军事评论

火焰引擎

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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。
原文出处:
http://rostec.ru/news/4513237
17 评论
信息
亲爱的读者,您必须对出版物发表评论 授权.
  1. Nivkhs
    Nivkhs 23 April 2014 08:41
    +12
    值得广泛披露且不在同一篇文章内的主题。
  2. 热风
    热风 23 April 2014 08:48
    +4

    康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基(Konstantin Tsiolkovsky)首次将利用喷气推力克服重力的想法付诸实践。 早在1903时,一位俄罗斯科学家就发表了“用喷气设备探索世界空间”的著作,在其中他为喷气推进理论奠定了基础。 [/ quote] [/ quote] [quote]然而,串行涡轮喷气发动机的发源地注定要成为一个完全不同的国家-德国。齐奥尔科夫斯基(E. Tsiolkovsky)和他的作品,世界上第一个金属气球,其图纸已提交给帝国科学院。 具有讽刺意味的是,这种设备是几年后由德国人制造的,这个奇迹的图纸是从这个IAN那里转移过来的,显然不仅是这些图纸,还有其他设计师的图纸。 这解释了西方爆发出的这种敏捷性。 顺便说一句,同一系统仍然有效,并且仍然有效,请注意谁在美国工作,至少在电子,物理和化学领域。
    1. 梅尔曼
      梅尔曼 23 April 2014 10:43
      +1
      作为一个普通的俄罗斯人,“如果可能的话,英国人已经做到了”
  3. DiViZ
    DiViZ 23 April 2014 09:54
    +4
    我可以在Wikipedia上找到此信息。 您最好告诉我5一代引擎的情况。 必须先用旧引擎安装t50,然后再进行修改。 我想知道6一代的引擎是否存在。
  4. inkass_98
    inkass_98 23 April 2014 10:16
    0
    ,在物理教科书中,您可以获得更多信息。 突出这个主题会很高兴。
  5. nvn_co
    nvn_co 23 April 2014 13:18
    0
    当然对作者没有冒犯,但是作者想在本文中传达什么?
  6. serrrrgo
    serrrrgo 23 April 2014 13:42
    +2
    事实是,您闲暇时浏览的站点比物理教科书的读者多得多,所以很多人都将是有趣且有用的。
  7. 52gim
    52gim 23 April 2014 15:40
    +2
    作者! 扩大主题范围,使之更深! 不仅访问了1986年八年级的物理人员,而且只是感兴趣的乐于理解和理解的人,但是没有时间或没有一个明智的顾问来访问该站点,教育水平下降了,pedicics不能完全理解该主题。例如,告诉那些对带有离心压缩机的干凝胶及其应用感兴趣的人,了解涡轮喷气发动机发展的“一般”路线中的偏差。 您有一个有趣的“ infa”,请分享,不要贪婪! 不是出于个人利益,而是出于送我的青年的意愿! 为什么A. Lyulka仍然“驼背”了AL-7?
  8. propolsky
    propolsky 23 April 2014 16:01
    0
    我们飞机工业的痛处。 加上出色的飞机空气动力学特性,以及引擎制造过程中艰难而往往是悲惨的道路……并非所有事物都如此时尚和自信。
  9. Dizelniy
    Dizelniy 23 April 2014 16:57
    +1
    人们可以保持沉默,但是年轻人会以表面的价值来对待它。 “血腥”的布尔什维克政权在其存在的最困难的一年中-1918年,由维也纳一世签署。 列宁颁布了一项法令,在国家元首的领导下建立了TsAGI。 茹科夫斯基(苏联时代术语中的俄罗斯航空之父)并分配资金。 半年后,在TsAGI建立了一个由螺旋桨驱动的小组。 其领导者B.S. Stechkin和他的团队正在致力于创建燃气涡轮发动机的科学基础。 这一理论是在1929年开发和发表的。 得到广泛的回应和认可。 同时,工程师Bazarov正在开发一个带有离心压缩机的喷气发动机项目。 世界上第一次。 该开发项目尚未收到,但是,科洛姆纳工厂正在生产容量为1500 hp的涡轮螺旋桨发动机。 涡轮机前面的温度为1500度。 涡轮用水冷却。 发动机在架子上运转了50个小时。 Cradle于22年1941月1日提交了自己的旁路发动机申请注册申请。 同年,推力为800 kg的TR-1943发动机的制造图纸移交给了列宁格勒工厂。 在德国,涡轮喷气发动机于1年投入使用。 一连串的失败之后。 到1946年,TR-11发动机问世。 为各个设计局的实验飞机分小批生产。 本文中的Su-11不是该引擎所在的飞机。 图为一架装有AL-7F发动机的Su-11飞机。 机翼下装有两个电动机的Su-5未投入生产。 我Cradle专门从事其思想的实施。 斯大林(Bloody)斯大林设法分辨出他的想法的天才和观点。 结果,我们得到了AL-7; 21; 31; XNUMX发动机。 彼尔姆大学的源代码“ TRD”版。
  10. 隆
    23 April 2014 16:59
    0
    对于俄罗斯而言,发动机制造通常是一个非常痛苦的课题。 如果您滴得更近,那么普通的发动机-不。
    1. i.xxx-1971
      i.xxx-1971 13 June 2014 20:16
      0
      特别是RD-180可能是废话美国人
    2. i.xxx-1971
      i.xxx-1971 13 June 2014 20:16
      0
      特别是RD-180可能是废话美国人
  11. Dizelniy
    Dizelniy 23 April 2014 17:09
    +4
    Quote:Takashi
    对于俄罗斯而言,发动机制造通常是一个非常痛苦的课题。 如果您滴得更近,那么普通的发动机-不。

    如果您放弃,那么您将看不到它们。 我们经历了去工业化,失去了正确的动力,因为这笔钱开始“锯”了,而不是去投资生产。 现在正在调整行业管理机制,这很痛苦,工人很少,工资很低,等等。
  12. 斯基登
    斯基登 24 April 2014 18:34
    0
    有趣的文章。
  13. gridasov
    gridasov 25 April 2014 20:24
    0
    现代涡轮机有一个关键的缺点,不能大声说出来。 这仍然很难说。 组织水汽动态流动的物理过程算法从根本上是不合逻辑的。 此外,这需要使用纯烃燃料,而不是使用时制备的稳定的乳液混合物。 而且,不需要解决冷却涡轮机叶片的复杂的或者甚至是不可能的任务。 但是最重​​要的问题是,根据该过程的现代物理原理和算法,不可能将转子的无损旋转速度提高几个数量级。 反过来,这不仅不允许正确地平衡“入口和出口”处的流的能量含量,而且还不能提高“液体或气体”流本身的生产率。 没有对物理过程基础的了解,也没有结果。 使用偏代数和近似代数解无法分析具有高度潜力的能量复杂过程。 身体在环境中移动,这形成了共轭相互作用的空间。 如果不知道如何以及为什么形成磁通量以及在何处以及为什么形成临界极化区域,就不可能前进。
  14. rubin6286
    rubin6286 26 April 2014 19:21
    0
    40-ies晚期的苏联喷气发动机和喷气飞机的组建基本上具有德国技术和工业设计,并且在德国专家的参与下进行。 整个工厂都出口到苏联的赔偿地,那里出现了新的实验室,设计局,生产车间和建筑物。 其他胜利的国家也走同样的道路,不同之处在于,起初俄罗斯人没有制造喷气式飞机的条件,盟国不仅拥有广泛的工业和科学基础,而且还拥有可观的经济机会。
    声称德国在喷气航空领域的决定没有进一步发展,因此作者根本没有足够的信息。 以前对此几乎没有写过,甚至很少有人说。 战后购买和复制的英国Dervent和Nin飞机发动机,随后安装在MiG-9,MiG-15,La-15上,是在德国专家的积极参与下创建的。 在50上,库尔特·坦克(Kurt Tank)设计的第一架阿根廷喷气式飞机上,以及印度的印度斯坦-24,都是德国发动机。 在同一时期,法国人利用德国在发动机领域的许多发展来制造带有组合动力装置(LRE + LRE)的飞机-Tridan Ledyuk。 威利·梅塞施米特(Willy Messerschmitt)为美国F-102伏都教和F-8 Cruzeider飞机的创建提供了技术和咨询支持。 当然,德国人的经验对每个人都有用,但是苏联设计师在解决实际问题上走得更远。 在50服役的TU-16,Il-28,MiG-19,Yak-25飞机已经拥有不逊于西方机型的国产涡轮喷气发动机。