Secțiunea este foarte ușor de utilizat. În câmpul propus, trebuie doar să introduceți cuvântul dorit și vă vom oferi o listă cu semnificațiile acestuia. Vreau să notez că site-ul nostru furnizează date din diverse surse - dicționare enciclopedice, explicative, derivative. Tot aici puteți face cunoștință cu exemple de utilizare a cuvântului pe care l-ați introdus.

Ce înseamnă „motor turboprop”

Dicționar enciclopedic, 1998

motor turboprop

O TURBIN SCREW ENGINE (TWD) este un motor turbocompresor în care tracțiunea este creată în principal de o elice acționată de o turbină cu gaz și parțial prin reacția directă a fluxului de gaze care curg din duza jetului.

Turboprop motor

Datorită faptului că atât palele ventilatoare, cât și palele rotorului trebuie să funcționeze la viteze subsonice pentru o funcționare eficientă, ventilatorul în carcasa inelară este mai eficient la viteze mari.

Motoarele cu jet de aer conform metodei de precompresie a aerului înainte de a intra în camera de ardere sunt împărțite în compresor și non-compresor. Motoarele cu jet necomprimate folosesc un debit de aer de înaltă presiune. În motoarele cu compresor, aerul este comprimat de compresor. Un motor cu jet de compresor este un motor turbojet (motor turbojet). Grupul, numit motoare mixte sau combinate, include motoare turboprop (TVD) și motoare turboet cu circuit dublu (DTRD). Cu toate acestea, designul și funcționarea acestor motoare sunt foarte similare cu motoarele cu turboset. Adesea, toate tipurile de motoare sunt combinate sub denumirea generală de motoare cu turbină cu gaz (GTE). Kerosenul este folosit ca combustibil la motoarele cu turbină cu gaz.

Motoare Turbojet

Scheme constructive.   Un motor turbojet (fig. 100) este format dintr-un dispozitiv de intrare, un compresor, o cameră de ardere, o turbină cu gaz și un dispozitiv de ieșire.

Dispozitivul de intrare este proiectat pentru a furniza aer compresorului motorului. În funcție de locația motorului pe aeronavă, acesta poate fi inclus în proiectarea aeronavei sau în proiectarea motorului. Dispozitivul de intrare ajută la creșterea presiunii aerului în fața compresorului.

În compresor apare o creștere suplimentară a presiunii aerului. Compresoarele centrifuge (fig. 101) și axiale (a se vedea fig. 100) sunt utilizate la motoarele cu turbosetor.

Într-un compresor axial, atunci când rotorul se rotește, palele rotorului, care acționează asupra aerului, se rotesc și îl forțează să se deplaseze de-a lungul axei spre ieșirea compresorului.

Într-un compresor centrifugal, atunci când rotorul se rotește, aerul este îndepărtat de lame și, sub acțiunea forțelor centrifuge, se deplasează la periferie. Cele mai utilizate pe scară largă în aviația modernă sunt motoarele cu compresor axial.

Compresorul axial include un rotor (parte rotativă) și un stator (parte fixă), la care este montat dispozitivul de intrare. Ocazional, plasele de protecție sunt instalate în dispozitivele de intrare pentru a împiedica obiectele străine să intre în compresor, care ar putea deteriora lamele.

Rotorul compresorului este format din mai multe rânduri de lame profilate situate în jurul circumferinței și care alternează secvențial de-a lungul axei de rotație. Rotorii sunt împărțiți în tambur (fig. 102, a), disc (fig. 102, b) și disc tambur (fig. 102, c).

Statorul compresorului este format dintr-un set inelar de lame profilate montate într-o carcasă. Un număr de lame fixe, numit aparat de îndreptare, în combinație cu un număr de lame de lucru este denumit stadiul compresorului.

În motoarele cu turboset modern, se utilizează compresoare cu mai multe etape care cresc eficiența procesului de compresiune a aerului. Etapele compresorului sunt coordonate între ele, astfel încât aerul de la ieșirea unei etape să curgă lin în jurul lamelor din etapa următoare.

Direcția necesară de aer până la următoarea etapă este furnizată de redresor. În același scop, în fața compresorului este instalat și un aparat de ghidare. Este posibil ca unele proiecte ale motorului să nu aibă un dispozitiv de ghidare.

Unul dintre elementele principale ale unui motor turboaset este o cameră de ardere situată în spatele compresorului. Structurale, camerele de ardere sunt tubulare (Fig. 103), inelare (Fig. 104), tubulare-inelare (Fig. 105).

O cameră de combustie tubulară (individuală) constă dintr-un tub cu flacără și o carcasă exterioară interconectată de ochelarii cu suspensie. În fața camerei de ardere, sunt instalate duze de combustibil și un vârtej, care servește la stabilizarea flăcării. Tubul cu flacără are deschideri pentru intrarea aerului pentru a preveni supraîncălzirea tubului de flacără. Aprinderea amestecului combustibil-aer în tuburile de flacără se realizează prin dispozitive speciale de aprindere instalate pe camere separate. Între ele, tuburile de flacără sunt conectate prin duze care asigură aprinderea amestecului în toate camerele.

Camera de ardere inelară are forma unei cavități inelare formată din carcasele exterioare și interioare ale camerei. Un tub de flacără inelar este instalat în fața canalului inelar și se instalează vârtejuri și duze în nasul tubului de flacără.

Camera de ardere tubular-inelară constă dintr-o carcasă exterioară și interioară care formează un spațiu inelar în interiorul căruia sunt așezate tuburi de flacără individuale.

O turbină cu gaz este utilizată pentru acționarea compresorului turbo. În motoarele moderne, turbinele cu gaz sunt axiale. Turbinele cu gaz pot fi cu un singur stadiu și cu mai multe etape (până la șase etape). Componentele principale ale turbinei includ dispozitivele cu ghidaj (ghidaj) și rotile, constând din discuri și lame rotor situate pe jantele lor. Rotile sunt fixate de arborele turbinei și formează un rotor cu acesta (Fig. 106). Dispozitivele cu duză sunt amplasate în fața lamelor de lucru ale fiecărui disc. Combinația unui aparat cu duză fixă \u200b\u200bși a unui disc cu palele rotorului este denumită etapă de turbină. Lamele rotorului sunt fixate pe discul turbinei folosind un blocaj de brad de Crăciun (Fig. 107).

Dispozitivul de evacuare (Fig. 108) este format dintr-o țeavă de evacuare, un con interior, un tijă și o duză cu jet. În unele cazuri, o conductă de extensie este instalată între conducta de evacuare și duza de jet din condițiile de dispunere a motorului din aeronavă. Duzele cu jet pot fi cu secțiune de ieșire reglabilă și nereglementată.

Principiul muncii.   Spre deosebire de un motor cu piston, procesul de lucru al motoarelor cu turbină cu gaz nu este împărțit în cicluri de ceas separate, ci se desfășoară continuu.

Principiul de funcționare al unui motor turboaset este următorul. În zbor, fluxul de aer care circulă pe motor trece prin intrarea în compresor. În dispozitivul de intrare are loc precompresia aerului și conversia parțială a energiei cinetice a fluxului de aer în mișcare în energie de presiune potențială. Aerul este comprimat mai semnificativ în compresor. În motoarele cu turboset cu compresor axial, atunci când rotorul se rotește rapid, lamele compresorului, ca și palele ventilatorului, conduc aer către camera de ardere. În aparatele de redresare instalate în spatele rotulelor fiecărui stadiu de compresor, datorită formei difuzoare a canalelor interscapulare, energia cinetică a fluxului dobândit la roată este transformată în energie potențială de presiune.

La motoarele cu compresor centrifugal, compresia aerului se datorează acțiunii forței centrifuge. Aerul care intră în compresor este preluat de lamele unui rotor rapid și, sub acțiunea forței centrifuge, este aruncat de la centru până la circumferința roții compresorului. Cu cât rotorul este mai rapid, cu atât este mai mare presiunea creată de compresor.

Datorită compresorului, motorul turbojet poate crea tracțiune atunci când lucrează la fața locului. Eficiența procesului de compresiune a aerului în compresor

caracterizat prin mărimea gradului de creștere a presiunii π k, care este raportul dintre presiunea aerului la ieșirea compresorului p 2 și presiunea atmosferică a aerului p H

Aerul comprimat în admisie și compresor intră apoi în camera de ardere, împărțindu-se în două fluxuri. O parte din aer (aer primar), care cuprinde 25-35% din fluxul total de aer, este trimisă direct la tubul de flacără, unde are loc procesul principal de ardere. O altă parte a aerului (aer secundar) curge în jurul cavității exterioare a camerei de ardere, răcirea acesteia din urmă, iar la ieșirea camerei se amestecă cu produsele de ardere, reducând temperatura fluxului de gaz la o valoare determinată de rezistența la căldură a paletelor turbinei. O parte nesemnificativă a aerului secundar pătrunde în zona de ardere prin deschiderile laterale ale tubului de flacără.

Astfel, în camera de ardere, se formează un amestec combustibil-aer prin pulverizarea combustibilului prin duze și amestecarea acestuia cu aer primar, arderea amestecului și amestecarea produselor de ardere cu aer secundar. Când motorul este pornit, amestecul este aprins de un dispozitiv special de aprindere, iar în timpul funcționării ulterioare a motorului, amestecul combustibil-aer este aprins de lanterna de flacără existentă.

Curentul de gaz format în camera de ardere, care are o temperatură și o presiune ridicate, se îndreaptă spre turbină printr-un aparat cu duză conică. În canalele aparatului cu duză, viteza gazului crește brusc până la 450-500 m / s și are loc o conversie parțială a energiei termice (potențiale) în cinetică. Gazele din aparatul cu duze intră în paletele turbinei, unde energia cinetică a gazului este transformată în munca mecanică de rotație a turbinei. Palele turbinei, care se rotesc împreună cu discurile, rotesc arborele motorului și asigurând astfel funcționarea compresorului.

În palele de turbină ale turbinei, poate avea loc doar procesul de transformare a energiei cinetice a gazului în lucrul mecanic de rotație a turbinei, sau chiar o extindere suplimentară a gazului cu o creștere a vitezei sale. În primul caz, turbina cu gaz se numește activă, în al doilea - reactivă. În cel de-al doilea caz, paletele turbinei, pe lângă impactul activ al fluxului de gaz care urmează, prezintă și un efect reactiv datorită accelerării fluxului de gaz.

Extinderea finală a gazului are loc în dispozitivul de ieșire al motorului (duza cu jet). Aici, presiunea fluxului de gaz scade, iar viteza crește până la 550-650 m / s (în condiții terestre).

Astfel, energia potențială a produselor de ardere din motor este convertită în energie cinetică în timpul procesului de expansiune (în turbină și duză de ieșire). O parte din energia cinetică se îndreaptă către rotația turbinei, care la rândul său rotează compresorul, cealaltă parte - pentru a accelera fluxul de gaz (pentru a crea o forță reactivă).

Motoare turboprop

Dispozitivul și principiul funcționării.   Pentru aeronave moderne,

având o capacitate mare de transport și o gamă de zbor, avem nevoie de motoare care să poată dezvolta tracțiunea necesară cu o gravitate specifică minimă. Motoarele Turbojet satisfac aceste cerințe. Cu toate acestea, acestea nu sunt economice în comparație cu sistemele de propulsie rotor la viteze mici de zbor. În această privință, unele tipuri de aeronave proiectate pentru zboruri cu viteze relativ mici și cu rază lungă de acțiune necesită motoare care să combine avantajele unui motor turboet cu avantajele unui motor cu elice la viteze mici de zbor. Astfel de motoare includ motoare cu turboprop.

Un motor turboprop este un motor cu avioane cu turbină cu gaz în care o turbină dezvoltă o putere mai mare decât cea necesară pentru a roti compresorul, iar această putere în exces este utilizată pentru a roti elica. Diagrama schematică a teatrului de operații este prezentată în Fig. 109.

După cum se poate observa din diagramă, un motor turboprop este format din aceleași componente și ansambluri ca un turboet. Cu toate acestea, spre deosebire de motorul cu turboset, elica și cutia de viteze sunt montate suplimentar. Pentru a obține o putere maximă a motorului, turbina trebuie să dezvolte revoluții mari (până la 20.000 rpm). Dacă elica se rotește cu aceeași viteză, atunci eficiența acesteia din urmă va fi extrem de scăzută, deoarece eficiența maximă a propulsorului în regimurile de zbor de proiectare ajunge la 750-1.500 rpm.

Pentru a reduce viteza elicei în comparație cu viteza unei turbine cu gaz, o cutie de viteze este instalată în motorul turboprop. La motoarele cu putere mare uneori folosiți două șuruburi care se rotesc în direcții opuse, iar funcționarea ambelor elice asigură o singură viteză.

La unele motoare cu turboprop, compresorul este condus de o turbină și elicea de alta. Acest lucru creează condiții favorabile pentru reglarea motorului.

Împingerea într-un teatru este creată în principal de elice (până la 90%) și doar ușor datorită reacției jetului de gaz.

În motoarele cu turbine, se folosesc turbine cu mai multe etape (numărul de etape este de la 2 la 6), ceea ce este determinat de necesitatea de a acționa pe motorul cu turbină cu diferențe de căldură mai mari decât pe turbinele cu turbină. În plus, utilizarea unei turbine cu mai multe etape permite reducerea vitezei sale și, în consecință, dimensiunile și greutatea cutiei de viteze.

Scopul principalelor elemente ale unui teatru de operații nu este diferit de scopul acelorași elemente ale unui motor turbofan. Fluxul de lucru al unui teatru este de asemenea similar cu fluxul de lucru al unui motor turboaset. Ca și în motorul turboaset, fluxul de aer, comprimat anterior în admisie, este supus compresiunii principale din compresor și apoi intră în camera de combustie, în care se injectează combustibil simultan prin duze. Gazele formate ca urmare a combustiei amestecului aer-combustibil au energie potențială ridicată. Se grăbesc în turbina cu gaz, unde, aproape în expansiune, își desfășoară activitatea, care este apoi transferată la compresor, elice și unități de antrenare. În spatele turbinei, presiunea gazului este aproape egală cu cea atmosferică.

La motoarele moderne cu turboprop, forța de tracțiune obținută numai datorită reacției unui jet de gaz emanat de motor este de 10-20% din forța de tracțiune totală.

Motoare turbofan

Dorința de a crește eficiența de tracțiune a motoarelor turbojet la viteze de zbor subsonice ridicate a dus la crearea de motoare turboet cu circuit dublu (DTRD).

Spre deosebire de motorul turboaset convențional într-un motor turbojet, o turbină cu gaz conduce (pe lângă compresor și un număr de unități auxiliare) un compresor de joasă presiune, altfel numit ventilator secundar. Acționarea ventilatorului celui de-al doilea circuit DTRD poate fi efectuată și dintr-o turbină separată situată în spatele turbinei compresorului. Cea mai simplă schemă DTRD este prezentată în Fig. 110.

Primul circuit DTRD (intern) este o diagramă a unui motor turbo-obișnuit. Al doilea circuit (extern) este un canal inelar cu un ventilator situat în el. Prin urmare, motoarele cu turboet cu două circuite sunt denumite uneori turbofan.

Funcționarea DTRD este următoarea. Fluxul de aer care intră în motor intră în admisie și apoi o parte a aerului trece prin compresorul de înaltă presiune al primului circuit, cealaltă prin lamele ventilatorului (compresor de joasă presiune) din al doilea circuit. Întrucât circuitul circuitului primar este un motor turbofan convențional, procesul de lucru din acest circuit este similar cu procesul de lucru al motoarelor cu turbofan. Acțiunea ventilatorului secundar este similară cu acțiunea unei elice cu mai multe lame care se rotește într-un canal inelar.

DTRD-urile pot fi utilizate și la aeronave supersonice, dar, în acest caz, pentru a crește tracțiunea, este necesar să se prevadă arderea combustibilului în al doilea circuit. Pentru a crește rapid (spori) tracțiunea unui DTRD, uneori combustibil suplimentar este ars fie în fluxul de aer al circuitului secundar, fie în spatele turbinei circuitului primar.

La arderea combustibilului suplimentar în cel de-al doilea circuit, este necesară creșterea zonei duzei sale de jet, pentru a menține modificările modurilor de operare ale ambelor circuite. Dacă această condiție nu este îndeplinită, fluxul de aer prin ventilatorul celui de-al doilea circuit va scădea din cauza creșterii temperaturii gazului între ventilator și duza cu jet a celui de-al doilea circuit. Aceasta va conduce la reducerea puterii necesare pentru a roti ventilatorul. Apoi, pentru a menține turația anterioară a motorului, va trebui să scădeați temperatura gazului în fața turbinei în primul circuit, iar acest lucru va duce la o scădere a impulsului în primul circuit. Creșterea tracțiunii totale va fi insuficientă, iar în unele cazuri, tracțiunea totală a motorului forțat poate fi mai mică decât tracțiunea totală a unui DDRD convențional. În plus, creșterea tracțiunii este asociată cu un consum ridicat de combustibil specific. Toate aceste circumstanțe limitează aplicarea acestei metode de creștere a tracțiunii. Cu toate acestea, DTRD care crește impulsul poate fi utilizat pe scară largă la viteze de zbor supersonice.

Literatura folosită: „Fundamentele aviației” autori: G.A. Nikitin, E.A. Bakanov

Descărcați rezumatul: Nu aveți acces pentru a descărca fișiere de pe serverul nostru.

În cele din urmă, constructorii de motoare au atras atenția nu numai asupra creării de motoare pentru aeronave mari, dar sunt, de asemenea, gata să ajute la echiparea aeronavelor regionale și mici de aviație cu motoare. Mai mult decât atât, este prevăzută instalarea de motoare turbo-industriale fabricate în avioane locale fabricate la întreprinderi ruse și din materiale domestice.

Caracteristici ale producției unui nou motor turboprop

În cadrul programului de înlocuire a importurilor, Uzina de aviație civilă Urală (UZGA) a dezvoltat un proiect și pregătește producerea unui motor turboprop VK-800C pentru o aeronavă cehă   L-410UVP-E20,   care se realizează la aceeași întreprindere. Anterior, această mașină era echipată cu centrale electrice M601 și H80 fabricate în Cehia.

Inginerul de proiectare, creat la Sankt Petersburg, o unitate separată pentru înlocuirea importurilor, a confirmat faptul că în centrul de cercetare și producție „Compresoarele Lopatki. Turbine. ” (SPC "LKT") în mai, vor fi montate trei motoare VK-800S experimentale, testele lor de banc vor începe vara, iar toamna vor fi testate în aer.

SPC „LKT” nu a fost aleasă din întâmplare pentru asamblarea acestor centrale electrice, deoarece fabricarea de lame de turbină și roți rotor sunt deja tehnologie înaltă și nu a fost o mare problemă să organizăm producție suplimentară la un astfel de centru. Sarcina a fost stabilită pentru a realiza utilizarea componentelor numai din Rusia pentru producția de motoare VK-800C.

Acest lucru devine posibil, deoarece unitățile și componentele principale pentru aceste motoare au început să fie produse în Omsk, Perm, Samara și alte orașe rusești, unde se află fabrici și întreprinderi cu profilul corespunzător. Ministerul Industriei și Comerțului a plasat deja o comandă pentru producerea a două aeronave L-410UVP-E20   cu motoare rusești, iar producția în serie a VK-800S va începe imediat după procedura de certificare, pe care intenționează să o completeze în doi ani.

Nou motor turboprop VK-800C pentru aeronave ușoare polivalente.

În esență, motorul VK-800C este o versiune a motorului cu turbo-elicopter VK-800V care a fost creat într-una dintre unitățile din United Motor Corporation Klimov și este proiectat pentru aeronave polivalente cu o capacitate de transport de până la 1,5 tone. Acesta este un motor foarte compact, cu o lungime de aproximativ un metru, cu o greutate de cel mult 140 kg și care dezvoltă o putere de decolare de aproximativ 900 CP.

"Aeronave ruse" L-410

În 2008, rușii au început să se alăture uzinei cehe, mai precis, după ce au achiziționat 51% din acțiuni, iar în 2015 UZGA a construit noi ateliere și a început producția L-410   în timpul procesului, înlocuind treptat toate componentele și piesele cu componente interne. Cehii înșiși numesc deja L-410 „aeronave rusești” și, în realitate, va deveni complet casnic, de îndată ce instalația Urals va crea producția în serie a motoarelor turco -ropropulare ruse VK-800S.

Experții Ural au stabilit un comunicat L-410   în 2016 și pregătește aceste mașini pentru condiții dure rusești. Aeronava este echipată cu mai multe tipuri de unelte de aterizare - una de schi este destinată aterizării pe o suprafață înzăpezită, iar una plutitoare - pentru apă, o opțiune este de asemenea pregătită pentru aterizarea pe teren moale și site-uri nepregătite. Într-un cuvânt, mașina este complet adaptată pentru funcționare în orice condiții climatice din Rusia, inclusiv în Extremul Nord.

Șasiul de schi pentru L-410 va găsi aplicație pe câmpurile aeriene din Extremul Nord și în zone nepregătite ale Arcticii.

Produs la uzina Ural L-410   a primit avioane moderne, comunicații și echipamente realizate exclusiv din componente interne. Evident, motoarele acestei mașini vor fi curând fabricate în limba rusă.

Aeronave polivalente 19 locuri L-410   în cerere în diferite versiuni atât pentru aviația civilă, cât și pentru cele militare. Pentru ambele departamente, această mașină este ideală ca o pregătire pentru pregătirea și educația cadeților. În acest moment, aceasta este singura aeronavă de pregătire pentru viitorii piloți ai aviației militare de transport. O mașină simplă și ușor de operat este capabilă să ierte greșelile în pilotare, în special la aterizare, iar cele mai bune aeronave din această clasă pentru antrenorii cadeti nu sunt încă la vedere.

Habitaclul L-410 este foarte confortabil și convenabil.

Pentru aviația civilă, mașina va găsi aplicație în versiunea încărcător-pasager, iar versiunea sa sanitară va fi la cerere în zonele greu accesibile și în timpul operațiunilor de căutare și salvare. În departamentul militar vor găsi opțiuni de recunoaștere a aplicațiilor, sanitare și aterizare   L-410.

concluzie

În prezent, în Rusia nu există aeronave din această clasă, o astfel de mașină este necesară pentru pregătirea inițială și pentru nevoile Ministerului Apărării. Nepretenția acestei aeronave este bine cunoscută, iar echiparea acesteia cu motoare cu turboprop va permite folosirea completă a mașinii, inclusiv pentru nevoile Arcticii. Extindeți în mod semnificativ domeniul de aplicare L-410   dezvoltarea unui nou șasiu pentru soluri moi.

Motoarele Turboprop la prima vedere seamănă cu motoarele cu piston în termeni generali, iar cele și altele - elice. Dar, în acest sens, similitudinea încetează, atunci calea unei mașini din punct de vedere structural complet diferite se stabilește, cu un principiu de funcționare diferit, cu caracteristici și moduri de operare diferite, cu capacități diferite.

Motoarele turboprop (TVD) sunt un tip de motoare cu turbină pe gaz care sunt utilizate pe scară largă în aviație. Motoarele cu turbină pe gaz (GTE) au fost dezvoltate ca un convertor universal de energie, pe care în cele din urmă au început să îl folosească în industria aeronavelor. Un motor cu turbină cu gaz este un motor de căldură în care, la arderea combustibilului, gazele extinse rotesc turbina, creând un cuplu, iar unitățile necesare pot fi conectate la arborele turbinei. În cazul unui teatru de operații, o elice este conectată la arbore.

Motoarele Turboprop sunt un fel de „amestec” de motoare cu piston cu motoare turbo. Motoarele cu piston au fost primele centrale care au furnizat aeronava. Erau butelii dispuse sub formă de stea, în centrul căreia se afla un arbore care rotea o elice. Dar datorită greutății lor grele și a limitelor de turație, au fost abandonați în timp, preferând motoarele cu turboset. Adevărat, motoarele cu turbosetare erau, de asemenea, departe de ideal. Dacă este posibil să se dezvolte viteză supersonică, acestea sunt destul de „sclipitoare”, ceea ce crește costul combustibilului în timpul funcționării lor, iar utilizarea lor pentru aeronavele de pasageri și de marfă face zboruri prea scumpe. Acest dezavantaj al motoarelor cu jet a fost atribuit pentru a elimina rudele lor de turboprop, care astăzi sunt utilizate cu succes în aviație. Luând ca bază structura și principiul funcționării motorului turbojet și combinându-l cu abilitate cu funcționarea elicei de la motoarele cu piston, acestea au putut combina dimensiuni mici și greutate ușoară, consum economic de combustibil și eficiență ridicată.

Hawker Beechcraft King Air 350

Pentru prima dată în Uniunea Sovietică, TVD-urile au fost proiectate și testate încă din anii 30, iar în anii 50 producția în masă a început. Gama de capacități a fost cuprinsă între 1880-11000 kW. Motoarele Turboprop au fost folosite cu mult timp cu succes în aviația civilă și militară, diferind în fiabilitate și durabilitate. Un exemplu este „veteranul” onorat al industriei aeronave interne AI-20, care erau echipate cu IL-18, AN-8, AN-32, AN-12, BE-12, IL-38. Însă, în timp, a devenit clar că puterea lor poate fi mărită doar la o anumită limită și ele nu pot fi utilizate la viteze supersonice, astfel că sfera de utilizare a acestora a scăzut brusc. În zilele noastre, teatrul este folosit în principal în aviația civilă pe aeronave cu viteză mică, în timp ce aeronavele supersonice sunt echipate cu motoare turbo. Televizoarele sunt instalate pe AN-24, AN-32, IL-18, TU-114.

Dispozitivul și principiul funcționării unui motor turboprop

Structura motorului turboprop este destul de simplă. Este format dintr-o elice cu un reductor, un compresor, o cameră de ardere, o turbină și un dispozitiv de ieșire - o duză. Compresorul pompează și comprimă aerul, direcționându-l în camera de ardere, unde este injectat combustibil. Amestecul combustibil obținut prin amestecarea aerului cu combustibil se aprinde, formând gaze cu energie potențială ridicată, care, extinzându-se, intră în paletele turbinei, rotind-o, iar turbina însăși rotește elica și compresorul. Energia care nu este cheltuită în rotația turbinei vine sub forma fluxului de aer prin duză, formând o tracțiune cu jet, a cărei valoare nu este mai mare de 10% din tracțiunea totală a motorului. Deoarece este ca mărime nesemnificativă, teatrul de operații nu este considerat reactiv. După cum puteți vedea, în structura și principiul său de funcționare, un motor turboprop este foarte asemănător cu un motor turbojet, singura diferență fiind faptul că, în primul caz, energia utilă generată trece la rotația șurubului, iar în al doilea, iese complet ca un flux de aer prin duză, formând o tracțiune reactivă.

Structura motorului Turboprop

Arborele de lucru

Distingeți între motoarele turbo -ropropulare cu două arbori și cu un singur arbore. Într-un motor cu turbă cu un singur arbore, o turbină cu un compresor și un șurub sunt amplasate pe același arbore, în timp ce într-un ansamblu de turbină cu doi arbori nu există nicio conexiune mecanică: turbina și compresorul sunt montate pe același ax, iar șurubul prin cutia de viteze este pe celălalt. În cel de-al doilea caz, proiectarea motorului include două turbine, interconectate nu mecanic, ci gazdinamic: una pentru compresor, a doua pentru șurub. Aceasta este o opțiune mai comună și mai eficientă, care, în ciuda unui design mai complex, este folosită mai des. Această soluție vă permite să utilizați energia motorului fără a porni șuruburile, ceea ce este convenabil în cazurile în care aeronava este pe pământ și trebuie să furnizați energie electrică și alimentare cu aer de înaltă presiune.

compresor

Compresorul TVD are un design în trepte cu numărul de etape în intervalul 2-6, ceea ce vă permite să percepeți scăderi semnificative de presiune și temperatură în timpul funcționării, pentru a regla și reduce viteza. Proiectarea în mai multe etape face, de asemenea, posibilă reducerea greutății și dimensiunii motorului, ceea ce este important pentru motoarele cu avioane, în care se calculează fiecare gram. Compresorul este format din rotile cu palete și o paletă de ghidare. Aparatul de ghidare poate fi reglabil (cu lame rotative în jurul axei sale) sau nu poate fi reglat.

elice

Elica creează tracțiunea necesară, dar în același timp viteza de rotație este limitată. Funcționează cel mai eficient la o viteză de 750-1500 rpm, după care eficiența scade, iar șurubul propriu-zis de la dispozitivul de propulsie se transformă de fapt într-o frână. Acest fenomen se numește „efect de blocare” și este asociat cu faptul că anumite părți ale palelor rotorului cu viteze mari încep să se miște cu o viteză care depășește viteza sunetului, ceea ce provoacă funcționarea sa incorectă. Același lucru se întâmplă dacă crești diametrul lamelor, deoarece acestea sunt mai lungi, cu atât este mai mare viteza liniară la capetele lor.

turbină

Turbina dezvoltă o viteză de până la 20.000 rpm, dar șurubul cu astfel de viteze pur și simplu nu poate funcționa, astfel încât este echipat cu un reductor, care reduce viteza de rotație și crește cuplul. Cutii de viteze pot diferi în structura lor, dar sarcina lor - scăderea vitezei de rotație și creșterea cuplului - rămâne neschimbată. Limitarea vitezei de rotație a elicei limitează în mare măsură utilizarea teatrului de operații, în special în aviația militară, unde viteza este importantă, dar oamenii de știință și designerii lucrează activ pentru a crea un motor supersonic, până când eforturile lor au fost încununate de succes. Pentru a crește tracțiunea pe unele modele, sunt instalate două șuruburi, care în timpul funcționării se rotesc în direcții opuse, acționate de o singură treaptă de viteză. Un exemplu de astfel de motor este D-27, care se numește turbofan. Este echipat cu două ventilatoare cu șurub fixate printr-o cutie de viteze pe axa unei turbine libere. Până în prezent, acesta este singurul motor de acest fel care este utilizat în aviația civilă pe aeronavele AN-70, dar aspectul și utilizarea sa de succes vor fi o adevărată descoperire în domeniul îmbunătățirii performanței operaționale a unui teatru.

Avantaje și dezavantaje

Rezumând, putem evidenția principalele avantaje și dezavantaje ale teatrului. Avantajele motoarelor cu turboprop sunt:

- greutate redusă în comparație cu motoarele cu piston;

- eficiență și consum redus de combustibil în comparație cu motoarele cu turboset, ceea ce se explică prin prezența unei elice, a căror eficiență atinge uneori 86%.

Dar, cu toate meritele sale, teatrul de operații nu poate înlocui complet motoarele cu jet, deoarece designul lor nu permite să dezvolte viteze mari. Limita lor de viteză este de 750 km / h, în timp ce aviația modernă necesită mult mai mult. Un alt minus este zgomotul în timpul funcționării elicei, depășind valorile limită definite de Organizația Aviației Civile Internaționale.

Astfel, în ciuda eficienței și eficienței ridicate, utilizarea motoarelor cu turboprop este limitată. Practic, sunt echipate cu avioane care zboară la viteză mică și pe distanțe lungi, ceea ce poate reduce semnificativ costurile zborurilor pentru pasageri și marfă. În aceste cazuri, utilizarea lor este pe deplin justificată. Însă TVD-urile nu sunt utilizate practic în aviația militară - nu este importantă economia de combustibil aici, ci viteza, manevrabilitatea și zgomotul, pe care le pot oferi motoarele turbo. În același timp, în industria aviației se desfășoară activități pentru crearea de elice supersonice care pot depăși bariera sonoră fără pierderea eficienței și a „efectului de blocare”. Poate că, în timp, aceste motoare vor reuși să își aglomereze omologii cu jet și să își ia locul în fabricarea aeronavelor moderne. Între timp, TVD-urile rămân, deși nu sunt cele mai puternice, dar „duri de muncă” dure și de încredere.

Pentru prima dată un avion turboet ( Turbojet motor) a decolat în 1939. De atunci, structura motoarelor de aeronave s-a îmbunătățit, au apărut diferite tipuri, dar principiul funcționării pentru toate este aproximativ același. Pentru a înțelege de ce o aeronavă cu o masă atât de mare se ridică în aer atât de ușor, ar trebui să înveți cum funcționează motorul aeronavei. Motorul turbojet conduce aeronava din cauza tragerii cu jet. La rândul său, impulsul cu jet este forța de recul a unui jet de gaz care iese din duză. Adică, se dovedește că instalația turbojet împinge avionul și toate persoanele din cabină cu ajutorul unui jet de gaz. Curentul de jet, care zboară din duză, este respins din aer și conduce astfel aeronava.

Motor turbofan

desen

Dispozitivul motorului aeronavei este destul de complicat. Temperatura de funcționare în astfel de instalații ajunge la 1000 de grade sau mai mult. În consecință, toate părțile din care este format motorul sunt fabricate din materiale rezistente la temperaturi ridicate și foc. Datorită complexității dispozitivului, există un întreg domeniu de știință al motoarelor cu turboset.

Motorul Turbojet este format din mai multe elemente principale:

• ventilator;
• un compresor;
• camera de ardere;
• turbină;
• duză.

Un ventilator este instalat în fața turbinei. Cu acesta, aerul este atras în unitate din exterior. În astfel de instalații, sunt utilizate ventilatoare cu un număr mare de lame cu o anumită formă. Dimensiunea și forma lamelor asigură cea mai eficientă și rapidă alimentare a aerului la turbină. Sunt confecționate din titan. Pe lângă funcția principală (intrare de aer), ventilatorul rezolvă o altă problemă importantă: cu ajutorul său, aerul este pompat între elementele motorului turboaset și carcasa acestuia. Datorită acestei pompe, sistemul este răcit și este prevenită distrugerea camerei de ardere.

Lângă ventilator se află un compresor de mare putere. Cu acesta, aerul intră în camera de ardere sub presiune ridicată. În cameră, aerul este amestecat cu combustibilul. Amestecul rezultat este aprins. După aprindere, amestecul și toate elementele plantei adiacente sunt încălzite. Camera de ardere este cel mai adesea din ceramică. Acest lucru se datorează faptului că temperatura din interiorul camerei atinge 2000 de grade sau mai mult. Iar ceramica este rezistentă la temperaturi ridicate. După aprindere, amestecul intră în turbină.

Vedere a unui motor de avion din exterior

O turbină este un dispozitiv format dintr-un număr mare de lame. Fluxul amestecului exercită presiune asupra lamelor, conducând astfel turbina. Datorită acestei rotiri, turbina face ca arborele pe care este montat ventilatorul să se rotească. Se dovedește un sistem închis, care necesită numai alimentarea cu aer și combustibil pentru ca motorul să funcționeze.

Apoi, amestecul intră în duză. Aceasta este ultima etapă a ciclului motorului. Aici se formează un flux de jet. Acesta este principiul funcționării unui motor de avion. Ventilatorul pompează aerul rece în duză, împiedicându-l să fie distrus de un amestec excesiv de fierbinte. Fluxul de aer rece împiedică manșeta duzei să se topească.

În motoarele aeronavelor pot fi instalate o varietate de duze. Cele mai perfecte sunt cele mobile. Duza mobilă este capabilă să se extindă și să se contracte, precum și să regleze unghiul, setând direcția corectă a fluxului de jet. Aeronavele cu astfel de motoare se caracterizează printr-o manevrabilitate excelentă.

Tipuri de motoare

Motoarele pentru aeronave sunt de diferite tipuri:

• clasic;
• turbopropulsoarele;
• turbopropulsoare;
• statoreactor.

clasic Instalațiile funcționează conform principiului descris mai sus. Astfel de motoare sunt instalate pe aeronave cu diverse modificări. turbopropulsor   funcționează puțin diferit. În ele, turbina cu gaz nu are o conexiune mecanică cu transmisia. Aceste instalații conduc aeronava cu tracțiune de propulsie doar parțial. Acest tip de instalație folosește cea mai mare parte a energiei amestecului fierbinte pentru a conduce elica prin cutia de viteze. Într-o astfel de instalație, în loc de una, există 2 turbine. Unul dintre ei conduce un compresor, iar al doilea un șurub. Spre deosebire de turboșetele clasice, instalațiile cu șurub sunt mai economice. Dar nu permit avioanelor să dezvolte viteze mari. Sunt instalate pe aeronave cu viteză mică. Motoarele Turbojet vă permit să dezvoltați o viteză mult mai mare în timpul zborului.

exhaustor   motoarele sunt instalații combinate care combină elemente ale motoarelor turboet și turboprop. Acestea diferă de cele clasice în dimensiunile mari ale palelor de ventilator. Atât ventilatorul cât și șurubul funcționează la viteze subsonice. Viteza de mișcare a aerului este redusă datorită prezenței unui carosaj special în care este așezat ventilatorul. Astfel de motoare folosesc combustibil mai economic decât cele clasice. În plus, acestea se caracterizează printr-o eficiență mai mare. Cel mai adesea sunt instalate pe garnituri și aeronave de mare capacitate.

Dimensiunea motorului aeronavei în raport cu înălțimea umană

uniFLOW   instalațiile cu jet de aer nu implică utilizarea elementelor mobile. Aerul este atras în mod natural prin capota montată pe orificiu. După intrarea aerului, motorul funcționează similar cu cel clasic.

Unele aeronave zboară pe motoarele cu turbopropulsor, al căror dispozitiv este mult mai simplu decât motorul turboaset. Prin urmare, mulți oameni au o întrebare: de ce să folosiți instalații mai complexe, dacă vă puteți restrânge la un șurub? Răspunsul este simplu: motoarele cu turboset sunt superioare motoarelor cu șurub cu putere. Sunt de zece ori mai puternici. În consecință, motorul turbojet produce o tracțiune mult mai mare. Acest lucru face posibilă zborul aeronavelor mari în aer și zborul cu viteză mare.

VKontakte