<\/a><\/noindex>*h\u00e4r och fram\u00f6ver kommer vi att prata om subsoniska hastigheter. Vid \u00f6versubsoniska hastigheter f\u00f6r\u00e4ndras fysiken, och det \u00e4r helt annorlunda d\u00e4r. <\/p>\n
Kompressorn \u00e4r en enhet d\u00e4r lufttrycket \u00f6kar. Kompressorn kan karakt\u00e4riseras av en parameter som kallas tryckf\u00f6rh\u00e5llande. I moderna motorer b\u00f6rjar det redan \u00f6verstiga 40 enheter. Dessutom \u00f6kar temperaturen (kanske upp till 400 grader Celsius).<\/p>\n
F\u00f6rbr\u00e4nningskammare \u00e4r en enhet d\u00e4r v\u00e4rme fr\u00e5n f\u00f6rbr\u00e4nning av br\u00e4nsle tillf\u00f6rs till den komprimerade luften (efter kompressorn). Temperaturen i f\u00f6rbr\u00e4nningskammaren \u00e4r mycket h\u00f6g och kan n\u00e5 upp till 2000 grader Celsius. Det kan verka som att gastrycket i kammaren ocks\u00e5 \u00f6kar kraftigt, men s\u00e5 \u00e4r det inte. Teoretiskt sett anses v\u00e4rmetillf\u00f6rseln ske vid konstant tryck. I verkligheten faller det n\u00e5got p\u00e5 grund av f\u00f6rluster (problemet med konstruktionens brister). <\/p>\n
Turbinen \u00e4r en enhet som omvandlar en del av energin fr\u00e5n gasen efter f\u00f6rbr\u00e4nningskammaren till energi f\u00f6r att driva kompressorn. Eftersom turbiner inte bara anv\u00e4nds inom flygindustrin kan vi ge en mer allm\u00e4n definition: det \u00e4r en enhet som omvandlar den inre energin hos arbetsmediet (i v\u00e5rt fall \u00e4r arbetsmediet gas) till mekaniskt arbete p\u00e5 en axel. Som du kanske har f\u00f6rst\u00e5tt, \u00e4r turbinen och kompressorn p\u00e5 samma axel och \u00e4r h\u00e5rt kopplade till varandra. Om trycket p\u00e5 gasen i kompressorn \u00f6kar, s\u00e5 minskar det i turbinen, vilket inneb\u00e4r att gasen expanderar. <\/p>\n
Dysorna \u00e4r sn\u00e4va kanaler d\u00e4r den potentiella energin i gasen omvandlas till kinetisk energi (den \u00e5terst\u00e5ende energin efter turbinen). Precis som i turbinen sker det en expansion av gasen i dysan. En str\u00e5le bildas, som, n\u00e4r den str\u00f6mmar ut fr\u00e5n dysan, driver flygplanet. <\/p>\n
Vi har nu g\u00e5tt igenom de grundl\u00e4ggande elementen. Men det \u00e4r fortfarande inte helt klart hur det fungerar? L\u00e5t oss g\u00e5 igenom det en g\u00e5ng till, kortfattat. <\/p>\n
Luften fr\u00e5n atmosf\u00e4ren kommer in i inloppet, d\u00e4r den komprimeras n\u00e5got och g\u00e5r in i kompressorn. I kompressorn \u00f6kar luftens tryck ytterligare och temperaturen stiger. Efter kompressorn g\u00e5r luften in i f\u00f6rbr\u00e4nningskammaren, d\u00e4r den blandas med br\u00e4nsle och ant\u00e4nds, vilket leder till en kraftig \u00f6kning av temperaturen vid, man kan s\u00e4ga, konstant tryck. Efter f\u00f6rbr\u00e4nningskammaren passerar den heta komprimerade gasen in i turbinen. En del av gasens energi anv\u00e4nds f\u00f6r att snurra kompressorn genom turbinen (s\u00e5 att den kan utf\u00f6ra sin funktion som beskrivits ovan), den andra delen av energin anv\u00e4nds f\u00f6r den r\u00f6relse vi beh\u00f6ver f\u00f6r flygplanet, eftersom gasen, efter att ha passerat turbinen, omvandlas till en jetstr\u00f6m i munstycket och sl\u00e4pps ut i atmosf\u00e4ren. P\u00e5 s\u00e5 s\u00e4tt slutf\u00f6rs cykeln. Sj\u00e4lvklart sker alla processer i cykeln kontinuerligt i verkligheten.<\/p>\n
Denna cykel kallas Brayton-cykeln, eller en termodynamisk cykel med kontinuerlig arbetsprocess och v\u00e4rmeinmatning vid konstant tryck. Alla gasturbindrivkrafter arbetar enligt denna cykel.<\/p>\n
Brayton-cykeln i P-V-koordinater<\/i><\/p>\n
H-V \u2014 kompressionsprocess i inloppet
Schematisk konstruktion av en turboraketmotor, d\u00e4r 0-0 \u2014 axeln f\u00f6r motorn<\/i><\/p>\n
Turboreaktivmotorer kan ha tv\u00e5 axlar. I s\u00e5 fall best\u00e5r kompressorn av en l\u00e5gtryckskompressor (LTD) och en h\u00f6gtryckskompressor (HVD), medan arbetsinmatningen sker via en l\u00e5gtrycksturbine (LTD) och en h\u00f6gtrycksturbine (HVD) respektive. Denna konfiguration \u00e4r mer f\u00f6rdelaktig ur en gasdynamisk synvinkel.<\/p>\n
En verklig motor av den h\u00e4r typen i tv\u00e4rsnitt<\/i><\/p>\n
Vi har sett p\u00e5 principen f\u00f6r den enklaste konfigurationen av en flygplans gasturbindrivkraft. Sj\u00e4lvklart installeras p\u00e5 moderna \"Airbus\" och \"Boeing\" turbofan-motorer, vars konstruktion \u00e4r avsev\u00e4rt mer komplex, men som fungerar enligt samma lagar. L\u00e5t oss titta p\u00e5 dem.<\/p>\n
Dubbelslangig turboraketmotor<\/h2>\n \nTRDD, framf\u00f6r allt, skiljer sig fr\u00e5n TRD genom att den har tv\u00e5 kretsar: en yttre och en inre. Den inre kretsen inneh\u00e5ller samma komponenter som TRD: en kompressor (delad i KND och KVD), en f\u00f6rbr\u00e4nningskammare, en turbin (delad i TVD och TND) och ett munstycke. Den yttre kretsen \u00e4r en kanal med ett munstycke i slutet. Den saknar b\u00e5de f\u00f6rbr\u00e4nningskammare och turbin. F\u00f6re b\u00e5da kretsarna (omedelbart efter motorns inlopp) finns en kompressorsteg som arbetar f\u00f6r b\u00e5da kretsarna. <\/p>\n
Det blir en lite otydlig bild, eller hur? L\u00e5t oss reda ut hur det fungerar.<\/p>\n
Schematiskt tillst\u00e5nd av en tv\u00e5axlig tv\u00e5krets turboreaktiv motor<\/i><\/p>\n
Luften som kommer in i motorn passerar genom den f\u00f6rsta l\u00e5ga tryckkompressorstegen och delas upp i tv\u00e5 fl\u00f6den. En del av luften g\u00e5r genom den inre kretsen, d\u00e4r samma processer sker som vi beskrev n\u00e4r vi gick igenom TRD. Den andra delen av luften g\u00e5r in i den yttre kretsen, d\u00e4r den f\u00e5r energi fr\u00e5n den f\u00f6rsta KND-steget (den som arbetar f\u00f6r b\u00e5da kretsarna). I den yttre kretsen anv\u00e4nds luften bara f\u00f6r att \u00f6vervinna hydrauliska f\u00f6rluster (p\u00e5 grund av friktion). I slutet n\u00e5r denna luft munstycket i den yttre kretsen, vilket skapar en enorm dragkraft. Dragkraften fr\u00e5n den yttre kretsen kan utg\u00f6ra 80% av dragkraften f\u00f6r hela motorn. <\/p>\n
En av de viktigaste egenskaperna hos TRDD \u00e4r graden av tv\u00e5kretsighet. Graden av tv\u00e5kretsighet \u00e4r f\u00f6rh\u00e5llandet mellan luftfl\u00f6det i den yttre kretsen och luftfl\u00f6det i den inre kretsen. Detta tal kan vara b\u00e5de st\u00f6rre \u00e4n och mindre \u00e4n ett. P\u00e5 moderna motorer \u00f6verskrider detta tal 12 enheter.
TRDD f\u00f6r Boeing 757-200. I f\u00f6rgrunden syns inloppssystemet och fl\u00e4kten.<\/i><\/p>\n
P\u00e5 vissa motorer drivs fl\u00e4kten av en separat turbin som placeras n\u00e4rmast munstycket i den inre kretsen. D\u00e5 f\u00e5r vi en treaxlig motor. Till exempel \u00e4r motorerna Rolls Royce RB211 (installerade p\u00e5 L1011, B747, B757, B767), D-18T (An-124), D-36 (Jak-42) konstruerade p\u00e5 detta s\u00e4tt.<\/p>\n
D-18T i tv\u00e4rsnitt inifr\u00e5n<\/i><\/p>\n
Huvudf\u00f6rdelen med TRDD \u00e4r m\u00f6jligheten att skapa stor dragkraft och bra br\u00e4nsleekonomi j\u00e4mf\u00f6rt med TRD. <\/p>\n
Med detta vill jag avsluta diskussionen om TRDD och g\u00e5 vidare till n\u00e4sta typ av motorer \u2014 TVD.<\/p>\n
Turboventilmotorer<\/h2>\n \nTurboventilmotorn, precis som turbojetmotorn, tillh\u00f6r gasturbinmotorerna. Den fungerar n\u00e4stan som en turbojetmotor. En grundl\u00e4ggande turboventilmotor best\u00e5r av de element vi redan k\u00e4nner till: kompressor, f\u00f6rbr\u00e4nningskammare, turbin och munstycke. Till dessa l\u00e4ggs en v\u00e4xell\u00e5da och en propeller. <\/p>\n
Schematisk konstruktion av TVD<\/i><\/p>\n
Men det finns ocks\u00e5 en annan typ av turboventilmotorer: med en fri turbin.
Schematisk konstruktion av TVD med en fri turbin<\/i><\/p>\n
Jag vill p\u00e5peka att man inte ska se turboventilmotorer som en ineffektiv kvarleva fr\u00e5n det f\u00f6rflutna. Jag har h\u00f6rt s\u00e5dana uttalanden flera g\u00e5nger, men de \u00e4r felaktiga.
Detta avslutar v\u00e5r diskussion om turboventilationsmotorer. Vi har s\u00e5 sm\u00e5tt n\u00e5tt konceptet av turbov\u00e4xelmotor.<\/p>\n
Turbov\u00e4xelmotor<\/h2>\n \nDe flesta l\u00e4sare kanske h\u00f6r detta namn f\u00f6r f\u00f6rsta g\u00e5ngen. Denna typ av motorer installeras p\u00e5 helikoptrar. <\/p>\n
Turbov\u00e4xelmotor \u00e4r mycket lik turboventilationsmotorn med en fri turbin. Den best\u00e5r ocks\u00e5 av en kompressor, en f\u00f6rbr\u00e4nningskammare, en kompressorturbin, f\u00f6ljt av en fri turbin som \u00e4r kopplad till allt tidigare endast gasdynamiskt. Denna motor skapar emellertid ingen jetkraft, den har inget jetmunstycke, bara avgassystem. Den fria turbinen har sin egen axel som \u00e4r kopplad till huvudv\u00e4xell\u00e5dan p\u00e5 helikoptern (rotor). Ja, alla helikoptrar jag k\u00e4nner till har en s\u00e5dan v\u00e4xell\u00e5da, och den \u00e4r vanligtvis av imponerande storlek. Anledningen till detta \u00e4r att rotorns varvtal p\u00e5 helikoptern \u00e4r mycket l\u00e5gt. Om det p\u00e5 flygplanet, som jag skrev tidigare, kan n\u00e5 upp till 1500 varv\/min, s\u00e5 \u00e4r det p\u00e5 helikoptern, till exempel p\u00e5 Mi-8, endast 193 varv\/min.
Schematisk konstruktion av turbov\u00e4xelmotor<\/i><\/p>\n
Motorn TV3-117 fr\u00e5n helikoptern Mi-8. Till h\u00f6ger syns avgasr\u00f6ret och drivaxeln.<\/i><\/p>\n
S\u00e5 vi har g\u00e5tt igenom fyra typer av gasturbiner. Jag hoppas att min text har varit f\u00f6rst\u00e5elig och anv\u00e4ndbar f\u00f6r er. Alla fr\u00e5gor och kommentarer kan ni skriva i kommentarerna. <\/p>\n
Tack f\u00f6r uppm\u00e4rksamheten.habr.com<\/a><\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"\u0412\u0441\u0435\u043c \u043f\u0440\u0438\u0432\u0435\u0442! \u0412 \u044d\u0442\u043e\u0439 \u0441\u0442\u0430\u0442\u044c\u0435 \u044f \u0445\u043e\u0447\u0443 \u0440\u0430\u0441\u0441\u043a\u0430\u0437\u0430\u0442\u044c \u043e \u0442\u043e\u043c, \u043a\u0430\u043a \u0440\u0430\u0431\u043e\u0442\u0430\u044e\u0442 \u0430\u0432\u0438\u0430\u0446\u0438\u043e\u043d\u043d\u044b\u0435 \u0433\u0430\u0437\u043e\u0442\u0443\u0440\u0431\u0438\u043d\u043d\u044b\u0435 \u0434\u0432\u0438\u0433\u0430\u0442\u0435\u043b\u0438 (\u0413\u0422\u0414). \u042f \u043f\u043e\u0441\u0442\u0430\u0440\u0430\u044e\u0441\u044c \u0441\u0434\u0435\u043b\u0430\u0442\u044c \u044d\u0442\u043e \u043d\u0430\u0438\u0431\u043e\u043b\u0435\u0435 \u043f\u0440\u043e\u0441\u0442\u044b\u043c \u0438 \u043f\u043e\u043d\u044f\u0442\u043d\u044b\u043c \u044f\u0437\u044b\u043a\u043e\u043c. \u0410\u0432\u0438\u0430\u0446\u0438\u043e\u043d\u043d\u044b\u0435 \u0413\u0422\u0414 \u043c\u043e\u0436\u043d\u043e \u043c\u043e\u0436\u043d\u043e \u0440\u0430\u0437\u0434\u0435\u043b\u0438\u0442\u044c \u043d\u0430: \u0442\u0443\u0440\u0431\u043e\u0440\u0435\u0430\u043a\u0442\u0438\u0432\u043d\u044b\u0435 \u0434\u0432\u0438\u0433\u0430\u0442\u0435\u043b\u0438 (\u0422\u0420\u0414) \u0434\u0432\u0443\u0445\u043a\u043e\u043d\u0442\u0443\u0440\u043d\u044b\u0435 \u0442\u0443\u0440\u0431\u043e\u0440\u0435\u0430\u043a\u0442\u0438\u0432\u043d\u044b\u0435 \u0434\u0432\u0438\u0433\u0430\u0442\u0435\u043b\u0438 (\u0422\u0420\u0414\u0414) \u0422\u0443\u0440\u0431\u043e\u0432\u0438\u043d\u0442\u043e\u0432\u044b\u0435 \u0434\u0432\u0438\u0433\u0430\u0442\u0435\u043b\u0438 (\u0422\u0412\u0414) \u0422\u0443\u0440\u0431\u043e\u0432\u0430\u043b\u044c\u043d\u044b\u0435 \u0434\u0432\u0438\u0433\u0430\u0442\u0435\u043b\u0438 (\u0422\u0412\u0430\u0414) \u041f\u0440\u0438\u0442\u043e\u043c, \u0422\u0420\u0414 \u0438 \u0422\u0420\u0414\u0414 \u043c\u043e\u0433\u0443\u0442 \u0441\u043e\u0434\u0435\u0440\u0436\u0430\u0442\u044c \u0432 \u0441\u0435\u0431\u0435 \u0444\u043e\u0440\u0441\u0430\u0436\u043d\u0443\u044e \u043a\u0430\u043c\u0435\u0440\u0443, \u0432 […]<\/p>\n","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[702],"tags":[],"class_list":["post-35229","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-news"],"aioseo_notices":[],"aioseo_head":"\n\t\t\n\t
![\"Flygplans](\"\/wp-content\/uploads\/acc5ee1cf2b516e893fdef157a16ea2b.jpeg\")