火焰引擎
XNUMX世纪下半叶的喷气发动机为 航空:以超过音速的速度飞行,制造出具有高承载能力的飞机,也使长途飞行成为可能。 尽管操作原理简单,但涡轮喷气发动机理所当然地被认为是上个世纪最重要的机构之一。
历史
第一架Wright Brothers飞机在1903年独立脱离地球,配备了活塞式内燃机。 四十年来,这种类型的发动机仍然是主要的飞机。 但是在第二次世界大战期间,很明显传统的活塞螺杆飞机在功率和速度方面都达到了技术极限。 一种替代方案是喷气发动机。
使用喷射推进克服重力的想法首先由康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基带来实际可行性。 回到1903,当莱特兄弟推出他们的第一架飞机Flyer-1时,俄罗斯科学家用Jet仪器发表了探索世界空间的工作,他在其中发展了喷气推进理论的基础。 发表在“科学评论”上的文章批准了他作为梦想家的声誉并没有得到认真对待。 齐奥尔科夫斯基花了多年的工作和政治制度的变化来证明他的情况。
由摇篮设计局开发的带有TR-11发动机的Su-1喷气式飞机
然而,一系列涡轮喷气发动机的诞生地注定要成为一个完全不同的国家 - 德国。 在1930-x后期创建涡轮喷气发动机是德国公司的一种爱好。 在这个领域,几乎所有当前知名的品牌都被注意到:Heinkel,宝马,戴姆勒 - 奔驰甚至是保时捷。 主要荣誉归功于Junkers及其首款连续涡轮喷气发动机109-004,安装在世界上第一台涡轮喷气飞机Me 262上。
尽管在第一代喷气式飞机上取得了令人难以置信的成功,但德国的决定并未在世界任何地方得到进一步发展,包括在苏联。
在苏联,传奇的飞机设计师Arkhip Lyulka最成功地进行了涡轮喷气发动机的开发。 早在1940年XNUMX月,他就为自己的双回路涡轮喷气发动机计划申请了专利,该计划后来获得了全世界的认可。 阿基普·卢尔卡(Arkhip Lulka)没有得到该国领导人的支持。 随着战争的开始,通常有人建议他改用 坦克 引擎。 而且只有当德国人出现带有涡轮喷气发动机的飞机时,Lyulka才被迫下令恢复国产涡轮喷气发动机TR-1的工作。
早在二月份,发动机的1947就已经通过了首次测试,而28的第一架飞机首次搭载的是苏-11喷气式飞机,由AM设计局开发的第一台国产发动机TR-1。 这些摇篮现在是Ufa发动机制造软件的一个分支,是联合发动机公司(UEC)的一部分。
工作原理
涡轮喷气发动机(TRD)基于传统热力发动机的原理运行。 在不涉及热力学定律的情况下,热机可以被定义为将能量转换成机械功的机器。 这种能量具有所谓的工作流体 - 用于汽车燃气或蒸汽。 随着机器的压缩,工作体接收能量,随后的扩展我们有了有用的机械功。
同时,很明显,压缩气体所花费的工作应该总是小于气体在膨胀过程中可以做的工作。 否则将没有有用的“产品”。 因此,气体也必须在膨胀之前或在其中加热,并且必须在压缩之前冷却。 结果,由于预热,膨胀能量将显着增加并且其盈余将出现,这可用于获得我们所需的机械功。 这实际上是涡轮喷气发动机的整个原理。
因此,任何热力发动机必须具有用于压缩的装置,加热器,用于膨胀和冷却的装置。 所有这些都分别在TRD中:压缩机,燃烧室,涡轮机和大气充当冰箱。
工作介质是空气,它进入压缩机并在那里被压缩。 在一个旋转轴上的压缩机中,金属盘沿着冠部固定,所述冠部放置有所谓的“工作叶片”。 它们“捕获”外部空气,将其投入发动机。
然后空气进入燃烧室,在那里它被加热并与燃烧产物(煤油)混合。 在具有实心环的压缩机之后,燃烧室将发动机的转子环绕,或者以称为火焰管的单独管的形式环绕。 航空煤油通过特殊喷嘴送入火焰管。
从燃烧室,加热的工作流体进入涡轮机。 它看起来像一个压缩器,但它可以说是相反的方向。 她按照与空气儿童玩具螺旋桨相同的原理旋转热气体。 涡轮机有几个步骤,通常是一到三个或四个。 这是引擎中加载最多的节点。 涡轮喷气发动机具有非常大的转速 - 每分钟数千转30。 来自燃烧室的火炬达到1100至1500摄氏度的温度。 这里的空气膨胀,使涡轮机运转并为其提供一些能量。
在涡轮机 - 喷射喷嘴之后,工作流体在其中加速并且以大于迎面而来的流动速度的速度到期,这产生喷射推力。
涡轮发动机的发电机组
尽管原则上没有对涡轮喷气发动机的几代产品进行精确分类,但总的来说可以描述发动机开发的各个阶段的主要类型。
第一代发动机包括第二次世界大战的德国和英国发动机,以及苏联VK-1,它安装在着名的MIG-15战斗机和IL-28和TU-14飞机上。
MIG-15战斗机
第二代涡扇发动机的特点是可能存在轴流式压缩机,加力燃烧室和可调节的进气口。 苏联的例子包括用于MiG-11飞机的P-2F300C-21发动机。
第三代发动机的特征在于增加的压缩程度,这通过压缩机和涡轮机级的增加以及旁路的出现来实现。 从技术上讲,这些是最复杂的引擎。
新材料的出现大大提高了工作温度,导致了第四代发动机的诞生。 在这些发动机中,由UEC为Su-31战斗机开发的国产AL-27。
今天,UDC企业UDC开始生产第五代飞机发动机。 新装置将安装在T-50战斗机(PAK FA)上,后者取代了Su-27。 T-50上的新动力装置增加动力将使飞机更具机动性,最重要的是 - 将开启国内飞机制造业的新纪元。
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