ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Принцип действия, устройство и классификация из "Теплотехника " Реактивные двигатели являются основным видом силовых установок авиационных, ракетных и космических летательных аппаратов, создающих приложенную к ним реактивную тягу. [c.256] Реактивная тяга создается двигателем, отбрасывающим в окружающую среду определенную массу вещества (рабочею тела). [c.256] В зависимости от способа получения силы тяги все реактивные двигатели делятся на две основные группы — воздущно-реактивные и ракетные (рис. 6.1). В воздущно-реактивных двигателях основным компонентом рабочего тела, осуществляющего термодинамический цикл, является атмосферный воздух,. кислород которого используется в качестве окислителя для преобразования химической энергии топлива в тепловую. [c.256] Воздущно-реактивные двигатели делятся на двигатели прямой и непрямой реакции. В первых вся полезная работа затрачивается только на ускорение воздуха. Во вторых больщая часть полезной работы (или вся) передается движителю (например, винту), посредством которого создается тяга. [c.256] Реактивная тяга — результирующая газодинамических сил давления и трения, приложенных к внутренней и наружной поверхностям двигателя без учета внешнего сопротивления. Газотурбинный двигатель — тепловая машина, предназначенная для преобразования энергии сгорания топлива в кинетическую энергию реажтивной струи и (или) в механическую работу на валу двигателя, основными элементами которой являются компрессор, камера сгорания и газовая турбина. Турбореактивный двигатель — ГТД, в котором энергия топлива преобразуется в кинетическую энергию струй газов, вытекающих из реактивного сопла. [c.256] Турбореактивный двигатель с форсажной камерой отличается от ТРД наличием форсажной камеры, в которой происходит дополнительное сжигание топлива за турбиной. ТРДФ применяются, если скорости полета соответствуют числам Мп = 3 3,5. [c.257] Ракетные двигатели работают на топливе И окислителе, которые транспортируются вместе с двигателем, поэтому его работа не зависит от внешней среды. Жидкостные ракетные двигатели работают на химическом жидком топливе, состоящем из топлива и окислителя. Жидкие компоненты топлива непрерывно подаются под давлением из баков в камеру сгорания насосами (при турбонасосной подаче) или давлением сжатого газа (при вытеснительной или баллонной подаче). В камере сгорания в результате химического взаимодействия топлива и окислителя образуются продукты сгорания с высокими параметрами, при истечении которых через сопло образуется кинетическая энергия истекаюшей среды, в результате чего создается реактивная тяга. Таким образом, химическое топливо служит как источником энергии, так и рабочим телом. [c.259] К нехимическим ракетным двигателям относятся ядерные (ЯРД) и электрические (ЭРД). Энергия ЯРД используется для газификации и нагрева рабочего тела, которое не меняет своего состава, истекает из реактивного сопла и создает тягу. Рабочие тела в ЭРД состоят из заряженных частиц, которые разгоняются с помощью электростатических или электромагнитных полей. [c.259] Воздушно-реактивные двигатели. Турбореактивный двигатель (см. рис. 6.2) работает по термодинамическому циклу (рис. 6.3, а). На взлете воздух из атмосферы засасывается в воздухозаборник со скоростью до 150 — 200 м/с. В полете на больщих скоростях воздух подвергается динамическому сжатию в свободной струе и сверхзвуковом диффузоре до параметров, соответствующих точке в. Дальнейщее сжатие воздуха до точки к происходит в компрессоре. (В современных ТРД основным типом компрессора является многоступенчатый осевой.) Общая степень повышения давления в ТРД достигает 100 — 200. [c.259] Из компрессора 2 (см. рис. 6.2) воздух поступает в камеру сгорания 3, где в него впрыскивается топливо. В результате сжигания топлива температура рабочего тела за камерой сгорания доводится до Т г = 1550 -г-1650 К (точка г, см. рис. 6.3, а), в экспериментальных двигателях Т% 1700 К и выше. В отличие от идеального цикла, при смесеобразовании и сжигании топлива давление рабочего тела уменьшается на 3-5%. [c.259] Ракетный двигатель — двигатель, использующий для работы только вещества и источники энергии, имеющиеся в запасе на аппарате. [c.259] Основными конструктивными элементами ТВД (рис. 6.4, а) являются вал воздушного винта 1, редуктор 2, воздухозаборник 3, компрессор 4, камера сгорания 5, турбина 6 и реактивное сопло 7 (выходное устройство в турбо-вальных ГТД). Рабочий процесс в ТВД принципиально не отличается от процесса в ТРД, однако в ТВД основная часть свободной энергии турбины используется для получения тяги винта. Перепад давлений в реактивном сопле значительно меньше, чем в ТРД, поэтому скорости истечения сравнительно невелики и реактивная тяга составляет всего от 10 до 25 % общей. [c.261] Турбовинтовые и турбовальные ГТД -единственные типы реактивных двигателей, в которых возможно применение регенерации теплоты. Термодинамический цикл такого ТВД принципиально не отличается от цикла ГТУ (см. рис. 4.23). [c.261] В ТРДД, показанном па рис. 6.4, в, внутренний контур аналогичен только что описанному, но за этим контуром газы смешиваются с воздухом, выходящим из внешнего контура, и смесь расширяется в сопле. ТРДД, выполненные по схеме рис. 6.4, г, обычно создаются на базе уже доведенного и хорошо зарекомендовавшего себя в эксплуатации ТРД, который используется в качестве генератора газа. Турбовентиляторная приставка 10 выполняется в виде двухъярусного колеса так, что внутренний ярус образуют турбинные 12, а наружный — вентиляторные лопатки 11. [c.262] Рабочие процессы, протекающие во внутреннем контуре ТРДД, подобны процессам в ТРД, а следовательно, подобны и их термодинамические циклы. Отличие рабочих процессов заключается в том, что на 5 Т-диаграмме цикла ТРД (см. рис. 6.3, а) между точками в и к появляется лишь одна дополнительная точка кц, соответствующая концу процесса сжатия в вентиляторе, мощность турбины затрачивается не только на привод компрессора, но и на привод вентилятора. [c.262] Вернуться к основной статье