SRB për Sistemin e Nisjes në Hapësirë
Përforcues anësor të karburantit të ngurtë SRB për Sistemin e Nisjes në Hapësirë. Të projektuar për të dërguar ngarkesë në planetët më afër Tokës, shtytësit e raketave SLS të NASA-s japin më shumë shtytje se çdo motor tjetër i ndërtuar ndonjëherë: 1600 tf. Secili prej tyre djeg 5 ton karburant në sekondë.
Nëse energjinë termike, të cilën secili prej tyre e prodhon në 2 minuta punë, e shndërrojmë në energji elektrike, fitojmë 2.3 milionë kilovat-orë. Kjo është e mjaftueshme për të furnizuar plotësisht një qytet me 92,000 shtëpi gjatë ditës. Dy përforcues SRB, të kompletuar me një motor RS-25, do të jenë në gjendje të ngrenë pothuajse 3000 tonë ngarkesë (që janë rreth 9 Boeing 747).
SLS tashmë ka kaluar testet e përshpejtuesve, fillimi i parë është planifikuar për në fund të 2018.
Përforcues anësor MTKK Space Shuttle
Përforcues anësor MTKK Space Shuttle - 14 00 tf shtytje. Përforcuesit SLS janë më të fuqishëm, por nuk kanë fluturuar ende, kështu që përforcuesit e Space Shuttle ende mbajnë titullin e motorëve më të fuqishëm në hapësirë. Ata gjithashtu mbajnë titullin e raketës më të madhe të ndërtuar ndonjëherë për ripërdorim.
Një palë përshpejtuesish të tillë e ngritën anijen hapësinore 46 kilometra. Pasi fluturojnë 20 kilometra të tjera me inerci, ata ndahen nga anijes dhe bien në oqean, ku merren nga një anije speciale.
RD-170/171
Motorët me karburant të lëngshëm me katër dhoma RD-170 dhe modifikimet e tyre të mëvonshme, të zhvilluara nga KB Energomash, janë motorët më të fuqishëm që punojnë me karburant të lëngshëm. Shtytje me vakum - 806,4 tf. Motori i një prej modifikimeve të tij (RD-171M) doli të ishte 5% më i fuqishëm. Që nga viti 1985, RD-170 u përdor për të lëshuar raketën Zenit, dhe më pas Zenit-3SL.
F-1 Motori i raketave me lende te lengshme F-1 u projektua dhe u ndertua nga kompania amerikane Rocketdyne për mjetin lëshues Saturn V. Pesë F-1 u duheshin për të ngritur Saturnin / Secili krijoi 790 ton shtytje në një vakum, dhe të pesë shpenzuan 12710 litra karburant në sekondë... Derisa u zhvilluan tre motorët e mëparshëm, ai mbeti motori më i fuqishëm i raketave në botë.
Mbyll pesë motorët më të fuqishëm të raketave amerikane me karburant të lëngshëm - UA1207 (7,116 t / s në vakum. U përdor për lëshimin e raketave të gjeneratës së katërt të familjes Titan; ishte UA1207 që solli sontën Cassini në stratosferë, e cila më pas vazhdoi rrugën drejt Saturnit.
Një avion reaktiv është një avion që fluturon në ajër përmes përdorimit të motorëve reaktiv në dizajnin e tij. Mund të jenë turbojet, me rrjedhje të drejtpërdrejtë, të tipit pulsues, të lëngshëm. Gjithashtu, avionët reaktiv mund të pajisen me një motor të tipit raketë. Në botën e sotme, avionët me motor jet zënë shumicën e të gjithë avionëve modernë.
Një histori e shkurtër e zhvillimit të avionëve reaktiv
Fillimi i historisë së avionëve reaktiv në botë konsiderohet të jetë viti 1910, kur një projektues dhe inxhinier rumun i quajtur Anri Konada krijoi një avion të bazuar në një motor pistoni. Dallimi nga modelet standarde ishte përdorimi i një kompresori me fletë, i cili e vinte makinën në lëvizje. Në periudhën e pasluftës, projektuesi filloi të pohojë veçanërisht në mënyrë aktive se aparati i tij ishte i pajisur me një motor jet, megjithëse fillimisht ai deklaroi kategorikisht të kundërtën.
Duke studiuar dizajnin e avionit të parë reaktiv të A. Konada, mund të nxirren disa përfundime. Së pari, tiparet e projektimit të makinës tregojnë se motori përpara dhe gazrat e tij të shkarkimit do të vrisnin pilotin. Opsioni i dytë i zhvillimit mund të jetë vetëm një zjarr në aeroplan. Pikërisht për këtë po fliste projektuesi, në nisjen e parë, pjesa e bishtit u shkatërrua nga zjarri.
Për sa u përket avionëve reaktivë që u prodhuan në vitet 1940, ata kishin një dizajn krejtësisht të ndryshëm kur u hoq motori dhe sedilja e pilotit dhe si rrjedhojë kjo rriti sigurinë. Në vendet ku flaka e motorëve ra në kontakt me gypin, u instalua një çelik special rezistent ndaj nxehtësisë, i cili nuk shkaktoi lëndime ose dëmtime në byk.
Prototipet dhe zhvillimet e para
Natyrisht, avionët me motor turbojet kanë dukshëm më shumë përparësi sesa avionët me motor pistoni.
Avioni me origjinë gjermane nën përcaktimin He 178 u hodh për herë të parë në ajër më 27.08.1939.
Në vitin 1941, një aparat i ngjashëm i stilistëve britanikë i quajtur Gloster E.28 / 39 u ngrit në qiell.
Aparat me raketa
Ai 176, i krijuar në Gjermani, bëri ngritjen e parë nga pista më 20 korrik 1939.
Avioni sovjetik BI-2 u ngrit në maj 1942.
Avion me një motor me shumë kompresorë (ato konsiderohen me kusht të përshtatshëm për fluturim)
Campini N.1 - Prodhuar në Itali, avioni u ngrit për herë të parë në fund të gushtit 1940. u arrit një shpejtësi fluturimi prej 375 km / orë, që është edhe më pak se analogu i pistonit.
Avioni japonez "Oka" me motor Tsu-11 ishte menduar për një përdorim të vetëm, pasi ishte një aeroplan bombë me një pilot kamikaz në bord. Për shkak të humbjes në luftë, dhoma e djegies nuk u përfundua kurrë.
Me teknologjinë e huazuar në Francë, amerikanët ishin gjithashtu në gjendje të ndërtonin avionët e tyre me motor jet, i cili u bë Bell P-59. Makina kishte dy motorë jet. Për herë të parë, hendeku nga pista u regjistrua në tetor 1942. Duhet të theksohet se kjo makinë ishte mjaft e suksesshme, pasi prodhimi i saj u krye në seri. Pajisja kishte disa avantazhe ndaj homologëve të pistonit, por megjithatë nuk mori pjesë në armiqësi.
Prototipet e para të suksesshme të avionëve
Gjermani:
Motori i krijuar Jumo-004 u përdor për disa avionë eksperimentalë dhe të prodhimit. Duhet theksuar se ky është termocentrali i parë në botë që ka një kompresor boshtor, si luftëtarët modernë. SHBA dhe BRSS morën një lloj të ngjashëm motori shumë më vonë.
Avioni Me.262 me motorin e instaluar Jumo-004 u ngrit për herë të parë më 18 korrik 1942 dhe pas 43 muajsh bëri fluturimin e parë luftarak. Përparësitë në ajër të këtij luftëtari ishin të rëndësishme. Ka pasur një vonesë në nisjen e serialit për shkak të paaftësisë së udhëheqjes.
Bombarduesi reaktiv i zbulimit Ar 234 u prodhua në verën e vitit 1943 dhe ishte gjithashtu i pajisur me një motor Jumo-004. Ai u përdor në mënyrë aktive në muajt e fundit të luftës, pasi vetëm ai mund të funksiononte në një situatë me një mbizotërim të fortë të forcave armike.
Mbretëria e Bashkuar:
- Luftëtari i parë jet i prodhuar nga britanikët ishte Gloster Meteor, i cili u krijua në mars 1943 dhe u miratua më 27/07/1944. Në fund të luftës, detyra kryesore e luftëtarit ishte të përgjonte aeroplanët gjermanë që mbanin raketa lundrimi V-1.
SHBA:
Luftëtari i parë reaktiv në Shtetet e Bashkuara ishte pajisja me emërtimin Lockheed F-80. Për herë të parë, hendeku nga pista u regjistrua në janar 1944. Avioni ishte i pajisur me një motor Allison J33, i cili konsiderohet një version i modifikuar i motorit të instaluar në aparatin Gloster Meteor. Pagëzimi i zjarrit ndodhi në Luftën Koreane, por shpejt u zëvendësua nga avioni F-86 Sabre.
Luftëtari i parë me motor jet me bazë transportues u përfundua në vitin 1945, i quajtur FH-1 Phantom.
Bombarduesi reaktiv amerikan ishte gati në vitin 1947, B-45 Tornado. Zhvillimi i mëtejshëm lejoi krijimin e B-47 Stratojet me një motor AllisonJ35. Ky motor ishte një zhvillim i pavarur pa futjen e teknologjive nga vendet e tjera. Si rezultat, u bë një bombardues, i cili është ende në funksion, përkatësisht B-52.
BRSS:
Avioni i parë reaktiv në BRSS ishte MiG-9. Ngritja e parë - 24.05.1946. Gjithsej 602 avionë të tillë u morën nga fabrikat.
Yak-15 është një avion luftarak që ishte në shërbim të Forcave Ajrore. Ky avion konsiderohet të jetë një model kalimtar nga pistoni në avion.
MiG-15 u prodhua në dhjetor 1947. Ajo u përdor në mënyrë aktive në konfliktin ushtarak në Kore.
Bombarduesi reaktiv Il-22 u prodhua në vitin 1947, ishte i pari në zhvillimin e mëtejshëm të bombarduesve.
Avion reaktiv supersonik
I vetmi bombardues i bazuar në transportues në historinë e ndërtimit të avionëve me aftësi shtytëse supersonike është avioni A-5 Vigilent.
Luftëtarët supersonikë të tipit kuvertë - F-35 dhe Yak-141.
Në aviacionin civil, u krijuan vetëm dy avionë pasagjerësh me aftësinë për të fluturuar me shpejtësi supersonike. I pari u prodhua në territorin e BRSS në 1968 dhe u caktua si Tu-144. 16 prej këtyre avionëve u prodhuan, por pas një sërë aksidentesh, makina u çaktivizua.
Automjeti i dytë i pasagjerëve i këtij lloji është prodhuar nga Franca dhe Britania e Madhe në vitin 1969. U ndërtuan gjithsej 20 avionë, operacioni zgjati nga 1976 deri në 2003.
Të dhënat e avionëve reaktiv
Airbus A380 mund të strehojë 853 persona në bord.
Boeing 747 ka qenë avioni më i madh i pasagjerëve për 35 vjet, me një kapacitet pasagjerësh prej 524.
Transport mallrash:
An-225 "Mriya" është automjeti i vetëm në botë që ka një kapacitet mbajtës prej 250 tonësh. Fillimisht u prodhua për transportin e sistemit hapësinor Buran.
An-124 Ruslan është një nga avionët më të mëdhenj në botë me një kapacitet mbajtës prej 150 tonësh.
Ishte avioni më i madh i mallrave para Ruslan, kapaciteti mbajtës është 118 ton.
Shpejtësia maksimale e fluturimit
Avioni Lockheed SR-71 arrin një shpejtësi prej 3,529 km / orë. Janë prodhuar 32 avionë, nuk mund të ngrihen me tanke të plota.
MiG-25 - shpejtësia normale e fluturimit prej 3,000 km / orë, përshpejtimi deri në 3,400 km / orë është i mundur.
Prototipet dhe zhvillimet e ardhshme
Pasagjeri:
I madh:
- Civile me shpejtësi të lartë.
- Tu-244.
Klasi i biznesit:
SSBJ, Tu-444.
SAI Quiet, Aerion SBJ.
Hipersonik:
- Motorët e reagimit A2.
Laboratorë të menaxhuar:
Spike e qetë.
Tu-144LL me motorë nga Tu-160.
Pa pilot:
- X-51
- X-43.
Klasifikimi i avionëve:
| A |
| B |
| V |
| G |
| D |
| DHE |
| TE |
| L |
Marina e SHBA planifikon të përmirësojë termocentralet e turbinave me gaz të instaluara aktualisht në avionët dhe anijet e saj në të ardhmen, duke zëvendësuar motorët konvencionalë të ciklit Brighton me motorë rrotullues me shpërthim. Për shkak të kësaj, kursimi i karburantit pritet të arrijë në rreth 400 milionë dollarë në vit. Megjithatë, përdorimi serial i teknologjive të reja është i mundur, sipas ekspertëve, jo më herët se në një dekadë.
Zhvillimi i motorëve rrotullues ose rrotullues në Amerikë kryhet nga Laboratori Kërkimor i Marinës së SHBA. Sipas vlerësimeve fillestare, motorët e rinj do të jenë më të fuqishëm dhe gjithashtu rreth një çerek më ekonomik se motorët konvencionalë. Në të njëjtën kohë, parimet themelore të funksionimit të termocentralit do të mbeten të njëjta - gazrat nga karburanti i djegur do të hyjnë në turbinë me gaz, duke rrotulluar tehet e saj. Sipas laboratorit të marinës amerikane, edhe në një të ardhme relativisht të largët, kur e gjithë flota amerikane do të furnizohet me energji elektrike, turbinat me gaz do të jenë ende përgjegjëse për prodhimin e energjisë, deri diku të modifikuara.
Kujtojmë se shpikja e motorit reaktiv pulsues daton në fund të shekullit të nëntëmbëdhjetë. Shpikësi ishte inxhinieri suedez Martin Wiberg. Termocentralet e reja u përhapën gjatë Luftës së Dytë Botërore, megjithëse ishin dukshëm inferiorë në karakteristikat e tyre teknike ndaj motorëve të avionëve që ekzistonin në atë kohë.
Duhet theksuar se në këtë moment flota amerikane ka 129 anije, të cilat përdorin 430 motorë me turbina me gaz. Çdo vit, kostoja e sigurimit të tyre me karburant është rreth 2 miliardë dollarë. Në të ardhmen, kur motorët modernë të zëvendësohen me të rinj, sasia e kostove të karburantit do të ndryshojë.
Motorët me djegie të brendshme aktualisht në përdorim funksionojnë në ciklin Brighton. Nëse e përcaktoni thelbin e këtij koncepti me disa fjalë, atëherë gjithçka zbret në përzierjen e njëpasnjëshme të oksiduesit dhe karburantit, ngjeshjen e mëtejshme të përzierjes që rezulton, pastaj - zjarrvënie dhe djegie me zgjerimin e produkteve të djegies. Ky zgjerim përdoret vetëm për të drejtuar, lëvizur pistonët, rrotulluar një turbinë, domethënë për të kryer veprime mekanike, duke siguruar presion të vazhdueshëm. Procesi i djegies së përzierjes së karburantit lëviz me një shpejtësi nënsonike - ky proces quhet duflagrim.
Sa i përket motorëve të rinj, shkencëtarët synojnë të përdorin djegie shpërthyese në to, domethënë shpërthim, në të cilin djegia ndodh me shpejtësi supersonike. Dhe megjithëse aktualisht fenomeni i shpërthimit ende nuk është studiuar plotësisht, dihet se me këtë lloj djegie lind një valë goditëse, e cila përhapet përmes një përzierjeje të karburantit dhe ajrit, shkakton një reaksion kimik, rezultati i të cilit është çlirimi i një sasie mjaft të madhe të energjisë termike. Kur vala goditëse kalon nëpër përzierje, ajo nxehet, gjë që çon në shpërthim.
Në zhvillimin e një motori të ri, është planifikuar të përdoren zhvillime të caktuara që janë marrë në procesin e zhvillimit të një motori pulsues me shpërthim. Parimi i tij i funksionimit është që një përzierje e karburantit të para-ngjeshur futet në dhomën e djegies, ku ndizet dhe shpërthehet. Produktet e djegies zgjerohen në grykë, duke kryer veprime mekanike. Pastaj i gjithë cikli përsëritet nga fillimi. Por disavantazhi i motorëve pulsues është se shkalla e përsëritjes së cikleve është shumë e ulët. Për më tepër, dizajni i vetë këtyre motorëve bëhet më kompleks me rritjen e numrit të pulsimeve. Kjo është për shkak të nevojës për të sinkronizuar funksionimin e valvulave, të cilat janë përgjegjëse për furnizimin e përzierjes së karburantit, si dhe drejtpërdrejt nga vetë ciklet e shpërthimit. Motorët pulsues janë gjithashtu shumë të zhurmshëm, ata kërkojnë një sasi të madhe karburanti për të funksionuar, dhe puna është e mundur vetëm me injektim të vazhdueshëm të karburantit.
Nëse krahasojmë motorët rrotullues të shpërthimit me ato pulsuese, atëherë parimi i funksionimit të tyre është paksa i ndryshëm. Kështu, në veçanti, motorët e rinj sigurojnë një shpërthim të vazhdueshëm të vazhdueshëm të karburantit në dhomën e djegies. Ky fenomen quhet spin, ose shpërthim rrotullues. Ajo u përshkrua për herë të parë në 1956 nga shkencëtari sovjetik Bogdan Voitsekhovsky. Dhe ky fenomen u zbulua shumë më herët, në vitin 1926. Pionierët ishin britanikët, të cilët vunë re se në sisteme të caktuara shfaqej një "kokë" e ndritshme e ndritshme, e cila lëvizte në një spirale, në vend të një valë të sheshtë shpërthimi.
Voitsekhovsky, duke përdorur një regjistrues fotografie që ai vetë e projektoi, fotografoi pjesën e përparme të valës, e cila lëvizte në një dhomë unaze djegieje në një përzierje karburanti. Shpërthimi rrotullues ndryshon nga shpërthimi i avionit në atë që në të lind një valë e vetme e tërthortë goditëse, e ndjekur nga një gaz i ndezur që nuk ka reaguar, dhe tashmë pas kësaj shtrese ka një zonë reaksioni kimik. Dhe është pikërisht një valë e tillë që pengon djegien e vetë dhomës, të cilën Marlene Topchiyan e quajti "një donut i rrafshuar".
Duhet të theksohet se motorët e shpërthimit tashmë janë përdorur në të kaluarën. Në veçanti, ne po flasim për motorin pulsues ajror, i cili u përdor nga gjermanët në fund të Luftës së Dytë Botërore në raketat e lundrimit V-1. Prodhimi i tij ishte mjaft i thjeshtë, përdorimi i tij ishte mjaft i lehtë, por në të njëjtën kohë ky motor nuk ishte shumë i besueshëm për zgjidhjen e problemeve të rëndësishme.
Më tej, në vitin 2008, u ngrit në ajër Rutang Long-EZ, një avion eksperimental i pajisur me një motor shpërthyes pulsues. Fluturimi zgjati vetëm dhjetë sekonda në një lartësi prej tridhjetë metrash. Gjatë kësaj kohe, termocentrali zhvilloi një shtytje prej 890 Njutonësh.
Prototipi eksperimental i motorit, i paraqitur nga laboratori amerikan i Marinës së SHBA, është një dhomë djegieje në formë koni unazore që ka një diametër prej 14 centimetrash në anën e furnizimit me karburant dhe 16 centimetra në anën e hundës. Distanca midis mureve të dhomës është 1 centimetër, ndërsa "tubi" është 17.7 centimetra i gjatë.
Një përzierje e ajrit dhe hidrogjenit përdoret si një përzierje karburanti, e cila furnizohet me një presion prej 10 atmosferash në dhomën e djegies. Temperatura e përzierjes është 27.9 gradë. Vini re se kjo përzierje njihet si më e përshtatshme për studimin e fenomenit të shpërthimit të rrotullimit. Por, sipas shkencëtarëve, në motorët e rinj do të jetë e mundur të përdoret një përzierje karburanti që përbëhet jo vetëm nga hidrogjeni, por edhe nga përbërës të tjerë të djegshëm dhe ajri.
Studimet eksperimentale të një motori rrotullues kanë treguar efikasitetin dhe fuqinë e tij më të madhe në krahasim me motorët me djegie të brendshme. Një avantazh tjetër është ekonomia e konsiderueshme e karburantit. Në të njëjtën kohë, gjatë eksperimentit u zbulua se djegia e përzierjes së karburantit në motorin rrotullues "provues" është jo uniforme, prandaj është e nevojshme të optimizohet dizajni i motorit.
Produktet e djegies që zgjerohen në grykë mund të mblidhen në një avion gazi duke përdorur një kon (ky është i ashtuquajturi efekti Coanda), dhe më pas ky avion mund të dërgohet në turbinë. Turbina do të rrotullohet nën ndikimin e këtyre gazeve. Kështu, një pjesë e punës së turbinës mund të përdoret për të shtyrë anijet, dhe pjesërisht për të gjeneruar energji, e cila është e nevojshme për pajisjet e anijeve dhe sistemet e ndryshme.
Vetë motorët mund të prodhohen pa pjesë lëvizëse, gjë që do të thjeshtojë shumë dizajnin e tyre, gjë që, nga ana tjetër, do të zvogëlojë koston e termocentralit në tërësi. Por kjo është vetëm në perspektivë. Para fillimit të motorëve të rinj në prodhim serik, është e nevojshme të zgjidhen shumë probleme të vështira, një prej të cilave është zgjedhja e materialeve të qëndrueshme rezistente ndaj nxehtësisë.
Vini re se për momentin, motorët e shpërthimit rrotullues konsiderohen si një nga motorët më premtues. Ato po zhvillohen gjithashtu nga shkencëtarët nga Universiteti i Teksasit në Arlington. Termocentrali që ata krijuan u quajt "motori i shpërthimit të vazhdueshëm". Në të njëjtin universitet, po kryhen kërkime për përzgjedhjen e diametrave të ndryshëm të dhomave unazore dhe përzierjeve të ndryshme të karburantit, të cilat përfshijnë hidrogjen dhe ajër ose oksigjen në përmasa të ndryshme.
Zhvillimi në këtë drejtim është duke u zhvilluar edhe në Rusi. Pra, në vitin 2011, sipas I. Fedorov, Drejtor Menaxhues i Shoqatës së Kërkimit dhe Prodhimit të Saturnit, shkencëtarët nga Qendra Shkencore dhe Teknike Lyulka po zhvillojnë një motor pulsues ajri. Puna po kryhet paralelisht me zhvillimin e një motori premtues të quajtur "Produkt 129" për T-50. Për më tepër, Fedorov tha gjithashtu se shoqata po kryen kërkime për krijimin e avionëve premtues të fazës tjetër, të cilët supozohet të jenë pa pilot.
Në të njëjtën kohë, kreu nuk specifikoi se për çfarë lloj motori pulsues bëhej fjalë. Për momentin, janë të njohura tre lloje të motorëve të tillë - pa valvula, valvula dhe shpërthimi. Ndërkohë, përgjithësisht pranohet se motorët pulsues janë më të thjeshtët dhe më të lirët për t'u prodhuar.
Sot, disa firma të mëdha të mbrojtjes po kryejnë kërkime për motorët reaktivë pulsues me performancë të lartë. Këto firma përfshijnë amerikane Pratt & Whitney dhe General Electric dhe franceze SNECMA.
Kështu, mund të nxirren përfundime të caktuara: krijimi i një motori të ri premtues ka disa vështirësi. Problemi kryesor për momentin është në teori: çfarë ndodh saktësisht kur vala goditëse e shpërthimit lëviz në një rreth, dihet vetëm në terma të përgjithshëm, dhe kjo e ndërlikon shumë procesin e optimizimit të modeleve. Prandaj, teknologjia e re, megjithëse është shumë tërheqëse, është e vështirë të realizohet në shkallën e prodhimit industrial.
Sidoqoftë, nëse studiuesit arrijnë të zgjidhin çështjet teorike, do të jetë e mundur të flitet për një përparim të vërtetë. Në fund të fundit, turbinat përdoren jo vetëm në transport, por edhe në sektorin e energjisë, në të cilin një rritje e efikasitetit mund të ketë një efekt edhe më të fortë.
Materialet e përdorura:
http://science.compulenta.ru/719064/
http://lenta.ru/articles/2012/11/08/detonation/
10 dhjetor 2012
Vazhdimi i serisë së artikujve (vetëm sepse kam nevojë për një ese më shumë, tani me temën e "motorëve") - një artikull për një projekt shumë premtues dhe premtues të motorit SABER. Në përgjithësi, është shkruar shumë për të në Runet, por në pjesën më të madhe, shënime dhe lavdërime shumë kaotike në faqet e internetit të agjencive të lajmeve, por artikulli në Wikipedia angleze më dukej vërtet, ato janë përgjithësisht të pasura me detaje. dhe detaje - artikuj në Wikipedia në anglisht.
Pra, ky postim (dhe abstrakti im i ardhshëm) u bazua në artikullin, i cili fillimisht ishte vendosur në: http://en.wikipedia.org/wiki/SABRE_(rocket_engine), u shtuan edhe pak fjalë dhe shpjegime, dhe u mblodhën ilustruese materiale në internet
Në vijim vijon
SABER (Motor rakete me frymëmarrje ajrore sinergjike) - Një koncept i zhvilluar nga Reaction Engines Limited, një motor hibrid hibrid ajror/raketë hipersonik me ftohje paraprake. Motori është duke u projektuar për të ofruar një aftësi orbitimi me një fazë për sistemin e hapësirës ajrore Skylon. SABER është një zhvillim evolucionar i LACE dhe motorëve të ngjashëm me LACE, i zhvilluar nga Alan Bond në fillim / mesi i viteve 1980 si pjesë e projektit HOTOL.
Strukturisht, ky është një motor i vetëm me një cikël të kombinuar funksionimi, i cili ka dy mënyra funksionimi. Modaliteti i avionit me ajër kombinon një turbongarkues me një shkëmbyes nxehtësie-ftohës të lehtë të vendosur direkt prapa konit të marrjes së ajrit. Me shpejtësi të lartë, shkëmbyesi i nxehtësisë ftoh ajrin e nxehtë të ngjeshur nga marrja e ajrit, gjë që lejon një raport kompresimi jashtëzakonisht të lartë në motor. Ajri i kompresuar më pas futet në një dhomë djegieje si një motor rakete konvencionale, ku ndez hidrogjenin e lëngshëm. Temperatura e ulët e ajrit lejon përdorimin e lidhjeve të lehta dhe zvogëlimin e peshës së përgjithshme të motorit - gjë që është shumë kritike për hyrjen në orbitë. Shtojmë se, ndryshe nga konceptet LACE që i paraprinë këtij motori, SABER nuk e lëngëzon ajrin, gjë që e bën atë më efikas.
Fig. 1. Avion i hapësirës ajrore Skylon dhe motor SABER
Pas mbylljes së konit të marrjes së ajrit me një shpejtësi prej M = 5,14 dhe një lartësi prej 28,5 km, sistemi vazhdon të funksionojë në një cikël të mbyllur të një motori rakete me performancë të lartë që konsumon oksigjen të lëngshëm dhe hidrogjen të lëngshëm nga rezervuarët në bord, duke lejuar Skylon të të arrijë shpejtësinë e saj orbitale pas daljes nga atmosfera në një ngjitje të pjerrët.
Gjithashtu, në bazë të motorit SABER, një avion ajror, i quajtur Scimitar, u zhvillua për aeroplanin premtues hipersonik të pasagjerëve A2, i cili po zhvillohet në kuadër të programit LAPCAT të financuar nga Bashkimi Evropian.
Në nëntor 2012, Reaction Engines njoftoi përfundimin me sukses të një sërë testesh që vërtetojnë funksionalitetin e sistemit të ftohjes së motorit, një nga pengesat kryesore për përfundimin e projektit. Agjencia Evropiane e Hapësirës (ESA) ka vlerësuar gjithashtu shkëmbyesin e nxehtësisë-ftohësin e motorit SABER dhe ka konfirmuar disponueshmërinë e teknologjisë së kërkuar për të përkthyer motorin në metal.
Fig. 2. Modeli i motorit SABER
Historia
Ideja e një motori të paraftohur erdhi për herë të parë tek Robert Carmichael në 1955. Kjo u pasua nga ideja e një motori me ajër të lëngshëm (LACE), i studiuar fillimisht nga Marquardt dhe General Dynamics në vitet 1960 si pjesë e projektit të Aeroplanit Hapësinor të Forcave Ajrore të SHBA.
Sistemi LACE ndodhet direkt pas marrjes së ajrit supersonik - kështu që ajri i kompresuar rrjedh direkt në shkëmbyesin e nxehtësisë ku ftohet menjëherë duke përdorur një pjesë të hidrogjenit të lëngshëm të ruajtur në bord si lëndë djegëse. Ajri i lëngshëm që rezulton më pas përpunohet për të nxjerrë oksigjen të lëngshëm, i cili hyn në motor. Sidoqoftë, sasia e hidrogjenit të nxehtë që kalon përmes shkëmbyesit të nxehtësisë është shumë më tepër se sa mund të digjet në motor, dhe teprica e tij thjesht shkarkohet në bord (megjithatë, ai gjithashtu jep një rritje të shtytjes).
Në vitin 1989, kur financimi për projektin HOTOL u ndërpre, Bond dhe të tjerët formuan Reaction Engines Limited për të vazhduar kërkimin. Shkëmbyesi i nxehtësisë i motorit RB545 (i cili supozohej të përdorej në projektin HOTOL) kishte disa probleme me brishtësinë e strukturës, si dhe një konsum relativisht të lartë të hidrogjenit të lëngshëm. Ishte gjithashtu e pamundur për ta përdorur atë - patenta për motorin i përkiste Rolls Royce, dhe argumenti më domethënës ishte se motori u shpall top sekret. Prandaj, Bond vazhdoi të zhvillonte një motor të ri SABER, duke zhvilluar idetë e përcaktuara në projektin e mëparshëm.
Që nga Nëntori 2012, testimi i pajisjeve ka përfunduar nën temën "Teknologjia e shkëmbyesit të nxehtësisë kritike për motorin hibrid të raketave me oksigjen ajri / me oksigjen të lëngshëm". Ky ishte një moment historik i rëndësishëm në procesin e zhvillimit të SABER dhe tregoi qëndrueshmërinë e teknologjisë për investitorët e mundshëm. Motori bazohet në një shkëmbyes nxehtësie të aftë për të ftohur ajrin në hyrje deri në -150 ° C (-238 ° F). Ajri i ftohur përzihet me hidrogjen të lëngshëm dhe digjet, duke siguruar shtytje për fluturimin atmosferik, përpara se të kalojë në oksigjen të lëngshëm nga rezervuarët, kur fluturon jashtë atmosferës. Testimi i suksesshëm i kësaj teknologjie kritike ka konfirmuar se shkëmbyesi i nxehtësisë mund të plotësojë kërkesën e motorit për oksigjen të mjaftueshëm nga atmosfera për të funksionuar me efikasitet të lartë në kushtet e fluturimit në lartësi të ulët.
Në shfaqjen ajrore të Farnborough 2012, David Willetts, Ministri i Mbretërisë së Bashkuar për Universitetet dhe Shkencën, mbajti një fjalim për këtë çështje. Në veçanti, ai tha se ky motor, i zhvilluar nga Reaction Engines, mund të ndikojë vërtet në kushtet e lojës në industrinë hapësinore. Testimi i suksesshëm i sistemit të paraftohjes konfirmon vlerësimin e konceptit të motorit nga Agjencia Hapësinore e Mbretërisë së Bashkuar në 2010. Ministri shtoi gjithashtu se nëse një ditë do të arrijnë ta përdorin këtë teknologji për të kryer fluturimet e tyre komerciale, padyshim që do të jetë një arritje fantastike.
Ministri vuri në dukje gjithashtu se ka pak gjasa që Agjencia Evropiane e Hapësirës të pranojë të financojë Skylon, kështu që Mbretëria e Bashkuar duhet të jetë gati për të ndërtuar anijen kozmike, kryesisht me fondet e veta.
Fig. 3. Avioni i hapësirës ajrore Skylon - plan urbanistik
Faza tjetër e programit SABER përfshin testimin në tokë të një motori model të shkallëzuar, i aftë për të demonstruar një cikël të plotë. ESA shprehu besimin në ndërtimin e suksesshëm të demonstruesit dhe deklaroi se ai do të përfaqësojë "një moment historik të rëndësishëm në zhvillimin e këtij programi dhe një përparim në sistemet shtytëse në mbarë botën".
Dizajn
Fig. 4. Paraqitja e motorit SABER
Ashtu si RB545, modeli SABER është më afër një motori tradicional rakete sesa një avion ajri. Motori hibrid i paraftohur Jet/Raketë përdor karburant të lëngshëm me hidrogjen në kombinim me një oksidues të furnizuar ose si ajër i gaztë nëpërmjet një kompresori ose si oksigjen i lëngshëm i furnizuar nga rezervuarët e karburantit nëpërmjet një pompe turbo.
Në pjesën e përparme të motorit është një hyrje ajri e thjeshtë në formë koni aksimetrike që frenon ajrin në shpejtësi nënsonike duke përdorur vetëm dy valë goditëse të reflektuara.
Një pjesë e ajrit përmes shkëmbyesit të nxehtësisë në pjesën qendrore të motorit, dhe pjesa tjetër kalon përmes kanalit unazor në qarkun e dytë, i cili është një motor konvencional ramjet. Pjesa qendrore, e vendosur prapa shkëmbyesit të nxehtësisë, është një turbongarkues i drejtuar nga gazi helium që qarkullon në një kanal të mbyllur të ciklit Brighton. Ajri i ngjeshur nga kompresori furnizohet me presion të lartë në katër dhomat e djegies së motorit të raketës me ciklin e kombinuar.
Fig. 5. Cikli i thjeshtuar i motorit SABER
Shkëmbyesi i nxehtësisë
Ajri që hyn në motor me shpejtësi super/hipersonike bëhet shumë i nxehtë pas frenimit dhe ngjeshjes në hyrjen e ajrit. Temperaturat e larta në motorët reaktiv janë trajtuar tradicionalisht duke përdorur lidhje të rënda të bazuara në bakër ose nikel, duke ulur raportin e kompresimit të kompresorit, si dhe duke ulur shpejtësinë, në mënyrë që të shmanget mbinxehja dhe shkrirja e strukturës. Megjithatë, për një anije kozmike me një fazë, materiale të tilla të rënda nuk janë të zbatueshme dhe kërkohet shtytja maksimale e mundshme për të hyrë në orbitë në kohën më të shkurtër të mundshme në mënyrë që të minimizohet ashpërsia e humbjeve.
Kur përdorni heliumin e gaztë si një bartës nxehtësie, ajri në shkëmbyesin e nxehtësisë ftohet ndjeshëm nga 1000 ° C në -150 ° C, duke shmangur lëngëzimin e ajrit ose kondensimin e avullit të ujit në muret e shkëmbyesit të nxehtësisë.
Fig. 6. Modeloni një nga modulet e shkëmbyesit të nxehtësisë
Versionet e mëparshme të shkëmbyesit të nxehtësisë, të tilla si ato të përdorura në projektin HOTOL, kalonin karburantin e hidrogjenit direkt përmes shkëmbyesit të nxehtësisë, por përdorimi i heliumit si një qark i ndërmjetëm midis ajrit dhe karburantit të ftohtë eliminoi problemin e brishtësisë së hidrogjenit në dizajnin e shkëmbyesit të nxehtësisë. . Sidoqoftë, një ftohje e mprehtë e ajrit premton probleme të caktuara - është e nevojshme të parandaloni bllokimin e shkëmbyesit të nxehtësisë nga avujt e ujit të ngrirë dhe fraksionet e tjera. Në nëntor 2012, u demonstrua një mostër e një shkëmbyesi nxehtësie, e aftë për të ftohur ajrin atmosferik në -150 ° C në 0,01 s.
Një nga risitë e shkëmbyesit të nxehtësisë SABER është vendosja spirale e tubave me ftohësin, i cili premton të rrisë ndjeshëm efikasitetin e tij.
Fig. 7. Një prototip i shkëmbyesit të nxehtësisë SABER
Kompresor
Me një shpejtësi prej M = 5 dhe një lartësi prej 25 kilometrash, që është 20% e shpejtësisë dhe lartësisë orbitale që kërkohet për të hyrë në orbitë, ajri i ftohur në një shkëmbyes nxehtësie hyn në një turbongarkues shumë të zakonshëm, strukturalisht i ngjashëm me ato të përdorura në turbojet konvencionale. motorët, por duke siguruar një raport kompresimi jashtëzakonisht të lartë, për shkak të temperaturës jashtëzakonisht të ulët të ajrit në hyrje. Kjo lejon që ajri të kompresohet në 140 atmosfera përpara se të futet në dhomat e djegies së motorit kryesor. Ndryshe nga motorët turbojet, një turbocharger drejtohet nga një turbinë e vendosur në një qark helium, në vend të veprimit të produkteve të djegies, si në motorët konvencionalë turbojet. Kështu, turbongarkuesi punon me nxehtësinë e gjeneruar nga xheli në shkëmbyesin e nxehtësisë.
Cikli i heliumit
Nxehtësia transferohet nga ajri në helium. Heliumi i nxehtë nga shkëmbyesi i nxehtësisë "helium-ajër" ftohet në shkëmbyesin e nxehtësisë "helium-hidrogjen", duke i dhënë nxehtësi karburantit të lëngshëm të hidrogjenit. Qarku qarkullues i heliumit funksionon sipas ciklit Brighton, duke ftohur motorin në pikat kritike dhe duke lëvizur turbinat e fuqisë dhe komponentët e shumtë të motorit. Pjesa tjetër e energjisë termike përdoret për të avulluar një pjesë të hidrogjenit, i cili digjet në një qark të jashtëm me rrjedhje të drejtpërdrejtë.
Silenciator
Për të ftohur heliumin, ai pompohet përmes një rezervuari azoti. Aktualisht, për teste nuk përdoret azoti i lëngshëm, por uji, i cili avullon, duke ulur temperaturën e heliumit dhe duke mbytur zhurmën nga gazrat e shkarkimit.
Motorri
Për shkak të faktit se motori hibrid i raketës ka larg nga zero shtytje statike, avioni mund të ngrihet në një regjim normal, me ajër, pa ndihmë, si ato të pajisura me motorë konvencionale turbojet. Ndërsa ngjiteni dhe ulni presionin atmosferik, gjithnjë e më shumë ajër drejtohet te kompresori dhe efikasiteti i kompresimit në marrjen e ajrit vetëm zvogëlohet. Në këtë modalitet, motori reaktiv mund të funksionojë në një lartësi shumë më të madhe se sa do të ishte e mundur normalisht.
Kur arrihet shpejtësia M = 5,5, motori me ajër bëhet i paefektshëm dhe fiket, dhe tani oksigjeni i lëngshëm dhe hidrogjeni i lëngshëm i ruajtur në bord hyjnë në motorin e raketës, derisa të arrihet shpejtësia orbitale (e krahasueshme me M = 25). Njësitë e turbopompës drejtohen nga i njëjti qark helium, i cili tani merr nxehtësi në "dhomat e para-djegies".
Një zgjidhje e pazakontë e projektimit për sistemin e ftohjes së dhomave të djegies - një oksidues (ajri / oksigjen i lëngshëm) përdoret si ftohës në vend të hidrogjenit të lëngshëm, për të shmangur konsumin e tepërt të hidrogjenit dhe shkeljen e raportit stoikiometrik (raporti i karburantit me oksidues).
Pika e dytë e rëndësishme është hunda e avionit. Efikasiteti i një hundë jet varet nga gjeometria dhe presioni atmosferik i tij. Ndërsa gjeometria e grykës mbetet e pandryshuar, presioni ndryshon ndjeshëm me lartësinë, prandaj, grykat që janë shumë efikase në atmosferën e ulët humbasin ndjeshëm efektivitetin e tyre kur arrijnë lartësi më të larta.
Në sistemet tradicionale me shumë shkallë, kjo kapërcehet thjesht duke përdorur gjeometri të ndryshme për secilën fazë dhe fazën përkatëse të fluturimit. Por në një sistem me një fazë, ne përdorim të njëjtën hundë gjatë gjithë kohës.
Fig. 8. Krahasimi i funksionimit të grykave të ndryshme të avionëve në atmosferë dhe vakum
Si një rrugëdalje, është planifikuar të përdoret një grykë e veçantë Zgjerimi-Defleksioni (hrykë ED) - një hundë e rregullueshme jet e zhvilluar në kuadër të projektit STERN, e cila përbëhet nga një zile tradicionale (megjithëse relativisht më e shkurtër se ajo e zakonshme), dhe një trup qendror i rregullueshëm që devijon rrjedhën e gazit në mure. Duke ndryshuar pozicionin e trupit qendror, është e mundur të sigurohet që shkarkimi të mos zërë të gjithë zonën e prerjes së poshtme, por vetëm një seksion unazor, duke rregulluar zonën që zë në përputhje me presionin atmosferik.
Gjithashtu, në një motor me shumë dhoma, ju mund të rregulloni vektorin e shtytjes duke ndryshuar zonën e prerjes tërthore, dhe rrjedhimisht kontributin në shtytje totale, të secilës dhomë.
Fig. 9. Grykë reaktiv me zgjerim-devijim (hrykë ED)
Qarku i rrjedhës së drejtpërdrejtë
Refuzimi i lëngëzimit të ajrit ka rritur efikasitetin e motorit, duke ulur koston e ftohësit duke reduktuar entropinë. Megjithatë, edhe ftohja e thjeshtë e ajrit kërkon më shumë hidrogjen sesa mund të digjet në qarkun primar të motorit.
Hidrogjeni i tepërt shkarkohet në bord, por jo vetëm ashtu, por digjet në një numër dhomash të djegies, të cilat ndodhen në kanalin e jashtëm unazor të ajrit, i cili formon pjesën me rrjedhje të drejtpërdrejtë të motorit, në të cilin ajri që ka shkuar. duke anashkaluar shkëmbyesin e nxehtësisë hyn. Qarku i dytë, me rrjedhje të drejtpërdrejtë redukton humbjet për shkak të rezistencës së ajrit që nuk hyn në shkëmbyesin e nxehtësisë, dhe gjithashtu siguron një pjesë të shtytjes.
Me shpejtësi të ulët, një sasi shumë e madhe ajri anashkalon shkëmbyesin / kompresorin e nxehtësisë dhe ndërsa shpejtësia rritet, për të ruajtur efikasitetin, pjesa më e madhe e ajrit, përkundrazi, hyn në kompresor.
Kjo e dallon sistemin nga një motor me turbo-fluks të drejtpërdrejtë, ku gjithçka është saktësisht e kundërta - me shpejtësi të ulët, masa të mëdha ajri kalojnë nëpër kompresor, dhe me shpejtësi të larta - duke e anashkaluar atë, përmes një qarku me rrjedhje të drejtpërdrejtë, i cili bëhet i tillë efikase që merr një rol udhëheqës.
Performanca
Raporti i vlerësuar i shtytjes ndaj peshës së SABER supozohet të jetë mbi 14 njësi, ndërsa raporti i shtytjes ndaj peshës së motorëve reaktivë konvencionalë është brenda 5, dhe vetëm 2 për motorët ramjet supersonikë. Kjo performancë e lartë vjen nga përdorimi i ajrit të superftohur, i cili bëhet shumë i dendur dhe kërkon më pak kompresim, dhe më e rëndësishmja, temperaturat e ulëta të funksionimit bëjnë të mundur përdorimin e lidhjeve të lehta për pjesën më të madhe të dizajnit të motorit. Performanca e përgjithshme premton të jetë më e lartë se motorët RB545 ose supersonikë ramjet.
Motori ka një impuls specifik të lartë në atmosferë, i cili arrin 3500 sek. Për krahasim, një motor rakete konvencionale ka një impuls specifik në rastin më të mirë prej rreth 450, dhe madje një motor premtues rakete bërthamore "termike" premton të arrijë vetëm 900 sek.
Kombinimi i efikasitetit të lartë të karburantit dhe masës së ulët të motorit i jep Skylon aftësinë për të arritur në orbitë në një modalitet me një fazë, ndërsa funksionon si një avion ajri deri në një shpejtësi prej M = 5.14 dhe një lartësi prej 28.5 km. Në këtë rast, mjeti i hapësirës ajrore do të arrijë një orbitë me një ngarkesë të madhe në lidhje me peshën e ngritjes, e cila nuk mund të ishte arritur më parë nga asnjë mjet jobërthamor.
Ashtu si RB545, ideja e ftohjes paraprake rrit masën dhe kompleksitetin e sistemit, gjë që normalisht do të ishte antiteza e projektimit të sistemeve raketore. Gjithashtu shkëmbyesi i nxehtësisë është një pjesë shumë agresive dhe komplekse e dizajnit të motorit SABER. Vërtetë, duhet të theksohet se masa e këtij shkëmbyesi nxehtësie supozohet të jetë një rend i madhësisë më i ulët se mostrat ekzistuese, dhe eksperimentet kanë treguar se kjo mund të arrihet. Shkëmbyesi eksperimental i nxehtësisë arriti transferimin e nxehtësisë prej pothuajse 1 GW / m2, i cili konsiderohet një rekord botëror. Modulet e vogla të shkëmbyesit të ardhshëm të nxehtësisë tashmë janë prodhuar.
Humbjet nga pesha shtesë e sistemit kompensohen në një cikël të mbyllur (këmbyes nxehtësie-turbongarkues) ashtu si pesha shtesë e krahëve Skylon rrit peshën e përgjithshme të sistemit dhe gjithashtu kontribuon në rritjen e përgjithshme të efikasitetit më shumë sesa në zvogëlojeni atë. Kjo kompensohet kryesisht nga shtigje të ndryshme fluturimi. Automjetet konvencionale lëshuese nisen vertikalisht, me shpejtësi jashtëzakonisht të ulëta (nëse flasim për shpejtësi tangjenciale dhe jo normale), kjo lëvizje në dukje joefektive ju lejon të shponi shpejt atmosferën dhe të fitoni shpejtësi tangjenciale tashmë në një mjedis pa ajër, pa humbur shpejtësinë për shkak të fërkimit kundër ajri...
Në të njëjtën kohë, efikasiteti i lartë i karburantit të motorit SABER lejon një ngritje shumë të butë (në të cilën komponenti tangjencial i shpejtësisë rritet më shumë se komponenti normal i shpejtësisë), ajri më tepër nxit sesa ngadalëson sistemin (oksidues dhe lëngun e punës për motorin, ngritësin për krahët), gjë që rezulton në konsumim shumë më të vogël të karburantit për të arritur shpejtësinë orbitale.
Disa karakteristika
Shtytje e zbrazët - 2940 kN
Shtytja në nivelin e detit - 1960 kN
Raporti i shtytjes ndaj peshës (motori) - rreth 14 (në atmosferë)
Impuls specifik në vakum - 460 sek
Impuls specifik në nivelin e detit - 3600 sek
Përparësitë
Ndryshe nga motorët tradicionalë të raketave dhe si llojet e tjera të motorëve reaktivë, një motor hibrid reaktiv mund të përdorë ajrin për të djegur karburantin, duke zvogëluar peshën e kërkuar të shtytësit, duke rritur kështu peshën e ngarkesës.
Motorët ramjet dhe scramjet duhet të kalojnë një kohë të madhe në atmosferën e poshtme për të arritur një shpejtësi të mjaftueshme për të hyrë në orbitë, gjë që nxjerr në pah problemin e ngrohjes intensive në hipertinguj, si dhe humbjen si pasojë e peshës së konsiderueshme. dhe kompleksiteti i mbrojtjes termike.
Një motor hibrid reaktiv si SABER duhet vetëm të arrijë një shpejtësi të ulët hipersonike (kujtoni: hipertingulli është gjithçka pas M = 5, prandaj M = 5.14 është fillimi i diapazonit të shpejtësisë hipersonike) në atmosferën e poshtme, përpara se të kalojë në një cikël të mbyllur të funksionimit dhe një ngjitje të pjerrët me përshpejtim në modalitetin e raketës.
Ndryshe nga një motor ramjet ose scramjet, SABER është i aftë të sigurojë shtytje të lartë nga shpejtësia zero në M = 5.14, nga toka në lartësi të mëdha, me efikasitet të lartë në të gjithë gamën. Për më tepër, aftësia për të krijuar shtytje me shpejtësi zero do të thotë që motori mund të testohet në tokë, gjë që redukton ndjeshëm kostot e zhvillimit.
Një numër lidhjesh ofrohen gjithashtu në vëmendjen tuaj.
Historia e aviacionit karakterizohet nga një luftë e vazhdueshme për të rritur shpejtësinë e avionëve. Rekordi i parë botëror i shpejtësisë i regjistruar zyrtarisht, i vendosur në 1906, ishte vetëm 41.3 kilometra në orë. Deri në vitin 1910, shpejtësia e avionëve më të mirë ishte rritur në 110 kilometra në orë. Avioni luftarak RBVZ-16, i ndërtuar në Uzinën Ruso-Baltik që në periudhën fillestare të Luftës së Parë Botërore, kishte një shpejtësi maksimale fluturimi prej 153 kilometrash në orë. Dhe me fillimin e Luftës së Dytë Botërore, nuk kishte më makina të veçanta - mijëra avionë fluturuan me shpejtësi që tejkalonin 500 kilometra në orë.
Nga mekanika dihet se fuqia e nevojshme për të siguruar lëvizjen e një avioni është e barabartë me produktin e forcës së shtytjes dhe shpejtësisë së tij. Kështu, fuqia rritet në proporcion me kubin e shpejtësisë. Rrjedhimisht, për të dyfishuar shpejtësinë e fluturimit të një avioni me helikë, është e nevojshme të rritet fuqia e motorëve të tij tetë herë. Kjo çon në një rritje të peshës së termocentralit dhe në një rritje të konsiderueshme të konsumit të karburantit. Llogaritjet tregojnë se për të dyfishuar shpejtësinë e avionit, duke çuar në një rritje të peshës dhe madhësisë së tij, është e nevojshme të rritet fuqia e motorit të pistonit 15-20 herë.
Por duke filluar nga një shpejtësi fluturimi 700-800 kilometra në orë dhe me afrimin e shpejtësisë së zërit, rezistenca e ajrit rritet edhe më shumë. Për më tepër, efikasiteti i helikës është mjaft i lartë vetëm me shpejtësi fluturimi që nuk i kalojnë 700-800 kilometra në orë. Me një rritje të mëtejshme të shpejtësisë, ajo zvogëlohet ndjeshëm. Prandaj, me gjithë përpjekjet e projektuesve të avionëve, edhe avionët më të mirë luftarakë me motorë pistoni me një kapacitet 2500-3000 kuaj fuqi nuk kishin një shpejtësi maksimale të fluturimit horizontal që kalon 800 kilometra në orë.
Siç mund ta shihni, për të zotëruar lartësitë e mëdha dhe për të rritur më tej shpejtësinë, nevojitej një motor i ri avioni, shtytja dhe fuqia e të cilit nuk do të zvogëloheshin, por do të rriteshin me një rritje të shpejtësisë së fluturimit.
Dhe u krijua një motor i tillë. Ky është një motor avioni. Ishte shumë më i fuqishëm dhe më i lehtë se instalimet e mëdha me helikë. Përdorimi i këtij motori përfundimisht i lejoi aviacionit të kalonte barrierën e zërit.
Parimi i punës dhe klasifikimi i motorëve reaktiv
Për të kuptuar se si funksionon një motor reaktiv, le të kujtojmë se çfarë ndodh kur gjuhet ndonjë armë zjarri. Kushdo që ka qëlluar me armë ose pistoletë e di efektin e zmbrapsjes. Në momentin e gjuajtjes, gazrat pluhur shtypen në mënyrë të barabartë në të gjitha drejtimet me forcë të jashtëzakonshme. Muret e brendshme të tytës, pjesa e poshtme e plumbit ose e predhës dhe pjesa e poshtme e mëngës së mbajtur nga grila e përjetojnë këtë presion.
Forcat e presionit në muret e fuçisë janë të balancuara reciproke. Presioni i gazeve shtytëse mbi plumbin (predhën) e hedh atë nga pushka (arma), dhe presioni i gazrave në pjesën e poshtme të mëngës është shkaku i zmbrapsjes.
Tërheqja është e lehtë për t'u bërë dhe një burim i lëvizjes së vazhdueshme. Le të imagjinojmë, për shembull, se kemi vendosur një mitraloz këmbësorie në një karrocë të lehtë. Më pas, me gjuajtje të pandërprerë nga një mitraloz, ai do të rrokulliset nën ndikimin e goditjeve prapa në drejtim të kundërt me drejtimin e zjarrit.
Funksionimi i një motori reaktiv bazohet në këtë parim. Burimi i lëvizjes në një motor reaktiv është reagimi ose zmbrapsja e avionit të gazit.
Një enë e mbyllur përmban gaz të ngjeshur. Presioni i gazit shpërndahet në mënyrë të barabartë në muret e enës, e cila në të njëjtën kohë mbetet e palëvizshme. Por nëse hiqet një nga muret fundore të enës, atëherë gazi i ngjeshur, që tenton të zgjerohet, do të fillojë të rrjedhë me shpejtësi nga vrima.
Presioni i gazit në murin përballë vrimës nuk do të jetë më i balancuar dhe anija, nëse nuk fiksohet, do të fillojë të lëvizë. Është e rëndësishme të theksohet se sa më i lartë të jetë presioni i gazit, aq më i lartë është shkalla e daljes së tij dhe aq më shpejt anija do të lëvizë.
Për të përdorur një motor reaktiv, mjafton të digjen barut ose substanca të tjera të djegshme në rezervuar. Pastaj presioni i tepërt në enë do t'i detyrojë gazrat të rrjedhin vazhdimisht në formën e një rryme produktesh të djegies në atmosferë me një shpejtësi sa më të madhe, aq më i lartë presioni brenda vetë rezervuarit dhe sa më i ulët presioni jashtë. Dalja e gazrave nga anija ndodh nën ndikimin e forcës së presionit që përkon me drejtimin e avionit që del përmes vrimës. Rrjedhimisht, një forcë tjetër me madhësi të barabartë dhe drejtim të kundërt do të shfaqet në mënyrë të pashmangshme. Është ajo që do të bëjë lëvizjen e tankut.
Kjo forcë quhet forca e shtytjes së avionit.
Të gjithë motorët reaktiv mund të ndahen në disa klasa kryesore. Merrni parasysh grupimin e motorëve reaktivë sipas llojit të oksiduesit të përdorur në to.
Grupi i parë përfshin motorët reaktivë me oksiduesin e tyre, të ashtuquajturit motorë raketash. Ky grup, nga ana tjetër, përbëhet nga dy klasa: PRD - motorë reaktivë pluhur dhe LPRE - motorë reaktivë të lëngshëm.
Në motorët me avion pluhur, karburanti përmban njëkohësisht karburant dhe një oksidues të nevojshëm për djegien e tij. PRD më e thjeshtë është raketa e njohur e fishekzjarrëve. Në një motor të tillë, pluhuri digjet brenda disa sekondave apo edhe fraksioneve të sekondës. Shtytja e avionit e zhvilluar në këtë rast është mjaft domethënëse. Furnizimi me karburant është i kufizuar nga vëllimi i dhomës së djegies. 
Në një kuptim konstruktiv, PPD-ja është jashtëzakonisht e thjeshtë. Mund të përdoret si një njësi që funksionon për një kohë të shkurtër, por ende krijon një forcë tërheqëse mjaft të madhe.
Në motorët me avion të lëngshëm, karburanti përbëhet nga një lëng i djegshëm (zakonisht vajguri ose alkooli) dhe oksigjeni i lëngshëm ose ndonjë substancë që përmban oksigjen (si peroksidi i hidrogjenit ose acidi nitrik). Oksigjeni ose një substancë që e zëvendëson atë, e cila është e nevojshme për djegien e karburantit, zakonisht quhet agjent oksidues. Gjatë funksionimit të motorit me lëndë të lëngshme, karburanti dhe oksiduesi futen vazhdimisht në dhomën e djegies; produktet e djegies derdhen nga jashtë përmes grykës.
Motorët reaktivë të lëngshëm dhe pluhur, ndryshe nga të tjerët, janë të aftë të funksionojnë në një hapësirë pa ajër.
Grupi i dytë formohet nga motorë me ajër - WFD, duke përdorur një oksidues nga ajri. Ata, nga ana tjetër, ndahen në tri klasa: motorë ramjet (ramjet), VRM pulsuese (PuVRD) dhe motorë turbojet (motorë turbojet).
Në një VRM me rrjedhje të drejtpërdrejtë (ose pa kompresor), karburanti digjet në një dhomë djegieje në ajrin atmosferik të ngjeshur nga presioni i tij me shpejtësi të lartë. Kompresimi i ajrit kryhet sipas ligjit të Bernulit. Sipas këtij ligji, kur një lëng ose gaz lëviz nëpër një kanal zgjerues, shpejtësia e avionit zvogëlohet, gjë që çon në një rritje të presionit të gazit ose lëngut.
Për këtë, në ramjet sigurohet një shpërndarës - një kanal zgjerues përmes të cilit ajri atmosferik hyn në dhomën e djegies.
Zona e daljes së grykës është zakonisht shumë më e madhe se zona e hyrjes së difuzorit. Për më tepër, presioni shpërndahet ndryshe mbi sipërfaqen e difuzorit dhe ka vlera më të mëdha sesa në muret e hundës. Si rezultat i veprimit të të gjitha këtyre forcave, lind shtytja e avionit.
Efikasiteti i një motori ajror ramjet me një shpejtësi fluturimi prej 1000 kilometrash në orë është afërsisht 8-9%. Dhe me një rritje të kësaj shpejtësie me 2 herë, efikasiteti në disa raste mund të arrijë 30% - më i lartë se ai i një motori avioni me piston. Por duhet të theksohet se ramjet ka një pengesë të rëndësishme: një motor i tillë nuk siguron shtytje në vend dhe, për rrjedhojë, nuk mund të sigurojë një ngritje të pavarur të avionit.
Motori turbojet (motori turbojet) është më i ndërlikuar. Gjatë fluturimit, ajri që vjen kalon përmes hyrjes së përparme në kompresor dhe ngjesh disa herë. Ajri i ngjeshur nga kompresori hyn në dhomën e djegies, ku injektohet karburant i lëngshëm (zakonisht vajguri); Gazrat e formuar gjatë djegies së kësaj përzierjeje futen në fletët e turbinës me gaz.
Disku i turbinës është i fiksuar në të njëjtin bosht me rrotën e kompresorit, kështu që gazrat e nxehtë që kalojnë përmes turbinës e shtyjnë atë në rrotullim së bashku me kompresorin. Nga turbina, gazrat hyjnë në hundë. Këtu presioni i tyre bie dhe shpejtësia e tyre rritet. Avioni i gazit që largohet nga motori krijon shtytje jet.
Ndryshe nga një VRM ramjet, një motor turbojet është i aftë të zhvillojë shtytje edhe kur punon në vend. Ai mund të sigurojë në mënyrë të pavarur ngritjen e avionit. Për të ndezur motorin turbojet, përdoren pajisje të posaçme nisëse: startues elektrikë dhe startues të turbinave me gaz.
Efikasiteti i një motori turbojet me shpejtësi fluturimi deri në zërin është shumë më i lartë se ai i një motori ramjet. Dhe vetëm me shpejtësi supersonike të rendit 2000 kilometra në orë, konsumi i karburantit për të dy llojet e motorëve bëhet afërsisht i njëjtë.
Një histori e shkurtër e zhvillimit të avionëve reaktiv
Motori reaktiv më i famshëm dhe më i thjeshtë është raketa pluhur, e shpikur shumë shekuj më parë në Kinën e lashtë. Natyrisht, raketa pluhur doli të ishte motori i parë reaktiv, të cilin ata u përpoqën ta përdornin si një termocentral avionësh.
Në fillim të viteve '30, në BRSS filloi puna në lidhje me krijimin e një motori reaktiv për avionë. Në vitin 1920, inxhinieri sovjetik F.A. Tsander paraqiti idenë e një avioni rakete me lartësi të madhe. Motori i tij OR-2, i cili punonte me benzinë dhe oksigjen të lëngshëm, ishte menduar për instalim në një avion prototip.
Në Gjermani, me pjesëmarrjen e inxhinierëve Valier, Senger, Opel dhe Stammer, duke filluar nga viti 1926, eksperimentet u kryen në mënyrë sistematike me raketa pluhuri të instaluara në një makinë, biçikletë, hekurudhë dhe, së fundi, në një avion. Në vitin 1928, u morën rezultatet e para praktike: një makinë rakete tregoi një shpejtësi prej rreth 100 km / orë, dhe një hekurudhë - deri në 300 km / orë. Në qershor të të njëjtit vit, u krye fluturimi i parë i një avioni me motor reaktiv pluhur. Në lartësinë 30 m Ky avion ka fluturuar 1.5 km duke qëndruar në ajër vetëm një minutë. Pak më shumë se një vit më vonë, fluturimi u përsërit dhe u arrit një shpejtësi fluturimi prej 150 km / orë.
Nga fundi i viteve 30 të shekullit tonë, në vende të ndryshme u kryen kërkime, projektime dhe punë eksperimentale për krijimin e avionëve me motorë reaktivë.
Në 1939, në BRSS, testet e fluturimit të motorëve ramjet (ramjet) u kryen në aeroplanin I-15 të projektuar nga NN Polikarpov. Motori ramjet i projektuar nga I.A. Merkulov u instalua në avionët e poshtëm të avionit si motorë shtesë. Fluturimet e para u kryen nga një pilot testues me përvojë P.E. Loginov. Në një lartësi të caktuar, ai përshpejtoi makinën në shpejtësinë maksimale dhe ndezi motorët e avionëve. Shtytja e motorëve shtesë ramjet rriti shpejtësinë maksimale të fluturimit. Në vitin 1939, u përpunua fillimi i besueshëm i motorit në fluturim dhe stabiliteti i procesit të djegies. Gjatë fluturimit, piloti mund të ndizte dhe fikte vazhdimisht motorin dhe të rregullonte shtytjen e tij. Më 25 janar 1940, pasi fabrika përpunoi motorët dhe kontrolloi sigurinë e tyre, u zhvillua një provë zyrtare në shumë fluturime - një fluturim i një avioni me një motor ramjet. Duke u nisur nga Aerodromi Qendror Frunze në Moskë, piloti Loginov ndezi motorët e tij të avionit në lartësi të ulët dhe bëri disa rrathë mbi zonën e aeroportit.
Këto fluturime të pilotit Loginov në 1939 dhe 1940 ishin fluturimet e para në një avion me motorë ndihmës ramjet. Pas tij, pilotët testues N.A. Sopotsko, A.V. Davydov dhe A.I. Zhukov morën pjesë në testimin e këtij motori. Në verën e vitit 1940, këta motorë u instaluan dhe u testuan në luftëtarin I-153 "Chaika" të projektuar nga NN Polikarpov. Ata rritën shpejtësinë e avionit me 40-50 km / orë.
Sidoqoftë, me shpejtësi fluturimi që mund të zhvilloheshin nga aeroplanët me helikë, VRM-të shtesë pa kompresorë konsumonin shumë karburant. Ramjet ka një pengesë më të rëndësishme: një motor i tillë nuk siguron shtytje në vend dhe, për rrjedhojë, nuk mund të sigurojë një ngritje të pavarur të avionit. Kjo do të thotë që një aeroplan me një motor të ngjashëm duhet domosdoshmërisht të pajiset me një lloj termocentrali ndihmës të nisjes, për shembull, me një helikë, përndryshe nuk do të ngrihet.
Në fund të viteve 30 - fillim të viteve 40 të shekullit tonë, u zhvilluan dhe u testuan aeroplanët e parë me motorë reaktivë të llojeve të tjera.
Një nga fluturimet e para njerëzore në një aeroplan me një motor jet me motor të lëngshëm (LPRE) u krye gjithashtu në BRSS. Piloti sovjetik V.P. Fedorov në shkurt 1940 testoi në ajër një motor të lëngshëm të prodhimit rus. Provave të fluturimit i kanë paraprirë shumë punë përgatitore. Motori me shtytje të lëngët me shtytje të ndryshueshme i projektuar nga inxhinieri L.S. Dushkin i është nënshtruar testeve gjithëpërfshirëse në fabrikë në stendë. Pastaj u instalua në një avion pa motor të projektuar nga S.P. Korolev. Pasi motori kaloi me sukses testet tokësore në një avion pa motor, testet e fluturimit filluan. Avioni u tërhoq nga një avion konvencional me helikë në një lartësi prej 2 km. Në këtë lartësi, piloti Fedorov shkëputi kabllon dhe, pasi kishte fluturuar në një distancë nga avioni tërheqës, ndezi motorin e karburantit të lëngshëm. Motori funksionoi në mënyrë të qëndrueshme derisa karburanti u konsumua plotësisht. Në fund të fluturimit me motor, piloti hodhi një vështrim të sigurt dhe u ul në aeroport.
Këto teste fluturimi ishin një hap i rëndësishëm drejt krijimit të një avioni reaktiv me shpejtësi të lartë.
Së shpejti projektuesi sovjetik V.F.Bolkhovitinov krijoi një avion në të cilin LPRE e L.S. Dushkin u përdor si termocentral. Megjithë vështirësitë e kohës së luftës, motori ishte ndërtuar tashmë në dhjetor 1941. Paralelisht, u krijua edhe avioni. Projektimi dhe ndërtimi i avionit të parë luftarak të lëngshëm në botë përfundoi në një kohë rekord: në vetëm 40 ditë. Në të njëjtën kohë, po bëheshin përgatitjet për testet e fluturimit. Piloti i provës Kapiteni G.Ya.Bakhchivandzhi u caktua të kryente testet e para në ajër të makinës së re, e cila mori shenjën "BI".
Më 15 maj 1942 u zhvillua fluturimi i parë i një avioni luftarak me një LPRE. Ishte një aeroplan monoplan i vogël, me hundë të mprehtë, me pajisje uljeje të anulueshme dhe një rrotë bishti. Në pjesën e hundës së gypit ishin vendosur dy armë të kalibrit 20 mm, municione për to dhe pajisje radio. Më tej, u vendos kabina e mbuluar me një tendë dhe rezervuarët e karburantit. Motori ishte vendosur në pjesën e bishtit. Testet e fluturimit ishin të suksesshme.
Gjatë Luftës së Madhe Patriotike, dizajnerët e avionëve sovjetikë punuan në lloje të tjera luftarakë me motorë raketash të lëngshëm. Ekipi i projektimit, i udhëhequr nga NN Polikarpov, krijoi aeroplanin luftarak Malyutka. Një ekip tjetër projektuesish, i kryesuar nga MK Tikhonravov, zhvilloi një avion luftarak të markës "302".
Puna për krijimin e avionëve reaktivë luftarak u krye gjerësisht jashtë vendit.
Në qershor 1942, u zhvillua fluturimi i parë i avionit luftarak-përgjues gjerman "Me-163" i projektuar nga Messerschmitt. Vetëm versioni i nëntë i këtij avioni u vu në prodhim masiv në 1944.
Për herë të parë, ky aeroplan me motor me motor të lëngshëm u përdor në një situatë luftarake në mesin e vitit 1944 gjatë pushtimit të Francës nga forcat aleate. Ai synonte të luftonte bombarduesit dhe luftëtarët e armikut mbi territorin gjerman. Avioni ishte një monoplan pa bisht horizontal, gjë që u bë e mundur për shkak të fshirjes së madhe të krahut.
Trupi i avionit u racionalizua. Sipërfaqet e jashtme të avionit ishin shumë të lëmuara. Në pjesën e hundës së gypit kishte një mulli me erë për të drejtuar gjeneratorin e sistemit elektrik të avionit. Në pjesën e bishtit të gypit, u instalua një motor me shtytës të lëngshëm me një shtytje deri në 15 kN. Kishte një copë litari refraktare midis kutisë së motorit dhe lëkurës së automjetit. Rezervuarët e karburantit ishin vendosur në krahë, dhe rezervuarët me oksidues ishin vendosur brenda trupit të avionit. Në aeroplan nuk kishte asnjë pajisje konvencionale uljeje. Nisja u zhvillua duke përdorur një karrocë të veçantë lëshimi dhe një rrotë bishti. Menjëherë pas ngritjes, kjo karrocë u hodh dhe rrota e bishtit u tërhoq në trup. Avioni kontrollohej me anë të një timoni, të instaluar, si zakonisht, pas kabinës dhe ashensorëve të vendosur në rrafshin e krahut, të cilët ishin gjithashtu hekura. Ulja u krye në një ski për ulje prej çeliku rreth 1.8 metra të gjatë me një vrapues 16 centimetra të gjerë. Zakonisht avioni ngrihej duke përdorur shtytjen e motorit të instaluar në të. Megjithatë, siç u konceptua nga projektuesi, u bë i mundur përdorimi i raketave lëshuese të pezulluara, të cilat u hodhën pas ngritjes, si dhe mundësia për t'u tërhequr nga një avion tjetër në lartësinë e dëshiruar. Kur motori i raketës funksiononte në modalitetin e shtytjes së plotë, avioni mund të ngjitej pothuajse vertikalisht. Hapësira e krahëve të avionit ishte 9.3 metra, gjatësia e tij ishte rreth 6 metra. Pesha e fluturimit gjatë ngritjes ishte 4.1 ton, ndërsa në ulje - 2.1 ton; Rrjedhimisht, gjatë gjithë kohës së fluturimit me motor, avioni u bë pothuajse dy herë më i lehtë - konsumoi rreth 2 ton karburant. Vrapimi i ngritjes ishte më shumë se 900 metra, shkalla e ngjitjes ishte deri në 150 metra në sekondë. Avioni arriti një lartësi prej 6 kilometrash 2.5 minuta pas ngritjes. Tavani i makinës ishte 13.2 kilometra. Me funksionimin e vazhdueshëm të motorit të raketës, fluturimi zgjati deri në 8 minuta. Zakonisht, me arritjen e lartësisë luftarake, motori nuk punonte vazhdimisht, por periodikisht, dhe aeroplani ishte i planifikuar ose i përshpejtuar. Si rezultat, kohëzgjatja totale e fluturimit mund të rritet në 25 minuta ose edhe më shumë. Ky modalitet operimi karakterizohet nga përshpejtime të konsiderueshme: kur motori i lëndës djegëse të lëngët u ndez me një shpejtësi prej 240 kilometrash në orë, avioni arriti një shpejtësi prej 800 kilometrash në orë pas 20 sekondash (gjatë kësaj kohe ai fluturoi 5.6 kilometra me një nxitimi mesatar prej 8 metrash për sekondë katror). Në tokë, ky aeroplan zhvilloi një shpejtësi maksimale prej 825 kilometra në orë, dhe në kufirin e lartësisë 4-12 kilometra, shpejtësia e tij maksimale u rrit në 900 kilometra në orë.
Në të njëjtën periudhë, në një sërë vendesh u krye punë intensive për krijimin e motorëve me ajër (WFM) të llojeve dhe dizajneve të ndryshme. Në Bashkimin Sovjetik, siç u përmend tashmë, u testua një ramjet WFD i instaluar në një aeroplan luftarak.
Në Itali, në gusht të vitit 1940, u krye fluturimi i parë 10-minutësh i avionit monoplan Campini-Caproni SS-2. Në këtë avion u instalua i ashtuquajturi motor-kompresor VRM (ky lloj VRM nuk u konsiderua në rishikimin e motorëve reaktiv, pasi doli të ishte joprofitabël dhe nuk mori shpërndarje). Ajri hynte përmes një hapjeje të veçantë në pjesën e përparme të gypit në një tub me seksion të ndryshueshëm, ku ngjeshej nga një kompresor, i cili merrte rrotullim nga një motor pistoni radial 440 kuajfuqi i vendosur prapa.
Pastaj një rrymë ajri të kompresuar lau këtë motor pistoni të ftohur me ajër dhe u ngroh disi. Para se të hynte në dhomën e djegies, ajri përzihej me gazrat e shkarkimit nga ky motor. Në dhomën e djegies, ku bëhej injektimi i karburantit, si pasojë e djegies së tij, temperatura e ajrit u rrit edhe më shumë.
Përzierja gaz-ajër që rrjedh nga hunda në pjesën e bishtit të gypit krijoi shtytjen e avionit të këtij termocentrali. Zona e seksionit të daljes së grykës së avionit kontrollohej me anë të një koni që mund të lëvizte përgjatë boshtit të hundës. Kabina ishte vendosur në pjesën e sipërme të gypit mbi tubin e rrjedhës së ajrit që kalon nëpër të gjithë trupin. Në nëntor 1941, ky aeroplan fluturoi nga Milano në Romë (me një ndalesë në Piza për karburant), i cili zgjati 2.5 orë, dhe shpejtësia mesatare e fluturimit ishte 210 kilometra në orë.
Siç mund ta shihni, një aeroplan reaktiv me një motor të bërë sipas kësaj skeme doli të ishte i pasuksesshëm: ai u privua nga cilësia kryesore e një aeroplani reaktiv - aftësia për të zhvilluar shpejtësi të larta. Përveç kësaj, konsumi i tij i karburantit ishte shumë i lartë.
Në maj 1941, në Angli u zhvillua fluturimi i parë provë i avionit eksperimental Gloucester E-28/39 me një motor turbojet me një kompresor centrifugal të projektimit Whittle.
Me 17 mijë rrotullime në minutë, ky motor zhvilloi një shtytje prej rreth 3800 Njuton. Avioni eksperimental ishte një luftëtar me një vend me një motor turbojet i vendosur në gypin prapa kabinës. Avioni kishte një pajisje uljeje me tri rrota që tërhiqej gjatë fluturimit.
Një vit e gjysmë më vonë, në tetor 1942, u krye testi i parë i fluturimit i avionit luftarak amerikan "Ercomet" R-59A me dy motorë turbojet të projektuar nga Whittle. Ishte një monoplan me krahë të mesëm me një njësi bisht të lartë.
Hunda e trupit të trupit u zhvendos fort përpara. Avioni ishte i pajisur me një pajisje uljeje me tri rrota; pesha e fluturimit të automjetit ishte pothuajse 5 ton, tavani ishte 12 kilometra. Gjatë testeve të fluturimit u arrit një shpejtësi prej 800 kilometrash në orë.
Ndër avionët e tjerë turbojet të kësaj periudhe, duhet të theksohet luftarak Gloucester Meteor, fluturimi i parë i të cilit u zhvillua në vitin 1943. Ky monoplan i vetëm metalik me një vend u dëshmua të ishte një nga avionët luftarakë më të suksesshëm të periudhës. Dy motorë turbojet u instaluan në një krah të ulët konsol. Avioni luftarak serik zhvilloi një shpejtësi prej 810 kilometrash në orë. Kohëzgjatja e fluturimit ishte rreth 1.5 orë, tavani ishte 12 kilometra. Avioni kishte 4 topa automatikë të kalibrit 20 mm. Makina kishte manovrim dhe kontrollueshmëri të mirë në të gjitha shpejtësitë.
Ky avion ishte luftarak i parë reaktiv i përdorur në operacionet luftarake ajrore aleate kundër predhave gjermane V-1 në 1944. Në nëntor 1941, një rekord botëror i shpejtësisë prej 975 kilometra në orë u vendos në një version të veçantë rekord të kësaj makine.
Ky ishte rekordi i parë i regjistruar zyrtarisht i vendosur në një avion reaktiv. Gjatë këtij fluturimi rekord, motorët turbojet zhvilluan një shtytje prej rreth 16 kilonewton secili dhe konsumi i karburantit korrespondonte me një konsum prej rreth 4.5 mijë litra në orë.
Gjatë Luftës së Dytë Botërore, në Gjermani u zhvilluan dhe u testuan disa lloje avionësh luftarakë me motorë turbojet. Le të tregojmë për luftëtarin me dy motorë Me-262, i cili zhvilloi një shpejtësi maksimale prej 850-900 kilometra në orë (në varësi të lartësisë së fluturimit) dhe bombarduesin me katër motorë Arado-234.
Luftëtari Me-262 ishte dizajni më i zhvilluar dhe më i rafinuar në mesin e llojeve të shumta të avionëve reaktivë gjermanë gjatë Luftës së Dytë Botërore. Mjeti luftarak ishte i armatosur me katër topa automatikë 30 mm.
Në fazën përfundimtare të Luftës së Madhe Patriotike në shkurt 1945, tre herë Heroi i Bashkimit Sovjetik I. Kozhedub në një nga betejat ajrore mbi territorin e Gjermanisë për herë të parë rrëzoi aeroplanin reaktiv të armikut - "Me-262". . Në këtë duel ajror, avantazhi vendimtar ishte në manovrim, dhe jo në shpejtësi (shpejtësia maksimale e gjuajtësit me helikë La-5 në një lartësi prej 5 kilometrash ishte 622 kilometra në orë, dhe e avionit luftarak Me-262 në e njëjta lartësi - rreth 850 kilometra në orë).
Është interesante të theksohet se avioni i parë gjerman reaktiv ishte i pajisur me një motor turbojet me një kompresor boshtor, dhe shtytja maksimale e motorit ishte më pak se 10 kilonewton. Në të njëjtën kohë, avionët luftarakë britanikë ishin të pajisur me një motor turbojet me një kompresor centrifugal, i cili zhvillon afërsisht dyfishin e shtytjes.
Tashmë në periudhën fillestare të zhvillimit të motorëve reaktivë, format e dikurshme të njohura të avionëve pësuan ndryshime pak a shumë të rëndësishme. Për shembull, aeroplani luftarak britanik "Vampir" me dy rreze dukej shumë i pazakontë.
Akoma më i panjohur për syrin ishte avioni eksperimental reaktiv anglez "Flying Wing". Ky avion pa gyp dhe pa bisht ishte bërë në formën e një krahu, ku strehohej ekuipazhi, karburanti etj. Trupat e stabilizimit dhe kontrollit u instaluan gjithashtu në vetë krahun. Avantazhi i këtij qarku është zvarritja minimale. Vështirësitë e njohura paraqiten nga zgjidhja e problemit të qëndrueshmërisë dhe kontrollueshmërisë së “Krahut Fluturues”.
Gjatë zhvillimit të këtij avioni, pritej që spastrimi i krahut të lejonte arritjen e një stabiliteti të madh në fluturim duke reduktuar ndjeshëm zvarritjen. Firma britanike e aviacionit "De Haviland", e cila ndërtoi avionin, synonte ta përdorte atë për të studiuar fenomenet e kompresueshmërisë së ajrit dhe stabilitetit të fluturimit me shpejtësi të lartë. Fshirja e krahëve të këtij avioni tërësisht metalik ishte 40 gradë. Termocentrali përbëhej nga një motor turbojet. Në skajet e krahëve, në panaire të veçanta, kishte parashuta kundër helikës.
Në maj 1946, avioni Flying Wing u testua për herë të parë në një fluturim provë. Dhe në shtator të të njëjtit vit, gjatë fluturimit tjetër të provës, ai u rrëzua dhe u rrëzua. Piloti që e drejtoi atë vdiq tragjikisht.
Në vendin tonë, gjatë Luftës së Madhe Patriotike, filloi një punë e gjerë kërkimore për krijimin e avionëve luftarakë me motorë turbojet. Lufta vendosi detyrën - të krijonte një avion luftarak që ka jo vetëm shpejtësi të lartë, por edhe një kohëzgjatje të konsiderueshme fluturimi: në fund të fundit, luftëtarët reaktivë të zhvilluar me motorë shtytës të lëngshëm kishin një kohëzgjatje fluturimi shumë të shkurtër - vetëm 8-15 minuta. Avionët luftarakë u zhvilluan me një sistem shtytës të kombinuar - me helikë dhe avion. Për shembull, luftëtarët La-7 dhe La-9 ishin të pajisur me përforcues avionësh.
Puna në një nga avionët e parë reaktiv sovjetik filloi në 1943-1944.
Ky mjet luftarak u krijua nga një ekip projektimi i kryesuar nga gjenerali i Shërbimit Inxhinierik të Aviacionit Artem Ivanovich Mikoyan. Ishte një luftëtar I-250 me një termocentral të kombinuar, i cili përbëhej nga një motor avioni me piston të ftohur me lëng të tipit VK-107 A me një helikë dhe një WFD, kompresori i të cilit rrotullohej nga një motor pistoni. Ajri hyri në hyrjen e ajrit nën boshtin e helikës, kaloi përmes kanalit nën kabinë dhe hyri në kompresorin VRD. Pas kompresorit u instaluan injektorë karburanti dhe pajisje ndezëse. Rryma e avionit dilte përmes një gryke në gypin e pasmë. I-250 bëri fluturimin e tij të parë në mars 1945. Gjatë testeve të fluturimit, u arrit një shpejtësi dukshëm më e madhe se 800 kilometra në orë.
Së shpejti i njëjti ekip projektuesish krijoi aeroplanin luftarak MIG-9. Në të u instaluan dy motorë turbojet të tipit "RD-20". Çdo motor zhvilloi shtytje deri në 8800 Njuton me 9.8 mijë rrotullime në minutë. Motori RD-20 me një kompresor boshtor dhe një grykë të rregullueshme kishte një dhomë djegie unazore me gjashtëmbëdhjetë djegës rreth grykave të injektimit të karburantit. Më 24 prill 1946, piloti testues A.N. Grinchik bëri fluturimin e parë me aeroplanin MIG-9. Ashtu si avioni BI, ky avion ndryshonte pak në dizajn nga avionët me piston. E megjithatë, zëvendësimi i motorit të pistonit me një motor reaktiv rriti shpejtësinë me rreth 250 kilometra në orë. Shpejtësia maksimale e MIG-9 kaloi 900 kilometra në orë. Në fund të vitit 1946, kjo makinë u hodh në prodhim masiv.
Në prill 1946, fluturimi i parë u krye me një avion luftarak të projektuar nga A.S. Yakovlev. Për të lehtësuar kalimin në prodhimin e këtyre avionëve me motorë turbojet, u përdor një luftëtar serik me helikë Yak-3, në të cilin trupi i përparmë dhe pjesa e mesme e krahut u konvertuan për të përshtatur një motor reaktiv. Ky avion luftarak u përdor si trainer avionësh për Forcën tonë Ajrore.
Në 1947-1948, një avion luftarak sovjetik i projektuar nga A.S. Yakovlev "Yak-23", i cili kishte një shpejtësi më të lartë, kaloi testet e fluturimit.
Kjo u arrit falë instalimit në të të një motori turbojet të tipit "RD-500", i cili zhvilloi shtytje deri në 16 kilonewton me 14.6 mijë rrotullime në minutë. "Yak-23" ishte një monoplan i vetëm tërësisht metal me një krah të mesëm.
Projektuesit tanë u përballën me sfida të reja në krijimin dhe testimin e avionit të parë reaktiv. Doli se vetëm një rritje e shtytjes së motorit nuk mjafton për të kryer një fluturim me një shpejtësi afër shpejtësisë së përhapjes së zërit. Studimet e ngjeshshmërisë së ajrit dhe kushteve për shfaqjen e valëve goditëse janë kryer nga shkencëtarët sovjetikë që nga vitet 1930. Ato u përhapën veçanërisht në vitet 1942-1946 pas testeve të fluturimit të avionëve luftarakë BI dhe mjeteve të tjera reaktive tona. Si rezultat i këtyre studimeve, deri në vitin 1946, u ngrit çështja e një ndryshimi rrënjësor në modelin aerodinamik të avionëve reaktivë me shpejtësi të lartë. Detyra ishte krijimi i avionëve reaktivë me krahë dhe bisht të fshirë. Së bashku me këtë, lindën detyra të lidhura - kërkohej mekanizimi i ri i krahëve, një sistem tjetër kontrolli, etj.
Puna e vazhdueshme krijuese e ekipeve të kërkimit, projektimit dhe prodhimit u kurorëzua me sukses: avionët e rinj vendas reaktivë nuk ishin aspak inferiorë ndaj teknologjisë botërore të aviacionit të asaj periudhe. Ndër avionët reaktivë me shpejtësi të lartë të krijuar në BRSS në vitet 1946-1947, avioni luftarak i projektuar nga AI Mikoyan dhe MI Gurevich "MIG-15", me një krah dhe bisht të fshirë, dallohet për fluturimin e tij të lartë taktik dhe karakteristikat operacionale. Përdorimi i një krahu të fshirë dhe një hapjeje rriti shpejtësinë e fluturimit horizontal pa ndryshime të rëndësishme në stabilitetin dhe kontrollueshmërinë e tij. Një rritje në shpejtësinë e avionit u lehtësua gjithashtu kryesisht nga një rritje në raportin e tij fuqi-peshë: në të u instalua një motor i ri turbojet me një kompresor centrifugal RD-45 me një shtytje prej rreth 19.5 kilonewton me 12 mijë rrotullime në minutë. . Shpejtësitë horizontale dhe vertikale të kësaj makine tejkaluan gjithçka që ishte arritur më parë në avionët reaktivë.
Pilotët testues Heronjtë e Bashkimit Sovjetik I.T. Ivashchenko dhe S.N. Anokhin morën pjesë në testet dhe përsosjen e avionit. Avioni kishte të dhëna të mira fluturimi dhe taktike dhe ishte i lehtë për t'u operuar. Për qëndrueshmërinë e tij të jashtëzakonshme, lehtësinë e mirëmbajtjes dhe lehtësinë e kontrollit, ai mori pseudonimin "aeroplan ushtar".
Byroja e projektimit, duke punuar nën udhëheqjen e S.A. Lavochkin, njëkohësisht me lëshimin e "MIG-15" krijoi një avion luftarak të ri "La-15". Ai kishte një krah të fshirë të vendosur mbi trup. Kishte armë të fuqishme në bord. Nga të gjithë luftëtarët me krahë të gjerë që ekzistonin në atë kohë, La-15 kishte peshën më të vogël të fluturimit. Falë kësaj, avioni La-15 me motor RD-500, i cili kishte më pak shtytje se motori RD-45 i instaluar në MIG-15, kishte afërsisht të njëjtat të dhëna fluturimi dhe taktike si MIG-15".
Fshirja dhe profili i veçantë i krahëve dhe bishtit të avionëve reaktiv uli në mënyrë dramatike rezistencën e ajrit kur fluturonte me shpejtësinë e përhapjes së zërit. Tani, gjatë krizës së valës, rezistenca u rrit jo 8-12 herë, por vetëm 2-3 herë. Kjo u konfirmua edhe nga fluturimet e para supersonike të avionëve sovjetikë.
Aplikimi i teknologjisë reaktiv në aviacionin civil
Së shpejti motorët reaktiv filluan të instalohen në avionët civilë.
Në vitin 1955, avioni i pasagjerëve me shumë vende "Kometa-1" filloi të funksionojë jashtë vendit. Kjo makinë pasagjerësh me katër motorë turbojet kishte një shpejtësi prej rreth 800 kilometra në orë në një lartësi prej 12 kilometrash. Avioni mund të transportonte 48 pasagjerë.
Gama e fluturimit ishte rreth 4 mijë kilometra. Pesha me pasagjerë dhe furnizimi i plotë i karburantit ishte 48 tonë. Hapësira e krahëve, e cila ka një fshirje të lehtë dhe një profil relativisht të hollë, është 35 metra. Sipërfaqja e krahut është 187 metra katrorë, gjatësia e avionit është 28 metra. Megjithatë, pas një aksidenti të madh të këtij avioni në Detin Mesdhe, operimi i tij u ndërpre. Së shpejti u përdor versioni konstruktiv i këtij avioni - "Comet-3".
Me interes janë të dhënat për një avion amerikan pasagjerësh me katër motorë turboprop Lockheed Electra, të projektuar për 69 persona (duke përfshirë një ekuipazh prej dy pilotësh dhe një inxhinier fluturimi). Numri i vendeve të pasagjerëve mund të rritet në 91. Kabina është nën presion, dera e hyrjes është dyfish. Shpejtësia e lundrimit të kësaj makine është 660 kilometra në orë. Pesha e zbrazët e avionit është 24.5 ton, pesha e fluturimit është 50 ton, duke përfshirë 12.8 ton karburant për fluturimin dhe 3.2 ton karburant rezervë. Furnizimi me karburant dhe shërbimi i avionit në aeroportet e ndërmjetme zgjati 12 minuta. Avioni u lëshua në 1957.
Që nga viti 1954, firma amerikane Boeing ka testuar avionin Boeing-707 me katër motorë turbojet. Shpejtësia e avionit është 800 kilometra në orë, lartësia e fluturimit është 12 kilometra dhe distanca është 4800 kilometra. Ky avion ishte menduar për përdorim në aviacionin ushtarak si një "cisternë ajri" - për karburantin e avionëve luftarakë me karburant në ajër, por mund të konvertohej për përdorim në aviacionin e transportit civil. Në rastin e fundit, 100 vende për pasagjerë mund të instaloheshin në makinë.
Në vitin 1959 filloi funksionimi i avionit francez të pasagjerëve "Caravel". Avioni kishte një trup rrethor me diametër 3.2 metra, i cili ishte i pajisur me një ndarje nën presion 25.4 metra të gjatë. Kjo ndarje strehonte një kabinë pasagjerësh me 70 vende. Avioni kishte një krah të fshirë të pjerrët prapa në një kënd prej 20 gradë. Pesha e ngritjes së avionit është 40 ton. Termocentrali përbëhej nga dy motorë turbojet me një shtytje prej 40 kilonewton secili. Shpejtësia e avionit ishte rreth 800 kilometra në orë.
Në BRSS, tashmë në vitin 1954, në një nga rrugët ajrore, dorëzimi i ngarkesave dhe postës urgjente u krye me aeroplan reaktiv me shpejtësi të lartë "Il-20.
Në pranverën e vitit 1955, avioni i ngarkesës me postë reaktiv Il-20 filloi të fluturonte në rrugën ajrore Moskë-Novosibirsk. Në bordin e avionëve - matricat e gazetave të kryeqytetit. Falë përdorimit të këtyre avionëve, banorët e Novosibirsk morën gazetat e Moskës në të njëjtën ditë me Moskovitët.
Në festivalin e aviacionit më 3 korrik 1955, në aeroportin Tushino afër Moskës, u shfaq për herë të parë një avion i ri pasagjerësh reaktiv i projektuar nga A.N. Tupolev "TU-104".
Ky avion me dy motorë turbojet me një shtytje prej 80 kilonewton secili kishte forma të shkëlqyera aerodinamike. Ai mund të transportonte 50 pasagjerë, dhe në versionin turistik - 70. Lartësia e fluturimit i kalonte 10 kilometrat, pesha e fluturimit ishte 70 tonë. Avioni kishte izolim të shkëlqyer të zërit dhe nxehtësisë. Makina u mbyll, ajri u fut në kabinë nga kompresorët e motorëve turbojet. Në rast të dështimit të një motori turbojet, avioni mund të vazhdojë të fluturojë në një tjetër. Gama e një fluturimi pa ndalesë ishte 3000-3200 kilometra. Shpejtësia e fluturimit mund të arrijë 1000 kilometra në orë.
Më 15 shtator 1956, avioni Tu-104 bëri fluturimin e tij të parë të rregullt me pasagjerë në linjën Moskë-Irkutsk. Pas 7 orë e 10 minuta kohë fluturimi, pasi kishte kapërcyer 4570 kilometra me një ulje në Omsk, avioni u ul në Irkutsk. Koha e udhëtimit në krahasim me fluturimin me avionë me piston është reduktuar pothuajse tre herë. Më 13 shkurt 1958, avioni Tu-104 u ngrit në fluturimin e tij të parë (teknik) në linjën ajrore Moskë-Vladivostok, një nga më të gjatët në vendin tonë.
"TU-104" u vlerësua shumë në vendin tonë dhe jashtë saj. Ekspertët e huaj, duke folur në shtyp, thanë se duke filluar transportin e rregullt të pasagjerëve në avionët reaktiv "TU-104", Bashkimi Sovjetik ishte dy vjet përpara Shteteve të Bashkuara, Anglisë dhe vendeve të tjera perëndimore në shfrytëzimin masiv të avionëve turbojet pasagjerësh: Avionët reaktivë amerikanë "Boeing-707 "Dhe anglezët" Comet-IV "dolën në linjat ajrore vetëm në fund të vitit 1958, dhe francezi" Caravel "- në 1959.
Në aviacionin civil u përdorën edhe avionë me motorë turboprop (TVD). Ky termocentral është i ngjashëm në strukturë me një motor turbojet, por ka një helikë ajri në të njëjtin bosht me turbinën dhe kompresorin nga pjesa e përparme e motorit. Turbina është e rregulluar në atë mënyrë që gazrat e nxehtë që vijnë nga dhomat e djegies në turbinë i japin asaj pjesën më të madhe të energjisë së tyre. Kompresori konsumon shumë më pak energji sesa turbina me gaz, dhe fuqia e tepërt e turbinës transferohet në boshtin e helikës.
TVD është një lloj i ndërmjetëm i termocentralit të avionëve. Megjithëse gazrat që dalin nga turbina shkarkohen përmes grykës dhe reagimi i tyre gjeneron njëfarë shtytjeje, shtytja kryesore krijohet nga një helikë që funksionon, si në një avion konvencional me helikë.
Teatri i operacioneve nuk u bë i përhapur në aviacionin luftarak, pasi nuk mund të sigurojë një shpejtësi të tillë lëvizjeje si motorët thjesht reaktiv. Ai është gjithashtu i papërshtatshëm në linjat ekspres të aviacionit civil, ku shpejtësia është një faktor vendimtar, dhe çështjet e ekonomisë dhe kostos së fluturimit zbehen në plan të dytë. Por këshillohet përdorimi i avionëve turboprop në rrugë me gjatësi të ndryshme, fluturimet në të cilat kryhen me shpejtësi prej 600-800 kilometra në orë. Duhet të kihet parasysh se, siç ka treguar përvoja, transporti i pasagjerëve në to në një distancë prej 1000 kilometrash është 30% më i lirë se sa në avionët me helikë me motorë avionësh pistoni.
Në vitet 1956-1960, shumë avionë të rinj me një teatër operimi u shfaqën në BRSS. Midis tyre janë TU-114 (220 pasagjerë), An-10 (100 pasagjerë), An-24 (48 pasagjerë), Il-18 (89 pasagjerë).