Historia e krijimit dhe parimit të funksionimit të një motori turbojet. Si funksionon një motor jet? Motor jet abstrakt

Motorët reaktivë në gjysmën e dytë të shekullit të 20-të hapën mundësi të reja në aviacion: fluturimet me shpejtësi që tejkalojnë shpejtësinë e zërit, krijimi i avionëve me ngarkesë të lartë, bëri të mundur udhëtimin masiv në distanca të gjata. Motori turbojet konsiderohet me të drejtë një nga mekanizmat më të rëndësishëm të shekullit të kaluar, pavarësisht parimit të thjeshtë të funksionimit.

Histori

Avioni i parë i vëllezërve Wright që u ngrit vetë nga Toka në 1903 u fuqizua nga një motor me djegie të brendshme pistoni. Dhe për dyzet vjet ky lloj motori mbeti kryesori në ndërtimin e avionëve. Por gjatë Luftës së Dytë Botërore, u bë e qartë se aviacioni tradicional me helikë pistoni kishte arritur kufirin e tij teknologjik, si për sa i përket fuqisë ashtu edhe shpejtësisë. Një alternativë ishte motori ajror.

Ideja e përdorimit të shtytjes së avionit për të kapërcyer gravitetin u soll fillimisht në realizueshmëri praktike nga Konstantin Tsiolkovsky. Në vitin 1903, kur vëllezërit Wright lëshuan avionin e tyre të parë Flyer-1, shkencëtari rus botoi veprën e tij "Eksplorimi i hapësirave botërore me instrumente avionësh", në të cilën ai zhvilloi bazat e teorisë së shtytjes së avionëve. Një artikull i botuar në Shqyrtimin shkencor krijoi reputacionin e tij si ëndërrimtar dhe nuk u mor seriozisht. Tsiolkovskit iu deshën vite punë dhe një ndryshim në sistemin politik për të provuar rastin e tij.

Avion reaktiv Su-11 me motorë TR-1, i zhvilluar nga Lyulka Design Bureau

Sidoqoftë, një vend krejtësisht i ndryshëm, Gjermania, ishte i destinuar të bëhej vendlindja e një motori turbojet serik. Krijimi i një motori turbojet në fund të viteve 1930 ishte një lloj hobi i kompanive gjermane. Në këtë fushë u vunë re pothuajse të gjitha markat e njohura aktualisht: Heinkel, BMW, Daimler-Benz dhe madje edhe Porsche. Dafinat kryesore i takuan Junkers-it dhe turbojetit të tij të parë serial në botë 109-004, i instaluar në turbojetin e parë Me 262 në botë.

Pavarësisht një fillimi tepër të suksesshëm në aviacionin reaktiv të gjeneratës së parë, zgjidhjet gjermane nuk u zhvilluan më tej askund në botë, përfshirë Bashkimin Sovjetik.

Në BRSS, zhvillimi i motorëve turbojet u krye me sukses nga projektuesi legjendar i avionëve Arkhip Lyulka. Në prill 1940, ai patentoi skemën e tij për një motor turbojet anashkalues, i cili më vonë mori njohje në mbarë botën. Arkhip Lyulka nuk gjeti mbështetje nga udhëheqja e vendit. Me shpërthimin e luftës, atij në përgjithësi iu ofrua të kalonte në motorët e tankeve. Dhe vetëm kur gjermanët kishin aeroplanë me motorë turbojet, Lyulka u urdhërua të rifillonte urgjentisht punën në motorin vendas TR-1 turbojet.

Tashmë në shkurt 1947, motori kaloi testet e para, dhe më 28 maj, avioni reaktiv Su-11 me motorët e parë vendas TR-1, të zhvilluar nga A.M. Design Bureau, bëri fluturimin e tij të parë. Lyulka, tani një degë e softuerit të ndërtimit të motorëve Ufa, pjesë e United Engine Corporation (UEC).

Parimi i funksionimit

Një motor turbojet (TRD) funksionon në parimin e një motori termik konvencional. Pa u thelluar në ligjet e termodinamikës, një motor termik mund të përkufizohet si një makinë për shndërrimin e energjisë në punë mekanike. Kjo energji zotërohet nga i ashtuquajturi lëng pune - gazi ose avulli i përdorur brenda makinës. Kur kompresohet në një makinë, lëngu i punës merr energji dhe kur zgjerohet më pas, kemi punë të dobishme mekanike.

Në të njëjtën kohë, është e qartë se puna e shpenzuar për ngjeshjen e gazit duhet të jetë gjithmonë më e vogël se puna që gazi mund të bëjë kur zgjerohet. Përndryshe, nuk do të ketë "produkt" të dobishëm. Prandaj, gazi duhet gjithashtu të nxehet para zgjerimit ose gjatë tij, dhe të ftohet para ngjeshjes. Si rezultat, për shkak të nxehjes paraprake, energjia e zgjerimit do të rritet ndjeshëm dhe do të shfaqet teprica e saj, e cila mund të përdoret për të marrë punën mekanike që na nevojitet. Ky është në fakt i gjithë parimi i funksionimit të një motori turbojet.

Kështu, çdo motor ngrohje duhet të ketë një pajisje kompresimi, një ngrohës, një pajisje zgjerimi dhe një pajisje ftohëse. Motori turbojet i ka të gjitha këto, përkatësisht: një kompresor, një dhomë djegieje, një turbinë dhe atmosfera vepron si frigorifer.

Më pas, ajri hyn në dhomën e djegies, ku nxehet dhe përzihet me produktet e djegies (vajguri). Dhoma e djegies rrethon rotorin e motorit pas kompresorit me një unazë të vazhdueshme, ose në formën e tubave të veçantë, të cilët quhen tuba flakë. Vajguri i aviacionit futet në tubat e flakës përmes grykave speciale.

Nga dhoma e djegies, lëngu i punës i nxehtë hyn në turbinë. Është i ngjashëm me një kompresor, por funksionon, si të thuash, në drejtim të kundërt. Ai rrotullon gazin e nxehtë në të njëjtin parim si lodra e helikës së ajrit. Turbina ka disa faza, zakonisht nga një në tre ose katër. Kjo është nyja më e ngarkuar në motor. Motori turbojet ka një shpejtësi shumë të lartë - deri në 30 mijë rrotullime në minutë. Pishtari nga dhoma e djegies arrin një temperaturë prej 1100 deri në 1500 gradë Celsius. Ajri zgjerohet këtu, duke e vënë turbinën në lëvizje dhe duke i dhënë asaj një pjesë të energjisë së saj.

Pas turbinës - një hundë jet, ku lëngu i punës përshpejtohet dhe skadon me një shpejtësi më të madhe se shpejtësia e rrjedhës që vjen, gjë që krijon shtytje jet.

Gjeneratat e motorëve turbojet

Përkundër faktit se në parim nuk ka një klasifikim të saktë të gjeneratave të motorëve turbojet, është e mundur të përshkruhen në terma të përgjithshëm llojet kryesore në faza të ndryshme të zhvillimit të ndërtimit të motorit.

Motorët e gjeneratës së parë përfshijnë motorë gjermanë dhe anglezë nga Lufta e Dytë Botërore, si dhe VK-1 Sovjetik, i cili u instalua në luftëtarin e famshëm MIG-15, si dhe në avionët IL-28 dhe TU-14.

Luftëtar MiG-15

TRD-të e gjeneratës së dytë tashmë dallohen nga prania e mundshme e një kompresori boshtor, një pas djegës dhe një marrje ajri të rregullueshme. Ndër shembujt sovjetikë është motori R-11F2S-300 për aeroplanët MiG-21.

Motorët e gjeneratës së tretë karakterizohen nga një raport i rritur i kompresimit, i cili u arrit duke rritur fazat e kompresorit dhe turbinave, si dhe shfaqjen e anashkalimit. Teknikisht, këta janë motorët më kompleksë.

Shfaqja e materialeve të reja që mund të rrisin ndjeshëm temperaturat e funksionimit ka çuar në krijimin e motorëve të gjeneratës së katërt. Midis këtyre motorëve është AL-31 vendas i zhvilluar nga UEC për luftëtarin Su-27.

Sot, prodhimi i motorëve të avionëve të gjeneratës së pestë po fillon në ndërmarrjen Ufa UEC. Njësitë e reja do të instalohen në luftëtarin T-50 (PAK FA), i cili do të zëvendësojë Su-27. Termocentrali i ri në T-50 me fuqi të shtuar do ta bëjë avionin edhe më të manovrueshëm, dhe më e rëndësishmja, do të hapë një epokë të re në industrinë e avionëve vendas.

Reaktive kuptohet si një lëvizje në të cilën një pjesë e tij ndahet nga trupi me një shpejtësi të caktuar. Forca që rezulton vepron më vete. Me fjalë të tjera, i mungon edhe kontakti më i vogël me trupat e jashtëm.

në natyrë

Gjatë një pushimi veror në jug, pothuajse secili prej nesh, duke notuar në det, u takua me kandil deti. Por pak njerëz menduan për faktin se këto kafshë lëvizin në të njëjtën mënyrë si një motor jet. Parimi i funksionimit në natyrën e një agregati të tillë mund të vërehet kur lëvizni disa lloje të planktoneve detare dhe larvave të pilivesës. Për më tepër, efikasiteti i këtyre jovertebrorëve është shpesh më i lartë se ai i mjeteve teknike.

Kush tjetër mund të tregojë qartë se cili është parimi i funksionimit të një motori reaktiv? Kallamar, oktapod dhe sepje. Një lëvizje e ngjashme është bërë nga shumë molusqe të tjerë detarë. Merrni, për shembull, sepjet. Ajo tërheq ujë në zgavrën e gushës së saj dhe e hedh atë me forcë përmes një hinke, të cilën e drejton prapa ose anash. Në këtë rast, molusku është në gjendje të bëjë lëvizje në drejtimin e duhur.

Parimi i funksionimit të një motori reaktiv mund të respektohet gjithashtu gjatë lëvizjes së yndyrës. Kjo kafshë detare merr ujë në një zgavër të gjerë. Pas kësaj, muskujt e trupit të tij tkurren, duke e shtyrë lëngun jashtë përmes vrimës në shpinë. Reagimi i avionit që rezulton lejon yndyrën të ecë përpara.

Raketat detare

Por kallamarët kanë arritur përsosmërinë më të madhe në navigimin me avion. Edhe vetë forma e raketës duket se është kopjuar nga kjo jetë e veçantë detare. Kur lëviz me shpejtësi të ulët, kallamari përkul periodikisht fin e tij në formë diamanti. Por për një gjuajtje të shpejtë, ai duhet të përdorë "motorin e tij reaktiv". Parimi i funksionimit të të gjithë muskujve dhe trupit të tij duhet të konsiderohet më në detaje.

Kallamarët kanë një mantel të veçantë. Ky është indi muskulor që rrethon trupin e tij nga të gjitha anët. Gjatë lëvizjes, kafsha thith një vëllim të madh uji në këtë mantel, duke nxjerrë ashpër një avion përmes një gryke të ngushtë të veçantë. Veprime të tilla lejojnë që kallamarët të lëvizin në lëvizje prapa me shpejtësi deri në shtatëdhjetë kilometra në orë. kafsha mbledh të dhjetë tentakulat e saj në një pako, e cila i jep trupit një formë të efektshme. Gryka ka një valvul të veçantë. Kafsha e kthen atë me ndihmën e tkurrjes së muskujve. Kjo lejon që jeta detare të ndryshojë drejtimin. Rolin e timonit gjatë lëvizjeve të kallamarit e luajnë edhe tentakulat e tij. Ai i drejton ata majtas ose djathtas, poshtë ose lart, duke shmangur lehtësisht përplasjet me pengesa të ndryshme.

Ekziston një specie kallamarësh (stenoteuthys), e cila mban titullin e pilotit më të mirë midis molusqeve. Përshkruani parimin e funksionimit të një motori reaktiv - dhe do të kuptoni pse, duke ndjekur peshkun, kjo kafshë ndonjëherë hidhet nga uji, madje edhe duke u futur në kuvertën e anijeve që lundrojnë përtej oqeanit. Si ndodh? Kallamar pilot, duke qenë në elementin e ujit, zhvillon për të një shtytje maksimale të avionit. Kjo i lejon atij të fluturojë mbi valë në një distancë deri në pesëdhjetë metra.

Nëse marrim parasysh një motor reaktiv, parimi i funksionimit të cilës kafshë mund të përmendet më shumë? Këta janë, në shikim të parë, oktapodë të thes. Notarët e tyre nuk janë aq të shpejtë sa kallamarët, por në rast rreziku edhe vrapuesit më të mirë mund ta kenë zili shpejtësinë e tyre. Biologët që kanë studiuar migrimin e oktapodëve kanë zbuluar se ata lëvizin si një motor reaktiv ka një parim funksionimi.

Me çdo rrymë uji të hedhur nga hinka, kafsha bën një hov prej dy ose edhe dy metra e gjysmë. Në të njëjtën kohë, oktapodi noton në një mënyrë të veçantë - mbrapa.

Shembuj të tjerë të shtytjes reaktiv

Ka raketa në botën e bimëve. Parimi i një motori reaktiv mund të vërehet kur, edhe me një prekje shumë të lehtë, "kastraveci i çmendur" kërcen nga kërcelli me shpejtësi të lartë, duke refuzuar njëkohësisht lëngun ngjitës me fara. Në këtë rast, vetë fetusi fluturon në një distancë të konsiderueshme (deri në 12 m) në drejtim të kundërt.

Parimi i funksionimit të një motori reaktiv mund të vërehet gjithashtu kur jeni në një varkë. Nëse gurë të rëndë hidhen prej tij në ujë në një drejtim të caktuar, atëherë lëvizja do të fillojë në drejtim të kundërt. Ka të njëjtin parim funksionimi. Vetëm atje në vend të gurëve përdoren gazra. Ata krijojnë një forcë reaktive që siguron lëvizje si në ajër ashtu edhe në hapësirën e rrallë.

Udhëtime fantastike

Njerëzimi ka ëndërruar prej kohësh të fluturojë në hapësirë. Këtë e dëshmojnë veprat e shkrimtarëve të fantashkencës, të cilët ofruan mjete të ndryshme për të arritur këtë qëllim. Për shembull, heroi i tregimit të shkrimtarit francez Hercule Savignin, Cyrano de Bergerac, arriti në hënë mbi një karrocë hekuri, mbi të cilën hidhej vazhdimisht një magnet i fortë. Në të njëjtin planet arriti edhe Munchausen-i i famshëm. Një kërcell gjigant fasule e ndihmoi atë të bënte udhëtimin.

Propulsioni reaktiv u përdor në Kinë që në mijëvjeçarin e parë para Krishtit. Në të njëjtën kohë, tubat prej bambuje, të cilat mbusheshin me barut, shërbenin si një lloj rakete për argëtim. Nga rruga, projekti i makinës së parë në planetin tonë, i krijuar nga Njutoni, ishte gjithashtu me një motor reaktiv.

Historia e krijimit të RD

Vetëm në shekullin e 19-të. Ëndrra e njerëzimit për hapësirën e jashtme filloi të merrte tipare konkrete. Në fund të fundit, ishte në këtë shekull që revolucionari rus N.I. Kibalchich krijoi projektin e parë në botë me një motor reaktiv. Të gjitha letrat u hartuan nga një Narodnaya Volya në burg, ku ai përfundoi pas atentatit ndaj Aleksandrit. Por, për fat të keq, më 3 prill 1881, Kibalchich u ekzekutua dhe ideja e tij nuk gjeti zbatim praktik.

Në fillim të shekullit të 20-të. Ideja e përdorimit të raketave për fluturime në hapësirë ​​u parashtrua nga shkencëtari rus K. E. Tsiolkovsky. Për herë të parë, puna e tij, që përmban një përshkrim të lëvizjes së një trupi me masë të ndryshueshme në formën e një ekuacioni matematik, u botua në vitin 1903. Më vonë, shkencëtari zhvilloi vetë skemën e një motori reaktiv të drejtuar nga karburanti i lëngshëm.

Tsiolkovsky gjithashtu shpiku një raketë me shumë faza dhe parashtroi idenë e krijimit të qyteteve reale hapësinore në orbitën afër Tokës. Tsiolkovsky vërtetoi bindshëm se mjeti i vetëm për fluturimin në hapësirë ​​është një raketë. Dmth një aparat i pajisur me një motor reaktiv, i mbushur me karburant dhe një oksidues. Vetëm një raketë e tillë është e aftë të kapërcejë gravitetin dhe të fluturojë përtej atmosferës së Tokës.

Eksplorimi i hapësirës

Ideja e Tsiolkovskit u zbatua nga shkencëtarët sovjetikë. Të udhëhequr nga Sergei Pavlovich Korolev, ata lëshuan satelitin e parë artificial të Tokës. Më 4 tetor 1957, ky aparat u dërgua në orbitë nga një raketë me një motor reaktiv. Puna e RD-së bazohej në shndërrimin e energjisë kimike, e cila transferohet nga karburanti në avionin e gazit, duke u kthyer në energji kinetike. Në këtë rast, raketa lëviz në drejtim të kundërt.

Motori reaktiv, parimi i funksionimit të të cilit është përdorur për shumë vite, gjen aplikimin e tij jo vetëm në astronautikë, por edhe në aviacion. Por mbi të gjitha përdoret për në fund të fundit, vetëm RD është në gjendje të lëvizë pajisjen në një hapësirë ​​në të cilën nuk ka asnjë medium.

motor jet i lëngshëm

Kushdo që ka gjuajtur me armë zjarri ose thjesht e ka parë këtë proces nga ana, e di se ka një forcë që me siguri do ta shtyjë tytën prapa. Për më tepër, me një tarifë më të madhe, kthimi me siguri do të rritet. Motori reaktiv punon në të njëjtën mënyrë. Parimi i tij i funksionimit është i ngjashëm me mënyrën se si fuçi shtyhet prapa nën veprimin e një rryme gazi të nxehtë.

Sa i përket raketës, procesi gjatë të cilit ndizet përzierja është gradual dhe i vazhdueshëm. Ky është motori më i thjeshtë, me karburant të ngurtë. Ai është i njohur për të gjithë modelistët e raketave.

Në një motor reaktiv me shtytës të lëngshëm (LPRE), një përzierje e përbërë nga karburant dhe oksidues përdoret për të krijuar një lëng pune ose një avion shtytës. E fundit, si rregull, është acidi nitrik, ose vajguri shërben si lëndë djegëse në një motor rakete.

Parimi i funksionimit të motorit reaktiv, i cili ishte në mostrat e para, është ruajtur deri më sot. Vetëm tani përdor hidrogjen të lëngshëm. Kur kjo substancë oksidohet, rritet me 30% në krahasim me motorët e parë të raketave me lëndë djegëse të lëngshme. Vlen të thuhet se ideja e përdorimit të hidrogjenit u propozua nga vetë Tsiolkovsky. Sidoqoftë, vështirësitë e punës me këtë lëndë jashtëzakonisht shpërthyese në atë kohë ishin thjesht të pakapërcyeshme.

Cili është parimi i punës së një motori reaktiv? Karburanti dhe oksiduesi hyjnë në dhomën e punës nga rezervuarët e veçantë. Më pas, përbërësit shndërrohen në një përzierje. Ai digjet, duke lëshuar një sasi të madhe nxehtësie nën presionin e dhjetëra atmosferave.

Komponentët hyjnë në dhomën e punës të një motori reaktiv në mënyra të ndryshme. Agjenti oksidues futet këtu drejtpërdrejt. Por karburanti kalon një rrugë më të gjatë midis mureve të dhomës dhe grykës. Këtu nxehet dhe, tashmë duke pasur një temperaturë të lartë, hidhet në zonën e djegies përmes grykave të shumta. Më tej, avioni i formuar nga hunda shpërthen dhe i siguron avionit një moment shtytjeje. Kështu mund të dalloni se çfarë parimi i funksionimit ka një motor reaktiv (shkurtimisht). Ky përshkrim nuk përmend shumë komponentë, pa të cilët funksionimi i LRE do të ishte i pamundur. Midis tyre janë kompresorët e nevojshëm për të krijuar presionin e nevojshëm për injektim, valvulat, turbinat e furnizimit, etj.

Përdorimi modern

Pavarësisht se funksionimi i një motori reaktiv kërkon një sasi të madhe karburanti, motorët e raketave vazhdojnë t'u shërbejnë njerëzve sot. Ato përdoren si motorët kryesorë shtytës në mjetet e lëshimit, si dhe motorë manovrimi për anije të ndryshme kozmike dhe stacione orbitale. Në aviacion, përdoren lloje të tjera rrugësh lidhëse, të cilat kanë karakteristika dhe dizajn paksa të ndryshëm të performancës.

Zhvillimi i aviacionit

Nga fillimi i shekullit të 20-të deri në shpërthimin e Luftës së Dytë Botërore, njerëzit fluturonin vetëm me avionë me helikë. Këto pajisje ishin të pajisura me motorë me djegie të brendshme. Megjithatë, përparimi nuk qëndroi ende. Me zhvillimin e tij, lindi nevoja për të krijuar avionë më të fuqishëm dhe më të shpejtë. Sidoqoftë, këtu projektuesit e avionëve përballen me një problem në dukje të pazgjidhshëm. Fakti është se edhe me një rritje të lehtë, masa e avionit u rrit ndjeshëm. Megjithatë, rrugëdaljen nga situata e krijuar e gjeti anglezi Frank Will. Ai krijoi një motor thelbësisht të ri, të quajtur jet. Kjo shpikje i dha një shtysë të fuqishme zhvillimit të aviacionit.

Parimi i funksionimit të një motori reaktiv avioni është i ngjashëm me veprimet e një zorrë zjarri. Zorra e saj ka një fund të ngushtuar. Duke rrjedhur nga një vrimë e ngushtë, uji rrit ndjeshëm shpejtësinë e tij. Forca e presionit të kundërt të krijuar në këtë rast është aq e fortë sa që zjarrfikësi mezi mund ta mbajë zorrën në duar. Kjo sjellje e ujit mund të shpjegojë gjithashtu parimin e funksionimit të një motori reaktiv avioni.

Rrugët lidhëse me rrjedhje të drejtpërdrejtë

Ky lloj motori reaktiv është më i thjeshti. Mund ta imagjinoni në formën e një tubi me skaje të hapura, i cili është i instaluar në një aeroplan në lëvizje. Përpara seksionit kryq të tij zgjerohet. Për shkak të këtij dizajni, ajri në hyrje zvogëlon shpejtësinë e tij dhe presioni i tij rritet. Pika më e gjerë e një tubi të tillë është dhoma e djegies. Këtu injektohet karburanti dhe më pas digjet. Një proces i tillë kontribuon në ngrohjen e gazrave të formuar dhe zgjerimin e fortë të tyre. Kjo krijon shtytjen e një motori reaktiv. Ai prodhohet nga të gjithë gazrat e njëjtë kur shpërthejnë me forcë nga skaji i ngushtë i tubit. Është kjo shtytje që e bën aeroplanin të fluturojë.

Problemet e përdorimit

Motorët Scramjet kanë disa disavantazhe. Ata janë në gjendje të punojnë vetëm në aeroplanin që është në lëvizje. Një avion në pushim nuk mund të aktivizohet nga rrugët lidhëse me rrjedhje të drejtpërdrejtë. Për të ngritur një avion të tillë në ajër, nevojitet çdo motor tjetër fillestar.

Zgjidhje

Parimi i funksionimit të një motori reaktiv të një avioni të tipit turbojet, i cili është i lirë nga të metat e një RD me rrjedhje të drejtpërdrejtë, lejoi projektuesit e avionëve të krijonin avionët më të përparuar. Si funksionon kjo shpikje?

Elementi kryesor në një motor turbojet është një turbinë me gaz. Me ndihmën e tij, aktivizohet një kompresor ajri, duke kaluar përmes të cilit ajri i kompresuar drejtohet në një dhomë të veçantë. Produktet e marra si rezultat i djegies së karburantit (zakonisht vajgurit) bien mbi tehet e turbinës, e cila e drejton atë. Më tej, rrjedha e ajrit-gazit kalon në grykë, ku përshpejtohet në shpejtësi të mëdha dhe krijon një forcë të madhe shtytjeje avion.

Rritja e fuqisë

Forca reaktive e shtytjes mund të rritet ndjeshëm në një periudhë të shkurtër kohe. Për këtë, përdoret djegia pas. Është injektimi i një sasie shtesë të karburantit në rrjedhën e gazit që del nga turbina. Oksigjeni i papërdorur në turbinë kontribuon në djegien e vajgurit, gjë që rrit shtytjen e motorit. Me shpejtësi të lartë, rritja e vlerës së saj arrin 70%, dhe me shpejtësi të ulët - 25-30%.

Helika rrotulluese e tërheq avionin përpara. Por një motor reaktiv hedh gazrat e nxehtë të shkarkimit prapa me shpejtësi të lartë dhe në këtë mënyrë krijon një forcë shtytjeje avion të drejtuar përpara.

Llojet e motorëve reaktiv

Ekzistojnë katër lloje të motorëve me turbina reaktiv ose me gaz:

Turbojet;

Turbofans- të tilla si ato të përdorura në avionët e pasagjerëve Boeing-747;

Turboprop ku përdoren helika të drejtuara nga turbina;

dhe Turbobosht që vendosën helikopterët.

motor turbofan përbëhet nga tre pjesë kryesore: një kompresor, një dhomë djegieje dhe një turbinë që siguron energji. Së pari, ajri hyn në motor dhe kompresohet nga një tifoz. Më pas, në dhomën e djegies, ajri i kompresuar përzihet me karburantin dhe digjet për të formuar një gaz në temperaturë të lartë dhe presion të lartë. Ky gaz kalon nëpër turbinë, duke bërë që ajo të rrotullohet me një shpejtësi të jashtëzakonshme dhe të hidhet prapa, duke krijuar kështu një forcë shtytjeje përpara.

Imazhi është i klikueshëm

Pasi në motorin e turbinës, ajri kalon nëpër disa faza të kompresimit. Presioni dhe vëllimi i gazit rriten veçanërisht fuqishëm pasi kalon nëpër dhomën e djegies. Shtytja e gjeneruar nga gazrat e shkarkimit lejon avionët reaktivë të udhëtojnë në lartësi dhe shpejtësi shumë më të mëdha se ato të disponueshme për mjetet rrotulluese me motor pistoni.

Në një motor turbojet, ajri merret nga pjesa e përparme, kompresohet dhe digjet së bashku me karburantin. Gazrat e shkarkimit që rezultojnë nga djegia krijojnë një forcë shtytëse reaktive.

Motorët turboprop bashkojnë shtytjen reaktive të shkarkimit me shtytjen përpara të krijuar nga rrotullimi i helikës.

Motorët reaktiv aktualisht përdoren gjerësisht në lidhje me eksplorimin e hapësirës së jashtme. Ato përdoren gjithashtu për raketa meteorologjike dhe ushtarake të rrezeve të ndryshme. Për më tepër, të gjithë avionët modernë me shpejtësi të lartë janë të pajisur me motorë reaktivë.

Në hapësirën e jashtme, është e pamundur të përdoret ndonjë motor tjetër, përveç motorëve jet: nuk ka mbështetje (i lëngët i ngurtë ose i gaztë), duke filluar nga i cili anija kozmike mund të merrte përshpejtim. Përdorimi i motorëve reaktivë për avionë dhe raketa që nuk shkojnë përtej atmosferës është i lidhur mese janë motorët reaktivë ata që mund të ofrojnë shpejtësinë maksimale të fluturimit.

- Turboprop.

Motorë të tillë lejojnë avionët e mëdhenj të fluturojnë me shpejtësi të pranueshme dhe të përdorin më pak karburant.

Motor turboprop me dy tehe

- Motor jet turbofan.

Ky lloj motori është një i afërm më ekonomik i tipit klasik. ndryshimi kryesor është se inputi është vendosur tifoz me diametër më të madh, Për të e cila furnizon me ajër jo vetëm turbinën, por edhekrijon një rrjedhë mjaft të fuqishme jashtë saj. Kështu, rritja e efikasitetit arrihet duke përmirësuar efikasitetin.

Lëvizja jet është një proces në të cilin një pjesë e tij ndahet nga një trup i caktuar me një shpejtësi të caktuar. Forca që lind në këtë rast funksionon vetvetiu, pa kontaktin më të vogël me trupat e jashtëm. Propulsioni reaktiv ishte shtysa për krijimin e një motori reaktiv. Parimi i funksionimit të tij bazohet pikërisht në këtë forcë. Si funksionon një motor i tillë? Le të përpiqemi ta kuptojmë.

Fakte historike

Ideja e përdorimit të shtytjes së avionit, e cila do të bënte të mundur tejkalimin e forcës së gravitetit të Tokës, u parashtrua në vitin 1903 nga fenomeni i shkencës ruse - Tsiolkovsky. Ai publikoi një studim të tërë për këtë temë, por nuk u mor seriozisht. Konstantin Eduardovich, pasi i mbijetoi ndryshimit në sistemin politik, kaloi vite punë për t'u treguar të gjithëve se kishte të drejtë.

Sot ka shumë thashetheme se revolucionari Kibalchich ishte i pari në këtë çështje. Por vullneti i këtij njeriu deri në kohën e botimit të veprave të Tsiolkovsky u varros së bashku me Kibalchich. Për më tepër, nuk ishte një vepër e plotë, por vetëm skica dhe skica - revolucionari nuk mund të sillte një bazë të besueshme për llogaritjet teorike në veprat e tij.

Si funksionon forca reaktive?

Për të kuptuar se si funksionon një motor reaktiv, duhet të kuptoni se si funksionon kjo forcë.

Pra, imagjinoni një të shtënë nga ndonjë armë zjarri. Ky është një shembull i qartë i veprimit të një force reaktive. Një avion gazi i nxehtë, i cili u formua gjatë djegies së ngarkesës në fishek, e shtyn armën prapa. Sa më i fuqishëm të jetë ngarkesa, aq më i fortë do të jetë kthimi.

Dhe tani imagjinoni procesin e ndezjes së një përzierjeje të djegshme: ajo zhvillohet gradualisht dhe vazhdimisht. Kjo është pikërisht ajo që duket parimi i funksionimit të një motori ramjet. Një raketë me një motor jet shtytës të ngurtë funksionon në një mënyrë të ngjashme - kjo është variacionet më të thjeshta të saj. Edhe modeluesit fillestarë të raketave janë të njohur me të.

Si lëndë djegëse për motorët e avionëve, pluhuri i zi u përdor për herë të parë. Motorët reaktivë, parimi i të cilëve ishte tashmë më i avancuar, kërkonin karburant me një bazë nitrocelulozë, e cila ishte e tretur në nitroglicerinë. Në njësitë e mëdha që lëshojnë raketa që vendosin anijet në orbitë, sot ata përdorin një përzierje të veçantë të karburantit polimer me perklorat amonium si një agjent oksidues.

Parimi i funksionimit të RD

Tani ia vlen të kuptohet parimi i funksionimit të një motori reaktiv. Për ta bërë këtë, ju mund të konsideroni klasikët - motorët e lëngshëm, të cilët nuk kanë ndryshuar shumë që nga koha e Tsiolkovsky. Këto njësi përdorin karburant dhe një oksidues.

Si ky i fundit, përdoret oksigjeni i lëngshëm ose acidi nitrik. Vajguri përdoret si lëndë djegëse. Motorët modernë të lëngshëm të tipit kriogjenik konsumojnë hidrogjen të lëngshëm. Kur oksidohet me oksigjen, rrit impulsin specifik (deri në 30 përqind). Ideja se hidrogjeni mund të përdoret lindi edhe në kokën e Tsiolkovskit. Mirëpo, në atë kohë, për shkak të eksplozivitetit të jashtëzakonshëm, u desh të kërkohej një karburant tjetër.

Parimi i funksionimit është si më poshtë. Komponentët hyjnë në dhomën e djegies nga dy rezervuarë të veçantë. Pas përzierjes, ato kthehen në një masë, e cila kur digjet, lëshon një sasi të madhe nxehtësie dhe dhjetëra mijëra atmosfera presioni. Oksiduesi futet në dhomën e djegies. Përzierja e karburantit, ndërsa kalon midis mureve të dyfishta të dhomës dhe grykës, i ftoh këta elementë. Më tej, karburanti, i ngrohur nga muret, do të hyjë në zonën e ndezjes përmes një numri të madh grykash. Avioni, i cili është formuar me një hundë, shpërthen. Për shkak të kësaj, sigurohet një moment shtytës.

Shkurtimisht, parimi i funksionimit të një motori reaktiv mund të krahasohet me një ndezës. Sidoqoftë, kjo e fundit është shumë më e thjeshtë. Nuk ka sisteme të ndryshme ndihmëse të motorit në skemën e funksionimit të tij. Dhe këta janë kompresorë të nevojshëm për të krijuar presion injeksioni, turbina, valvola, si dhe elementë të tjerë, pa të cilët një motor reaktiv është thjesht i pamundur.

Përkundër faktit se motorët e lëngshëm konsumojnë shumë karburant (konsumi i karburantit është rreth 1000 gram për 200 kilogramë ngarkesë), ato ende përdoren si njësi marshimi për mjetet e nisjes dhe njësi manovrimi për stacionet orbitale, si dhe mjete të tjera hapësinore.

Pajisja

Një motor tipik reaktiv është rregulluar si më poshtë. Nyjet kryesore të tij janë:

Kompresor;

Dhoma e djegies;

Turbina;

Sistemi i shkarkimit.

Le t'i shqyrtojmë këto elemente në më shumë detaje. Kompresori përbëhet nga disa turbina. Detyra e tyre është të thithin dhe ngjeshin ajrin ndërsa ai kalon nëpër tehe. Procesi i kompresimit rrit temperaturën dhe presionin e ajrit. Një pjesë e këtij ajri të kompresuar futet në dhomën e djegies. Në të, ajri përzihet me karburant dhe ndodh ndezja. Ky proces rrit më tej energjinë termike.

Përzierja del nga dhoma e djegies me shpejtësi të lartë dhe më pas zgjerohet. Pastaj pason një turbinë tjetër, tehet e së cilës rrotullohen për shkak të veprimit të gazrave. Kjo turbinë, e lidhur me kompresorin e vendosur përpara njësisë, e vë atë në lëvizje. Ajri i ngrohur në temperatura të larta del përmes sistemit të shkarkimit. Temperatura, tashmë mjaft e lartë, vazhdon të rritet për shkak të efektit mbytës. Pastaj ajri del plotësisht.

motor avioni

Avionët përdorin gjithashtu këta motorë. Kështu, për shembull, njësitë turbojet janë instaluar në linja të mëdha pasagjerësh. Ato ndryshojnë nga ato të zakonshmet në prani të dy tankeve. Njëra përmban lëndë djegëse dhe tjetra oksidues. Ndërsa një motor turbojet transporton vetëm karburant, ajri i fryrë nga atmosfera përdoret si një oksidues.

Motori turbojet

Parimi i funksionimit të një motori reaktiv avioni bazohet në të njëjtën forcë reaktive dhe të njëjtat ligje të fizikës. Pjesa më e rëndësishme janë fletët e turbinës. Fuqia përfundimtare varet nga madhësia e tehut.

Falë turbinave krijohet shtytja që nevojitet për të përshpejtuar aeroplanin. Secila prej teheve është dhjetë herë më e fuqishme se një motor i zakonshëm automobil me djegie të brendshme. Turbinat instalohen pas dhomës së djegies ku presioni është më i lartë. Dhe temperatura këtu mund të arrijë një mijë e gjysmë gradë.

RD me qark të dyfishtë

Këto njësi kanë shumë përparësi ndaj atyre turbojet. Për shembull, konsumi më i ulët i karburantit me të njëjtën fuqi.

Por vetë motori ka një dizajn më kompleks dhe më shumë peshë.

Po, dhe parimi i funksionimit të një motori reaktiv anashkalues ​​është paksa i ndryshëm. Ajri i kapur nga turbina është pjesërisht i ngjeshur dhe furnizohet në qarkun e parë me kompresorin dhe në qarkun e dytë me fletët fikse. Turbina më pas funksionon si një kompresor me presion të ulët. Në qarkun primar të motorit, ajri kompresohet dhe nxehet, dhe më pas, me anë të një kompresori me presion të lartë, furnizohet në dhomën e djegies. Këtu karburanti përzihet dhe ndizet. Formohen gazra që ushqehen në turbinën me presion të lartë, për shkak të së cilës fletët e turbinës rrotullohen, të cilat, nga ana tjetër, furnizojnë lëvizje rrotulluese në kompresorin me presion të lartë. Gazrat më pas kalojnë nëpër një turbinë me presion të ulët. Ky i fundit drejton ventilatorin dhe, në fund, gazrat dalin jashtë, duke krijuar tërheqje.

Rrugët lidhëse sinkrone

Këta janë motorë elektrikë. Parimi i funksionimit të një motori me ngurrim sinkron është i ngjashëm me funksionimin e një njësie hapëse. Rryma alternative aplikohet në stator dhe krijon një fushë magnetike rreth rotorit. Ky i fundit rrotullohet për faktin se përpiqet të minimizojë rezistencën magnetike. Këta motorë nuk kanë të bëjnë me eksplorimin e hapësirës dhe lëshimet e anijeve.