Cel mai simplu motor cu turbină cu gaz are doar o singură turbină, care conduce compresorul și în același timp este o sursă de putere utilă. Acest lucru impune o restricție asupra modurilor de funcționare ale motorului.
Uneori motorul este fabricat multifilamentat. În acest caz, există mai multe turbine succesive, fiecare dintre ele având propriul său arbore. Turbina de înaltă presiune (după prima camera de ardere) conduce întotdeauna motorul compresorului și, ulterior, poate duce la ambele sarcini externe (șuruburi elicopter sau navă, generatoare puternice etc.) și dispus în fața motorului principal al compresoarelor suplimentare.
Avantajul unui motor cu mai multe arbori este acela că fiecare turbină funcționează la viteza și sarcina optimă. Sub sarcină, cu un singur arbore acționat de arborele motorului, ar fi răspunsul motorului foarte slab, și anume capacitatea de a de promovare rapidă, deoarece turbina este necesară pentru a furniza energie și de a oferi un număr mare de motor de aer (putere cantitate limitată de aer), și pentru a dispersa sarcina. Când modelul cu două ax rotor ușor de înaltă presiune trece rapid la un mod care să permită aerului motorului și o turbină de joasă presiune, un număr mare de gaze pentru a dispersa. De asemenea, este posibil să se utilizeze un starter mai puțin puternic pentru a accelera atunci când se pornește numai un rotor de înaltă presiune.
Motorul Turbojet (TRD)
Motorul Turbojet - un motor cu căldură care utilizează o turbină cu gaz și forța reactivă este formată atunci când produsele de ardere scurg din duza jetului. O parte din lucrările turbinei sunt cheltuite pentru comprimarea și încălzirea aerului (în compresor).
Schema motorului turbojet:
1. dispozitivul de intrare;
2. Compresorul axial;
3. camera de combustie;
4. lamele de lucru ale turbinei;
5. Duza.
Turbojet comprimarea fluidului de lucru la intrarea în camera de ardere și o valoare ridicată a fluxului de aer prin motor se realizează prin acțiunea combinată a fluxului de aer din sens opus, iar compresorul este găzduit în calea THD imediat după ce dispozitivul de intrare înainte de camera de ardere. Compresorul este acționat de o turbină montată pe același ax cu ea, și rulează în același fluid de lucru, încălzit într-o cameră de ardere din care se formează fluxul de jet. În dispozitivul de intrare, presiunea statică a aerului crește datorită frânării fluxului de aer. În compresor, presiunea totală a aerului este mărită datorită lucrărilor mecanice efectuate de compresor.
Gradul de creștere a presiunii în compresor este unul dintre cei mai importanți parametri ai motorului turbojet, deoarece eficiența eficientă a motorului depinde de acesta. Dacă primele eșantioane ale motorului turbojet au fost 3, acum ajunge la 40. Pentru a spori stabilitatea dinamică din punct de vedere al gazelor din compresoare, acestea sunt realizate într-o operație în două etape. Fiecare cascadă funcționează la viteza proprie și este condusă de turbina sa. În acest caz, arborele primei trepte a compresorului (presiune joasă), rotit de ultima (cea mai mică) turbină, trece în interiorul arborelui gol al compresorului din a doua treaptă (presiune înaltă). Cascadele motorului sunt denumite și rotoare de joasă și mare presiune.
Camera de ardere a majorității motoarelor turbojet are o formă inelară, iar arborele compresorului turbinei trece în interiorul inelului camerei. La intrarea în camera de combustie, aerul este împărțit în 3 fluxuri:
- Aerul primar - trece prin orificiile frontale din camera de combustie, este frânat înainte de injectoare și are o contribuție directă la formarea amestecului de combustibil-aer. Este direct implicat în arderea combustibilului. Amestecul combustibil-aer din zona de combustie a combustibilului din DCA este similar în compoziția sa cu cel stoichiometric.
- Aerul secundar - pătrunde prin deschiderile laterale din partea de mijloc a pereților camerei de ardere și servește pentru răcirea lor prin crearea unui flux de aer cu o temperatură mult mai scăzută decât în zona de combustie.
- Aerul terțiar - trece prin canale de aer speciale în partea de ieșire a pereților camerei de ardere și servește la egalizarea zonei de temperatură a fluidului de lucru în fața turbinei.
Motorul Junkers Jumo-004 este primul motor turbojet de mari dimensiuni din lume.
Amestecul gaz-aer se extinde și o parte din energia sa este transformată în turbină prin paletele de lucru în energia mecanică de rotație a arborelui principal. Această energie este consumată în principal în compresor și este de asemenea folosit pentru a conduce unitățile de motor (pompe de rapel de combustibil, pompe de ulei, și așa mai departe. N.) și unitatea generatoare electrice, furnizarea de energie diferite sisteme de la bord.
Partea principală a energiei amestecului expandat de gaz-aer este de a accelera fluxul de gaz din duza, care curge din ea, creând o forță reactivă.
Arzătorul postcomunitar al TRDF GE J79. Vedere din partea laterală a duzelor. În final, există un stabilizator de combustie cu injectori de combustibil instalat pe acesta.
Cu cât este mai mare temperatura de combustie, cu atât este mai mare eficiența motorului. Pentru a preveni distrugerea pieselor motorului, sunt utilizate aliaje de temperatură ridicată echipate cu sisteme de răcire și acoperiri cu barieră termică.
Motorul turbojet cu ardere exterioară (TRDF)
Turbojet motor cu afterburner - modificarea motorului turbojet, utilizat în principal pe aeronave supersonice. Acesta diferă de motorul turbojet prin prezența unei camere de post-ardere între turbină și duza jetului. În această încăpere, combustibil suplimentar este furnizat prin duze speciale, care sunt arse. Procesul de combustie este organizat și stabilizat cu ajutorul unui dispozitiv frontal care asigură amestecarea combustibilului vaporizat și a fluxului principal. Creșterea temperaturii asociată introducerii căldurii în arzător crește puterea disponibilă a produselor de combustie și, în consecință, viteza de evacuare din duza jetului. În consecință, forța reactivă (până la 50%) crește, dar consumul de combustibil crește brusc. Motoarele de incendiu sunt, în general, utilizate în aviația comercială datorită eficienței lor scăzute.
Motorul turbojet cu două circuite (TRDD)
Se poate spune că începând cu anii 1960 și până în prezent, în construcția de motoare de avioane cu aeronave - era TRDD. de tip exhaustor sunt cele mai frecvente clasa CSD utilizate pentru aeronavele, de interceptoare de mare viteză TRDDFsm, cu un raport de by-pass scăzut, la imens turboreactor de aeronave de transport militar și comercial cu un raport de by-pass de mare.
Schema unui motor turbojet cu două căi:
1. compresor de joasă presiune;
2. Contur intern;
3. fluxul de ieșire al circuitului intern;
4. Ieșirea circuitului extern.
Baza motorului turboreactor pe principiul îmbinare TRD masă suplimentară de aer care trece prin circuitul exterior al motorului, permițând să se obțină motoare cu o eficiență mai mare a zborului, comparativ cu turbojet convențională.
Trecând prin dispozitivul de admisie, aerul intră în compresorul de joasă presiune, numit ventilator. După ventilator, aerul este împărțit în 2 fluxuri. O parte din aer intră în circuitul exterior și, ocolind camera de combustie, formează un curent de jet în duză. O altă parte a aerului trece prin circuitul intern, care este complet identic cu motorul turbojet, care a fost menționat mai sus, cu diferența că ultimele etape ale turbinei în turbojet sunt unitatea ventilatorului.
Unul dintre cei mai importanți parametri ai jetului de turbomotor este gradul de două circuite (m), adică raportul dintre debitul de aer prin circuitul exterior și debitul de aer prin circuitul intern. (m = G2 / G1, unde G1 și G2 sunt debitul de aer prin circuitele interne și externe, respectiv.)
Cu un grad de două buclă mai mic de 4 (m<4) потоки контуров на выходе, как правило, смешиваются и выбрасываются через общее сопло, если m>4 - fluxurile sunt evacuate separat, deoarece amestecarea este dificilă datorită diferenței considerabile de presiuni și viteze.
TRDD are principiul creșterii eficienței zborului motorului, prin reducerea diferenței dintre rata de curgere a fluidului de lucru de la duza și viteza de zbor. Reducerea presiunii, care va determina o scădere a acestei diferențe între viteze, este compensată prin creșterea debitului de aer prin motor. Consecința creșterii debitului de aer prin motor este o creștere a suprafeței din partea frontală a dispozitivului de intrare a motorului, ceea ce conduce la o creștere a diametrului intrării în motor, ceea ce duce la o creștere a greutății și a masei acestuia. Cu alte cuvinte, cu cât este mai mare gradul de dublu circuit - cu diametrul mai mare motorul va fi, toate celelalte lucruri fiind egale.
Toate TRDD pot fi împărțite în 2 grupe:
În TRDD cu amestecarea fluxurilor (TRDDsm), fluxurile de aer din circuitele externe și interne cad într-o singură cameră de amestecare. În camera de amestecare, aceste fluxuri se amestecă și se lasă motorul printr-o singură duza cu o temperatură uniformă. TRDDsm mai eficient, dar prezența unei camere de amestecare duce la o creștere a dimensiunilor și a masei motorului
TRDD ca TRD poate fi echipat cu duze reglabile și arzătoare post-arzătoare. Ca regulă, este TRDDsm cu grade mici de dublu circuit pentru aeronave militare supersonice.
Militar TRDDF EJ200 (m = 0,4)
Motor cu două turbine cu turbocompresor (TRDDF)
Motorul turbojet cu motor cu două arbori cu arzător - modificarea TRDD. Se caracterizează prin prezența unui arzător. S-a găsit aplicație largă.
Produsele de ardere care ies din turbina este amestecat cu aerul alimentat de la un circuit extern, și apoi alimentat la fluxul total de căldură în camera de postcombustie, care funcționează pe același principiu ca și în Turbojet. Produsele de combustie din acest motor expiră dintr-o duză comună de jet. Un astfel de motor este numit motor cu două circuite, cu o combustie postcombustică obișnuită.
TRDDF cu vector de tracțiune deviat (OVT).
Controlul vectorului de tracțiune (UHT) / abaterea vectorului de tracțiune (OVT)
Duzele rotative speciale, pe unele turbocompresoare (F), permit să deflectă curgerea fluidului de lucru care curge de la duza în raport cu axa motorului. CTE conduce la pierderi suplimentare de împingere a motorului datorită lucrărilor suplimentare de transformare a fluxului și complicării gestionării aeronavei. Dar aceste deficiențe sunt complet compensate de o creștere semnificativă a manevrabilității și de reducerea rutei de decolare a aeronavei în timpul derularii decolării și aterizării, inclusiv până la decolarea verticală și aterizarea inclusiv. OVT este folosit exclusiv în aviația militară.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: