Jak funguje proudový motor letadla. Jak funguje proudový motor? Kolik práce odvedl proudový motor?

Poprvé letadlo s proudovým motorem ( TRD) vzlétl do vzduchu v roce 1939. Od té doby se konstrukce leteckých motorů zlepšila, došlo různé druhy, ale princip fungování je u všech přibližně stejný. Abyste pochopili, proč se letadlo s tak velkou hmotností může tak snadno dostat do vzduchu, musíte pochopit, jak funguje letecký motor. Proudový motor pohání letadlo pomocí proudového pohonu. Tah paprsku je zase síla zpětného rázu proudu plynu, který vyletí z trysky. To znamená, že se ukázalo, že proudová instalace tlačí letadlo a všechny lidi v kabině pomocí plynového proudu. Proud trysky, vylétající z trysky, je odpuzován ze vzduchu a tím uvádí letadlo do pohybu.

Zařízení turboventilátorového motoru

Design

Zařízení leteckého motoru je poměrně složité. Pracovní teplota v takových instalacích dosahuje 1000 a více stupňů. V souladu s tím jsou všechny části, které tvoří motor, vyrobeny z materiálů, které jsou odolné vůči vysokým teplotám a ohni. Vzhledem ke složitosti zařízení existuje celá vědní oblast o proudových motorech.

TRD se skládá z několika hlavních prvků:

• fanoušek;
• kompresor;
• spalovací komora;
• turbína;
• tryska.

Před turbínou je instalován ventilátor. S jeho pomocí je do jednotky nasáván vzduch zvenčí. V takových instalacích se používají ventilátory s velkým počtem lopatek určitého tvaru. Velikost a tvar lopatek zajišťuje nejefektivnější a nejrychlejší přívod vzduchu do turbíny. Jsou vyrobeny z titanu. Kromě hlavní funkce (nasávání vzduchu) řeší ventilátor ještě jeden důležitý úkol: slouží k čerpání vzduchu mezi prvky proudového motoru a jeho pláštěm. Díky tomuto čerpání je systém chlazen a je zabráněno zničení spalovací komory.

Kompresor je umístěn vedle ventilátoru vysoký výkon. S jeho pomocí vstupuje vzduch do spalovací komory pod vysokým tlakem. V komoře se vzduch mísí s palivem. Výsledná směs se zapálí. Po zapálení se směs a všechny sousední prvky instalace zahřejí. Spalovací komora je nejčastěji keramická. To je způsobeno skutečností, že teplota uvnitř komory dosahuje 2000 stupňů nebo více. A keramika se vyznačuje odolností vůči vysokým teplotám. Po zapálení se směs dostává do turbíny.

Pohled na motor letadla zvenčí

Turbína je zařízení skládající se z velký počet lopatky. Proud směsi vyvíjí tlak na lopatky, čímž uvádí turbínu do pohybu. Turbína v důsledku tohoto otáčení způsobuje otáčení hřídele, na které je ventilátor namontován. Ukazuje se uzavřený systém, který pro provoz motoru vyžaduje pouze přívod vzduchu a přítomnost paliva.

Dále směs vstupuje do trysky. Toto je poslední fáze 1. cyklu motoru. Zde se tvoří jet stream. Takto funguje letecký motor. Ventilátor fouká studený vzduch do trysky, čímž se zabrání její destrukci příliš horkou směsí. Proud studeného vzduchu zabraňuje roztavení objímky trysky.

Do leteckých motorů lze instalovat různé trysky. Nejdokonalejší jsou považovány za mobilní. Pohyblivá tryska se může roztahovat a smršťovat, stejně jako nastavit úhel nastavením správný směr tryskový proud. Letadla s takovými motory se vyznačují vynikající manévrovatelností.

Typy motorů

Letecké motory jsou různých typů:

• klasický;
• turbovrtulový;
• turboventilátor;
• přímo skrz.

Klasický instalace fungují podle výše popsaného principu. Takové motory jsou instalovány v letadlech různé modifikace. Turbovrtulový fungovat poněkud jinak. V nich nemá plynová turbína žádné mechanické spojení s převodovkou. Tyto instalace pohánějí letoun pomocí proudového tahu pouze částečně. Většina energie horké směsi tento druh instalace využívá k pohonu vrtule přes převodovku. V takové instalaci jsou místo jedné 2 turbíny. Jeden z nich pohání kompresor a druhý - šroub. Na rozdíl od klasických proudových motorů jsou šroubové instalace ekonomičtější. Ty ale neumožňují vývoj letadel vysoké rychlosti. Jsou instalovány na nízkorychlostních letadlech. TRD umožňují mnoho rozvoje velká rychlost Během letu.

Turboventilátory motory jsou kombinované jednotky, které kombinují prvky proudových a turbovrtulových motorů. Jsou jiné než klasické velká velikost lopatky ventilátoru. Ventilátor i vrtule pracují při podzvukových otáčkách. Rychlost pohybu vzduchu je snížena díky přítomnosti speciální kapotáže, ve které je ventilátor umístěn. Takové motory spotřebují palivo ekonomičtěji než klasické. Navíc je jich víc vysoká účinnost. Nejčastěji se instalují na vložky a velkokapacitní letadla.

Velikost leteckého motoru vzhledem k lidské výšce

Přímý tok instalace vzduchových trysek nezahrnují použití pohyblivých prvků. Vzduch je nasáván přirozeně díky kapotáži namontované na vstupu. Po nasátí vzduchu funguje motor podobně jako ten klasický.

Některá letadla létají na turbovrtulových motorech, které jsou mnohem jednodušší než proudové motory. Mnoho lidí má proto otázku: proč používat složitější instalace, když se můžete omezit na šroubovací? Odpověď je jednoduchá: proudové motory jsou výkonově lepší než šroubové motory. Jsou desetkrát silnější. V souladu s tím vytváří proudový motor mnohem větší tah. To umožňuje zvednout velká letadla do vzduchu a letět vysokou rychlostí.

V kontaktu s

Tryskový motor

Tryskový motor

motor, jehož tah vzniká reakcí (zpětným rázem) paprsku pracovní tekutiny z něj vytékající. Pracovní tekutinou se ve vztahu k motorům rozumí látka (plyn, kapalina, pevné těleso), pomocí které se teplo uvolněné při spalování paliva přeměňuje na užitečné mechanická práce. Základem proudového motoru je místo, kde se spaluje (zdroj primární energie) a vytváří - horké plyny (produkty spalování paliva).

Podle způsobu generování pracovního tělesa proudové motory dále se dělí na vzduchové (WRD) a raketové motory (RD). V proudových motorech se spaluje palivo proud vzduchu(oxidovaný vzdušným kyslíkem), přeměňující se v tepelnou energii horkých plynů, která se zase mění v kinetickou energii tryskového proudu. Podle způsobu přívodu vzduchu do spalovací komory se rozlišují motory turbokompresorové, náporové a pulzní proudové.

U motoru s turbodmychadlem je vzduch vháněn do spalovací komory kompresorem. Tyto motory jsou hlavním typem letecký motor. Dělí se na turbovrtulové, proudové a pulzní proudové motory.

Turbovrtulový motor (TVD) - turbokompresor, ve kterém je tah vytvářen hlavně vrtulí poháněnou do rotace plynová turbína a částečně přímou reakcí proudu plynů proudících z trysky.

1 - vzduch; 2 - kompresor; 3 - plyn; 4 - tryska; 5 - horké plyny; 6 - spalovací komora; 7 - kapalné palivo; 8 - trysky

Proudový motor (TRD) je přeplňovaný motor, u kterého tah vzniká přímou reakcí proudu stlačených plynů proudících z trysky. Pulzující tryskový motor- proudový motor, ve kterém je vzduch periodicky vstupující do spalovací komory stlačován působením rychlostního tlaku. Má malou trakci používá se hlavně na podzvukových letounech. Náporový motor (náporový motor) je proudový motor, ve kterém je vzduch nepřetržitě vstupující do spalovací komory stlačován působením rychlostního tlaku. Má velký tah při nadzvukových rychlostech letu; neexistuje žádný statický tah, takže pro nápor je nutný nucený start.

Encyklopedie "Technologie". - M.: Rosmane. 2006 .

Tryskový motor

motor přímé reakce, - kódové označení velká třída motory pro letadla pro různé účely. Na rozdíl od elektrárna S pístový motor s vnitřním spalováním a vrtule, kde tažná síla vzniká jako výsledek interakce vrtule s vnější prostředí, R. D. vytváří hnací sílu, nazývanou reaktivní síla nebo tah, v důsledku toho, že z ní vytéká proud pracovní tekutiny, která má kinetickou energii. Tato síla směřuje opačně k výtoku pracovní tekutiny. Primárním hybatelem je v tomto případě samotná vrtule. Primární energie potřebná pro provoz pohonné látky je zpravidla obsažena v samotné pracovní tekutině (chemická energie spáleného paliva, potenciální energie stlačeného plynu ).
R. d. se dělí na dvě hlavní skupiny. První skupinu tvoří raketové motory – motory, které vytvářejí trakci pouze díky pracovní kapalině uložené na palubě letadlo. Patří sem raketové motory na kapalinu, raketové motory na tuhá paliva, elektrické raketové motory atd. Používají se v raketách pro různé účely, včetně výkonných boosterů, které slouží k výstupu kosmické lodě na oběžnou dráhu.
Do druhé skupiny patří proudové motory, ve kterých je hlavní složkou pracovní tekutiny vzduch nasávaný do motoru životní prostředí. V raketových motorech - proudové motory, náporové motory, pulzní proudové motory - je veškerý pohon generován přímou reakcí. podle pracovního postupu a Designové vlastnosti některá letadla sousedí se vzduchovými raketovými motory motory s plynovou turbínou nepřímá reakce - turbovrtulové motory a jejich varianty (turbovrtulové motory a turbohřídelové motory), u kterých je podíl tažné úsilí vzhledem k přímé reakci je zanedbatelný nebo prakticky chybí. Proudový dvouokruhové motory s různými hodnotami obtokového poměru zaujímají v tomto smyslu mezipolohu mezi proudovými motory a turbovrtulových motorů. Vzduchové raketové motory se používají především v letectví jako součást elektrárny vojenských a civilní účel. Použitím okolního vzduchu jako oxidačního činidla poskytují raketové motory výrazně vyšší palivovou účinnost než raketové motory, protože na palubě letadla je potřeba pouze palivo. Možnost provádění pracovního procesu s využitím okolního vzduchu zároveň omezuje rozsah použití vzduchových raketových motorů do atmosféry.
Hlavní výhodou raketového motoru oproti vzduchovému raketovému motoru je jeho schopnost pracovat při jakékoli rychlosti a výšce letu (tah raketového motoru nezávisí na rychlosti letu a s výškou roste). V některých případech se používají kombinované motory, které kombinují vlastnosti raketových a vzduchových raketových motorů. V kombinované motory pro zlepšení účinnosti se vzduch používá v počáteční fázi zrychlení s přechodem do raketového režimu ve velkých výškách letu.

Letectví: Encyklopedie. - M.: Velká ruská encyklopedie. Hlavní editor G.P. Sviščev. 1994 .

Podívejte se, co je „proudový motor“ v jiných slovnících:

JET ENGINE, motor, který zajišťuje pohon rychlým vypouštěním proudu kapaliny nebo plynu ve směru opačném ke směru pohybu. Chcete-li vytvořit vysokorychlostní proud plynů, palivo v proudovém motoru ... ... Vědeckotechnický encyklopedický slovník

Motor, který vytváří tažnou sílu potřebnou pro pohyb přeměnou počáteční energie na kinetickou energii tryskového proudu pracovní tekutiny; v důsledku exspirace pracovní kapaliny z trysky motoru, ... ... Velký sovětská encyklopedie

- (motor s přímou reakcí) motor, jehož tah vzniká reakcí (zpětným rázem) pracovní tekutiny z něj proudící. Dělí se na vzduchové tryskové a raketové motory... Velký encyklopedický slovník

Motor, který přeměňuje jakýkoli typ primární energie na kinetickou energii pracovní tekutiny (tryskového proudu), která vytváří proudový tah. U proudového motoru je spojen samotný motor a pohonná jednotka. Hlavní část každého ... ... Námořního slovníku

PROUDOVÝ motor, motor, jehož tah vzniká přímou reakcí (zpětným rázem) pracovní tekutiny z něj vytékající (například zplodiny hoření chemického paliva). Jsou rozděleny na raketové motory (pokud jsou umístěny zásoby pracovní kapaliny ... ... Moderní encyklopedie

Tryskový motor- PROUDOVÝ MOTOR, motor, jehož tah vzniká přímou reakcí (zpětným rázem) pracovní tekutiny z něj vytékající (například zplodiny hoření chemického paliva). Jsou rozděleny na raketové motory (pokud jsou umístěny zásoby pracovní kapaliny ... ... Ilustrovaný encyklopedický slovník

TRYSKOVÝ MOTOR- motor přímé reakce, jehož reaktivní (viz) vzniká zpětným paprskem z něj vytékajícího paprsku pracovní tekutiny. Existují vzduchové trysky a rakety (viz) ... Velká polytechnická encyklopedie

tryskový motor- — Témata ropný a plynárenský průmysl EN proudový motor … Technická příručka překladatele

Testy raketových motorů raketoplánu ... Wikipedia

- (motor s přímou reakcí), motor, jehož tah vzniká reakcí (zpětným rázem) pracovní tekutiny z něj vytékající. Dělí se na vzduchové proudové a raketové motory. * * * JET ENGINE JET ENGINE (přímý motor… … encyklopedický slovník

knihy

• Model letadla s pulzujícím vzduchovým proudovým motorem, V. A. Borodin, Kniha pokrývá návrh, provoz a základní teorii pulzujícího WFD. Kniha je ilustrována schématy modelů proudových letadel. Reprodukováno v originále… Kategorie: Zemědělské stroje Vydavatel: YoYo Media, výrobce:

Rotující vrtule táhne letadlo dopředu. Ale ten proudový motor vysoká rychlost vypouští horké výfukové plyny dozadu a tím vytváří reaktivní tahovou sílu směřující dopředu.

Typy proudových motorů

Existují čtyři typy proudových nebo plynových turbínových motorů:

Proudový;

Turboventilátory- jaké se používají na osobních linkových lodích Boeing-747;

Turbovrtulový kde používají vrtulí poháněné turbínami;

A Turbohřídel který nasadil vrtulníky.

turboventilátorový motor sestává ze tří hlavních částí: kompresoru, spalovací komory a turbíny, která dodává energii. Nejprve do motoru vstupuje vzduch a je stlačován ventilátorem. Poté se ve spalovací komoře stlačený vzduch mísí s palivem a hoří, přičemž vzniká plyn vysoká teplota A vysoký tlak. Tento plyn prochází turbínou, přiměje ji otáčet se obrovskou rychlostí a je vržen zpět, čímž vzniká dopředná tahová síla.

Obrázek je klikatelný

Jednou v turbínový motor Vzduch prochází několika fázemi komprese. Tlak a objem plynu se zvláště silně zvyšují po průchodu spalovací komorou. Tah generovaný výfukovými plyny umožňuje proudovým letadlům cestovat ve výškách a rychlostech daleko přesahujících ty, které jsou k dispozici rotorovým letadlům s pístovým motorem.

U proudového motoru je vzduch nasáván zepředu, stlačován a spalován spolu s palivem. vznikající při spalování výpary z provozu generovat reaktivní tah.

Turbovrtule spojují proudový tah výfukové plyny s dopředným tahem generovaným rotací vrtule.

Proudový motor je zařízení, které vytváří tažnou sílu potřebnou k pohybu přeměnou vnitřní energie paliva na kinetickou energii tryskového proudu pracovní tekutiny.

Třídy proudových motorů:

Všechny proudové motory jsou rozděleny do 2 tříd:

• Vzduchová tryska - tepelné motory, využívající energii oxidace vzduchu získaného z atmosféry. V těchto motorech pracovní orgán představovaná směsí zplodin hoření s dalšími prvky zvoleného vzduchu.
• Raketa – motory, které obsahují vše na palubě potřebné komponenty a jsou schopny pracovat i ve vakuu.

Náporový motor je z hlediska konstrukce nejjednodušší ve třídě VJE. Zvýšení tlaku potřebné pro provoz zařízení je tvořeno brzděním přicházejícího proudu vzduchu.

Pracovní postup ramjetu lze stručně popsat takto:

• Vzduch vstupuje rychlostí letu do vstupu motoru, jeho kinetická energie se přeměňuje na vnitřní energii, tlak vzduchu a teplota se zvyšují. Na vstupu do spalovací komory a po celé délce dráhy proudění je dodržen maximální tlak.

• Topení stlačený vzduch ve spalovací komoře dochází oxidací přiváděného vzduchu, přičemž se zvyšuje vnitřní energie pracovní tekutiny.
• Dále se proudění v trysce zužuje, pracovní tekutina dosahuje zvukové rychlosti a opět při expanzi dosahuje nadzvukové rychlosti. Vzhledem k tomu, že se pracovní tekutina pohybuje rychlostí překračující rychlost přicházejícího proudu, vzniká uvnitř tryskový tah.

V konstruktivně ramjet je omezující jednoduché zařízení. Motor má spalovací komoru, ze které pochází palivo vstřikovače paliva a vzduch z difuzoru. Spalovací komora je zakončena vstupem do trysky, která se zužuje-rozšiřuje.

Vývoj technologie směsných pevných paliv vedl k použití tohoto paliva v náporových motorech. Ve spalovací komoře je palivový blok s centrálním podélným kanálem. Pracovní tekutina při průchodu kanálem postupně oxiduje povrch paliva a zahřívá se. Použití pevného paliva dále zjednodušuje konstrukci motoru: palivový systém se stává zbytečným.

Směsné palivo se svým složením v náporovém motoru liší od toho, které se používá v raketovém motoru na tuhá paliva. Pokud v raketový motor Protože většinu složení paliva zabírá okysličovadlo, v náporovém trysce se používá v malých množstvích k aktivaci spalovacího procesu.

Náporová směs paliva sestává hlavně z jemného prášku berylia, hořčíku nebo hliníku. Jejich oxidační teplo výrazně převyšuje spalné teplo uhlovodíkového paliva. Jako příklad náporového letadla na tuhá paliva lze uvést hnací motor protilodní střely s plochou dráhou letu P-270 Moskit.

Náporový tah závisí na rychlosti letu a je určen na základě vlivu několika faktorů:

• Čím vyšší je rychlost letu, tím větší bude proudění vzduchu procházející dráhou motoru, resp. velké množství kyslík bude pronikat do spalovací komory, což zvyšuje spotřebu paliva, tepla a mechanická síla motor.
• Čím větší je průtok vzduchu dráhou motoru, tím vyšší je tah generovaný motorem. Existuje však určitá hranice, proudění vzduchu dráhou motoru se nemůže zvyšovat donekonečna.
• S rostoucí rychlostí letu se zvyšuje hladina tlaku ve spalovací komoře. V důsledku toho se zvyšuje tepelná účinnost motoru.
• Jak větší rozdíl mezi rychlostí letu zařízení a rychlostí průchodu proudového proudu, tím větší je tah motoru.

Závislost tahu náporového motoru na rychlosti letu lze znázornit takto: dokud nebude rychlost letu mnohem nižší než rychlost průletu proudnice, tah se bude zvyšovat spolu s růstem rychlosti letu. Když se rychlost letu blíží rychlosti proudového proudu, tah začne klesat, když překročí určité maximum, při kterém optimální rychlost let.

V závislosti na rychlosti letu se rozlišují následující kategorie náporových motorů:

• podzvukový;
• nadzvukový;
• nadzvukový.

Každá skupina má své charakteristické rysy návrhy.

Podzvukový nápor

Tato skupina motorů je určena k poskytování letů rychlostí od 0,5 do 1,0 Mach. Stlačování vzduchu a brzdění u takových motorů probíhá v difuzoru - rozšiřujícím se kanálu zařízení na vstupu průtoku.

Tyto motory jsou extrémně nízká účinnost. Při letu rychlostí M = 0,5 je v nich hladina nárůstu tlaku 1,186, proto je pro ně ideální tepelná účinnost pouze 4,76 % a vezmeme-li v úvahu i ztráty v skutečný motor, tato hodnota se bude blížit nule. To znamená, že při letu rychlostí M<0,5 дозвуковой ПВРД неработоспособен.

Ale i při mezní rychlosti pro podzvukový rozsah při M=1 je úroveň nárůstu tlaku 1,89 a ideální tepelný koeficient je pouze 16,7 %. Tyto ukazatele jsou 1,5krát menší než u pístových spalovacích motorů a 2krát menší než u motorů s plynovou turbínou. Plynové turbíny a pístové motory jsou také účinné při provozu ve stacionární poloze. Proto se náporové podzvukové motory ve srovnání s jinými leteckými motory ukázaly jako nekonkurenceschopné a v současné době nejsou sériově vyráběny.

Nadzvukové náporové trysky

Nadzvukové náporové motory jsou určeny pro lety v rozsahu rychlostí 1< M < 5.

Zpomalení proudění nadzvukového plynu je vždy nespojité a vzniká rázová vlna, která se nazývá rázová vlna. Ve vzdálenosti rázové vlny není proces stlačování plynu izoentropický. V důsledku toho jsou pozorovány ztráty mechanické energie, úroveň nárůstu tlaku v ní je menší než u isentropického procesu. Čím silnější je rázová vlna, tím více se bude měnit rychlost proudění vpředu, respektive, tím větší bude tlaková ztráta, někdy dosahující 50 %.

Aby se minimalizovaly tlakové ztráty, komprese není organizována v jedné, ale ve více rázových vlnách s nižší intenzitou. Po každém z těchto skoků dochází ke snížení rychlosti proudění, které zůstává nadzvukové. Toho je dosaženo, pokud je čelo rázu v úhlu ke směru rychlosti proudění. Parametry průtoku v intervalech mezi skoky zůstávají konstantní.

V posledním skoku rychlost dosáhne podzvukového ukazatele, v kanálu difuzoru plynule probíhají další procesy zpomalování a stlačování vzduchu.

Pokud je vstup motoru umístěn v oblasti nerušeného proudění (například před letounem na přídi nebo v dostatečné vzdálenosti od trupu na konzole křídla), je asymetrický a je doplněn středovým tělo - ostrý dlouhý "kužel" vystupující ze skořápky. Centrální těleso je navrženo tak, aby vytvářelo šikmé rázové vlny v přicházejícím proudu vzduchu, které zajišťují kompresi a zpomalení vzduchu, dokud nevstoupí do speciálního kanálu vstupního zařízení. Prezentovaná vstupní zařízení se nazývají kuželová průtoková zařízení, vzduch v nich cirkuluje a tvoří kuželovitý tvar.

Středové kónické těleso může být vybaveno mechanickým pohonem, který umožňuje jeho pohyb podél osy motoru a optimalizaci zpomalení proudu vzduchu při různých rychlostech letu. Tato vstupní zařízení se nazývají nastavitelná.

Při upevnění motoru pod křídlo nebo zespodu trupu, tedy v oblasti aerodynamického vlivu konstrukčních prvků letadla, se používají dvourozměrná vstupní zařízení pro proudění. Nejsou vybaveny středovým tělesem a mají obdélníkový průřez. Nazývají se také smíšená nebo vnitřní kompresní zařízení, protože vnější komprese zde probíhá pouze rázovými vlnami vytvořenými na náběžné hraně křídla nebo přídi letadla. Pravoúhlá vstupní nastavitelná zařízení jsou schopna měnit polohu klínů uvnitř kanálu.

V oblasti nadzvukových rychlostí je nápor účinnější než v oblasti podzvukových. Například při rychlosti letu M=3 je stupeň nárůstu tlaku 36,7, což je blízko u proudových motorů a vypočtená ideální účinnost dosahuje 64,3 %. V praxi jsou tyto ukazatele nižší, ale při rychlostech v rozmezí M = 3-5 SPVJE svou účinností předčí všechny stávající typy SPVJ.

Při teplotě nerušeného proudění vzduchu 273°K a rychlosti letadla M=5 je teplota pracovního retardovaného tělesa 1638°K, při rychlosti M=6 - 2238°K a při reálném letu s přihlédnutím k s ohledem na rázové vlny a působení třecí síly se ještě zvýší.

Další ohřev pracovní kapaliny je problematický kvůli tepelné nestabilitě konstrukčních materiálů tvořících motor. Proto je rychlostní limit pro SPVRD M=5.

Hypersonický náporový motor

Kategorie hypersonických náporových trysek zahrnuje náporové trysky, které pracují při rychlostech více než 5M. Na počátku 21. století byla existence takového motoru pouze hypotetická: nebyl sestaven jediný vzorek, který by prošel letovými zkouškami a potvrdil proveditelnost a relevanci jeho sériové výroby.

Na vstupu do scramjet zařízení je zpomalení vzduchu provedeno jen částečně a ve zbytku zdvihu je pohyb pracovní tekutiny nadzvukový. Přitom je zachována většina počáteční kinetické energie proudění, po stlačení je teplota poměrně nízká, což umožňuje uvolnit značné množství tepla pracovní kapalině. Za vstupním zařízením se průtoková část motoru rozšiřuje po celé své délce. V důsledku spalování paliva v nadzvukovém proudění se pracovní tekutina zahřívá, rozpíná a zrychluje.

Tento typ motoru je určen pro lety ve vzácné stratosféře. Teoreticky lze takový motor použít na opakovaně použitelných nosičích kosmických lodí.

Jedním z hlavních problémů při konstrukci scramjetových motorů je organizace spalování paliva v nadzvukovém proudění.

V různých zemích bylo spuštěno několik programů na vytvoření scramjet, všechny jsou ve fázi teoretického výzkumu a předprojektových laboratorních studií.

Kde se používají ramjety

Náporový letoun nepracuje při nulové rychlosti a nízkých rychlostech vzduchu. Letadlo s takovým motorem vyžaduje instalaci pomocných pohonů, což může být raketový posilovač na tuhá paliva nebo nosné letadlo, ze kterého se startuje letadlo s náporem.

Vzhledem k neefektivnosti náporového letounu při nízkých rychlostech je prakticky nevhodné jej používat na pilotovaných letounech. Takové motory se s výhodou používají pro bezpilotní, řízené, jednorázové bojové střely kvůli jejich spolehlivosti, jednoduchosti a nízké ceně. Náporové motory se také používají u létajících cílů. Konkurencí z hlediska vlastností náporového motoru je pouze raketový motor.

Jaderný nápor

Během studené války mezi SSSR a USA vznikly projekty náporových motorů s jaderným reaktorem.

V takových blocích nebyla zdrojem energie chemická reakce spalování paliva, ale teplo generované jaderným reaktorem instalovaným místo spalovací komory. U takového náporového proudu vzduch vstupující vstupním zařízením proniká do aktivní oblasti reaktoru, ochlazuje konstrukci a sám se zahřívá až na 3000 K. Poté proudí z trysky motoru rychlostí blízkou rychlosti dokonalých raketových motorů. . Jaderné náporové motory byly určeny pro instalaci do mezikontinentálních řízených střel nesoucích jadernou nálož. Konstruktéři v obou zemích vytvořili malé jaderné reaktory, které zapadají do rozměrů řízené střely.

V roce 1964 byly v rámci výzkumných programů jaderných náporů Tory a Pluta provedeny stacionární střelecké testy jaderného náporového letadla Tory-IIC. Zkušební program byl uzavřen v červenci 1964 a motor nebyl letově testován. Údajným důvodem zkrácení programu mohlo být zlepšení konfigurace balistických střel s raketovými chemickými motory, které umožnilo provádět bojové mise bez zapojení jaderných náporových motorů.

Tryskový pohyb je proces, při kterém se jedna jeho část určitou rychlostí odděluje od určitého tělesa. Síla, která v tomto případě vzniká, pracuje sama o sobě, bez sebemenšího kontaktu s vnějšími tělesy. Proudový pohon byl podnětem ke vzniku proudového motoru. Princip jeho fungování je založen právě na této síle. Jak takový motor funguje? Zkusme na to přijít.

Historická fakta

Myšlenku využití proudového tahu, který by umožnil překonat gravitační sílu Země, předložil v roce 1903 fenomén ruské vědy - Ciolkovskij. Na toto téma publikoval celou studii, která však nebyla brána vážně. Konstantin Eduardovič, který přežil změnu politického systému, strávil roky práce, aby všem dokázal, že má pravdu.

Dnes se hodně mluví o tom, že revolucionář Kibalchich byl v této věci první. Ale vůle tohoto muže v době zveřejnění děl Tsiolkovského byla pohřbena spolu s Kibalchichem. Navíc nešlo o plnohodnotné dílo, ale pouze o náčrtky a náčrty – revolucionář ve svých dílech nemohl přinést spolehlivý základ pro teoretické výpočty.

Jak funguje reaktivní síla?

Abyste pochopili, jak funguje proudový motor, musíte pochopit, jak tato síla funguje.

Představte si tedy výstřel z jakékoli střelné zbraně. Toto je jasný příklad působení reaktivní síly. Proud horkého plynu, který vznikl při hoření náplně v náboji, tlačí zbraň zpět. Čím silnější je náboj, tím silnější bude návrat.

A nyní si představte proces vznícení hořlavé směsi: probíhá postupně a nepřetržitě. Přesně tak vypadá princip fungování náporového motoru. Podobně funguje i raketa s proudovým motorem na tuhá paliva – jde o nejjednodušší variantu. Znají to i začínající raketoví modeláři.

Jako palivo pro proudové motory byl poprvé použit černý prach. Proudové motory, jejichž princip byl již pokročilejší, vyžadovaly palivo na bázi nitrocelulózy, která byla rozpuštěna v nitroglycerinu. Ve velkých jednotkách, které vypouštějí rakety vynášející na oběžnou dráhu raketoplány, dnes jako oxidační činidlo používají speciální směs polymerního paliva s chloristanem amonným.

Princip fungování RD

Nyní stojí za to pochopit princip fungování proudového motoru. K tomu můžete zvážit klasiku - kapalinové motory, které se od dob Ciolkovského příliš nezměnily. Tyto jednotky používají palivo a okysličovadlo.

Jako poslední se používá kapalný kyslík nebo kyselina dusičná. Jako palivo se používá petrolej. Moderní kapalné motory kryogenního typu spotřebovávají kapalný vodík. Při oxidaci kyslíkem zvyšuje specifický impuls (až o 30 procent). V hlavě Ciolkovského se zrodila i myšlenka, že by se dal využít vodík. Kvůli extrémní výbušnosti však bylo v té době nutné hledat jiné palivo.

Princip fungování je následující. Komponenty vstupují do spalovací komory ze dvou samostatných nádrží. Po smíchání se změní na hmotu, která při spalování uvolňuje obrovské množství tepla a desetitisíce atmosfér tlaku. Oxidační činidlo se přivádí do spalovací komory. Palivová směs při průchodu mezi dvojitými stěnami komory a tryskou tyto prvky ochlazuje. Dále palivo ohřáté stěnami vstoupí do zóny vznícení velkým počtem trysek. Proud, který je tvořen tryskou, vyráží. Díky tomu je zajištěn tlačný moment.

Stručně řečeno, princip činnosti proudového motoru lze přirovnat k hořáku. To druhé je však mnohem jednodušší. Ve schématu jeho provozu nejsou žádné různé pomocné motorové systémy. A to jsou kompresory potřebné k vytvoření vstřikovacího tlaku, turbíny, ventily a další prvky, bez kterých je proudový motor prostě nemožný.

Navzdory skutečnosti, že kapalné motory spotřebují hodně paliva (spotřeba paliva je přibližně 1000 gramů na 200 kilogramů nákladu), stále se používají jako pochodové jednotky pro nosné rakety a posunovací jednotky pro orbitální stanice a další kosmické lodě.

přístroj

Typický proudový motor je uspořádán následovně. Jeho hlavní uzly jsou:

Kompresor;

spalovací komora;

Turbíny;

Výfukový systém.

Zvažme tyto prvky podrobněji. Kompresor se skládá z několika turbín. Jejich úkolem je nasávat a stlačovat vzduch, když prochází lopatkami. Proces komprese zvyšuje teplotu a tlak vzduchu. Část tohoto stlačeného vzduchu se přivádí do spalovací komory. V něm se vzduch mísí s palivem a dochází ke vznícení. Tento proces dále zvyšuje tepelnou energii.

Směs opouští spalovací komoru vysokou rychlostí a poté expanduje. Poté následuje další turbína, jejíž lopatky se otáčejí působením plynů. Tato turbína napojená na kompresor umístěný před agregátem jej uvádí do pohybu. Vzduch ohřátý na vysoké teploty vystupuje výfukovým systémem. Teplota, již dostatečně vysoká, stále stoupá v důsledku škrtícího efektu. Poté vzduch úplně vystoupí.

letecký motor

Tyto motory používají i letadla. Takže například proudové jednotky jsou instalovány v obrovských osobních vložkách. Od obvyklých se liší přítomností dvou nádrží. Jeden obsahuje palivo a druhý okysličovadlo. Zatímco proudový motor přenáší pouze palivo, vzduch vháněný z atmosféry se používá jako okysličovadlo.

Proudový motor

Princip činnosti leteckého proudového motoru je založen na stejné reaktivní síle a stejných fyzikálních zákonech. Nejdůležitější částí jsou lopatky turbíny. Konečný výkon závisí na velikosti čepele.

Právě díky turbínám vzniká tah, který je potřebný k urychlení letadla. Každá z lopatek je desetkrát výkonnější než běžný automobilový spalovací motor. Turbíny jsou instalovány za spalovací komorou, kde je nejvyšší tlak. A teplota zde může dosáhnout jednoho a půl tisíce stupňů.

Dvouokruhový RD

Tyto jednotky mají mnoho výhod oproti proudovým. Například výrazně nižší spotřeba paliva při stejném výkonu.

Samotný motor má ale složitější konstrukci a větší hmotnost.

Ano, a princip fungování obtokového proudového motoru je mírně odlišný. Vzduch zachycený turbínou je částečně stlačen a přiváděn do prvního okruhu ke kompresoru a do druhého okruhu k pevným lopatkám. Turbína pak funguje jako nízkotlaký kompresor. V primárním okruhu motoru je vzduch stlačován a ohříván a následně je pomocí vysokotlakého kompresoru přiváděn do spalovacího prostoru. Zde se palivo míchá a vznítí. Vznikají plyny, které jsou přiváděny do vysokotlaké turbíny, díky čemuž se lopatky turbíny otáčejí a ty zase dodávají rotační pohyb vysokotlakému kompresoru. Plyny pak procházejí nízkotlakou turbínou. Ten pohání ventilátor a nakonec se plyny dostanou ven a vytvoří trakci.

Synchronní pojezdové dráhy

Jedná se o elektromotory. Princip činnosti synchronního reluktančního motoru je podobný jako u krokové jednotky. Na stator je přiváděn střídavý proud a vytváří kolem rotoru magnetické pole. Ten se otáčí díky tomu, že se snaží minimalizovat magnetický odpor. Tyto motory nemají nic společného s průzkumem vesmíru a starty raketoplánů.