Як працює двигун літака

Вперше літак з турбореактивним двигуном (ТРД) Піднявся в повітря в 1939 році. З тих пір пристрій двигунів літаків удосконалювалося, з’явилися різні види, але принцип роботи у всіх них приблизно однаковий. Щоб зрозуміти, чому повітряне судно, що має таку велику масу, так легко піднімається в повітря, слід дізнатися, як працює двигун літака. ТРД надає руху повітряне судно за рахунок реактивної тяги. У свою чергу, реактивна тяга є силою віддачі струменя газу, яка вилітає з сопла. Тобто виходить, що турбореактивних установка штовхає літак і всіх, хто знаходиться в салоні людей за допомогою газового струменя. Реактивна струмінь, вилітаючи з сопла, відштовхується від повітря і таким чином, надає руху повітряне судно.

Пристрій турбовентиляторного двигуна

конструкція

Пристрій двигуна літака досить складне. Робоча температура в таких установках досягає 1000 і більше градусів. Відповідно, всі деталі, з яких двигун складається, виготовляються зі стійких до впливу високих температур і займання матеріалів. Через складність пристрою існує ціла галузь науки про ТРД.

ТРД складається з декількох основних елементів:

  • вентилятор;
  • компресор;
  • камера згоряння;
  • турбіна;
  • сопло.

Перед турбіною встановлений вентилятор. З його допомогою повітря затягується в установку ззовні. У таких установках використовуються вентилятори з великою кількістю лопатей певної форми. Розмір і форма лопатей забезпечують максимально ефективну і швидку подачу повітря в турбіну. Виготовляються вони з титану. Крім основної функції (затягування повітря), вентилятор вирішує ще одну важливу задачу: з його допомогою здійснюється прокачування повітря між елементами ТРД і його оболонкою. За рахунок такої прокачування забезпечується охолодження системи і запобігає руйнування камери згоряння.

Біля вентилятора розташований компресор високої потужності. З його допомогою повітря надходить в камеру згоряння під високим тиском. У камері відбувається змішування повітря з паливом. Утвориться суміш підпалюється. Після загоряння відбувається нагрів суміші і всіх розташованих поруч елементів установки. Камера згоряння найчастіше виготовляється з кераміки. Це пояснюється тим, що температура всередині камери сягає 2000 градусів і більше. А кераміка характеризується стійкістю до дії високих температур. Після загоряння суміш надходить в турбіну.

Вид літакового двигуна зовні

Турбіна являє собою пристрій, що складається з великої кількості лопаток. На лопатки тисне потік суміші, приводячи тим самим турбіну в рух. Турбіна внаслідок такого обертання змушує обертатися вал, на якому встановлений вентилятор. Виходить замкнута система, яка для функціонування двигуна вимагає тільки подачі повітря і наявності палива.

Літак Cухой Cуперджет 100: фото, схема салону, дальність польоту

Далі суміш надходить в сопло. Це завершальний етап 1 циклу роботи двигуна. Тут формується реактивна струмінь. Такий принцип роботи двигуна літака. Вентилятор нагнітає холодне повітря в сопло, запобігаючи його руйнування від надмірно гарячої суміші. Потік холодного повітря не дає манжеті сопла розплавитися.

У двигунах повітряних суден можуть бути встановлені різні сопла. Найбільш досконалими вважаються рухливі. Рухоме сопло здатне розширюватися і стискатися, а також регулювати кут, задаючи правильний напрямок реактивному струмені. Літаки з такими двигунами характеризуються відмінною маневреністю.

види двигунів

Двигуни для літаків бувають різних типів:

  • класичні;
  • турбогвинтові;
  • турбовентиляторні;
  • прямоточні.

класичні установки працюють за принципом, описаним вище. Такі двигуни встановлюють на повітряних судах різної модифікації. турбогвинтові функціонують трохи інакше. У них газова турбіна не має механічного зв’язку з трансмісією. Ці установки призводять літак в рух за допомогою реактивної тяги лише частково. Основну частину енергії гарячої суміші даний вид установки використовує для приводу повітряного гвинта через редуктор. У такій установці замість однієї присутній 2 турбіни. Одна з них призводить компресор, а друга — гвинт. На відміну від класичних турбореактивних, гвинтові установки більш економічні. Але вони не дозволяють літакам розвивати високі швидкості. Їх встановлюють на малоскоростной повітряних судах. ТРД дозволяють розвивати ще більшу швидкість під час польоту.

турбовентиляторні двигуни являють собою комбіновані установки, що поєднують елементи турбореактивних і турбогвинтових двигунів. Вони відрізняються від класичних великим розміром лопатей вентилятора. І вентилятор, і гвинт функціонують на дозвукових швидкостях. Швидкість переміщення повітря знижується за рахунок наявності спеціального обтічника, в який поміщений вентилятор. Такі двигуни економічніше витрачають паливо, ніж класичні. Крім того, вони характеризуються більш високим ККД. Найчастіше їх встановлюють на лайнерах і літаках великої місткості.

Розмір двигуна літака щодо людського зросту

прямоточні повітряно-реактивні установки не передбачають використання рухливих елементів. Повітря втягується природним шляхом завдяки обтічника, встановленому на вхідному отворі. Після надходження повітря двигун працює аналогічно класичному.

Музей цивільної авіації в Санкт-Петербурзі

Деякі літаки літають на турбогвинтових двигунах, пристрій яких набагато простіше, ніж пристрій ТРД. Тому у багатьох виникає питання: навіщо використовувати більш складні установки, якщо можна обмежитися гвинтовий? Відповідь проста: ТРД перевершують гвинтові двигуни по потужності. Вони могутніше в десятки разів. Відповідно, ТРД видає набагато більшу тягу. Завдяки цьому забезпечується можливість піднімати в повітря великі літаки і здійснювати перельоти на високій швидкості.

Ссылка на основную публикацию