ракетоплана.

В 1933 г. в ГИРДе создана и испытана первая советская ракета на жидком топливе.

Развивая начатые работы, советские инженеры в последующем продолжали работать над созданием жидкостных реактивных двигателей. Всего с 1932 по 1941 г. в СССР было разработано 118 конструкций жидкостных реактивных двигателей.

В Германии в 1931 г. состоялись испытания ракет И. Винклера, Риделя и др.

Первый полет на самолете-ракетоплане с жидкостно-реактивным двигателем был совершен в Советском Союзе в феврале 1940 г. В качестве силовой установки самолета был применен ЖРД. В 1941 г. под руководством советского конструктора В. Ф. Болховитинова был построен первый реактивный самолет – истребитель с жидкостно-ракетным двигателем. Его испытания были проведены в мае 1942 г. летчиком Г. Я. Бахчиваджи.

В это же время состоялся первый полет немецкого истребителя с таким двигателем. В 1943 г. в США провели испытания первого американского реактивного самолета, на котором был установлен жидкостно-реактивный двигатель. В Германии в 1944 г. были построены несколько истребителей с этими двигателями конструкции Мессершмитта и в том же году применены в боевой обстановке на Западном фронте.

Кроме того, ЖРД применялись на немецких ракетах Фау-2, созданных под руководством В. фон Брауна.

В 1950-е годы жидкостно-ракетные двигатели устанавливались на баллистических ракетах, а затем на искусственных спутниках Земли, Солнца, Луны и Марса, автоматических межпланетных станциях.

ЖРД состоит из камеры сгорания с соплом, турбонасосного агрегата, газогенератора или парогазогенератора, системы автоматики, органов регулирования, системы зажигания и вспомогательных агрегатов (теплообменники, смесители, приводы).

Идея воздушно-реактивных двигателей не раз выдвигалась в разных странах. Наиболее важными и оригинальными работами в этом отношении являются исследования, проведенные в 1908–1913 гг. французским ученым Р. Лореном, который, в частности, в 1911 г. предложил ряд схем прямоточных воздушно-реактивных двигателей. Эти двигатели используют в качестве окислителя атмосферный воздух, а сжатие воздуха в камере сгорания обеспечивается за счет динамического напора воздуха.

В мае 1939 г. в СССР впервые состоялось испытание ракеты с прямоточным воздушно-реактивным двигателем конструкции П. А. Меркулова. Это была двухступенчатая ракета (первая ступень – пороховая ракета) с взлетным весом 7,07 кг, причем вес топлива для второй ступени прямоточного воздушно-реактивного двигателя составлял лишь 2 кг. При испытании ракета достигла высоты 2 км.

В 1939–1940 гг. впервые в мире в Советском Союзе проводились летние испытания воздушно-реактивных двигателей, установленных в качестве дополнительных двигателей на самолете конструкции Н. П. Поликарпова. В 1942 г. в Германии испытывались прямоточные воздушно-реактивные двигатели конструкции Э. Зенгера.

Воздушно-реактивный двигатель состоит из диффузора, в котором за счет кинетической энергии набегающего потока воздуха происходит сжатие воздуха. В камеру сгорания через форсунку впрыскивается топливо и происходит воспламенение смеси. Реактивная струя выходит через сопло.

Процесс работы ВРД непрерывен, поэтому в них отсутствует стартовая тяга. В связи с этим при скоростях полета меньше половины скорости звука воздушно-реактивные двигатели не применяются. Наиболее эффективно применение ВРД на сверхзвуковых скоростях и больших высотах. Взлет самолета с воздушно-реактивным двигателем происходит при помощи ракетных двигателей на твердом или жидком топливе.

Большее развитие получила другая группа воздушно-реактивных двигателей – турбокомпрессорные двигатели. Они подразделяются на турбореактивные, в которых тяга создается струей газов, вытекающих из реактивного сопла, и турбовинтовые, в которых основная тяга создается воздушным винтом.

В 1909 г. проект турбореактивного двигателя был разработан инженером Н. Герасимовым. В 1914 г. лейтенант русского морского флота М. Н. Никольской сконструировал и построил модель турбовинтового авиационного двигателя. Рабочим телом для приведения в действие трехступенчатой турбины служили газообразные продукты сгорания смеси скипидара и азотной кислоты. Турбина работала не только на воздушный винт: отходящие газообразные продукты сгорания, направленные в хвостовое (реактивное) сопло, создавали реактивную тягу дополнительно к силе тяги винта.

В 1924 г. В. И. Базаров разработал конструкцию авиационного турбокомпрессорного реактивного двигателя, состоявшую из трех элементов: камеры сгорания, газовой турбины, компрессора. Поток сжатого воздуха здесь впервые делился на две ветви: меньшая часть шла в камеру сгорания (к горелке), а большая подмешивалась к рабочим газам для понижения их температуры перед турбиной. Тем самым обеспечивалась сохранность лопаток турбины. Мощность многоступенчатой турбины расходовалась на привод центробежного компрессора самого двигателя и отчасти на вращение воздушного винта. Дополнительно к винту тяга создавалась за счет реакции струи газов, пропускаемых через хвостовое сопло.

В 1939 г. на Кировском заводе в Ленинграде началась постройка турбореактивных двигателей конструкции А. М. Люльки. Его испытаниям помешала война.

В 1941 г. в Англии был впервые осуществлен полет на экспериментальном самолете-истребителе, оснащенном турбореактивным двигателем конструкции Ф. Уиттла. На нем был установлен двигатель с газовой турбиной, которая приводила в действие центробежный компрессор, подающий воздух в камеру сгорания. Продукты сгорания использовались для создания реактивной тяги.

В турбореактивном двигателе воздух, поступающий при полете, сжимается сначала в воздухозаборнике, а затем в турбокомпрессоре. Сжатый воздух подается в камеру сгорания, куда впрыскивается жидкое топливо (чаще всего – авиационный керосин). Частичное расширение газов, образовавшихся при сгорании, происходит в турбине, вращающей компрессор, а окончательное – в реактивном сопле. Между турбиной и реактивным двигателем может быть установлена форсажная камера, предназначенная для дополнительного сгорания топлива.

Сейчас турбореактивными двигателями оснащено большинство военных и гражданских самолетов, а также некоторые вертолеты.

В турбовинтовом двигателе основная тяга создается воздушным винтом, а дополнительная (около 10 %) – струей газов, вытекающих из реактивного сопла. Принцип действия турбовинтового двигателя схож с турбореактивным, с той разницей, что турбина вращает не только компрессор, но и воздушный винт. Эти двигатели применяются в дозвуковых самолетах и вертолетах, а также для движения быстроходных судов и автомобилей.

Наиболее ранние реактивные твердотопливные двигатели использовались в боевых ракетах. Их широкое применение началось в XIX в., когда во многих армиях появились ракетные части. В конце XIX в. были созданы первые бездымные порохи, с более устойчивым горением и большей работоспособностью.

В 1920–1930-е годы велись работы по созданию реактивного оружия. Это привело к появлению реактивных минометов – «катюш» в Советском Союзе, шестиствольных реактивных минометов в Германии.

Получение новых видов пороха позволило применять реактивные твердотопливные двигатели в боевых ракетах, включая баллистические. Кроме этого они применяются в авиации и космонавтике как двигатели первых ступеней ракет-носителей, стартовые двигатели для самолетов с прямоточными воздушно-реактивными двигателями и тормозные двигатели космических аппаратов.

Реактивный твердотопливный двигатель состоит из корпуса (камеры сгорания), в котором находится весь запас топлива и реактивного сопла. Корпус выполняется из стали или стеклопластика. Сопло – из графита, тугоплавких сплавов, графита.

Зажигание топлива производится воспламенительным устройством.

Регулирование тяги производится изменением поверхности горения заряда или площади критического сечения сопла, а также впрыскиванием в камеру сгорания жидкости.

Направление тяги может меняться газовыми рулями, отклоняющейся насадкой (дефлектором), вспомогательными управляющими двигателями и т. п.

Реактивные твердотопливные двигатели очень надежны, могут долго храниться, а следовательно, постоянно готовы к запуску.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

БАКУФУ КАК ДВИГАТЕЛЬ ПРОГРЕССА

БАКУФУ КАК ДВИГАТЕЛЬ ПРОГРЕССА
Откуда у японских железнодорожников такое стремление к точности? Оговоримся сразу: не только у железнодорожников, японцы вообще очень пунктуальны. Кроме того, были и исторические причины. К 1872 году, когда первая железнодорожная ветка

Двигатель русской души

Двигатель русской души
Некоторые, заметные многим свежайшие перемены во внешне-внутренней политике нашего Отечества влекут за собой последствия, и весьма благоприятные – только не осознаваемые нами сразу и совершенно.Благодаря ужесточению позиций властей по многим

Федерация — двигатель прогресса

Федерация — двигатель прогресса
Даже если бы противоречий не было, искусственная унификация всё равно пагубна для страны. Ведь все успешные, быстро развивающиеся, государства фактически федеративны. Даже если формально выглядят унитарными.Скажем, Франция гордится

Анекдоты как двигатель реформ

Анекдоты как двигатель реформ
Слова, как известно, могут становиться материальной силой. Слова, которые вызывают сильные эмоции — в особенности.Анекдоты — сильное снадобье для уставшего от рутины организма. Повторяясь в тысячах интерпретаций, они оставляют

5. ДВИГАТЕЛЬ ТОРГОВЛИ

5. ДВИГАТЕЛЬ ТОРГОВЛИ
В один из первых дней моего пребывания в Америке я включил свой радиоприемник и настроил его. Комната огласилась разухабистой джазовой музыкой. Затем музыка смолкла, и голос диктора сказал:– Внимание, леди и джентльмены! Через минуту, пользуясь

Вечный двигатель Джона Кили

Вечный двигатель Джона Кили
Автор предупреждает: тем, кто считает, что практически все в природе уже изучено и осталось уточнить лишь мелкие детали, а также тем, кто способен поверить только в то, что сам попробовал «на зуб», читать статью не рекомендуется – это может

Двигатель внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания
Создатели первых двигателей внутреннего сгорания отталкивались от конструкции паровой машины. Еще в 1860 году французский механик Этьен Ленуар построил газовый двигатель, напоминавший паровую машину. Он работал на смеси светильного газа и

ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПРОГРЕССА

ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПРОГРЕССА
Два мира, две структуры. Одна плодила нищету, вторая увеличивала число богатых. В одной – катаклизмы, в другой – устремленность в работу: каждый миг простоя бьет по кошельку. Стремление к богатству – это как вечный двигатель прогресса.

Деньги как двигатель прогресса

Деньги как двигатель прогресса
Было образовано АОЗТ, а муниципальное предприятие, занимавшееся разработкой мини-цехов, государством вскоре было ликвидировано за ненадобностью. Благодаря притоку денег разработка молочного контейнера стала идти намного интенсивнее, и

Оппозиция — двигатель развития

Оппозиция — двигатель развития
Впечатление, что сегодня политическая оппозиция деморализована, распылена, неактуальна — обманчиво. Сегодня мы живём по принципу: «Чего нет в телевизоре, того нет на самом деле». Но этот процесс опасен для правящих кругов: в романе Маркеса

Собственность как двигатель прогресса

Собственность как двигатель прогресса
Отвлечённые рассуждения бесплодны и противоречивы, куда полезней опять вернуться к истории. И история любви, и история денег, конечно, не протекали сами по себе. Они переплелись и взаимодействовали, сливаясь в нечто целое. Если

Двигатель без мотора

Двигатель без мотора
Ольга Рубан
«Сатурн» создал первый в истории современной России газотурбинный двигатель морского назначения. Однако ни одна из его модификаций на рынок до сих пор не вышла
Первый российский морской газотурбинный двигатель, созданный в НПО

Лень — двигатель прогресса

Лень — двигатель прогресса
Современный телезритель слишком ленив, чтобы самому искать телепрограммы в сети. Именно поэтому в России продолжит развиваться традиционное телевидение. И никакой интернет его не убьет
section
Сюжеты
Телевидение:
«Дождь»

Реактивный ответ

Реактивный ответ
Реактивный ответ
Владимир Мединский. Война. Мифы СССР. 1939-1945.  — М.: Олма Медиа Групп, 2013. — 15 000 экз. В последние годы многие, как по команде, стали видеть Россию недогосударством с недоисторией. На этом сходятся радикальные либералы, троцкисты и

Неизвестный ВРД или некоторые примеры применения мотокомпрессорного двигателя.

Двигатель этого типа в нынешнем  классификационном списке авиационных силовых установок не значится и в реальной эксплуатации не используется. Многие люди о нем даже никогда и не слышали. Однако, он, фактически ровесник первых аэропланов, имеет любопытную историю практического применения  и может быть интересен для любителей авиации.

Мотокомпрессорная силовая установка самолета И-250.

В транспортном машиностроении уже достаточно давно существует такое понятие, как комбинированная силовая установка. Обычно этот термин означает совмещение в одной конструктивной составляющей двигателей (или принципов их действия) различных типов, чаще всего двух или более.

Для наземной техники хорошим примером могут служить относительно активно использующиеся сейчас автомобили, автобусы и троллейбусы, способные работать с применением поршневых двигателей внутреннего сгорания и электродвигателей в одном, так сказать, комплекте. Для них чаще всего применяется термин «гибридные двигатели».

Авиация тоже не избежала этой участи. Комбинированные силовые установки различных конструкций и принципов работы проектировались и применялись на летательных аппаратах достаточно интенсивно практически с первых шагов самолетостроения.

Делалось все это не от хорошей жизни, а от несовпадения желаемого с имеющимися возможностями. Ведь даже сейчас, существующие и разрабатываемые высокосовершенные авиационные двигатели не могут сделать летательный аппарат абсолютно универсальным, как в плане высоких тяговых характеристик, массового и аэродинамического совершенства, так и в плане высокой топливной экономичности. Каждая из существующих двигательных схем, например винтовая и схемы на реактивной тяге (ВРД), имеет свою наиболее выгодную для нее область применения.

А на первых этапах развития авиации еще не было особого выбора силовых установок, но зато было широкое поле для новаторской деятельности. Принцип реактивного движения, известный, кстати, задолго до возникновения первых аэропланов, казался одной из самых соблазнительных возможностей решения проблем.

И в дальнейшем, с ростом скорости самолетов (особенно в 40-х годах), и соответствующим падением тяговых возможностей воздушного винта, а также мощностных возможностей поршневого двигателя (без роста массы), он становился попросту единственно возможным.

Реактивные ракетные двигатели, как жидкостные, так и твердотопливные, не могли стать основными двигателями самолета из-за кратковременности их работы, некоторых особенностей, усложняющих эксплуатацию (касается ЖРД) и сложности управления (РДТТ). Поэтому применялись они, в основном, на опытных самолетах и в качестве ускорителей. В особенности это касается двигателей на твердом топливе. Об этом написано здесь (и здесь).

Довольно быстро стало понятно, что воздушно-реактивный двигатель  наиболее приемлем для маршевой силовой установки самолета, а точнее говоря этот двигатель должен быть именно турбореактивным для возможности старта с нулевой скорости, то есть со стоянки.

Вот только приемлемое воплощение этого факта в конкретное техническое устройство, которое могло бы быть плодотворно использовано в качестве силовой установки для атмосферного летательного аппарата запаздывало по известным причинам как научного, так и технического характера. То есть не хватало знаний, не было конкретных теоретических разработок и практического опыта, отсутствовали специальные производства и материалы.

Что есть и чего хочется…

Но однажды запущенный процесс развития уже было не остановить. Первый, чисто реактивный самолет с турбореактивным двигателем совершил свой исторический полет 27 августа 1939 года. Это был немецкий самолет Heinkel He 178, оборудованный двигателем Heinkel HeS 3, обладавшим максимальной тягой  498 кгс.

Турбореактивный двигатель НеS-3В

Самолет Не 178.

Самолет Не 178.

Этот двигатель был построен к началу 1939 года и в июле опробован в полете на поршневом пикирующем бомбардировщике Heinkel He 118, использованным в качестве летающей лаборатории. HeS 3 подвесили под его фюзеляж и включали в полете (за исключением взлета и посадки).

Впервые практически использованный для полноценного реактивного полета ТРД был, понятное дело, относительно примитивен, однако, имел все характерные для своего типа узлы, в т.ч. компрессор (центробежный с подпорной осевой ступенью), кольцевую камеру сгорания, турбину (радиальную), выходное устройство. И работал он уже как полноценный воздушно-реактивный двигатель. Однако, эксплуатационные характеристики его оставляли желать лучшего.

Таковыми, впрочем, были все ранние ТРД, как проекты, так и построенные в металле. Малая тяга, низкий кпд, мизерный ресурс, невысокая надежность… Понятно, ведь это были только первые шаги, и все достижения на этом пути оставались еще впереди. Однако, так можно говорить сейчас, а тогда совершенно четких перспективы еще не были ясны.

Пожалуй, именно существование на начальном этапе некой неопределенности в дальнейшем развитии турбореактивных двигателей и желание поскорей найти более простую, но при этом полноценную, а главное столь необходимую альтернативу, позволившую бы улучшить характеристики летательных аппаратов, заставляло инженеров рассматривать другие варианты реактивных двигателей.

В одном из таких вариантов и был использован принцип комбинированности (или гибридности). Речь идет о мотокомпрессорном воздушно-реактивном двигателе (МКВРД). В СССР такой тип двигателя в первой половине 40-х годов получил еще одно наименование —  ВРДК (воздушно-реактивный двигатель с компрессором).

За рубежом он имеет несколько названий. Наиболее употребимое  — motorjet (для сравнения ТРД – turbojet), менее употребимое (а также применяемое в немецком языке) – termojet. Есть еще несколько малоупотребимых названий — hybrid jets, piston-jets, compound engines, reaction motor, а также аfterburning ducted fan (канальный вентилятор с дожиганием), bypass ducted fan.

В турбореактивном двигателе наиболее нагруженным и сложным узлом является турбина. Она по большей части определяет предельную для конструкции температуру газа в камере сгорания, поскольку сама находится не только под ее воздействием, но еще и под нагрузкой от огромных по величине центробежных сил (рабочие колеса). Температура газа, в свою очередь, напрямую влияет на тягу.

Но при этом турбина в некотором роде второстепенна и саму тягу, так сказать, «не делает». Ее главное предназначение – создать мощность для вращения компрессора. То есть, мало того, что она сложна и в ТРД без нее не обойтись, но, если она сама по себе еще и невысокие характеристики имеет, то и двигатель высокими параметрами обладать не будет. Сплошные проблемы…

Чтобы от них избавиться, «проще всего» избавиться от самой турбины. А это как раз и есть случай мотокомпрессорного двигателя. Очень удобный в том плане, что в 30-х и начале 40-х годов еще не был накоплен опыт создания качественных авиационных турбин с относительно высокими параметрами.

Традиционно классическая мотокомпрессорная силовая установка состоит из трех главных частей: поршневого двигателя внутреннего сгорания (ПД), компрессора и, если так можно сказать, упрощенного воздушно-реактивного двигателя. При этом компрессор приводится от поршневого двигателя ( обычно через специальную трансмиссию или вал) и может быть различной типовой конструкции (чаще всего центробежный или осевой).

Компрессор обычно низко-напорный (по конструктивным возможностям). Вместо него также может быть использован высоконапорный вентилятор или, по сути дела, воздушный винт (или несколько) в кольцевой оболочке.

ВРД  в этом комплекте действительно очень упрощен по сравнению с ТРД. Он не имеет ни собственного компрессора, ни, соответственно, турбины, и обладает только топливными форсунками (или их коллектором), через которые подводится топливо для нагрева поступающего воздуха, импровизированной камерой сгорания и выходным устройством для выхода газа (соплом). Причем с использованием и наличием камеры сгорания тоже возможны варианты (об этом ниже).

Таким образом, наружный воздух по специальному каналу поступает к внешнему компрессору, который вращается поршневым двигателем. Далее сжатый воздух поступает в камеру сгорания где подогревается сжиганием топлива, и потом энерговооруженная газовая смесь проходит в реактивное сопло для разгона и создания реактивной тяги.

В классическом варианте мотокомпрессорного двигателя упрощенный ВРД своим устройством и принципом действия напоминает прямоточный воздушно-реактивный двигатель или даже в большей степени форсажную камеру сгорания для ТРД и ТРДД. Именно при создании мотокомпрессорных двигателей был получен первый опыт, пригодившийся в дальнейшем при разработке ФКС.

По различным источникам вклад камеры сгорания МКВРД в создание тяги ( помимо сжатия воздуха компрессором ) оценивается от одной трети до половины от общей величины в зависимости от совершенства конструкции. Свой некоторый вклад в зависимости от варианта конструкции могут также вносить выхлопные газы ПД и тепло его корпуса.

Общесамолетная тяга от такой комбинированной силовой установки может быть получена не только за счет реактивной струи газов из ВРД, но и с помощью воздушного винта, приводимого поршневым двигателем (тем же, который вращает компрессор). Существуют различные примеры проектирования и постройки самолетов с МКВРД как с воздушным винтом, так и без него.

При использовании на самолете обоих типов движителей, и воздушного винта и реактивной тяги, прослеживается определенная универсальность. На малых скоростях (высотах) более выгодна работа с использованием воздушного винта, а на больших скоростях (высотах) — с использованием реактивной тяги. Высотно-скоростные возможности летательного аппарата возрастают.

Стоит сказать, что были и другие, уже значительно более совершенные компоновочные варианты мотокомпрессорных двигателей, например, в конце 30-х, в 40-х годах (в основном в Германии), когда они создавались параллельно с турбореактивными и полным ходом шла оценочная деятельность, чтобы понять, какой из двух принципов более приемлем. В такой версии все, традиционно отдельные, элементы классического моторджета объединялись в единый агрегат, внешне очень напоминавший ТРД (о примерах ниже). Однако, несмотря на похожесть, принцип работы оставался неизменен.

В качестве интересного дополнения …

Говоря об общем принципе устройства МКВРД, нельзя не упомянуть один любопытный факт. Вне зависимости от того знают ли люди, что такое мотокомпрессорный двигатель, или нет, практически каждый из них у себя дома имеет, можно сказать, его миниатюрную модель. Маломощную и для движения не предназначенную, но все же…

Это обычный бытовой фен. В нем, хоть и в примитивном виде, есть все необходимые элементы: вентилятор (мини-компрессор), нагреватель (камера сгорания) и даже сужающееся сопло, которое дует иной достаточно интенсивно и горячо :-)…

Направления…

Попытки внедрения «гибридности», приведшие в конечном итоге к постройке реально работающих образцов двигателей мотокомпрессорного типа имели место практически с первых шагов развития авиации, когда «летающие этажерки» более-менее прочно утвердились в воздухе.

При этом можно сказать, что в рамках самого типа существовало несколько направлений и вариантов конструкторских разработок, менявших конструкцию (а иногда и параметры работы ), но не менявших основополагающего принципа работы двигателя.

Примером может служить несколько необычный проект двигателя французского инженера Рене Лорина (René Lorin), выполненный им в 1908 году. От упрощенного ВРД, который вроде как должен присутствовать в motorjet-е, в двигателе Лорина осталось только выходное устройство, то есть сопло.

Двигатель Рене Лорина.

Собственная камера сгорания, как, впрочем и отдельный компрессор, у двигателя, как таковые, отсутствовали. В сопло направлялись продукты сгорания после воспламенения топливо-воздушной смеси в цилиндре поршневого двигателя.

То есть это был, по сути дела, рядный поршневой двигатель, каждый цилиндр которого имел собственное сопло для выхода выхлопных газов и, соответственно, генерации реактивной тяги. Понятно, что тяга формировалась импульсами, хотя, конечно, к ПуВРД этот факт отношения не имеет. Подразумевалось, что такие двигатели должны были устанавливаться прямо на крыло самолета.

Следующим по хронологии пожалуй стоит упомянуть известный экспериментальный самолет Coandă 1910, сконструированный румынским инженером-аэродинамиком и изобретателем Анри Коандэ (румын. Henri Coandă), известным первооткрывателем эффекта Коанда.

Самолет Coanda 1910 на Парижской авиационной выставке в 1910 году.

Схема двигателя Коандэ. Система подачи и зажигания топлива, как и дополнительные КС не показаны. Показан предполагаемый подвод выхлопных газов ПД в поток.

Силовая установка располагалась в носовой части фюзеляжа. Она имела вид кольцевого канала-капота , передняя часть которого была оборудована центробежным компрессором, сжимающим поступающий воздух, расход которого через фронтальный воздухозаборник регулировался с помощью лепесткового устройства (Коанда назвал его обтюратором).

Компрессор имел скорость вращения около 4000 об/мин и приводился от рядного поршневого мотора Clerget (мощностью 50 л.с.), установленного в верхней части фюзеляжа сразу за воздушным каналом, через специальную трансмиссию.

Сам изобретатель вначале называл такую силовую установку «turbo-propulseur» (слово «turbo» здесь относится именно к компрессору), а впоследствии, когда воздушно-реактивные двигатели уже уверенно заняли ведущее место в авиационном двигателестроении, объявил его воздушно-реактивным мотокомпрессорным двигателем.

Примерно тогда же прозвучало высказывание о том, что Coandă 1910 был первым полетевшим самолетом на реактивной тяге, максимальная величина которой (около 220 кгс) составляла примерно половину от тяги вышеупомянутого Heinkel He 178.

Подразумевалось, что сжатый после компрессора воздух смешивался с топливом, которое сгорало, сообщая самолету увеличенную реактивную тягу. Топливо впрыскивалось в задних боковых частях воздушного канала и там же сгорало. В дальнейшем в некоторых источниках упоминались также некие дополнительные камеры сгорания по бокам фюзеляжа.

Элементы компрессора двигателя Коандэ.

Реплика самолета Coanda 1910. Установленный ПД не соответствует оригиналу.

Еще одна возможная схема двигательной установки самолета Coanda 1910.

Кроме того в патентных заявках оговаривался подвод выхлопных газов от поршневого двигателя на вход в воздушный канал, что могло повысить расход воздуха через двигатель и температуру потока.

Однако, заявления о камерах сгорания фактически появились уже в послевоенный период. Конструкция самолета, в этом плане крайне неудачная, вряд ли позволила бы использовать такую схему без риска пожара, который бы повредил деревянную конструкцию и совершенно незащищенного пилота.

Самолет был представлен на 2-ой Парижской авиационной выставке (октябрь 1910 года) без дополнительных камер сгорания и заявленной системы отвода выхлопных газов поршневого двигателя. Многие исследователи  и авиационные специалисты, как в то время, так и в последние годы подвергали большому сомнению сам факт существования системы сжигания топлива в потоке на Coandă 1910.

Ставился под сомнение даже факт единственного полета этого самолета. Он состоялся 16 декабря 1910 года и закончился неудачно из-за повреждения системы управления (или невнимательности пилота).

По некоторым румынским источникам (и якобы со слов самого Коандэ) полет состоялся случайно. Инженер не собирался взлетать и просто проводил опробование двигателя. Неосторожно сдвинутые рычаги увеличили обороты компрессора и открыли обтюратор. Самолет начал разбег и взлетел.

Неожиданность, большое пламя выхлопа из-под капота и отсутствие опыта в пилотировании привело к потере контроля за скоростью и высотой. Самолет оказался на земле и загорелся. Сам инженер получил некоторые травмы. В дальнейшем из-за отсутствия средств самолет не восстанавливался.

Возможное распространение горячих газов от двигателя на самолете Coanda 1910.

Любопытно, что это происшествие иногда связывают с открытием впоследствии Анри Коандэ явления, названного его именем – эффект Коанда. Струя воздуха, выходящая из кольцевого сопла двигательной установки его самолета вместе с раскаленными газами после сгорания топлива как бы «прилипла» к фюзеляжу и повредила хвостовое оперение. Это якобы натолкнуло инженера на определенные мысли. Однако, так ли все это было на самом деле, мы, похоже, уже никогда не узнаем….

В этом деле есть еще один интересный момент. В то же время, к началу декабря 1910 года в Париже по заказу Великого князя Кирилла Владимировича (двоюродный брат императора Николая II) были построены аэросани, оснащенные двигателем Коандэ (он принимал в этом непосредственное участие), аналогичным по конструкции самолетному. Так вот, на этом устройстве не было дополнительного сжигания топлива, кроме как в самом поршневом двигателе.

Аэросани Великого Князя Кирилла (проект Коандэ).

И тем не менее… Сейчас, видимо, не так уже и важно присутствовала ли система сжигания топлива в воздушном потоке на двигателе Coandă 1910. Если была, то это был хоть и достаточно примитивный, но все же типичный моторджет с полным набором характерных конструктивных узлов. Если же не было, то все равно этот проект был достаточно близок к такому типу двигателей, а точнее к их определенному варианту, создающему так называемую «холодную тягу».

Мотокомпрессорный двигатель с камерой сгорания, подогревая воздух, создает «горячую тягу». Но если дополнительной камеры сгорания нет, то тяга как раз холодная. В этом случае некоторый подогрев может осуществляться только за счет сжатия воздуха в компрессоре ( немного, но все же…), отвода в поток горячих выхлопных газов поршневого двигателя, а также за счет охлаждения корпуса ПД (если оба последних способа предусмотрены конструкцией).

Двигатель самолета Coandă 1910 мог быть достаточно близок к этому «холодному» варианту (если считать, что у него все-таки не было системы сжигания топлива в потоке, или же она не использовалась). Сам принцип расположения агрегатов, когда компрессор расположен впереди поршневого двигателя и обдувает его воздухом, иногда его еще называют «схемой Коанда».

Интересно, что у же в следующем, 1911 году был заявлен исследовательский проект русского инженера А. Горохова. Он представлял из себя классический вариант мотокомпрессорного двигателя с 2-мя камерами сгорания и компрессором приводимым в движение поршневым мотором. То есть двигатель генерировал как раз горячую тягу. При этом сам компрессор также представлял из себя поршневой агрегат, сжимавший воздух в цилиндрах и направлявший его в камеры сгорания.

Проект А.Горохова. 1 — воздухозабоник; 2 — компрессор; 3 — камеры сгорания; 4 — сопла; 5 — поршневой двигатель.

Варианты…

Однако позже, в 30-х и самом начале 40-х годов, существовали достаточно совершенные проекты моторджетов, работавших именно на холодной тяге.

Примером может служить немецкий двигатель HeS 60, спроектированный объединенной компанией Heinkel-Hirth в 1941 году, как завершающая модель в целой линейке подобных двигателей. Этот агрегат не имел камеры сгорания.

Воздух сжимался (с некоторым повышением температуры) в собственном трехступенчатом осевом компрессоре. Также был организован выход в поток выхлопных газов 32-цилиндрового дизельного двигателя (мощность 2000 л.с.), который вращал компрессор и теплосъем с этого ПД. Далее сжатый воздух направлялся в управляемое створчатое сопло. Расчетная тяга достигала 1250 кгс.

Схема двигателя НеS-60.

На этой модели был предусмотрен отбор, при необходимости, части энергии потока на внутридвигательные нужды через специальную радиальную турбину.

Сам поршневой двигатель «встраивался» внутрь HeS 60. Такая схема была характерна для немецких проектов и в дальнейшем применялась также для проектов МКВРД, использующих горячую тягу (упомянуто ниже).

Принцип создания холодной тяги пробовали использовать, как один из режимов работы мотокомпрессорного двигателя,  на различных экспериментальных самолетах, таких, например, как  Focke-Wulf Fw 44.

Схема двигателя BMW Flugmotorenbau для самолета Focke-Wulf Fw 44.

Схема самолета Focke-Wulf Fw 44 с установленным двигателем типа motorjet на холодной тяге.

Самолет Focke-Wulf Fw 44.

На нем специалисты компании BMW Flugmotorenbau в 1938 году вместо штатного двигателя и двухлопастного воздушного винта установили другой двигатель (Bramo 325, позже 329), четырехлопастной вентилятор и направляющий аппарат с кольцевой оболочкой (по принципу импеллера). Воздух покидал двигатель через сужающиеся каналы кольцевого сопла.

Motorjet инженера Харриса. 1917 год.

В дальнейшем «холодная тяга» нашла свое применение в различных конструкциях реактивных двигателей, главным образом в турбореактивных двухконтурных, в особенности это касается турбовентиляторных двигателей.

А само понятие «motorjet» впервые было упомянуто еще в 1917 году в запатентованном проекте британского инженера Харриса (H.S. Harris of Esher). Этот проект представлял из себя классический мотокомпрессорный двигатель. В нем центробежный компрессор (А) приводился в движение двухцилиндровым поршневым двигателем (С).

Сжатый воздух направлялся в две боковые камеры сгорания (D), где впрыскивалось и сжигалось топливо (B), после чего газовый поток направлялся в сопла для создания тяги. Здесь Е — дополнительный эжектируемый воздух.

Разнообразие конструкторских разработок моторджетов иллюстрирует интересный проект известного британского конструктора Фрэнка Уиттла (Frank Whittle), созданный им в 1936 году. Свою схему он назвал «dual thermal cycle» (рисунок). В ней были предусмотрены два компрессора. Один, осевой, основной (B) в начале воздушного тракта, а второй, центробежный (F), в его конце. Осевой приводился в движение турбиной (С), которая в свою очередь вращалась от потока воздуха (Н), создаваемого задним центробежным компрессором.

А этот ЦБ компрессор, в свою очередь, приводился от поршневого двигателя (Е), который получал воздух (J) для своей работы от этого же ЦБ компрессора, а выхлопные газы (K) направлял в турбину для ее дополнительной раскрутки. Отработанный воздух из турбины (L) направлялся в канал сопла для получения дополнительной тяги.

Схема мотокомпрессорного двигателя Уиттла «dual thermal cycle».

Немецкие инженеры довольно много экспериментировали до начала 40-х годов на тему мотокомпрессорного двигателя. Существовала даже концепция возможного использования таких двигателей на дальних бомбардировщиках, способных достичь берегов Америки.

Проект двигателя фирмы Junkers «jet reaction plant».

Фирма Junkers разработала свой проект большого двигателя, получивший название «jet reaction plant». В нем 4-х-ступенчатый осевой компрессор приводился от дизельного двигателя с блоком из 16-ти цилиндров. При этом воздух охлаждал корпус поршневого двигателя (тем самым нагреваясь), а в задней камере сгорания с ним смешивалось и поджигалось топливо, увеличивая конечную тягу.

Первый, реально летающий…

Разработкой мотокомпрессорных двигателей в тот период времени занимались инженеры различных стран. Через год после полета Heinkel He 178, в августе 1940 года в воздух поднялся еще один из числа первых реактивных самолетов. Это был итальянский Caproni Campini N.1/CC2.

Но несмотря на «реактивность» на нем был установлен не турбореактивный двигатель, а именно классический motorjet. Движителем был сам ВРД, то есть самолет приводился в движение только за счет реактивной тяги, без использования воздушного винта.

Самолет Caproni Campini №1/СС2.

В составе motorjet-а был рядный поршневой двигатель Isotta Fraschini L.121/RC ( версия, предусматривающая воздушное охлаждение, мощность 900 л.с.), который приводил трехступенчатый осевой компрессор, располагавшийся в носовой части фюзеляжа. Рабочие лопатки компрессора могли изменять угол установки с помощью гидравлики¹.

————————

¹Примечание. К сожалению мне не удалось найти однозначную информацию о принципиальной конструкции компрессора. По одним источникам (итальянским) кроме трех ступеней ротора были и три ступени статора. То есть практически полноценный осевой компрессор. По другим статора не было, а были три ступени высоконапорного воздушного винта (вентилятора) изменяемого шага в кольцевой оболочке.

При этом первые две ступени (этого винта) повышали динамическое давление, а третья служила по большей части для «исправления» потока, то есть придания ему осевого направления для возможного уменьшения потерь при турбулизации. Ведь потоку предстояло еще добраться к выходному устройству через весь фюзеляж.

Но для нашей темы в целом суть этой конструкции в общем-то большой роли не играет. Принцип работы в любом случае остается тем же. Меняются только выходные параметры.

———————

Атмосферный воздух поступал в воздухозаборник (диффузорного типа), где тормозился с повышением статического давления. Затем давление (полное либо динамическое) повышалось в компрессоре (вентиляторе), после чего воздух обтекал корпус поршневого двигателя, нагреваясь сам и охлаждая ПД одновременно. При этом поток вбирал в себя его выхлопные газы, тоже с повышенной температурой, и поступал через фюзеляж в его хвостовую часть.

Конструктивная схема самолета Caproni Campini №1/СС2. Рекомендкется смотреть в увеличенном виде (кликабельна дважды).

Стабилизаторы пламени и топливные коллекторы в форсажной камере мотокомпрессорной силовой установки самолета Caproni Campini №1/СС2.

Здесь он, уже нагретый и сжатый, попадал в камеру сгорания, где его температура еще более повышалась и далее выходил в атмосферу через сопло, создавая реактивную тягу. Сопло управлялось посредством перемещения центрального тела с помощью гидравлики.

Сопло мотокомпрессорной силовой установки самолета Caproni Campini №1/СС2. Виден управляемый конус (центральное тело).

Камера сгорания была по конструкции очень похожа на современные форсажные камеры и таковой на самом деле являлась. В передней ее части располагались топливные форсунки в виде кольцевых коллекторов. Там же были кольцевые стабилизаторы пламени (и потока), аналогичные стабилизаторам  нынешних ФК.

В полете она не работала постоянно, слишком велик был расход топлива, и использовалась только для разгона. Таким образом для формирования реактивной тяги в крейсерском полете (например, при барражировании) использовалась только энергия, получаемая от компрессора, плюс выхлопные газы поршневого двигателя и некоторый нагрев потока при омывании им горячего корпуса.

То есть это была вышеупомянутая схема Коанда и без использования форсажной камеры двигатель генерировал холодную тягу.

Самолет, несмотря на определенную смелость конструкторских решений не обладал высокими параметрами. Максимальная скорость с использованием форсажной камеры ( тяга при этом была около 690 кгс) составляла 375 км/ч. Без использования ФК – порядка 320км/ч.

Относительно небольшой диаметр входного канала воздухозаборника обуславливал низкий массовый расход воздуха через двигатель (ниже тяга). Для современных ТРД такого рода фактор может быть в некоторой степени компенсирован большой степенью повышения давления, однако Caproni Campini N.1 этим похвастаться не мог.

Работа камеры сгорания (ФКС) самолета Caproni Campini №1/СС2. Фюзеляж расстыкован.

К тому же малая величина сжатия влекла за собой низкую термическую эффективность (и топливную, соответственно, тоже). В итоге тяга двигателя получалась невысокой (в особенности для веса самолета в 3650 кг (пустой) и 4220 кг (взлетный)).

Были и другие проблемы конструктивного и эксплуатационного характера. Например, трудности с розжигом и удержанием факела пламени в форсажной трубе в потоке воздуха от компрессора.

Caproni Campini N.1 не стал полноценным летательным аппаратом, а скорее превратился в демонстратор новых технологических решений. При этом конструкторы фирмы Caproni не отказались полностью от своих разработок. На базе Campini N.1 был предложен проект высотного скоростного истребителя Caproni Campini Ca.183bis (1943 год), использующего как реактивную тягу, так и тягу воздушного винта.

Самолет Caproni Campini Ca. 183bis.

Схема конструкции самолета Caproni Campini Ca.183bis

Этот самолет должен был быть оборудован двумя поршневыми двигателями. Один (Daimler-Benz DB 605) для привода двух соосных воздушных винтов (по три лопасти в каждом) с противоположным вращением. Второй (Fiat A.30) для привода воздушного компрессора собственной конструкции инженера Secondo Campini. Для воздуха на охлаждение второго двигателя и для компрессора предусматривались специальные закабинные воздухозаборники.

Предполагалось, что этот самолет сможет летать на расстояние до 2000 км и иметь максимальную скорость 740 км/ч. Однако, в воздух ни ему, ни другим подобным итальянским проектам  подняться было не суждено.

Интересно, что у Campini еще в 1932 году был проект самолета с мотокомпрессорным двигателем, слегка напоминавший Ca.183bis расположением агрегатов. Здесь в качестве поршневого использовался радиальный ПД, расположенный за кабиной экипажа и приводивший компрессор, который прогонял воздух в камеру сгорания (форсажную). Это еще одна схема МКВРД (радиальный ПД — рисунок). Однако, проект не был осуществлен.

Мотокомпрессорная силовая установка с радиальным поршневым двигателем. Одна из возможных схем.

В 1942 году существовал проект (в двух вариантах) переделки известного итальянского истребителя Reggiane Re.2005 Sagittario в версию с мотокомпрессорным двигателем. Для этого за кабиной пилота установили дополнительный рядный поршневой 12-цилиндровый двигатель Fiat A.20, который приводил два отдельных центробежных компрессора конструкции Campini.

Один из них осуществлял наддув штатного поршневого двигателя Daimler-Benz DB 605А (построенный Фиатом по лицензии), что было важно для увеличения его высотности, а второй сжимал воздух с дальнейшей подачей его в камеру сгорания и выходом через сопло для генерации реактивной тяги. В названии прибавили литеру «R» — реактивный (Re.2005R).

Время работы камеры сгорания за полет предусматривалось не более10-12 минут. Она должна была работать только как ускоритель (форсаж), для достижения больших скоростей, например во время ведения воздушного боя. По расчетам самолет должен был достичь скорости 730 км/ч.

Проводились инженерные работы и натурные испытания. Форсажная камера смогла выдать только 100 кгс тяги, расход топлива оказался больше расчетного. В итоге проект, который один из специалистов назвал «сумашедшей идеей людей творческих, но непрактичных», был закрыт, тем более, что появилась модификация Re.2006 с более мощным поршневым двигателем.

Первая версия проекта самолета RE 2005R.

Проект самолета Re 2005 R (вторая версия).

Чуть позже был представлен второй вариант Re.2005R с новым маршевым ПД Isotta Fraschini Gamma с воздушным охлаждением. В этом самолете не было вспомогательного двигателя. Конструкция форсажной камеры была улучшена. Компрессор стал осевым четырехступенчатым и приводился от главного двигателя. Этот проект также был закрыт по тем же причинам.

В тот же период времени проводились работы с гибридными силовыми установками аналогичного типа и в США, в НАСА, в исследовательском цетре в Лэнгли. Инженер Истман Джэйкобс (Eastman Jacobs) с 1941 по 1943 год разрабатывал проект, получивший своеобразное название Jake’s jeep и повторявший принцип Campini (Коанда), но в своей интерпретации. Тяга воздушного винта в нем не использовалась.

В этом проекте в процессе сжатия предусматривалось использование только динамического сжатия с помощью канальных вентиляторов. Приводом служил радиальный поршневой двигатель, установленный за вентиляторами. Воздух после них разделялся на два канала, что в некотором роде походило на современные двухконтурные двигатели.

Первый (внутренний) контур направлял воздух для нагрева путем охлаждения ПД. Далее воздух смешивался с горячими выхлопными газами и потом с испаряющимся (благодаря температуре этих газов) топливом (бензин), после чего смесь воспламенялась от свечей. Это была так называемая первичная камера сгорания.

Нагретый первичный газ, продвигаясь по оси двигателя, испарял и поджигал подаваемую далее вторичную (или основную) порцию топлива (вторичная или основная КС), смешиваясь при этом с воздухом, подаваемым  по второму (внешнему) контуру. Далее общий поток направлялся в реактивное сопло для создания тяги.

Проект самолета Nasa Jake’s Jeep (Кликабельно).

Предусматривалось одновременное использование обеих камер сгорания, использование только первичной, либо работа вообще без КС, на упомянутой уже холодной тяге. Это позволяло увеличивать время нахождения самолета в воздухе, а горячую тягу использовать только для форсированного набора скорости.

Этот проект постигла та же судьба, что и основную массу других из области motorjet-ов. Еще на этапе начальной отработки камер сгорания у него были проблемы. Но их решение не повлияло на конечные итоги проводимых работ. Да, видимо, и не могло повлиять, потому что уже существовали работающие и перспективные ТРД. В марте 1943 года программа именно по этой причине была закрыта.

«Летающие»  ВРДК…

К середине 40-х реальную практическую конкуренцию (хоть и формально) многим существовавшим на Западе проектам летательных аппаратов с МКВРД составили советские самолеты с комбинированной силовой установкой такого же принципа. В СССР разрабатываемый тип получил еще одно название — ВРДК.

К тому времени все уверенней заявлял о себе турбореактивный двигатель. Создавались все более совершенные и выгодные в эксплуатации образцы. Если в 30-х годах мотокомпрессорными двигателями в различных их вариантах параллельно с другими ВРД достаточно массово занимались немецкие авиационные фирмы, то к 1941 году эта работа была прекращена практически полностью и конструкторы переключились на работу с ТРД, окончательно определив для себя цели в реактивном двигателестроении. Достаточно интенсивно подобного рода работы проводились также в Америке и Англии.

В СССР же работы по мотокомпрессорным двигателям (ВРДК) проводились еще с 1941 года. Примерно в это время  в ЦИАМ (Центральный институт авиационного моторостроения) было организовано конструкторское бюро для отработки наивыгоднейшей схемы ВРДК. Бюро руководил известный инженер-конструктор Холщевников К.В.

Однако конструкторская деятельность без определения приоритетов велась достаточно неспешно (как впрочем и в отношении других типов реактивных двигателей). И только в 1944 году, когда в реальных боевых действиях  «вдруг» стали появляться немецкие реактивные самолеты, все работы в этой сфере были активизированы. Тогда в системе наркомата авиационной промышленности даже был сформирован научно-исследовательский институт  для работы над проблемами реактивного двигателестроения – НИИ-1.

Истребитель И-250 с ВРДК.

Конструктивная схема самолета И-250. Показано расположение ВРДК.

В конце мая 1944 года КБ П.О.Сухого, а также А.И.Микояна и М.И.Гуревича было выдано задание на проектирование экспериментальных самолетов «с поршневым двигателем и дополнительным воздушно-реактивным двигателем с компрессором». Эти дополнительные «ВРД с компрессором» как раз и получили название ВРДК. Разрабатывались они в ЦИАМ группой Холщевникова.

В результате получились два летающих самолета: И-250 (по некоторым источникам МиГ-13) и Су-5. Они имели принципиально аналогичную конструкцию силовых установок. Главным двигателем был поршневой ВК-107А (для Су-5 первоначально планировался двигатель М-107), от которого через специальный вал приводился осевой компрессор. Воздух в него поступал по каналу из  носовой части фюзеляжа.

Мотокомпрессор самолета И-250.

Далее воздух, охлаждая по пути водяной радиатор ПД, попадал в камеру сгорания и после сжигания топлива, подаваемого форсунками, выходил через управляемое реактивное сопло, формируя дополнительную тягу.

Камера сгорания являла собой по сути дела форсажную камеру, и для постоянной работы не предназначалась. Тепло поршневого двигателя и его выхлопные газы в формировании реактивной тяги не использовались.

Таким образом ВРДК включался только временно, в случае необходимости резкого увеличения тяги, то есть выполнял функции ускорителя (или вспомогательного двигателя). Например для И-250 время его непрерывной работы составляло не более 10 минут. Используемое топливо – авиационный бензин.

Су-5ВРДК.

Первоначальный проект Су-5ВРДК.

Поздний проект Су-5ВРДК.

При этом планировалась максимальная скорость на высоте около 7500 м для И-250 – 825 км/ч, для Су-5 – 795 км/ч.

Программа Су-5 была закрыта в 1946 году в числе других, признанных неперспективными. Работы по И-250 продолжались, так сказать, не смотря ни на что. И летом 1945 года даже было принято решение о постройке опытной серии из 10 самолетов. Однако, «смотреть-то» как раз было на что…

Камера сгорания (форсажная) ВРДК самолета Су-5.

Реактивное сопло мотокомпрессорного двигателя самолета Су-5.

И-250 по различным причинам крайне тяжело внедрялся в производство и оказался очень неудобен в эксплуатации из-за большого количества недоработок и поломок, касающихся именно ВРДК. К тому времени уже поступали в эксплуатацию реактивные МиГ-9 и Як-15 с ТРД. К концу госиспытаний И-250 полным ходом испытывался ставший впоследствии знаменитым МиГ-15.

Таким образом судьба И-250 была предрешена. Даже опытная серийная десятка, выпущенная, кстати, с трудом и приключениями, так и не вошла (по некоторым источникам) в боевой состав авиации ВМФ, для которого была предназначена. В 1950 году самолет был официально выведен из эксплуатации.

Проекты ЦАГИ…

В инициативном порядке в ЦАГИ в начале 40-х (до момента образования НИИ-1) также разрабатывались несколько проектов самолетов с ВРДК (не воплощенных в жизнь, к сожалению). Цель этих проектов была задача отработки путей радикального увеличения скорости самолетов. Ее значение особенно возросло с началом Великой отечественной войны.

Некоторые из них…

Проект самолета С-1ВРДК-1. Оборудован поршневым двигателем М-82 с ВРДК: компрессор осевой, камера сгорания (или форсажная камера), регулируемое сопло с центральным телом. Тяга создавалась только за счет реактивной струи. Воздушный винт не был предусмотрен. В качестве топлива использовался бензин.

Проект С-1ВРДК-1. 3 — компрессор; 5 — ПД; 7 — подача топлива в камеру сгорания; 11 — центральное тело регулируемого сопла.

По расчетам на высоте 4500 м скорость должна была достигать 800 км/ч, на 7500 м – 820 км/ч. По сравнению с винтовыми истребителями самолет обладал повышенной скороподъемностью, лучшими разгонными характеристиками и мог поддерживать  стабильную максимальную скорость во всем диапазоне высот.

Для увеличения продолжительности полета использовался вариант холодной тяги. В этом случае топливо в камеру сгорания не подавалось. Воздух подогревался за счет теплосъема с поршневого двигателя и направления его выхлопных газов в общий поток по каналам фюзеляжа и далее в сопло.

В результате, при использовании камеры сгорания не более 15-20 мин за полет (и экономии тем самым горючего) время нахождения в воздухе могло быть увеличено до 3,5 часов, то есть такой самолет мог быть использован в качестве высотного барражирующего истребителя-перехватчика. Рассматривался также вариант двухдвигательного самолета с ВРДК.

Другой проект…. На базе истребителя Як-9 (мотор М-105ф) был разработан проект истребителя с ускорителем типа ВДРК. В хвостовой части установили камеру сгорания и трехступенчатый осевой компрессор, который через приводные валы и промежуточные редукторы приводился от ранее разработанного поршневого двигателя М-105РЕН (с системой дополнительных редукторов).

Проект Як-9ВРДК.

Однако, самолет оказался перетяжеленным из-за установки дополнительного оборудования. Мощность нового двигателя М-105РЕН оказалась ниже исходного М-105ф. Расчетная скорость по сравнению с Як-9 возросла всего на 80 км/ч, при этом боевые возможности уменьшились из-за требуемого демонтажа части вооружения. Проект был признан неудачным, хотя интересен сам факт его существования в плане приобретения практического опыта.

Несколько позже (к концу 1943 года) появился другой, более совершенный проект с ВРДК на базе Як-9. Он должен был оборудоваться высотным поршневым двигателем АМ-39ф, приводившим двухступенчатый компрессор ВРДК, направлявший сжатый воздух в камеру сгорания. По расчетам самолет мог достичь скорости 830 км/ч на высоте около 8100. Время полета при комбинированном использовании холодного и горячего режимов составляло около 2,5 часов, то есть самолет мог быть использован в качестве барражирующего истребителя- перехватчика.

Самолет (от Як-9) с ВРДК. Поршневой двигатель АМ-39Ф

Имел место также проект, предусматривающий установку ВРДК на самолет Ла-5. Здесь в качестве компрессора был использован одноступенчатый вентилятор, установленный перед двигателем (как на немецком поршневом двигателе BMW-801) с добавленным к нему направляющим аппаратом, что позволило сформировать практически полноценную ступень осевого компрессора. Схема проекта представлена на рисунке.

Схема самолета Ла-5ВРДК.

Существовали и другие интересные проекты в различных специализированных советских КБ…

Проводились, например, разработки двигателей, конструктивно несколько отличавшихся от традиционных ВРДК . Это были двигатели, в которых поршневой мотор интегрировался внутрь ВРД, оборудованного своим компрессором, и длинный приводной вал отсутствовал. Такой конструкции агрегаты проектировались в первой половине 40-х немецкими конструкторами (вышеупомянутый двигатель на холодной тяге HeS 60, а также  jet reaction plant фирмы Junkers). После окончания войны их опыт и наработки были использованы в СССР.

В 1947 году разрабатывался  уже достаточно совершенный двигатель  «032» под руководством инженера-конструктора А. Шайбе на так называемом опытном заводе №2 в ОКБ-1 (Куйбышевская область). Это был один из «немецких» заводов, сформированный в 1946 году и занимавшийся газотурбинными двигателями (в частности ТВД), используя оборудование и специалистов, вывезенных из Германии.

Схема двигателя «032».

Двигатель был оборудован 10-ти цилиндровым звездообразным двухрядным встроенным ПД и регулируемым соплом. Расчетная максимальная тяга – 2000 кгс, номинальная — 1800 кгс. Габаритные размеры: длина 4,0 м, диаметр — 1,0 м. Топливо – керосин или газойль. Работы по двигателю были прекращены в том же 1947 году из-за бесперспективности в связи с явным преимуществом ТРД.

Японский вклад в «общее дело»…

Однако была еще одна страна, авиационные инженеры которой уделили определенное внимание внедрению мотокомпрессорных двигателей в эксплуатацию. Это Япония. Здесь все делалось из соображений крайней необходимости и, в общем-то, при существенном дефиците времени. Моторджет был выбран благодаря его простоте и достаточной для существовавших условий тяговой эффективности.

В конечный период 2-ой Мировой войны Япония для борьбы с военными кораблями ВМС союзников СССР (главным образом США) создали и начали использовать самолет-снаряд, управляемый летчиком-камикадзе. Это была модель Yokosuka MXY7 Ohka ( «Ока» – цветок сакуры).

Самолет-снаряд Ohka 22 c двигателем Tsu 11 ( Аэрокосмический музей в Вашингтоне).

Однако этот летательный аппарат (точнее говоря его первоначально существовавший вариант Ohka 11) был оборудован ракетными двигателями, обладавшими большим начальным импульсом, но малым временем работы. Поэтому дальность самолета была невысока – около 36 км.

Столь малая дальность была большим недостатком, потому что носители самолетов-снарядов, бомбардировщики-торпедоносцы Mitsubishi G4M2 вынуждены были для запуска Ohka 11 приближаться к корабельным авианосным группам на малые расстояния, тем самым подвергая себя и свой груз риску быть сбитыми истребителями противника.

Такое часто и происходило, при этом погибал не только самолет-снаряд, но и бомбардировщик со всем экипажем. Из-за этих случаев, неоднократно происходивших, Ohka 11 даже получил от американских моряков прозвище Вака, что в японском означает «дурак», «идиот».

Для исправления этого недостатка и увеличения дальности требовался другой двигатель. Так как ни времени, ни особых ресурсов для его разработки уже явно не хватало, то японские инженеры обратили внимание на принцип мотокомпрессорного двигателя.

Камера сгорания двигателя Tsu-11 самолета Ohka-22.

Вид со стороны сопла. Самолет Ohka 22 (музей).

Поршневой двигатель из состава Tsu-11 и воздухозаборники компрессора.

Поршневой двигатель motorjet-а Tsu-11. Воздухозаборник компрессора.

В итоге получился МКВРД Ishikawajima Tsu-11. Его воздушно-реактивная часть состояла из одноступенчатого осевого компрессора и камеры сгорания с выходным нерегулируемым соплом. Привод компрессора осуществлялся от 4-хцилиндрового перевернутого рядного поршневого двигателя Hitachi Hatsukaze НА-11 (НА-47, лицензия немецкого Hirth HM 504). Вход воздуха осуществлялся через два боковых воздухозаборника в хвостовой части фюзеляжа.

ВРД был очень прост, можно сказать примитивен. Его тяга составляла около 180 кгс, при этом по мнению американских инженеров, изчавших образец этого двигателя, вклад  камеры сгорания в общую тягу был невелик. Большая часть тяги формировалась компрессором. Тем не менее дальность полета по сравнению с 11-ой моделью, увеличилась более, чем в три раза. Самолет получил наименование Ohka 22.

Было произведено достаточно малое количество двигателей Tsu-11. Он так же планировался к установке на самолет Yokosuka MXY9 Shuka, который собирались использовать в качестве тренировочного для летчиков самолета-перехватчика с ракетным двигателем Mitsubishi J8M (морской вариант, Ki-200 – армейский вариант).

Однако, ни один из этих самолетов так и не полетел – война закончилась. Ohka 22 успели построить около 50 штук (11-я модель -755 штук). Один из двигателей Tsu-11 находится в Вашингтоне в Национальном Аэрокосмическом музее (NASM). Он смонтирован на восстановленный Ohka 22.

————

К концу сороковых интерес к мотокомпрессорным двигателям практически сошел на нет, и они исчезли из практического поля зрения авиационных инженеров. В дальнейшем были отдельные случаи использования его или его принципа работы, чаще всего малоизвестные, единичные и с большой авиацией уже никак не связанные.

Экспериментальная модель самолета ( В-208Т) с мотокомпрессорным двигателем (кликабельно).

Двигатель такого типа в порядке эксперимента применялись ( применяются и сейчас) в авиамоделировании (имитация ТРД) или разработке небольших беспилотных летательных аппаратов. Примером может служить так называемая программа «Рубикон» (1968-1978 г.г.) в СССР, посвященная разработке микро-двигателей на реактивной тяге и созданная тогда модель самолета В-208Т.

Эта модель была оборудована вентилятором (1) с направляющим аппаратом (2), приводимым во вращение обычным модельным компрессионным поршневым двигателем (3), и камерой сгорания (4).

Или совсем неавиационные разработки. Например, применение выходной газовой струи мотокомпрессорного двигателя для скоростной очистки поверхностей, а конкретней железнодорожных путей ото льда и снега. Это так называемый «Hornet Project» небольшой канадской фирмы Nye Thermodynamics Corporation (1998 год).

В этом устройстве применена жаровая труба от КС серийного турбовинтового двигателя и сторонний дизельный компрессор.

Двигательные установки на принципе моторджета иногда применяют сейчас для экзотических транспортных средств в различных автошоу и для рекордных заездов. В качестве компрессора применяют обычно автомобильные турбокомпрессоры или агрегаты им подобные.

Практически уже в наше время имели место идеи использования мотокомпрессорных двигателей на холодной тяге с интегрированными дизельными моторами на для малоразмерных аэротакси. Главным в этих идеях было использование последних достижений в авиационном двигателестроении, которые позволили бы сделать эксплуатацию выгодной и дешевой для рядовых пассажиров.

И все-таки…

И все-таки по факту для авиации эпоха моторджетов к 50-му году завершилась окончательно… Мотокомпрессорный двигатель изначально оказался как бы на рубеже двух эпох в развитии авиационного двигателестроения, на рубеже, где новые технологии приходят на смену старым. В этом состояла и его сила, и его слабость одновременно, и все, казалось бы только что созданные, проекты очень быстро устаревали.

В этот же период времени ( 30-е годы) на подъеме были и работы по созданию турбокомпрессоров (тurbojet), но все же имевшийся уровень научных знаний, технологий и развития металлургии не давал возможности создать одновременно совершенную, долговечную, мощную и надежную газовую турбину (как в современных ТРД).

При этом идея motorjet-а, как двигателя формирующего воздушно-реактивную тягу оказалась достаточно революционна и имела очевидные преимущества. При хорошем выборе мощности поршневого двигателя, достаточной производительности компрессора (по расходу воздуха и по степени сжатия), правильном подборе и слаженой  совместной работе камеры сгорания и сопла тяга мотокомпрессорнного двигателя вполне могла быть больше тяги винта одного поршневого двигателя.

Плюс к этому надо не забывать о факте падения тяги воздушного винта со скоростью, что не свойственно ВРД (а значит и МКВРД).

К тому же, в соответствии со всем этим, первые ТРД имели очень малый эксплуатационный ресурс. Motorjet  мог в этом плане также иметь преимущество. Ведь его надежность и долговечность (в сравнении с ТРД) по большей части зависела от хорошо отработанного ПД и достаточно простой камеры сгорания. Поэтому интерес к такому двигателю был вполне закономерен.

Однако, вышеупомянутая переходность двигателя определила и его существенные недостатки,  делавшие в конечном итоге (и в особенности после быстрого внедрения ТРД) его дальнейшее использование попросту нецелесообразным.

Рабочие процессы в комбинированной силовой установке, работающей по принципу мотокомпрессорного двигателя, описываются сразу двумя термодинамическими циклами. Поршневой двигатель – это цикл Отто, а для ВРДК – цикл Брайтона.

Как известно, чем выше давление в цикле, тем выше его работа, а значит и получаемая мощность. При высоком давлении более качественно протекают тепловые процессы в камере сгорания, повышается полнота сгорания, а значит снижается потребность в топливе и растет экономичность.

Полноту полезного использования тепла, полученного при сжигании топлива, характеризует термический кпд цикла. Он напрямую зависит от степени сжатия воздуха, поступающего в камеру сгорания. Чем выше степень сжатия, тем выше кпд.

Для поршневого двигателя степень сжатия характеризует такая величина, как «компрессия», а для воздушно-реактивного двигателя с компрессором – это π_к, то есть степень повышения давления в компрессоре.

И вот как раз получение высокого π_к при помощи компрессора ВРДК оказалось делом затруднительным. Одна из причин тому – несовершенство применяемых компрессоров. Сложность технологий, недостаточный уровень (по сравнению с настоящим временем) инженерных и конструкторских знаний в области создания осевых компрессоров заставлял применять в основном центробежные компрессоры, в некоторых случаях даже вентиляторы (воздушные винты) в кольцевых оболочках.

Осевые компрессоры стали чаще появляться только в немецких проектах конца 30-х, первой половины 40-х. Но и таким агрегатам, чтобы создать большее сжатие надо иметь большее количество ступеней, а значит большие размеры и массу, что не всегда позволительно (еще одна причина низкого π_к).

Одна ступень хорошего ЦБ компрессора в принципе может обеспечить относительно высокую степень повышения давления, однако при этом пропускная способность ее в 2,5- 3 раза меньше, чем у осевого компрессора (при прочих равных условиях). А пропускная способность – это расход воздуха, один из главных параметров любого ВРД. Он прямо пропорционален тяге.

Более того, сжатие – тяжелая работа. Чем большую степень сжатия мы хотим получить и обеспечить больший расход воздуха, тем большую работу должен совершать агрегат, приводящий компрессор.

Для случая ВРДК – это поршневой двигатель, и для него большая мощность напрямую означает большую массу. Масса – один из главных недостатков мотокомпрессорной силовой установки, в которой для привода в общем-то маломощного компрессора применяется совершенно отдельный массивный агрегат (ПД). Вдвойне хуже, если привод компрессора – его единственная функция, то есть воздушный винт не используется.

В этом плане газовая турбина турбореактивных  двигателей (особенно современных) находится в значительно более лучшем положении. При относительно малой массе и габаритах (компактна), находясь в составе единого агрегата, она совершает очень большую работу по приводу компрессора (а также часто массивного вентилятора в ТВРД), сжимающего и пропускающего через двигатель большие массы воздуха.

В итоге при всех возможных плюсах имеем: невысокая степень сжатия, низкий кпд, низкая экономичность (как впрочем у любой форсажной камеры), достаточно малый расход воздуха и большая масса. Вполне понятно, что конкуренция с турбореактивным двигателем мотокомпрессорному была бы не по плечу. Впрочем ее практически и не было.

Ни один из самолетов, оборудованных motorjet-ом, по сути дела не был в «серьезной» эксплуатации. Все они, даже дошедший до мелкой серии И-250, так, в общем-то, и остались опытными, своего рода демонстраторами иных, к сожалению, не совсем удачных технологий.

Историю, как известно, пишут победители…

В данном случае своего рода победителем стал ТРД, вполне, впрочем, заслуженно. При этом мотокомпрессорный двигатель оказался в некоторой тени, так что, как уже говорилось, даже не все (особенно люди в авиационном смысле неискушенные) о нем знают.

Однако, на самом деле он стал важным звеном в истории развития авиации. Это факт, значение которого нельзя преуменьшать. Практика использования форсажных камер для современных ТРД (ТРДД) берет свое начало, по сути дела, с первых motorjet-ов. Достаточно вспомнить камеру сгорания двигателя самолета Caproni Campini N.1.

Второй контур современных турбовентиляторных двигателей, благодаря которому они высокоэкономичны и малошумны – своего рода воплощение мотокомпрессорных двигателей с так называемой холодной тягой.

Таким образом, вопреки мнению некоторых историков авиации, касающегося примитивности и неактуальности motorjet-ов, представляющих из себя тупиковую ветвь развития ВРД, они все-таки заслуживают уважительного к себе отношения и занимают заметное место в ряду мировых авиационных достижений.

—————-

В заключение еще один ролик от «Hornet Project» и иллюстрации по теме, которые не вошли в основное повествование.

До новых встреч…

Схема расположения силовой установки самолета Caproni Campini №1/СС2.

Проверка работы форсажной камеры двигателя самолета Caproni Campini № 1/CC2. Фюзеляж расстыкован.

Демонстрация включения форсажа на самолете Caproni Campini №1/CC2 при расстыкованном фюзеляже.

Самолет Caproni Campini №1/СС2 в музейной экспозиции.

Турбореактивный двигатель HeS-3.

Схема мотокомпрессорной силовой установки самолета И-250.

Самолет И-250 (МиГ-13).

Самолет-снаряд Ohka 22 в Аэрокосмическом музее.

Процесс монтажа двигателя Tsu-11 на самолет Ohka-22 (аэрокосмический музей).

Воздухозаборник двигателя Tsu-11.Виден компрессор.

Самолет Су-5 с ВРДК.

Еще один проект самолета с мотокомпрессорным двигателем КБ Сухого.

Аэросани с двигателем Коандэ.

Внутреннее устройство аэросаней с двигателем Коандэ.

Камера сгорания, работающая как составляющая мотокомпрессорного двигателя (проект Hornet).

Схема двигателя «032», вид на поршневой двигатель.

This entry was posted in АВИАЦИОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ, ИСТОРИЯ АВИАЦИИ and tagged ВРДК, комбинированная силовая установка, мотокомпрессорный двигатель. Bookmark the permalink.

Принцип работы реактивного и турбореактивного двигателя самолета и ракеты

Современный мир трудно представить без самолетов. Авиация прочно вошла в нашу жизнь и помогает путешественникам преодолевать тысячи километров за считанные часы, что, в еще недавнем прошлом, казалось фантастикой. Не говоря уже о полетах в космос и путешествиях к дальним планетам. Все это стало возможным благодаря изобретению реактивных двигателей. Давайте разберемся в принципе их работы.
Первые двигатели появились давным-давно и преобразовывали мускульную силу животных в полезную для достижения конкретной цели энергию. Простейший пример – лошадь, помогающая крутить эернова мельницы. Затем появились ветряные мельницы, где жернова приходили в движение за счет энергии ветра, иди водяные мельницы, использующие течение рек.

Двигатели, работающие на топливе

Общество сразу по достоинству оценило преимущества использование простейших двигателей и в последующие годы многие ученые трудились над разработкой моделей, работа которых не зависела бы от природных и погодных условий, усталости животного, выступающего в качестве источника энергии.
Гюйгенс ван Зейлихем

Наибольшего успеха на этом поприще добился голландский физик Христиан Гюйгенс ван Зейлихем, который в 1687 году первым предложил использовать порох в качестве источника энергии. Согласно замыслу, в двигателе создавалась камера внутреннего сгорания, в которой должен был сжигаться порох, а выделенная в результате горения энергия, преобразовываться в силу, приводящую определенный элемент в движение. Порох являлся первым прототипом современного топлива.

Примечательно, что идея была позаимствована у артиллеристов, наблюдая за которыми, Гюйгенс обратил внимание на то, что после выстрела, орудия откатывались в сторону, противоположную выстрелу.

Наработки голландца, а также ряда других заслуженных ученых, значительно облегчили путь создания топливных двигателей, которыми мы пользуемся до сих пор. На место пороха пришли бензин и солярка, обладающие иными физическими свойствами и температурами горения, необходимыми для выделения энергии.

Отличительные черты

Как уже говорилось раньше, предпринимались попытки использовать газотурбинный двигатель для автомобиля, однако дальше испытаний дело не пошло. Единственная отрасль, в которой агрегат нашёл применение – авиация.

Если сравнивать газотурбинный мотор с иными силовыми установками, то у первого изделия значение вырабатываемой мощи по отношению к массе больше. Так же плюс в используемом топливе, доведённый до мелкодисперсного состояния, ассортимент воображает, главный вид – керосин и дизель. Но возможно применение: бензина, газа, спирта, мазута, угольной пыли и т.п.

Агрегат с поршнями и газотурбинная установка, это моторы, работающие на основе тепла, преобразующие энергию, выделившуюся при горении в работу механики. Разница между устройствами заключается в течение процесса. В обоих моторах происходит забор и воздушное сдавливание, после чего подаётся порция горючего, затем субстанция горит, увеличивается и сбрасывается атмосферную среду.

В поршневых установках описанные действия происходят в одной точке – камере сгорания, при этом соблюдается очерёдность действий. Для газотурбинного двигателя характерно протекание действий в нескольких частях механизма одновременно.

Что бы понять, как работает газотурбинный двигатель, разделяют этапы протекания процессов, которые в сумме составляют преобразование топлива в работу:

• Подведение горючего и образование смеси.

За счёт прохождения атмосферного воздуха через компрессорное колесо, смесь сжимается в объёме, увеличивая напор, до сорока раз. После происходит перетекание воздуха в горящий объём, куда подаётся и топливо. Перемешиваясь с воздушной массой и сгорая, смесь энергетически преобразуется.

• Энергетическое рабочее преобразование.

Выделившуюся силу переформатируют в работу механики. Для этого используют специальные лопатки, которые вращаются в газовой струе, выходящей с напором.

• Распределение силы.

Распределяя полученную работу, задействуют её кусок в сдавливании очередной воздушной порции, оставшаяся мощь отводится для привода механизма.

Таким образом, видно, что действие газотурбинного устройства сопровождается оборачиванием и это единственное перемещение в установке. Тогда как для других видов силовых агрегатов действию сопутствует перемещение вытеснителя. Учитывая, что габариты и масса газотурбинного агрегата меньше поршневого собрата, а полезный коэффициент и мощь выше, превосходство первого очевидно. Однако увеличенный аппетит и сложность эксплуатации нивелируют преимущества. С целью экономии горючего, установки применяют устройство обмена теплом.

Схема включения в процесс турбины:

Явление отдачи

Шло время, наука не стояла на месте. На смену простейшим механическим двигателям пришли паровые, топливные, электрические.
Но научные поиски и разработки на этом не прекращались. Как всегда, на помощь пришла природа, которая, в большинстве случаев и наталкивает изобретателей на удивительные открытия.

Наблюдения за морскими жителями, такими как осьминоги, кальмары и каракатицы, привели к неожиданным результатам. Манера движения этих морских обитателей, была схожа с кратковременным толчком. Будто тело отталкивается отчего – то и продвигается вперед.

Эти наблюдения были чем-то схожи с замечаниями Гюегенса про выстрел и пушку, которые мы упоминали выше.

Таким образом, в физики появилось понятие «явление отдачи». В ходе дальнейших научных исследований было выяснено, что именно благодаря явлению отдачи происходит все движение на планете Земля: автомобиль отталкивается от земли, корабль – от воды и т.д.

Движение тел происходит благодаря передаче импульса от одного объекта другому. Для объяснения явления приведем простейший пример: вы решили толкнуть своего товарища в плечо, приложили определенную силу, в результате которой, он сдвинулся с места, но и вы испытали силу, отталкивающую вас в противоположную сторону.

Конечно, расстояние, на которое сдвинетесь вы и ваш друг, будет зависеть от ряда факторов: сколько вы весите, как сильно вы его толкнули.

Реактивный двигатель и принцип его работы

Таким образом, мы постепенно подошли к рассмотрению самого распространенного в самолетостроении и ракетной отрасли типа двигателя – реактивный двигатель.
Любой из нас способен воочию наблюдать явление реактивной реакции. Все что необходимо, надуть воздушный шарик и отпустить. Каждый знает, что произойдет далее: из шарика будет вырываться поток воздуха, который будет двигать тело шарика в противоположном направлении.

Согласитесь, очень похоже на то, как кальмар, сокращая свои мышцы, создает струю воды, толкающую его в противоположном направлении.

Наблюдения, описанные выше, получили точные научные объяснения, были отображены в физических законах:

• закон сохранения импульса;
• третий закон Ньютона.

Именно на них основывается принцип работы реактивного двигателя: в двигатель поступает поток воздуха, который сгорает в камере внутреннего сгорания, смешиваясь с топливом, в результате чего образуется реактивная струя, заставляющая тело двигаться вперед.

Принцип работы достаточно прост, однако устройство подобного двигателя довольно сложное и требует точнейших расчетов.

Устройство реактивного двигателя

Реактивный двигатель состоит из следующих основных элементов:

• компрессор, который засасывает в двигатель поток воздуха;
• камера внутреннего сгорания, где происходит смешивание топлива с воздухом, их горение;
• турбина – придает дополнительное ускорение потоку тепловой энергии, полученной в результате горения топлива и воздуха;
• сопло, важнейший элемент, который преобразует внутреннюю энергию в «движущую силу» – кинетическую энергию.

Благодаря совместному взаимодействию этих элементов, на выходе реактивного двигателя образуется мощнейшая реактивная струя, придающая объектам, на которых установлен двигатель, высочайшую скорость.

Реактивные двигатели в самолете

В преддверии Мировой Войны, ученые ведущих стран старательно трудились над разработками самолетов с реактивными двигателями, которые бы позволили их странам безоговорочно диктовать свои условия на небесном фронте.
Первый реактивный самолет был разработан немцами в 1937 году, а его испытания начались лишь в 1939 году. Однако имеющиеся на то время двигатели потребляли невероятно большое количество топлива и запас хода такого самолета составлял всего лишь 60 км.

В это же время Японии и Великобритании удалось создать собственные самолеты с реактивными двигателями. Но это были лишь опытные экземпляры, так и не поступившие в серийное производство.

Первым серийным реактивным самолетом стал немецкий «Мессершмит», который, однако, не позволил гитлеровской коалиции взять верх в развязанной ими войне.

Мессершмитт Me-262 Швальбе/Штурмфогель

В гражданской же авиации реактивные самолеты появились лишь в 1952 году в Великобритании.

С тех пор и по настоящие дни, реактивные двигатели являются основными двигателями, применяемыми в самолетостроении. Именно благодаря им, современны лайнеры развивают скорость до 800 километров в час.

История[править | править код]

В 1791 году английский изобретатель Джон Барбер предложил идею коловратного двигателя с поршневым компрессором, камерой сгорания и газовой турбиной. В 1909 году русский изобретатель Н. В. Герасимов запатентовал схему газотурбинного двигателя для создания реактивной тяги (турбореактивного двигателя)[2][3][4]. Патент на использование газовой турбины для движения самолёта получен в 1921 году французским инженером Максимом Гийомом[fr].

Первый образец турбореактивного двигателя продемонстрировал английский инженер Фрэнк Уиттл 12 апреля 1937 года и созданная им небольшая частная фирма Power Jets[en]. Он основывался на теоретических работах Алана Гриффита[en].

Первое полезное применение турбореактивного двигателя произошло в Германии на самолёте Heinkel He 178 с ТРД HeS 3[en]. ТРД разработан Хансом фон Охайном почти одновременно с Уиттлом — первый пуск в сентябре 1937 года, изготовлялся фирмой Heinkel-Hirth Motorenbau. Лётчик Эрих Варзиц совершил первый полёт 27 августа 1939 года.

Реактивные двигатели в космосе

После освоения неба человечество поставило перед собой задачу покорить космос.

Как вы уже поняли, наиболее мощным двигателем, способным поднять ракету на высоту во много тысяч километров, являлся именно реактивный двигатель.

Конечно, возникает вопрос: как может работать реактивный двигатель в космосе, в безвоздушном пространстве?

В устройстве ракеты предусмотрен резервуар с кислородом, который смешивается с ракетным топливом и образует необходимую тягу полета ракеты, когда космический корабль покидает атмосферу Земли.

Затем приходит в действие закон сохранения импульса: масса ракеты постепенно уменьшается, сгоревшая смесь топлива и кислорода выбрасывается через сопло в одну сторону, а тело ракеты движется в противоположную.

Примечания[править | править код]

1. ↑ ГОСТ 23851-79 Двигатели газотурбинные авиационные. Термины и определения. (термин 10, стр.3) (неопр.)
   .
2. ↑ РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ • Большая российская энциклопедия – электронная версия (неопр.)
   . bigenc.ru. Дата обращения: 16 февраля 2021.
3. ↑ Изобретения России // Газотурбинный двигатель (неопр.)
   . rus-eng.org. Дата обращения: 16 февраля 2021.
4. ↑ В. М. Корнеев.
   Особенности конструкции газотурбинных двигателей. — Ridero, 2018. — ISBN 978-5-4485-9499-1.
5. ↑ Теория и расчёт воздушно-реактивных двигателей. Учебник для вузов. Авторы: В. М. Акимов, В. И. Бакулев, Р. И. Курзинер, В. В. Поляков, В. А. Сосунов, С. М. Шляхтенко. Под редакцией С. М. Шляхтенко. 2-е издание, переработанное и дополненное. М.: Машиностроение, 1987
6. ↑ ГОСТ 23851-79. — С. 3. термин 13.
7. ↑ ГОСТ 23851-79. — С. 29. термин 175.
8. ↑ 12
   Боевая авиационная техника . — С. 149. раздел III «Авиационные двигатели», глава 1 «Классификация и области применения».
9. ↑ 12
   Боевая авиационная техника . — С. 205. раздел III «Авиационные двигатели», глава 4 «Конструктивные особенности ТРДД и ТРДДФ».
10. ↑ Боевая авиационная техника . — С. 207. раздел III «Авиационные двигатели», глава 4 «Конструктивные особенности ТРДД и ТРДДФ».
11. ↑ Александр Грек.
    Человек, который купил космодром // Популярная механика. — 2021. — № 11. — С. 54.
12. ↑ Ядерное дежавю: существует ли ракета с ядерным двигателем (рус.). Популярная механика. Дата обращения: 12 сентября 2021.

Пламенный мотор

Реактивные авиадвигатели во второй половине XX века открыли новые возможности в авиации: полеты на скоростях, превышающих скорость звука, создание самолетов с высокой грузоподъемностью, а также сделали возможным массовые путешествия на большие расстояния. Турбореактивный двигатель по праву считается одним из самых важных механизмов ушедшего века, несмотря на простой принцип работы.

История

Первый самолет братьев Райт, самостоятельно оторвавшийся от Земли в 1903 году, был оснащен поршневым двигателем внутреннего сгорания. И на протяжении сорока лет этот тип двигателя оставался основным в самолетостроении. Но во время Второй мировой войны стало ясно, что традиционная поршнево-винтовая авиация подошла к своему технологическому пределу – как по мощности, так и по скорости. Одной из альтернатив был воздушно-реактивный двигатель.

Идею применения реактивной тяги для преодоления земного притяжения впервые довел до практической осуществимости Константин Циолковский. Еще в 1903 году, когда братья Райт запускали свой первый самолет «Флайер-1», российский ученый опубликовал труд «Исследование мировых пространств реактивными приборами», в котором разработал основы теории реактивного движения. Опубликованная в «Научном обозрении» статья утвердила за ним репутацию мечтателя и не была воспринята всерьез. Циолковскому потребовались годы трудов и смена политического строя, чтоб доказать свою правоту.

Реактивный самолет Су-11 с двигателями ТР-1, разработки КБ Люльки

Тем не менее, родиной серийного турбореактивного двигателя суждено было стать совсем другой стране – Германии. Создание турбореактивного двигателя в конце 1930-х было своеобразным хобби немецких компаний. В этой области отметились практически все известные ныне бренды: Heinkel, BMW, Daimler-Benz и даже Porsche. Основные лавры достались компании Junkers и ее первому в мире серийному турбореактивному двигателю 109-004, устанавливаемому на первый же в мире турбореактивный самолет Me 262.

Несмотря на невероятно удачный старт в реактивной авиации первого поколения, немецкие решения дальнейшего развития нигде в мире не получили, в том числе и в Советском Союзе.

В СССР разработкой турбореактивных двигателей наиболее удачно занимался легендарный авиаконструктор Архип Люлька. Еще в апреле 1940 года он запатентовал собственную схему двухконтурного турбореактивного двигателя, позже получившую мировое признание. Архип Люлька не нашел поддержки у руководства страны. С началом войны ему вообще предложили переключиться на танковые двигатели. И только когда у немцев появились самолеты с турбореактивными двигателями, Люльке было приказано в срочном порядке возобновить работы по отечественному турбореактивному двигателю ТР-1.

Уже в феврале 1947 года двигатель прошел первые испытания, а 28 мая свой первый полет совершил реактивный самолет Су-11 с первыми отечественными двигателями ТР-1, разработки КБ А.М. Люльки, ныне филиала Уфимского моторостроительного ПО, входящего в Объединенную двигателестроительную корпорацию (ОДК).

Принцип работы

Турбореактивный двигатель (ТРД) работает по принципу обычной тепловой машины. Не углубляясь в законы термодинамики, тепловой двигатель можно определить как машину для преобразования энергии в механическую работу. Этой энергией обладает так называемое рабочее тело – используемый внутри машины газ или пар. При сжатии в машине рабочее тело получает энергию, а при последующем его расширении мы имеем полезную механическую работу.

При этом понятно, что работа, затрачиваемая на сжатие газа должна быть всегда меньше работы, которую газ может совершить при расширении. Иначе никакой полезной «продукции» не будет. Поэтому газ перед расширением или во время него нужно еще и нагревать, а перед сжатием – охладить. В итоге за счет предварительного нагрева энергия расширения значительно повысится и появится ее излишек, который можно использовать для получения необходимой нам механической работы. Вот собственно и весь принцип работы турбореактивного двигателя.

Таким образом, любой тепловой двигатель должен иметь устройство для сжатия, нагреватель, устройство для расширения и охлаждения. Все это есть у ТРД, соответственно: компрессор, камера сгорания, турбина, а в роли холодильника выступает атмосфера.

Рабочее тело – воздух, попадает в компрессор и сжимается там. В компрессоре на одной вращающейся оси укреплены металлические диски, по венцам которых размещены так называемые «рабочие лопатки». Они «захватывают» наружный воздух, отбрасывая его внутрь двигателя.

Далее воздух поступает в камеру сгорания, где нагревается и смешивается с продуктами сгорания (керосина). Камера сгорания опоясывает ротор двигателя после компрессора сплошным кольцом, либо в виде отдельных труб, которые называются жаровыми трубами. В жаровые трубы через специальные форсунки и подается авиационный керосин.

Из камеры сгорания нагретое рабочее тело поступает на турбину. Она похожа на компрессор, но работает, так сказать, в противоположном направлении. Ее раскручивает горячий газ по тому же принципу, как воздух детскую игрушку-пропеллер. Ступеней у турбины немного, обычно от одной до трех-четырех. Это самый нагруженный узел в двигателе. Турбореактивный двигатель имеет очень большую частоту вращения – до 30 тысяч оборотов в минуту. Факел из камеры сгорания достигает температуры от 1100 до 1500 градусов Цельсия. Воздух здесь расширяется, приводя турбину в движение и отдавая ей часть своей энергии.

После турбины – реактивное сопло, где рабочее тело ускоряется и истекает со скоростью большей, чем скорость встречного потока, что и создает реактивную тягу.

Поколения турбореактивных двигателей

Несмотря на то, что точной классификации поколений турбореактивных двигателей в принципе не существует, можно в общих чертах описать основные типы на различных этапах развития двигателестроения.

К двигателям первого поколения относят немецкие и английские двигатели времен Второй мировой войны, а также советский ВК-1, который устанавливался на знаменитый истребитель МИГ-15 и на самолеты ИЛ-28, ТУ-14.

Истребитель МИГ-15

ТРД второго поколения отличаются уже возможным наличием осевого компрессора, форсажной камеры и регулируемого воздухозаборника. Среди советских примеров двигатель Р-11Ф2С-300 для самолета МиГ-21.

Двигатели третьего поколения характеризуются увеличенной степенью сжатия, что достигалось увеличением ступеней компрессора и турбин, и появлением двухконтурности. Технически это самые сложные двигатели.

Появление новых материалов, которые позволяют значимо поднять рабочие температуры, привело к созданию двигателей четвертого поколения. Среди таких двигателей – отечественный АЛ-31 разработки ОДК для истребителя Су-27.

Сегодня на уфимском предприятии ОДК начинается выпуск авиационных двигателей пятого поколения. Новые агрегаты установят на истребитель Т-50 (ПАК ФА), который приходит на смену Су-27. Новая силовая установка на Т-50 с увеличенной мощностью сделает самолет еще более маневренным, а главное – откроет новую эпоху в отечественном авиастроении.  

000 100 кг — Миниджеты

Реактивный двигатель с тягой от 0 до 100 кг. Класс

Пионер этих мини-двигателей, вероятно, американский инженер Макс ДРЕХЕР, который в 1960-х построил серию небольших турбин для военного и гражданского применения.

Французская компания JPX, вероятно, является той, кто начал их использование в больших масштабах (на глобальном уровне для производителей моделей). С тех пор, конкурируя со многими другими мировыми компаниями, JPX исчезла из этого сектора, чтобы переориентироваться на поршневые двигатели для авиации общего назначения

Турбины представляют собой объекты, предназначенные для использования в авиации (кроме исключений parfois quelques, comme pour le fantastique travail d’Yves ROSSY).

Турбореактивные двигатели, отсортированные по номинальной мощности и году выпуска

L’AMT AT-450 на заводе AMT USA (Aviation Microjet Technology), базирующейся в Огайо американского общества, который производит и производит маленькие турбины для газа: la propulsion de modeles radio commandé,. ..

AMT Нидерланды conçoit et fabrique des petits turboréacteurs destinés à la propulsion: d’engins cibles / беспилотники d’avions radio commandés, d’avions expérimentaux, de planeurs à dispositifs d’envol incorporés, Le réacteur Olympus a subit deux évolution…

Le Titan является автором уникальной центрифуги с двойным компрессором и осевой турбиной с двумя потоками. Le temps nécessaire au Titan pour monter et downre les ségimes de min à max est благоприятное влияние на faible…

Le petit turboréacteur BMW 8025 développé by BMW Triebwerkbau GmbH (Мюнхен Аллах). Il avait pour origine la Turbine à gaz pour électrogène groupe BMW 6002, введенный в 1959 году.0004 Le BMW 8026 создан и произведен компанией Bmw Triebwerkbau Gmbh de Munchen-Allach. Руководство, выпущенное BMW 8025, выполняет главную миссию по обновлению декоративной отделки и восхождению на автономный самолет. Il s’agissait avant tout…

Турбогенератор Cobra, созданный компанией D.James et J. Walles и конструктором компании James Engineering Turbines Ltd (J.E.T). A l’original ce n’était pas un moteur destiné à propulser un avion, mais ses performance ont été si intéressantes qu’il…

Le réacteur JetCat P160 ete initialement conçu pour la propulsion de model reduit. В состав центрифуги компрессора входит установка, в которой находится аспиратор воздуха, а также установка впрыска карбюратора…

JetCAt Produit une Famille de turbo réacteur qui est l’une dès plus Complete du Marché. Elle est composée de plusieurs models dont les puissances s’échelonnaient Entre 20 et 150 kg de poussée. Le Jetcat P200 – это…

 Le Jetcat P300 – это турбореактивный двигатель с простым потоком класса 30 кг. Он является составной частью центрифуги компрессора, осевой турбины и кольцевой камеры сгорания. Il a été Commercialisé en…

A l’Original, le JFS-100 etait un groupe de démarrage conçu et produit par la Société Garrett. Il a été utilisé, Entre autre sur les chasseurs A7, F16 и F15. Il offrait une puissance de 90 Hp à  72…

Kingtech — производитель малых газотурбинных реактивных двигателей, выпускающий двигатели для высокотехнологичных моделей самолетов с дистанционным управлением и беспилотных авиационных систем. Kingtech вышла на рынок в 2009 году после четырех лет разработки. С…

В ходе военной деятельности, Люлька произвела маленькую турбореактивную машину ТС-31, которая весит 23 кг и может весить 55 кг. Il ne fut utilisé que sur le moto-planeur Антонов А-13. Использование(я)

Часть проектов самолетов, основанная на использовании двигателей, созданных миром, для микротурбин для моделей с радиоуправлением, которые не имеют сертификатов. Depuis quelques années, некоторые автомобилисты…

Первоначальным продуктом Microturbo была стартерная турбина «Noelle», которая привела к появлению ряда стартеров/ВСУ, таких как «Emeraude», «Espadon» и «Saphir». Emeraude привел к созданию первого турбореактивного двигателя компании,…

Le TJ-20a appartient à une série de petits turboréacteurs qui benéficient des dernières technology développees pour des moteurs plus puissant. Il est Architecture autour d’un Compresseur Centrifuge à un étage, d’un диффузорная центрифуга и осевой, d’une…

TJ40 (версии G1 и G2) был разработан для приведения в движение систем БПЛА, таких как дроны-мишени, дроны-ловушки или небольшие разведывательные дроны. Он также может оборудовать планеры или сверхлегкие самолеты. Его преимуществом является малый вес 3,8 кг и… Il aurait pour origine un moteur de groupe électrogène militaire éprouvé. Sa taille, son poids,…

В 1963 году Макс Дреер начал работу над концепцией премьер-министра, le TJD-76 Baby Mamba. Conçu налить двигатель ип planeur, il avait ипе poussée statique де 55 фунтов. L’objectif était de faire un moteur simple et aussi…

Маленький паровозик, который не смог | Журнал Air & Space

Т-37 Cessna получил прозвище Tweety Bird за пронзительные самолеты Teledyne CAE J-69.
ВВС США

26 АВГУСТА 2002 ГОДА ЯСНЫМ ЖАРКИМ УТРОМ в Альбукерке Интернэшнл Санпорт. На взлётно-посадочной полосе 17 готовится к взлёту небольшой бело-оранжевый двухмоторный реактивный самолет, несущий тяжёлый груз ажиотажа и надежды. В пресс-релизе его производителя говорится, что первый полет этого прототипа совершит не что иное, как «навсегда изменить ландшафт транспорта». Обещанная цена Eclipse 500 в размере 837 500 долларов — поразительно низкая цифра, едва ли вчетверо меньше, чем у следующего самого дешевого реактивного самолета, — и прямые эксплуатационные расходы в 56 центов за милю привлекли депозиты для более чем 2000 самолетов, что потенциально делает его лучшим. продажа частного самолета в истории еще до того, как он взлетит.

Из хвостовой части фюзеляжа вырастают две гондолы двигателей, тонкие, как дымоходы, и едва ли четыре фута в длину. Они держат ключ к замечательным заявлениям Eclipse о цене и производительности: пара вентиляторных реактивных двигателей Williams International EJ22, революционных силовых установок, разработанных Сэмом Уильямсом, известным гуру малых реактивных двигателей. Используя то, что Eclipse называет «подрывной» технологией, EJ22 выдал 770 фунтов тяги в наземных испытаниях, но при весе 85 фунтов вы могли бы его поднять. Это беспрецедентное соотношение тяги к весу 9: 1, почти вдвое больше, чем у любого коммерческого реактивного двигателя. Это прорыв, благодаря которому Eclipse 500 изменит ландшафт.

Башня Альбукерке разрешает N500EA взлетать, и летчик-испытатель Билл Бабб отпускает тормоза и толкает двойные рычаги управления двигателем вперед. EJ22 разворачиваются в мягкий свист , и самолет начинает разгоняться по взлетно-посадочной полосе.

Но что-то не так. Ускорение вялое, особенно для легко загруженного самолета. В горячем, разреженном воздухе высотой в милю EJ22 могут генерировать едва ли половину своей номинальной тяги. После неторопливого разбега на высоте более 3000 футов самолет отрывается и начинает плавный набор высоты, параллельно горам Сангре-де-Кристо за левым крылом. Около часа Бабб проводит запланированные испытания, проверяя общие характеристики управляемости и работу систем. В целом полет прошел без серьезных сбоев.

И все же, когда маленький реактивный самолет выруливает обратно к ликующим сотрудникам в ангаре Eclipse, уже ясно, что новые двигатели EJ22 его не взломают.

Eclipse 500 больше никогда не летал на EJ22. Три месяца спустя Eclipse Aviation объявила: «EJ22 не является жизнеспособным решением для самолета Eclipse 500, и компания Williams International не выполнила свои договорные обязательства». Williams признала, что столкнулась с «рядом проблем» с EJ22, но настаивала на том, что выполнила условия контракта, подразумевая, что самолет просто стал слишком тяжелым.

Eclipse поспешно подписала контракт с Pratt & Whitney на разработку уменьшенной версии более обычного двигателя. PW610F развивает тягу 900 фунтов, но весит 260 фунтов — в три раза больше веса EJ22. Дополнительная мощность дала бы Eclipse 500 немного лучшую скорость и набор высоты, но у него был большой недостаток: прибавка в весе пустого автомобиля на 700 фунтов и увеличение расхода топлива на 20 процентов. Замечательные прогнозы цены и стоимости в конечном итоге выросли до 1,3 миллиона долларов и 89центов за милю. Три года спустя летные испытания Eclipse 500 с двигателем P&W проходят гладко, но до сих пор неясно, изменит ли это ландшафт транспорта.

Неспособность Williams EJ22 пройти сертификацию Федерального авиационного управления для Eclipse и исчезновение двигателя из поля зрения общественности стали горьким разочарованием для тех, кто на протяжении десятилетий стремился к сертифицированному двигателю, который мог бы привести к созданию нового поколения небольших и доступных самолетов. . Неудача стала также ударом по репутации его создателя Сэма Уильямса, которому сейчас 84 года, который, по сути, изобрел небольшой турбовентиляторный двигатель в 1919 году.60-х годов и оставался его неоспоримым вдохновителем более трех десятилетий.

Уильямс не был первым, кто построил крошечный реактивный двигатель. Еще в начале 1950-х построенный во Франции Turboméca Palas с тягой 330 фунтов вдохновил на создание полдюжины эксцентричных экспериментальных мини-реактивных двигателей Euro. Palas превратился в серию Marboré (от 660 до 1058 фунтов тяги), которая приводила в действие ряд небольших военных самолетов, таких как четырехместный Morane-Saulnier 760 Paris и учебно-тренировочный Cessna T-37. (Последний использовал J-69, версия Marboré, сделанная американской компанией Teledyne CAE.) В 1970-х годах французская фирма Microturbo снизила планку с 220-фунтовой тягой TRS 18, которая летала на итальянском планере Caproni A21J и на самолете американского конструктора Джима Беде. Самолет БД-5Ж для авиашоу. Всего 24 дюйма в длину, TRS 18 по-прежнему остается самым маленьким реактивным двигателем, когда-либо приводившим в действие пилотируемый самолет.

Однако у первых мини-двигателей была проблема. Как и все турбореактивные двигатели, они потребляли огромное количество топлива. Хуже того, небольшие самолеты страдают от безжалостной экспоненциальной математики уменьшения масштаба: длина самолета уменьшается вдвое, а внутренний объем для топлива уменьшается в восемь раз. BD-5J имел запас хода около часа и дальность полета около 300 миль.

Чтобы быть коммерчески жизнеспособным, небольшой реактивный двигатель должен быть экономичным. Это означало, что это должен быть турбовентилятор. В то время как Pratt & Whitney и Rolls-Royce начали продвигать турбовентиляторные технологии в больших двигателях в 1960-х годах, молодой выпускник Purdue и бывший инженер Chrysler по имени Сэм Уильямс решил создать небольшой, экономичный турбовентилятор.

Уильямс покинул Chrysler в 1954 году, чтобы основать собственную компанию. Его первый реактивный двигатель, прозаически названный Jet No. 1, совершил свой первый запуск в 1957 при скудных 60 фунтах тяги. Он весил всего 23 фунта; на старой рекламной фотографии Williams изображен улыбающийся двойник Джун Кливер, держащий его в одной руке. Усовершенствованная версия, WR2, была запущена в 1962 году. По аналогии с турбореактивным двигателем Фрэнка Уиттла 1930 года, WR2 имел одноступенчатый центробежный компрессор и одноступенчатую турбину. В справочнике Jane’s All the World’s Aircraft двигатель описывается как «простой по конструкции, почти до такой степени, что он кажется грубым». В 1964 году более мощная версия WR2 стала первым реактивным самолетом Williams, совершившим полет на самолете Canadair CL-89.разведывательный дрон. Последующая серия WR24, несмотря на ужасное потребление топлива, стала первым крупным коммерческим успехом Williams, в конечном итоге установив более 6000 дронов-мишеней Northrop ближнего действия.

В 1967 году компания Williams завершила разработку революционного двигателя. WR19, турбовентиляторный двигатель, основанный на ядре WR2, производил 430 фунтов тяги, весил всего 67 фунтов и был почти в два раза более экономичным, чем WR2. Он приводил в действие два недолговечных изобретения 1970-х годов: летающий пояс Bell Jet, реактивный рюкзак в стиле Базза Лайтера; и летающая платформа WASP II, своего рода воздушный Segway Human Transporter.

WR19 также привлекла внимание военных проектировщиков, изучающих концепцию крылатой ракеты большой дальности. Время Уильямса было идеальным; WR19 был единственным небольшим двигателем с топливной экономичностью, необходимой для полета крылатой ракеты. Усовершенствованная версия WR19, F107 с тягой 600 фунтов, в конечном итоге стала основным двигателем для крылатых ракет воздушного базирования «Томагавк» ВМС и ВВС, с производством более 6500 двигателей за 30 лет. За создание F107 компания Williams была удостоена высшей авиационной награды Collier Trophy в 1919 году.79.

Уильямс начал возиться с небольшим гражданским турбовентиляторным двигателем, основанным на его технологии крылатых ракет, еще в 1971 году. Но было бы огромным шагом сделать специализированную силовую установку «Томагавк», которая должна была запуститься только один раз и проработать три или три часа. четыре часа и адаптировать технологию для производства коммерчески жизнеспособного двигателя.

Небольшой размер сам по себе создает множество проблем при проектировании. Лопасти турбины можно уменьшить, а молекулы воздуха — нет; в результате поверхностное трение и эффекты пограничного слоя пропорционально больше. (С точки зрения инженеров, небольшой двигатель по своей природе менее эффективен, потому что он работает при низком числе Рейнольдса, аэродинамическом коэффициенте, который связывает размер компонента с эффектами инерции и вязкости воздуха.) Зазоры лопаток компрессора и турбины пропорционально больше, что приводит к большему потери наконечника. Чтобы поддерживать наиболее эффективные скорости вращения лопаток турбины и компрессора, небольшие двигатели должны вращаться быстрее. Маленькие лопатки турбины также труднее охлаждать. Масляные каналы сужаются, что затрудняет смазку. Производственные допуски уменьшаются до масштаба часовщика.

В 1978 году компания Williams подписала контракт на разработку WR44, двигателя с тягой 850 фунтов для пятиместного самолета Foxjet 600, очень похожего на Eclipse, но обреченного на статус макета. Последующее заигрывание с злополучной американской Jet Industries Hustler также ни к чему не привело, и только в 1988 году двигатель Williams, наконец, взлетел с человеком на борту. Пара FJ44 с тягой 1800 фунтов приводила в движение Triumph Берта Рутана, экспериментальный прототип легкого бизнес-джета Beech.

Однако именно Cessna ухватилась за концепцию легкого реактивного самолета, и в 1992 году Cessna CitationJet с парой сертифицированных FAA FJ-44-1A, тягой 1900 фунтов и весом 450 фунтов стал первым серийный самолет с двигателями Williams. По выгодной цене в 3,2 миллиона долларов он быстро стал самым продаваемым бизнес-джетом в истории. В очередной раз Уильямс запустил совершенно новый класс самолетов, и снова он занял эту нишу.

Но неуловимая категория Foxjet все же манила. В начале 19В 90-х годах компания Williams начала разработку фанджета класса тяги 700 фунтов. Новый двигатель станет полным отходом от философии постепенной эволюции и усовершенствования, которой руководствовался 35-летний путь от Jet No. 1 до FJ44. Разработка этой новой технологии обошлась бы дорого, но, опять же, время, выбранное Уильямсом, было безупречным. Инициатива General Aviation Propulsion (GAP), любимая программа администратора НАСА Дэна Голдина, обещала оживить умирающую индустрию легких самолетов с помощью инновационных технологий двигателей. В 1996 Уильямс объединился с НАСА для четырехлетней работы стоимостью 100 миллионов долларов, чтобы «снизить стоимость малых газотурбинных двигателей в десять раз и революционизировать концепцию личного воздушного транспорта», как говорится в пресс-релизе НАСА.

Когда инженеры НАСА впервые увидели радикально новую разработку Williams GAP, FJX-2, они отнеслись к этому скептически. «Мы не были уверены, смогут ли они это сделать, — вспоминает Лео Буркардт, руководитель программы GAP. «Их прогнозируемые характеристики, вес и стоимость были настолько лучше, чем у других предложений, что даже если бы они достигли только половины пути, это все равно было бы лучше, чем у кого-либо еще».

Джон Адамчик, старший технолог НАСА, участвовавший в проекте, до сих пор помнит свой шок, когда впервые увидел разложенные части FJX-2. «Я только покачал головой в изумлении от того, насколько все это было маленьким. Похоже, кто-то собирал швейцарские часы». Пятиступенчатый компрессор от FJX-2, который Уильямс продемонстрировал в 1997 году на авиашоу в Ошкоше, штат Висконсин, больше походил на бизнес-конец Cuisinart, чем на семена авиационной революции. Каждая ступень, искусно вырезанная из цельного куска титана, весила один фунт три унции. «Его можно было держать на ладони», — вспоминает Адамчик, все еще пребывая в благоговении.

Но сомнения развеялись где-то через год после первого испытания главного компрессора. «Все цифры совпали с нашим анализом, — вспоминает Адамчик. «В тот момент это действительно загустело». Полный двигатель впервые заработал в августе 1999 года и вскоре достиг прогнозируемых значений тяги. В общей сложности четыре двигателя наработали почти 900 пусков и более 500 часов наработки в испытательной камере. Давая показания перед Конгрессом в 2000 году, Сэм Уильямс объявил FJX-2 «крупным успехом». Адамчик, ветеран с 30-летним стажем, работавший над многочисленными проектами реактивных двигателей, называет FJX-2 «одной из вершин моей карьеры».

Все это время Уильямс продвигал концепцию очень легкого реактивного самолета (VLJ), который в конечном итоге мог бы использовать его новый двигатель. В 1996 году он нанял Берта Рутана для создания демонстрационного самолета — четырехместного V-Jet II. Контракт Уильямса с НАСА предусматривал полет V-Jet II с парой самолетов FJX-2 в качестве завершающего элемента проекта GAP. Но первоначально он летал с FJX-1, версиями двигателя крылатой ракеты F107, рассчитанными на человека, с тягой 550 фунтов. В присутствии Голдина V-Jet II произвел фурор в Ошкоше в 1919 году.97 с шумными маломощными FJX-1. Среди тысяч любителей самолетов с слюнотечением в зале был богатый пилот и бизнесмен по имени Верн Раберн.

Один из первых руководителей Microsoft и акционер, Раберн только что оставил работу, руководя технологическими инвестициями миллиардера, соучредителя Microsoft Пола Аллена, ради которого он летал по стране на самолете CitationJet с двигателем Williams. У Рэберна была беспокойная душа предпринимателя, и он долгое время лелеял то же видение, что и Уильямс: небольшой недорогой реактивный самолет. Воодушевленный V-Jet II и сообщениями о необычном маленьком FJX-2, Раберн подписал контракт с Williams 19 мая.98 для совместной разработки пяти- или шестиместного VLJ. Он будет оснащен сертифицированной FAA версией FJX-2, которая будет называться EJ22. Вместе Сэм Уильямс и Верн Рэбурн собирались произвести революцию в авиации.

Имея 60 миллионов долларов в деньгах инвесторов, совет директоров, усеянный тяжеловесами высокотехнологичных корпораций, и эксклюзивную сделку с Williams на EJ22, Рабурн запустил Eclipse Aviation в марте 2000 года. Уильямс, ссылаясь на сделку с Eclipse, убедил НАСА пропустить полеты FJX-2 на V-Jet II. Это позволило Williams быстрее получить окончательный платеж GAP и немедленно приступить к задаче по преобразованию своей испытательной ячейки в жизнеспособный двигатель, сертифицированный FAA.

Как именно такой маленький двигатель достиг таких выдающихся характеристик? Официально никто не говорит. Компания Williams, частная и имеющая долгую историю военных проектов, хранит в секрете технические детали. Люди NASA и Eclipse, которые работали над проектом, связанные соглашениями о конфиденциальности, навязанными Уильямсом, также хранят молчание.

«Я думаю, что могу сказать вам, что основная причина легкого веса двигателя — это архитектура», — говорит чемпион НАСА по авиации общего назначения Брюс Холмс, имея в виду конфигурацию вентилятора реактивного двигателя, компрессоров, камеры сгорания и турбин. «Но я бы сел в тюрьму, если бы рассказал вам, что это за архитектура».

Холмс может спать спокойно. Мне все же удалось разгадать архитектурный секрет FJX-2: вместо обычных двух компрессоров у него было три, каждый из которых вращался независимо со своей оптимальной скоростью на одном из трех концентрических валов и приводился в движение собственной турбиной. Конструкторы называют эту необычную конфигурацию трехвальным или трехзолотниковым двигателем (см. «Золотники» выше).

Подарок находится на приборной панели оригинального Eclipse 500. Большинство форсунок имеют две индикации: N1 для компрессора/вентилятора низкого давления (LP) и N2 для компрессора высокого давления (HP), расположенного ниже по потоку. У Eclipse был манометр N3, что указывает на наличие третьего компрессора среднего давления (IP). Эд Лейс, отставной инженер Williams, не связанный никакими соглашениями о секретности, подтверждает, что FJX-2 имел трехвальную конструкцию.

Трехконтурный двигатель может быть очень эффективным. «Это дает вам большую гибкость в подборе компрессоров и турбин», — говорит Буркардт («Я не говорю, что FXJ-2 был или не был трехспулерным», — добавляет он покорно). Тем не менее, трехвальный двигатель механически сложен, с «подшипниками и уплотнениями, исключающими инь-янь», по словам опытного конструктора Teledyne CAE Джерри Меррилла. Только два трехконтурных двигателя когда-либо были сертифицированы для коммерческого использования: семейство двигателей для авиалайнеров Rolls-Royce RB.211, впервые сертифицированное в 70-х годах, и Garrett ATF3, устрашающе сложный и проблемный двигатель для бизнес-джетов, который провалился на рынке10. лет спустя.

Решение отказаться от простой, хорошо зарекомендовавшей себя двухвальной конфигурации всех предыдущих фанджетов Williams вызвало споры внутри компании. «Некоторые из тех, кто работал над FJ44, не очень доверяли EJ22», — говорит Лейс, объясняя, что одним из толчков к созданию трехвальной конструкции был сын Сэма Уильямса Грегг, в то время вице-президент Williams и теперь президент компании, который два года работал с Rolls-Royce над RB.211. «Тогда Грегг увлекался трехконтурными двигателями, — вспоминает Лейс.

Осевой компрессор высокого давления, продемонстрированный на выставке Oshkosh, также был новшеством компании Williams, которая использовала центробежные компрессоры во всех своих предыдущих двигателях (см. «Компрессоры», стр. 23). Другие, по слухам, конструктивные особенности — компактные встроенные камеры сгорания, крошечные встроенные аксессуары, установленные непосредственно на главном валу — не будут раскрыты до следующего года, когда истечет пятилетнее эмбарго НАСА на выпуск технических публикаций FJX-2.

Ключом к необычайно легкому весу FJX-2 была технология производства. Компания Williams, обладающая многолетним опытом создания двигателей крылатых ракет, подобных драгоценным камням, не имеет себе равных в своей способности с высокой точностью изготавливать крошечные и прочные детали реактивных двигателей. Буркардт цитирует одного из проигравших участников программы GAP на выставке в Ошкоше, где компания Williams продемонстрировала свой крошечный компрессор. «Парень сказал мне: «Теперь я знаю, почему ты выбрал их, а не нас», — вспоминает Буркардт. «Ни одна другая компания не смогла бы построить этот двигатель».

Но сможет ли Уильямс получить сертификат? В то время как FJX-2 просто должен был создать тягу в испытательной камере, EJ22 должен был пройти ряд тестов FAA, чтобы доказать, что он может надежно запускаться, работать без сбоев в течение тысяч часов, подавать отбираемый воздух для наддува и дегазации. обледенения, запускать генератор, быть простым в обслуживании и ремонте и выдерживать реальное проглатывание гравия, льда и птиц. (Птицы также не уменьшаются в масштабе; EJ22, проглатывающий четырехфунтовую птицу, предписанную FAA, эквивалентен двигателю Boeing 777, проглатывающему маленькую корову.)

Пока компания Williams боролась с этими проблемами, Eclipse приступила к созданию первых испытательных планеров. К лету 2002 года планер N500EA был готов к работе. Williams, хотя и отставала от графика, сообщала о хорошем прогрессе в разработке двигателя. Таким образом, около 50 сотрудников Eclipse собрались в темноте двух часов ночи, чтобы поприветствовать реактивный грузовой самолет Falcon, который подъехал к ангару Eclipse. Первый EJ22 был разгружен, распакован и аккуратно поставлен на пол ангара. «Он был красивым, новым и блестящим, и все просто сидели и гладили его», — вспоминает Рэберн. «Это было восхитительно.»

Однако эйфория умерла, когда двигатель отказался заводиться. Потребовалась импровизированная регулировка смеси, несмотря на возражения инженеров Williams, чтобы запустить двигатель. И это было только начало. Стартер перегрелся и вышел из строя. Потекли уплотнения. Потрескались кожухи. Лопасти вентилятора сломались. Были проблемы с топливным контроллером. Серьезные проблемы преследовали интеграцию двигателей в планер. «В течение нескольких дней мы поняли, что движок сильно незрелый, — вспоминает Рабурн.

Что еще хуже, EJ22 не был предназначен для ремонта или обслуживания в полевых условиях. «Нам приходилось отгружать двигатели обратно в Williams 15 или 20 раз за первые 9 лет.0 дней», — говорит Рабурн. «Компания грузовых авиаперевозок просто базировала здесь свой самолет. Пилоты сказали нам: «Мы не летим домой, потому что знаем, что через несколько дней мы вам снова понадобимся». . (Тем не менее, на официальную церемонию запуска никто не пошел, поэтому самолет пришлось отбуксировать из ангара для встречи с авиационной прессой.) ​​Компания Eclipse обнаружила, что при высокой мощности EJ22 перегревались и не могли достичь ожидаемых результатов. тяги без превышения межступенчатых температурных пределов турбины. Во время того анемичного первого взлета именно сочетание температурных ограничений и высоты по плотности снизило тягу двигателя едва ли до половины номинальных 770 фунтов.

Разочаровавшись в Williams, Eclipse привлекла стороннего консультанта, который пришел к выводу, что до сертификации двигателя осталось в лучшем случае два или три года. У Eclipse не было ни времени, ни денег на столь длительные усилия. «Основная проблема заключалась в том, что EJ22 был радикально сложнее, чем все, что когда-либо делала Williams», — говорит Рабурн. «Он был таким крошечным и таким сложным, что мы пришли к выводу, что он никогда не сможет быть достаточно надежным, чтобы работать так, как его собирались использовать наши клиенты. Это должен быть пуленепробиваемый двигатель, который просто работает, работает и работает. EJ22 никогда не собирался этого делать. Это было похоже на Ferrari V-12 в нью-йоркском автобусе».

После того, как Eclipse сбросил его, EJ22 быстро исчез из поля зрения общественности. Williams удалила все упоминания о нем с веб-сайта компании и прекратила попытки его сертификации. «Для этого нет самолета», — объясняет Сэм Уильямс, странным образом переворачивая смелую философию «Если вы его построите, они придут», которая привела компанию к доминированию на рынке крылатых ракет и легких бизнес-джетов.

Тем не менее, компания продолжает работать над технологией EJ22. «У нас была такая конфигурация с тягой до 1000 фунтов», — говорит Уильямс, предположительно имея в виду несколько похожий двигатель, который компания разрабатывает для VAATE Министерства обороны США (Versatile Affordable Advanced Turbine Engine), своего рода военной версии GAP. программа. На деньги Министерства обороны США можно было бы возобновить сертификацию EJ22, если бы появился подходящий самолет.

Почему произошел сбой EJ22? Возможно, Williams перестаралась, отказавшись от основных принципов дизайна, заключавшихся в простоте и постепенных изменениях, которые так хорошо служили компании на протяжении многих лет. Примечательно, что в прошлом году Williams вернулась к этим основным ценностям, выпустив самый маленький в истории компании двигатель, сертифицированный FAA: FJ33. В этом нет ничего особенного, просто простой, прочный двухвальный двигатель с тягой от 1000 до 1500 фунтов, который по сути представляет собой уменьшенную версию FJ44. Вокруг него уже проектируется полдюжины новых VLJ.

Несмотря на окончательную неудачу коммерческого двигателя, EJ22 стал концептуальным прорывом. Он вдохновил категорию VLJ, парк которой, по прогнозам НАСА, к 2025 году вырастет до 13 500, точно так же, как более ранние двигатели Williams вдохновили категории крылатых ракет и легких бизнес-джетов. Без EJ22 не было бы Eclipse 500, не было бы реальной надежды на то, что реактивные самолеты будут доступны тысячам новых клиентов. Даже Раберн, несмотря на огромное беспокойство, которое вызвал у него EJ22, признает: «Это был, безусловно, благородный эксперимент».

Рекомендуемые видео

Напечатанный на 3D-принтере мини-реактивный двигатель разгоняется до 33 000 об/мин

Чертежи реактивного двигателя модели самолета с дистанционным управлением были адаптированы для 3D-печати.

20 мая 2015 г.

Производственная группа

3D-печать/аддитивные
Дизайн
Новости отрасли
Двигатели/моторы
Производство-обработка
Дизайн/Автоматизация

Цинциннати, Огайо – Инженеры GE , работающие над будущим авиастроения, недавно создали простой 3D-печатный мини-реактивный двигатель, который вращался со скоростью 33 000 об/мин.

Реактивный двигатель размером с футбольный мяч был построен командой техников, машинистов и инженеров, работающих в GE Aviation 9.Центр разработки добавок 0154 за пределами Цинциннати, лаборатория, специализирующаяся на разработке аддитивного производства, технологии нового поколения, которая может создавать сложные трехмерные структуры путем плавления металлического порошка слой за слоем. Они создавали движок в течение нескольких лет, чтобы проверить возможности технологии и вместе поработать над побочным проектом.

«Мы хотели посмотреть, сможем ли мы построить небольшой двигатель, который почти полностью работает из деталей, изготовленных методом аддитивного производства», — говорит один из инженеров. «Это был забавный побочный проект».

Команда GE не смогла встроить в свою рабочую модель сложность всего двигателя коммерческого самолета. Вместо этого они разработали более простой двигатель для моделей самолетов с дистанционным управлением и настроили его для своих машин для 3D-печати. Их конечный продукт измеряет около 1 фута. в длину и 8 дюймов в высоту.

Когда они были закончены, они установили его в испытательную камеру, обычно используемую для испытаний полномасштабных двигателей, и запустили его. 

Эта форма аддитивного производства использует лазеры для наплавки тонких слоев металла друг на друга для создания деталей с нуля. Меньше материала тратится впустую, и можно создавать более сложные детали, чтобы оптимизировать их работу внутри машины.

Группа разработчиков спроектировала и разработала топливную форсунку, которая будет аддитивно изготовлена ​​для включения в реактивный двигатель CFM LEAP для коммерческого узкофюзеляжного самолета. В настоящее время двигатель проходит испытания. Тем не менее, FAA недавно одобрило первый напечатанный на 3D-принтере компонент для версии GE9.0 реактивный двигатель.

«Создание вещей с помощью добавок действительно дает много преимуществ, — говорит Мэтт Бенви, представитель GE Aviation. «Вы получаете скорость, потому что вам меньше нужны инструменты, и вы сразу переходите от модели или идеи к изготовлению детали. Вы также можете получить геометрию, которую просто невозможно сделать никаким другим способом».

Источник: GE Aviation

В ознаменование торжественного открытия в четверг, 4 июня 2015 г., состоится день открытых дверей.

20 мая 2015 г.

Производственная группа

Образование/обучение
Предприятия
Новости отрасли
Производство
Производство-обработка

Аврора, Иллинойс – Mitutoyo America Corp . официальные лица объявляют об открытии нового Центра решений M3 в Новой Англии. Расположенный в Мальборо, штат Массачусетс, этот новый объект площадью 7 600 футов ² удобно расположен для клиентов, чтобы запланировать встречи для демонстрации продуктов, помощи в решении прикладных задач и метрологических решений, а также для учебных семинаров по продуктам и обучению. Новейший центр решений M3 расположен по адресу: 753 Forest Street, Suite 110, Marlborough, MA 01752.

«Наша цель — предоставлять своевременные метрологические решения нашим клиентам в регионе, где сосредоточены аэрокосмическая, оборонная, медицинская, энергетическая, автомобильная и пластмассовая отрасли. Преимущество открытия этого нового Центра решений M3 — доступность предложения опытных специалистов по метрологии для наших клиентов, чтобы предоставить актуальную и компетентную метрологическую информацию в любой ситуации, с которой они могут столкнуться», — говорит Стив О’Лафлин, региональный менеджер по продажам в Северо-Восточном регионе.

В ознаменование торжественного открытия с 8:00 до 16:00 состоится день открытых дверей. в четверг, 4 июня 2015 г. . Праздничные мероприятия будут включать в себя презентации по метрологии, живые демонстрации, экскурсии по объектам, угощения и розыгрыши. Если вы заинтересованы в посещении мероприятия, отправьте ответ по телефону gus. [email protected] или позвоните по телефону 978.852.8326.

Источник: Mitutoyo America Corp.

Первый гидроабразивный станок колледжа расширяет его возможности в области технологий гидроабразивной резки, востребованных многими работодателями, нанимающими выпускников CLC, в том числе Смолли.

20 мая 2015 г.

Производственная группа

Образование/обучение
Новости отрасли
Производство-обработка
Лазерная/водоструйная/альтернативная
Электроэрозионная/лазерная/гидроабразивная резка

Кент, Вашингтон – Smalley Steel Ring Co . чиновники пожертвовали OMAX 2652  в College of Lake County (CLC) в Грейслейке, штат Иллинойс. Абразивный гидроабразивный обрабатывающий центр является первым в колледже и расширяет возможности отдела ЧПУ/станкостроения, предлагая навыки в области технологии гидроабразивной резки, необходимые многим работодателям, нанимающим выпускников CLC, включая Смолли.

Гидроабразивная обработка — один из самых быстрорастущих процессов механической обработки в современном производстве. Его простота в использовании и способность резать почти все, сохраняя при этом высокую точность, делают его подходящим для широкого круга операторов, от небольших мастерских и научно-исследовательских центров до крупных корпораций, занимающихся полномасштабным производством.

Струйный обрабатывающий центр OMAX 2652, установленный в CLC в середине апреля, представляет собой консольный гидроабразивный станок среднего размера с размером стола 5 футов. 9 дюймов x 2 фута 6 дюймов с допусками до ± 0,001 дюйма (± 0,025 мм). Благодаря полностью герметичной и защищенной системе привода с шарико-винтовой передачей этот прочный и надежный станок идеально подходит для резки объектов небольших размеров, но требующих высокой точности. В стандартную комплектацию входит сопло OMAX MAXJET 5i. 

Колледж Лейк-Каунти – это общеобразовательный колледж, предлагающий широкий выбор академических программ для удовлетворения образовательных потребностей учащихся, включая степень младшего специалиста в области прикладных наук и два варианта сертификата по программированию с ЧПУ. Джефф Хайнс, руководитель отдела программирования ЧПУ в CLC, планирует интегрировать станок в несколько курсов, включая производство, проволочную электроэрозионную обработку и сварку, начиная с осени 2015 года.0005

Тим Доран, владелец Tristate Machinery Inc., дистрибьютора OMAX в Висконсине, Иллинойсе и Индиане, является членом консультативного комитета по вопросам карьеры в области производства в Колледже округа Лейк и помог своему клиенту, Смолли, и колледж вместе. Консультативные комитеты по вопросам карьеры, в состав которых входят представители малого бизнеса, крупных корпораций, профсоюзов, преподавателей, преподавателей среднего образования, недавние выпускники программ и даже нынешние студенты с высокими показателями, помогают обеспечить соответствие учебной программы потребностям рабочей силы, предоставляя преподавателям ценную обратную связь.

«У Джеффа Хайнса и консультативного комитета есть такое уникальное видение того, как объединить лучшие инструменты и технологии, которые действительно помогут студентам развить навыки, которые нужны и нужны современным производителям», — объяснил Доран. «С добавлением этого станка CLC стала одной из немногих школ, в которой установлен гидроабразивный обрабатывающий центр в классе, что дает этим учащимся огромное преимущество».

Компания Smalley также предоставила вместе с машиной несколько аксессуаров, в том числе систему удаления твердых частиц с регулируемой скоростью и аксессуар Tilt-A-Jet. С помощью управляющего программного обеспечения Intelli-MAX станок Tilt-A-Jet автоматически рассчитывает и регулирует угол наклона сопла, чтобы точно удалить естественную конусность с готовой детали, перенеся ее на обрезки материала — и все это при сохранении чрезвычайно высокого скорости резания.

Smalley, которая также жертвует CLC на стипендию, использует технологию гидроабразивной резки OMAX для производства оборудования, используемого при производстве ее продукции, включая стопорные кольца и волновые пружины. Благодаря производственному процессу без затрат на инструменты Smalley также может создавать прототипы и небольшие и большие партии нестандартных деталей в качестве доступной альтернативы, если кольцо, в котором нуждается клиент, недоступно. OMAX 2652 был первым гидроабразивным станком компании. Смолли заменил станок новым центром струйной обработки OMAX 55100, предоставив компании две одинаковые модели в цеху.

Джефф Хайнс, руководитель отдела программы программирования ЧПУ в CLC, добавил: «Мы очень благодарны Смолли за это очень щедрое пожертвование. Добавление технологии гидроабразивной резки в нашу программу даст студентам более сильные навыки и портфолио обучения, когда они получат свою степень, которая теперь включает базовое понимание гидроабразивной резки и безопасного управления машиной».

«Мы очень рады помочь колледжу округа Лейк продолжать обучать новое поколение производителей инструментов и штампов, а также машинистов», — сказал Майкл Гринхилл, президент Smalley. «Наше партнерство с колледжем — взаимовыгодная ситуация. Студенты и преподаватели колледжа теперь имеют доступ к этой передовой технологии, и мы надеемся, что некоторые из хорошо подготовленных студентов могут стать будущими сотрудниками Смолли».

Источник: OMAX Corp.

Модели

предлагают микрометрические головки Vernier для проверки электронных и полупроводниковых компонентов и других приложений.

20 мая 2015 г.

Производственная группа

Новости отрасли
Осмотр/тестирование
Производство-обработка

Буффало, Нью-Йорк – Компания Titan Tool Supply Inc. представила модели TM-8 и TM-10 с большим увеличением измерительные микроскопы с нониусными микрометрическими головками для проверки электронных и полупроводниковых компонентов, металлургических деталей, пластиковых форм, электрических лент. и другие приложения для промышленного контроля качества. Оба имеют увеличение 50X, 100X и 200X с окуляром 10X, а также объективы 5X, 10X и 20X, которые имеют вращающуюся револьверную головку и положительную остановку. Отдельный 20-кратный окуляр доступен для двойного увеличения (до 400-кратного) и увеличения рабочего расстояния. Дополнительные объективы от 1X до 4X и от 5X до 40X также доступны для достижения увеличения до 800X. Согласно Titan Tool, видеоадаптеры могут превратить микроскопы в видеоскопы.

Модели отличаются столиками и микрометрами. TM-8 имеет 2-дюймовый столик перемещения по осям X и Y. Микрометры имеют диаметр 2 дюйма, ход 1 дюйм и деление 0,0001 дюйма. TM-10 имеет 2-дюймовый ходовой столик по оси X и 6-дюймовый ходовой столик по оси Y. Оси X и Y имеют винты обнуления, чтобы установить микрометр на ноль или четное число, чтобы начать измерение. Диапазон микрометра по оси X составляет 1 дюйм, по оси Y — 2 дюйма. Оба имеют деление 0,0001 дюйма.

Стандартные функции, обеспечивающие высокое увеличение, включают коаксиальный осветитель с конденсором, фильтром и осветителем предметного столика, а также дополнительную микровинтовую ручку фокусировки сверхточной глубины (прикрепленную к стандартной реечной фокусировке). ), по данным компании.

Дополнительные принадлежности для микроскопов TM-8 и TM-10 включают:

• Модель RI-17, холодный свет, бестеневой кольцевой оптоволоконный осветитель
• Модель FOI-150 вольфрамово-галогенный оптоволоконный источник света холодного света с регулируемой интенсивностью
• Окуляр для измерения углов, модель AME-5M, измеряющий более 360° с точностью до 5 футов
• Модели DM-54-210-100 1-дюймовая цифровая микрометрическая головка и MDD2-50 2-дюймовая цифровая микрометрическая головка для измерения глубины по оси Z

Видеоадаптер

• TSTVA-12, который снижает нагрузку на глаза при длительном или непрерывном использовании, обеспечивает просмотр более чем одному человеку одновременно, обеспечивает увеличение до 1300X (с 21-дюймовым монитором и объективом 40X), фиксирует стоп-кадры, оцифровывает или компьютеризирует изображения , и может привести к повышению точности за счет устранения проблем параллакса по оси измерения X-Y и улучшения измерения глубины по оси Z.

Источник: Titan Tool Supply Inc.

Теперь можно выполнить полную проверку, охватывающую ходы резания, переходы и звенья, а также смену инструмента.

19 мая 2015 г.

Производственная группа

Автоматизация
Программное обеспечение/IoT/приложения
Новости отрасли
Производство-обработка
Робототехника
Дизайн/Автоматизация

Пасадена, Калифорния. Последняя версия PowerMILL включает в себя усовершенствования высокоэффективной стратегии очистки площадей Vortex , усовершенствования в моделировании и проверке траекторий, улучшенную проверку столкновений, чтобы также покрыть возможные промахи, и более эффективную растровую чистовую обработку, область зазор и бурение, а также дополнительные возможности для настройки пользователями.

Полная проверка, охватывающая ходы резания, заходы и звенья, а также смену инструмента, теперь может быть выполнена в проекте PowerMILL для таких проблем станка, как столкновения, что значительно экономит время по сравнению с проверкой каждой отдельной траектории движения инструмента по очереди. Выполняется всесторонняя проверка, в том числе проверка того, что станок способен выполнять предложенную стратегию, а также проверка как на столкновение со станком, так и на столкновение инструмента.

Наряду с многочисленными усовершенствованиями самого PowerMILL, последний выпуск PowerMILL Robot позволяет сочетать ручное и ЧПУ программирование роботов в одной программе, обеспечивая максимальную гибкость. Другие усовершенствования включают улучшенную проверку столкновений, автоматическое предотвращение сингулярностей запястья и возможность генерировать программы для роботов из ленточных файлов, созданных в другом программном обеспечении CAM.

Источник: Delcam

EDF и реактивный двигатель — в чем разница?

от FliteTest
|
26 ноября 2018 г.
|

(3)

Опубликовано в Just Fun

Итак, EDF — это в значительной степени мини-реактивный двигатель, верно? Неправильный!

Мы любим электрические канальные вентиляторы (EDF). Они отлично подходят для создания моделей самолетов и всевозможных безумных радиоуправляемых проектов. Итак, чем они отличаются от полноразмерных турбореактивных двигателей, которые питают полномасштабные реактивные двигатели? Ну, как вы можете себе представить, есть большая разница.

Как работает EDF

Электрический канальный вентилятор — это именно то, что написано на банке: это просто вентилятор с несколькими лопастями, установленный внутри воздуховода или кожуха. Они работают, ускоряя всасываемый в них воздух, создавая тягу. Те, что мы используем в радиоуправляемых самолетах, обычно маленькие (с 30-мм калибром 9 мм).0 мм), приводятся в действие бесколлекторными двигателями с высоким KV и очень быстро вращаются.

Они чистые и не используют топливо, но это означает, что воздух не расширяется из-за тепла. Если вы хотите увидеть ранний эксперимент Flite Test, в котором мы пытались установить огнедышащую форсажную камеру на EDF, чтобы посмотреть, сможем ли мы увеличить тягу, посмотрите это видео.

Ознакомьтесь со статьей об этом самолете здесь .

Как работает реактивный двигатель

Реактивный двигатель — реактивный двигатель. Он работает, всасывая воздух, сжимая его, впрыскивая топливо в смесь и воспламеняя ее, а затем эти газы расширяются и выбрасываются из задней части турбореактивного двигателя для создания тяги.

Двигатель является реактивным двигателем, потому что выходящие газы проходят через турбину, которая вращает и приводит в действие компрессор, сжимающий воздух — все это большая цепная реакция, пока вы продолжаете сжигать топливо. Сначала это был чрезвычайно сложный инженерный процесс. Потребовалось много лет экспериментов с тех пор, как в начале 20 века возникла идея реактивного самолета.

Детали реактивного двигателя: 

Обычный турбореактивный двигатель можно разбить на пять основных компонентов блока. Это:

• Вентилятор — большой вращающийся вентилятор всасывает в двигатель большое количество воздуха.
• Компрессор — набор небольших вентиляторов, которые постепенно сжимают воздух для увеличения давления воздуха.
• Камера сгорания — камера, в которой топливо смешивается со сжатым воздухом и воспламеняется.
• Турбина — вентилятор, который приводится в действие отходящими выхлопными газами и приводит в действие передний всасывающий вентилятор.
• Сопло — устройство на конце двигателя, которое дополнительно ускоряет воздух и увеличивает тягу.

Примечание сбоку: вы можете увидеть большое сопло, выступающее из задней части этого итальянского самолета, который был показан под «номером 9» в этом списке экспериментальных самолетов Второй мировой войны. Это выглядит довольно дико!

Типы реактивных двигателей

Трубоактивные двигатели

Турбореактивный двигатель является стандартной «изюминкой» реактивного двигателя. Если бы эта струя была мороженым, это была бы старая добрая ваниль.

Турбовинтовые двигатели

Многие небольшие авиалайнеры используют турбовинтовые двигатели. Обычно вы можете определить, кто из них находится в аэропорту, так как у них есть пропеллеры. ‘Ждать!’ Я слышу, как вы кричите: «Конечно же, это обычные двигатели внутреннего сгорания, как старые самолеты!» — нет, это просто реактивные двигатели с большой старой опорой, прикрученной к передней части.

ТРДД

Опять же, ТРДД (как и турбовинтовые) обычно используются на авиалайнерах. Они могут быть массивными, такими большими, что вы можете стоять внутри их воздухозаборника, не наклоняя голову.

Турбовальные двигатели

Этот тип менее очевиден, но в основном этот тип реактивного двигателя похож на турбовинтовой, за исключением того, что он приводит в движение вал вертолета.

ПВРД

Прямоточный воздушно-реактивный двигатель — это тип реактивного двигателя, который «нагнетает» воздух во впускное отверстие только благодаря чистой скорости — для работы он опирается на скорость движения вперед, а не на движущиеся части. Хотя ПВРД являются одним из самых быстрых типов реактивных двигателей, по иронии судьбы они являются одними из самых простых.

Подводя итог , разница между электрическим канальным вентилятором, используемым в модели самолета, намного проще, чем у реактивного двигателя, и не создает тягу точно так же, хотя и в меньшем масштабе, как EDF. может использоваться для имитации эффектов реактивного двигателя.

Самолет с двигателем EDF Durafly Vampire готовится к взлету.  

Если вы нашли эту статью интересной, информативной или полезной, нажмите кнопку «Нравится»!

Иллюстрации предоставлены НАСА

Статья Джеймса Хомсли

Редактор сайта FliteTest.com0005

Jet Products — Jet Build, Repail, Sale, Service — Australia — Новая Зеландия

ИСТОЧНИКИ

XICOY X180 Turbojet

XICOY X90 и X120 Turbojet Ennicen Munt M250XBL

Jets Munt M210TS

XICOY X45 Turbojet

XICOY X45

Xicoy AirTrap Mount

JETI LiIon Power Accumulators

JETS MUNT M166TS  

JETS MUNT M70XBL

0005

Smart Mini Data Terminal

XICOY LGC15 Электронный контроллер/секвенсор E -Landing Gear

Sequenceer -Sequencer -Daming -Sake -давление -давление -давление.

 

Последнее новшество в Jet Scene, последнее творение Xicoy Цифровой измеритель веса и баланса. Закажите сегодня. Доставка с середины до конца марта 2015 г.

After 10years of service the M160 has been shelved for a brand new engine, and the new standard in 200N Turbines, Introducing the:

M200XBL

ХАРАКТЕРИСТИКИ

Одиночный ввод топлива непосредственно от насоса, а также трехпроводное цифровое подключение к ЭБУ и шине питания от аккумуляторной батареи.

Все параметры двигателя и таймеры сохраняются в двигателе, установочные параметры (настройки радио и т. д.) хранятся в блоке управления, что позволяет менять двигатель без каких-либо настроек.

Полная бесщеточная технология.

Технические характеристики

Номинальная тяга: 200N (45 фунтов) при 120 000 об / мин
Площадь: 7N @ 32000 об / мин
Диаметр: 110 мм (4,3 ”). кг (3,65 фунта)
Топливо: керосин + 3–5 % масла
EGT типичная: 650ºC

Расход топлива: 550 грамм/мин

Режим запуска: прямой керосин, внутреннее воспламенение

M200XBL не только лидирует в своем классе по производительности, но и устанавливает новый стандарт цены на Н тяги .

Первый взгляд на наш

XICOY.0005

JETS MUNT NEWS

JETS MUNT GOES BRUSHLESS

JetsMunt has been busy working on developing better technology to further повысить надежность наших турбин.

Стандартом является использование обычных коллекторных двигателей постоянного тока как для топливного насоса, так и для двигателей стартера. Хорошо служившие нам в течение многих лет, эти два элемента были источником большинства, если вообще каких-либо проблем, и поэтому компания Jets Munt сделала следующий эволюционный шаг в разработке и производстве первого в мире бесщеточного топливного насоса и стартера с цифровым управлением. Моторы.

Большинство двигателей Jets Munt получит обновление с первым, чтобы быть M100XBL, готовым к доставке с 10 июня 2013 года. , в Австралии и Новой Зеландии только продукты, которые мы тщательно протестировали, и модели, на которых мы действительно летали. Jet Products Australia больше заботится о качестве, чем о количестве, и считает, что при инвестировании в дорогой самолет нет смысла покупать дешевые и ненадежные детали для его управления. Несколько долларов, сэкономленных в краткосрочной перспективе, могут привести к потере тысяч в долгосрочной перспективе.

Продукты, которые мы гордимся тем, что представляем:

* Jets Munt Turbines

* Tomahawk Jets

* Fox-Composite Hawk

* Tomahawk Turbines

* Джерси модельные топливо Ремонт и обслуживание 

В Jet Products Australia мы также очень тесно сотрудничаем с другими признанными специалистами, такими как Intairco в Мельбурне, чтобы обеспечить не только удовлетворение, но и превосходство общего качества обслуживания клиентов.

Компания Jet Products Australia поможет вам осуществить ваши мечты о реактивных самолетах.

ПРИМЕЧАНИЕ КО ВСЕМ ЦЕНАМ. В связи с резкими колебаниями валютных курсов цены будут подтверждены при покупке.

  EDF Viper Jet на низком проходе!
 

  БЕСПЛАТНЫЙ ЛИСТИНГ ДЛЯ ВСЕХ Б/У РЕАКТИВНЫХ ПРОДУКТОВ

Jet Products Australia рада представить и выставить на продажу реактивные самолеты в качестве услуги для сообщества реактивных самолетов по всему миру.

Как работают 4 типа газотурбинных двигателей

Прямая трансляция из кабины экипажа

Газотурбинные двигатели прошли долгий путь с 1903 года. Это был первый год, когда газовая турбина производила достаточную мощность для поддержания своей работы. Дизайн был разработан норвежским изобретателем Эгидусом Эллингом, и он производил 11 лошадиных сил, что было огромным достижением в то время.

В наши дни газотурбинные двигатели бывают всех форм и размеров, и большинство из них производят много более 11 лошадиных сил. Вот 4 основных типа газотурбинных двигателей, а также плюсы и минусы каждого.

1) Турбореактивный двигатель

Википедия

Heinkel He 178, первый в мире турбореактивный самолет

Турбореактивные двигатели были первым типом изобретенных газотурбинных двигателей. И хотя они выглядят совершенно иначе, чем поршневой двигатель в вашем автомобиле или самолете, они работают по той же теории: впуск , сжатие, мощность, выпуск .

Как работает турбореактивный двигатель?

Турбореактивные двигатели работают за счет пропускания воздуха через 5 основных секций двигателя:

Этап 1: забор воздуха

Воздухозаборник представляет собой трубу перед двигателем. Воздухозаборник может показаться простым, но он невероятно важен. Задача воздухозаборника — плавно направлять воздух на лопатки компрессора. На малых скоростях ему нужно минимизировать потери воздушного потока в двигатель, а на сверхзвуковых — замедлять воздушный поток ниже 1 Маха (воздух, поступающий в ТРД, должен быть дозвуковым, независимо от того, с какой скоростью летит самолет ).

Этап 2: Компрессор

Компрессор приводится в действие турбиной в задней части двигателя, и его работа заключается в сжатии поступающего воздуха, что значительно увеличивает давление воздуха. Компрессор представляет собой серию «вентиляторов», каждый из которых имеет лопасти все меньшего и меньшего размера. Когда воздух проходит через каждую ступень компрессора, он становится более сжатым.

Этап 3: Камера сгорания

Далее идет камера сгорания, где действительно начинается волшебство. Воздух высокого давления соединяется с топливом, и смесь воспламеняется. Когда топливовоздушная смесь сгорает, она проходит через двигатель к турбине. Турбореактивные двигатели работают на очень обедненной смеси, примерно 50 частей воздуха на 1 часть топлива (большинство поршневых двигателей работают в диапазоне от 6 к 1 до 18 к 1). Одна из основных причин, по которой турбины работают с таким обеднением, заключается в том, что для охлаждения турбореактивного двигателя необходим дополнительный поток воздуха.

Этап 4: Турбина

Турбина — это еще одна серия «вентиляторов», которые работают как ветряная мельница, поглощая энергию проходящего через нее воздуха с высокой скоростью. Лопатки турбины соединены с валом и вращают его, который также соединен с лопатками компрессора в передней части двигателя. «Круг жизни» турбореактивного двигателя почти завершен.

Этап 5: Выхлоп (также известный как «Я ухожу!»)

Топливно-воздушная смесь, сгоревшая на высокой скорости, выходит из двигателя через выхлопное сопло. Когда высокоскоростной воздух выходит из задней части двигателя, он создает тягу и толкает самолет (или то, к чему он прикреплен) вперед.

Турбореактивный двигатель на вынос:

• Плюсы:
• Относительно простая конструкция
• Способен работать на очень высоких скоростях
• Занимает мало места
• Минусы:
• Высокий расход топлива
• Громко
• Низкая производительность на малых скоростях

2) Турбовинтовой двигатель

Прямой эфир из кабины экипажа

King Air с турбовинтовыми двигателями

Следующие три типа газотурбинных двигателей представляют собой разновидности турбореактивных двигателей, и мы начнем с турбовинтовых. Турбовинтовой двигатель представляет собой турбореактивный двигатель, соединенный с воздушным винтом через систему зубчатых передач.

Как работает турбовинтовой двигатель?

Шаг 1 : Турбореактивный двигатель вращает вал, который соединен с коробкой передач.

Шаг 2 : Коробка передач замедляет вращение, и самая медленная передача соединяется с пропеллером

Шаг 3 : Пропеллер вращается в воздухе, создавая тягу, как у Cessna 172

Вынос турбовинтового двигателя:

• Плюсы:
• Очень экономичный
• Наиболее эффективен на средней скорости 250-400 узлов
• Наиболее эффективен на средних высотах 18 000–30 000 футов
• Минусы:
• Ограниченная скорость полета вперед
• Системы зубчатых передач тяжелые и могут сломаться

3) Турбовентиляторный двигатель

Прямой эфир из кабины экипажа

Некоторые широкофюзеляжные турбовентиляторные двигатели могут развивать тягу более 100 000 фунтов

Турбовентиляторы сочетают в себе лучшее из обоих миров между турбореактивными и турбовинтовыми двигателями. И вы, вероятно, увидите эти двигатели, когда отправитесь в аэропорт на следующий рейс.

Как работает турбовентиляторный двигатель?

Турбовентиляторные двигатели работают путем прикрепления канального вентилятора к передней части турбореактивного двигателя. Вентилятор создает дополнительную тягу, способствует охлаждению двигателя и снижает уровень шума двигателя.

Шаг 1 : Входящий воздух разделяется на два отдельных потока. Один поток обтекает двигатель (перепускной воздух), а другой проходит через сердцевину двигателя.

Этап 2 : Перепускной воздух проходит вокруг двигателя и ускоряется канальным вентилятором, создавая дополнительную тягу.

Этап 3 : Воздух проходит через турбореактивный двигатель, продолжая создавать тягу.

Турбовентилятор на вынос:

• Плюсы:
• Экономичный
• Тише турбореактивных двигателей
• Они выглядят потрясающе
• Минусы:
• Тяжелее турбореактивных двигателей
• Большая лобовая площадь, чем у турбореактивных двигателей
• Неэффективен на очень больших высотах

USAF

ТРДД Pratt & Whitney F100 с форсажной камерой на F-16

4) Турбовальный двигатель

NASA

Вертолет Bell 206 с турбовальным двигателем

Турбовальные двигатели в основном используются на вертолетах. Самая большая разница между турбовальными и турбореактивными двигателями заключается в том, что турбовальные двигатели используют большую часть своей мощности для вращения турбины, а не для создания тяги в задней части двигателя.

Как работает турбовальный вал?

Турбовальные двигатели представляют собой турбореактивный двигатель с большим валом, соединенным с его задней частью. А поскольку большинство этих двигателей используются на вертолетах, этот вал соединен с трансмиссией лопастей несущего винта.

Шаг 1 : Двигатель по большей части работает как турбореактивный.

Этап 2 : Приводной вал, прикрепленный к турбине, приводит в действие трансмиссию.

Этап 3 : Трансмиссия передает вращение от вала к лопасти ротора.

Шаг 4 : Вертолет, в основном неизвестными и магическими средствами, может летать по небу.

Вынос турбовального двигателя:

• Плюсы:
• Гораздо более высокое отношение мощности к весу, чем у поршневых двигателей
• Обычно меньше поршневых двигателей
• Минусы:
• Громко
• Системы зубчатых передач, соединенные с валом, могут быть сложными и ломаться

4 типа двигателей, основанных на одной и той же базовой концепции

Газотурбинные двигатели прошли долгий путь за последние 100 лет.