محاکمه با آتش جنرال الکتریک در حال تدارک انقلابی در ساخت موتور هواپیما است

نیروی دریایی ایالات متحده قصد دارد در آینده سیستم های پیشران توربین گازی را که در حال حاضر بر روی هواپیماها و کشتی های خود نصب شده است، ارتقا دهد و موتورهای چرخشی چرخشی را جایگزین موتورهای چرخه برایتون کند. پیش بینی می شود با این کار سالانه حدود 400 میلیون دلار در مصرف سوخت صرفه جویی شود. با این حال، استفاده سریالی از فناوری های جدید، به گفته کارشناسان، زودتر از یک دهه ممکن نیست.

توسعه موتورهای دوار یا چرخشی در آمریکا توسط آزمایشگاه تحقیقاتی نیروی دریایی ایالات متحده انجام می شود. بر اساس برآوردهای اولیه، موتورهای جدید خواهند داشت قدرت بیشتر، و همچنین حدود یک چهارم اقتصادی تر است موتورهای معمولی. در عین حال، اصول اولیه عملکرد نیروگاه یکسان باقی می ماند - گازهای حاصل از سوخت سوخته به توربین گاز جریان می یابد و پره های آن را می چرخاند. به گفته آزمایشگاه نیروی دریایی ایالات متحده، حتی در آینده نسبتاً دور، زمانی که کل ناوگان ایالات متحده با برق تأمین می شود، توربین های گازی که تا حدی اصلاح شده اند، همچنان مسئول تولید انرژی خواهند بود.

به یاد بیاورید که اختراع هوای تپنده موتور جتدر پایان قرن نوزدهم است. نویسنده این اختراع مهندس سوئدی مارتین ویبرگ بود. نیروگاه های جدید در طول جنگ جهانی دوم به طور گسترده ای گسترش یافتند، اگرچه آنها به طور قابل توجهی در سطح پایین تر بودند مشخصات فنیموتورهای هواپیما که در آن زمان وجود داشت.

لازم به ذکر است که در این لحظهناوگان آمریکایی 129 کشتی دارد که از 430 کشتی استفاده می کنند موتورهای توربین گازی. هر سال هزینه تامین سوخت آنها حدود 2 میلیارد دلار است. در آینده زمانی که موتورهای مدرنبا موارد جدید جایگزین خواهد شد و حجم هزینه های جزء سوخت نیز تغییر خواهد کرد.

موتورها احتراق داخلیدر حال حاضر در حال استفاده در چرخه Brayton عمل می کنند. اگر ماهیت این مفهوم را در چند کلمه تعریف کنیم، همه چیز به اختلاط متوالی اکسید کننده و سوخت، فشرده سازی بیشتر مخلوط حاصل و سپس آتش زدن و احتراق با گسترش محصولات احتراق ختم می شود. این انبساط دقیقاً برای به حرکت درآوردن، حرکت پیستون ها، چرخاندن توربین، یعنی انجام اعمال مکانیکی، ایجاد فشار ثابت استفاده می شود. فرآیند احتراق مخلوط سوخت با سرعت مادون صوت حرکت می کند - این فرآیند دفلگراسیون نامیده می شود.

در مورد موتورهای جدید، دانشمندان قصد دارند از احتراق انفجاری در آنها استفاده کنند، یعنی انفجار، که در آن احتراق با سرعت های مافوق صوت رخ می دهد. و اگرچه در حال حاضر پدیده انفجار هنوز به طور کامل مورد مطالعه قرار نگرفته است، اما مشخص شده است که با این نوع احتراق، یک موج ضربه ای ایجاد می شود که با انتشار از طریق مخلوط سوخت و هوا، باعث واکنش شیمیایی می شود که پیامد آن آزاد شدن مقدار نسبتاً زیادی انرژی حرارتی است. هنگامی که موج ضربه ای از مخلوط عبور می کند، گرم می شود که منجر به انفجار می شود.

در توسعه یک موتور جدید، برنامه ریزی شده است که از پیشرفت های خاصی استفاده شود که در فرآیند توسعه یک موتور ضربان دار انفجار به دست آمده است. اصل عملکرد آن این است که یک مخلوط سوخت از پیش فشرده شده وارد محفظه احتراق می شود، جایی که مشتعل و منفجر می شود. محصولات احتراق در نازل منبسط می شوند و عملکرد خوبی دارند اقدامات مکانیکی. سپس کل چرخه از ابتدا تکرار می شود. اما عیب موتورهای ضربان دار این است که فرکانس چرخش بسیار کم است. علاوه بر این، طراحی خود این موتورها با افزایش تعداد ضربان ها پیچیده تر می شود. این به دلیل نیاز به همگام سازی عملکرد سوپاپ هایی است که وظیفه تامین مخلوط سوخت و همچنین مستقیماً خود چرخه های انفجار را بر عهده دارند. موتورهای ضربان دار نیز بسیار پر سر و صدا هستند، آنها برای کارکردن به سوخت زیادی نیاز دارند و کار فقط با تزریق سوخت با اندازه گیری ثابت امکان پذیر است.

اگر موتورهای دوار انفجاری را با موتورهای ضربانی مقایسه کنیم، اصل عملکرد آنها کمی متفاوت است. بنابراین، به طور خاص، موتورهای جدید یک انفجار ثابت و بدون میرایی سوخت را در محفظه احتراق فراهم می کنند. این پدیده اسپین یا انفجار چرخشی نامیده می شود. این اولین بار در سال 1956 توسط دانشمند شوروی بوگدان وویتسخوفسکی توصیف شد. و این پدیده خیلی زودتر، در سال 1926 کشف شد. پیشگامان انگلیسی ها بودند که متوجه شدند در سیستم های خاصی به جای موج انفجاری که شکل صاف داشت، یک "سر" درخشان درخشان وجود داشت که به صورت مارپیچی حرکت می کرد.

Voitsekhovsky با استفاده از یک ضبط کننده عکس که خودش طراحی کرده بود، از قسمت جلویی موجی که در محفظه احتراق حلقوی در مخلوط سوخت حرکت می کرد عکس گرفت. انفجار چرخشی با انفجار هواپیما تفاوت دارد زیرا یک موج ضربه ای عرضی منفرد در آن ایجاد می شود، سپس یک گاز گرم شده به دنبال دارد که واکنشی نشان نداده است و قبلاً در پشت این لایه یک منطقه واکنش شیمیایی وجود دارد. و دقیقاً چنین موجی است که از احتراق خود محفظه جلوگیری می کند که مارلن توپچیان آن را "دونات مسطح" نامیده است.

لازم به ذکر است که قبلاً از موتورهای انفجاری استفاده می شد. به طور خاص، ما در مورد یک موتور جت هوای ضربانی صحبت می کنیم که توسط آلمانی ها در پایان جنگ جهانی دوم روی موشک های کروز V-1 استفاده شد. تولید آن بسیار ساده بود، استفاده از آن بسیار آسان است، اما در عین حال این موتور برای حل وظایف مهم چندان قابل اعتماد نبود.

علاوه بر این، در سال 2008، Rutang Long-EZ، یک هواپیمای آزمایشی مجهز به موتور انفجار پالس، پرواز کرد. این پرواز در ارتفاع سی متری تنها ده ثانیه به طول انجامید. در این مدت نیروگاه نیروی رانشی در حدود 890 نیوتن ایجاد کرده است.

مدل آزمایشی موتور که توسط آزمایشگاه آمریکایی نیروی دریایی ایالات متحده ارائه شده است، یک محفظه احتراق مخروطی شکل حلقوی است که قطر آن در سمت سوخت 14 سانتی متر و در سمت نازل 16 سانتی متر است. فاصله بین دیواره های محفظه 1 سانتی متر است، در حالی که طول "لوله" 17.7 سانتی متر است.

مخلوطی از هوا و هیدروژن به عنوان مخلوط سوخت استفاده می شود که تحت فشار 10 اتمسفر به محفظه احتراق وارد می شود. دمای مخلوط 27.9 درجه است. توجه داشته باشید که این مخلوط به عنوان راحت ترین برای مطالعه پدیده انفجار چرخشی شناخته شده است. اما به گفته دانشمندان، استفاده از مخلوط سوخت در موتورهای جدید کاملاً امکان پذیر خواهد بود که نه تنها از هیدروژن، بلکه از سایر اجزای قابل احتراق و هوا نیز تشکیل شده است.

مطالعات تجربی موتور دوارراندمان و قدرت بیشتر خود را در مقایسه با موتورهای احتراق داخلی نشان داد. مزیت دیگر صرفه جویی قابل توجه در مصرف سوخت است. در همان زمان، در طول آزمایش، مشخص شد که احتراق مخلوط سوخت در یک موتور چرخشی "آزمایشی" غیر یکنواخت است، بنابراین لازم است طراحی موتور بهینه شود.

محصولات احتراق که در نازل منبسط می شوند را می توان با استفاده از یک مخروط در یک جت گاز جمع آوری کرد (این به اصطلاح اثر کوآندا است) و سپس این جت به توربین فرستاده می شود. تحت تأثیر این گازها، توربین می چرخد. بنابراین، بخشی از کار توربین می تواند برای به حرکت درآوردن کشتی ها و بخشی برای تولید انرژی که برای تجهیزات کشتی و سیستم های مختلف لازم است، استفاده شود.

خود موتورها را می توان بدون قطعات متحرک تولید کرد که طراحی آنها را بسیار ساده می کند که به نوبه خود هزینه کل نیروگاه را کاهش می دهد. اما این فقط در چشم انداز است. قبل از راه اندازی موتورهای جدید به تولید انبوه، باید بسیاری از کارهای دشوار را حل کرد که یکی از آنها انتخاب مواد مقاوم در برابر حرارت است.

توجه داشته باشید که در حال حاضر موتورهای انفجاری دوار یکی از امیدوارکننده ترین موتورها محسوب می شوند. آنها همچنین توسط دانشمندان دانشگاه تگزاس در آرلینگتون در حال توسعه هستند. نیروگاهی که ایجاد کردند «موتور» نام داشت انفجار مداوم". در همین دانشگاه تحقیقاتی در مورد انتخاب قطرهای مختلف محفظه های حلقوی و مختلف در حال انجام است مخلوط های سوختکه شامل هیدروژن و هوا یا اکسیژن به نسبت های مختلف می باشد.

روسیه نیز در این راستا در حال توسعه است. بنابراین، در سال 2011، به گفته مدیر عامل انجمن تحقیقات و تولید زحل، I. Fedorov، دانشمندان مرکز علمی و فنی Lyulka در حال توسعه یک موتور جت هوای ضربانی هستند. کار به موازات توسعه انجام می شود موتور امیدوار کننده، برای T-50 "محصول 129" نامگذاری شده است. علاوه بر این، فدوروف همچنین گفت که انجمن در حال انجام تحقیقاتی در مورد ایجاد هواپیماهای پیشرفته مرحله بعدی است که قرار است بدون سرنشین باشند.

در همان زمان، رئیس مشخص نکرد که از چه نوع موتور ضربانی صحبت می کند. در حال حاضر، سه نوع از این موتورها شناخته شده است - بدون سوپاپ، سوپاپ و انفجار. در عین حال، این واقعیت پذیرفته شده است که موتورهای ضربان دار ساده ترین و ارزان ترین تولید هستند.

تا به امروز، چندین شرکت بزرگ دفاعی در حال انجام تحقیقاتی برای ایجاد موتورهای جت با کارایی بالا هستند. از جمله این شرکت ها می توان به شرکت آمریکایی پرت اند ویتنی و جنرال الکتریک و SNECMA فرانسوی اشاره کرد.

بنابراین، ما می توانیم نتیجه گیری های خاصی داشته باشیم: ایجاد یک موتور امیدوار کننده جدید دارای مشکلات خاصی است. مشکل اصلی در حال حاضر در این تئوری نهفته است: دقیقاً چه اتفاقی می‌افتد وقتی موج انفجار شوک در یک دایره حرکت می‌کند، تنها به صورت کلی شناخته شده است، و این روند بهینه‌سازی پیشرفت‌ها را بسیار پیچیده می‌کند. از همین رو تکنولوژی جدیداگرچه از جذابیت بسیار بالایی برخوردار است، اما در مقیاس تولید صنعتی به سختی قابل تحقق است.

با این حال، اگر محققان موفق به پرداختن به مسائل نظری شوند، می توان در مورد یک پیشرفت واقعی صحبت کرد. از این گذشته، توربین ها نه تنها در حمل و نقل، بلکه در بخش انرژی نیز مورد استفاده قرار می گیرند، که در آن افزایش راندمان می تواند تأثیر قوی تری داشته باشد.

مواد استفاده شده:
http://science.compulenta.ru/719064/
http://lenta.ru/articles/2012/11/08/detonation/

تاریخ هوانوردی با مبارزه مداوم برای افزایش سرعت هواپیما مشخص می شود. اولین رکورد جهانی سرعت ثبت شده در سال 1906 تنها 41.3 کیلومتر در ساعت بود. تا سال 1910، سرعت بهترین هواپیماها به 110 کیلومتر در ساعت افزایش یافت. هواپیمای جنگنده RBVZ-16 که در کارخانه روسیه-بالتیک در دوره اولیه جنگ جهانی اول ساخته شد، حداکثر سرعت پرواز 153 کیلومتر در ساعت را داشت. و با آغاز جنگ جهانی دوم، آنها دیگر ماشین های جداگانه ای نبودند - هزاران هواپیما با سرعت بیش از 500 کیلومتر در ساعت پرواز می کردند.
از علم مکانیک مشخص شده است که توان لازم برای اطمینان از حرکت هواپیما برابر با حاصل ضرب نیروی رانش و سرعت آن است. بنابراین، توان به نسبت مکعب سرعت افزایش می یابد. بنابراین برای دوبرابر کردن سرعت پرواز یک هواپیمای ملخی، باید قدرت موتورهای آن را هشت برابر افزایش داد. این امر منجر به افزایش وزن نیروگاه و افزایش قابل توجه مصرف سوخت می شود. همانطور که محاسبات نشان می دهد، برای دو برابر کردن سرعت یک هواپیما که منجر به افزایش وزن و اندازه آن شود، باید قدرت را افزایش داد. موتور پیستونی 15-20 بار.
اما با شروع سرعت پرواز 700-800 کیلومتر در ساعت و با نزدیک شدن به سرعت صوت، مقاومت هوا به شدت افزایش می یابد. علاوه بر این، راندمان پروانه فقط در سرعت پرواز بیش از 700-800 کیلومتر در ساعت به اندازه کافی بالا است. با افزایش بیشتر سرعت، به شدت کاهش می یابد. بنابراین با وجود تمام تلاش طراحان هواپیما، حتی بهترین هواپیماهای جنگنده با موتورهای پیستونی با ظرفیت 2500-3000 قدرت اسبحداکثر سرعت پرواز افقی از 800 کیلومتر در ساعت تجاوز نمی کند.
همانطور که می بینید، برای تسلط بر ارتفاعات بالا و افزایش بیشتر سرعت، یک دستگاه جدید موتور هواپیماکه با افزایش سرعت پرواز، رانش و قدرت آن کاهش نمی یابد، بلکه افزایش می یابد.
و چنین موتوری ایجاد شد. این یک موتور جت هواپیما است. این بسیار قدرتمندتر و سبک تر از نصب های حجیم پروانه ای بود. استفاده از این موتور در نهایت به هوانوردی اجازه داد تا دیوار صوتی را بشکند.

اصل عملکرد و طبقه بندی موتورهای جت

برای اینکه بفهمیم موتور جت چگونه کار می کند، بیایید به یاد بیاوریم که با شلیک هر سلاح گرم چه اتفاقی می افتد. هر کس تفنگ یا تپانچه شلیک کرده باشد، اثر پس زدن را می داند. در زمان شلیک، گازهای پودری با نیروی زیاد به طور یکنواخت در همه جهات فشار می آورند. دیواره های داخلی لوله، پایین گلوله یا گلوله و پایین جعبه فشنگ که توسط پیچ نگه داشته شده است، این فشار را تجربه می کنند.
نیروهای فشار بر روی دیواره های بشکه متوازن هستند. فشار گازهای پودری روی گلوله (پرتابه) آن را از تفنگ (تفنگ) خارج می کند و فشار گازها در قسمت پایین جعبه فشنگ عامل پس زدن آن است.
ایجاد پس زدن آسان است و منبع حرکت مداوم است. مثلاً تصور کنید که یک مسلسل سنگین پیاده نظام را روی یک گاری سبک قرار می دهیم. سپس با شلیک بی وقفه از مسلسل، تحت تأثیر ضربه های پس زدن در جهت مخالف جهت شلیک غلت می خورد.
این اصل اساس کار یک موتور جت است. منبع حرکت در موتور جت واکنش یا پس زدن جت گاز است.
یک ظرف بسته حاوی گاز فشرده است. فشار گاز به طور مساوی روی دیواره های ظرف توزیع می شود که بدون حرکت می ماند. اما اگر یکی از دیواره های انتهایی ظرف برداشته شود، گاز فشرده که به دنبال انبساط است، به سرعت از سوراخ خارج می شود.
فشار گاز روی دیواره مقابل سوراخ دیگر متعادل نخواهد بود و ظرف اگر ثابت نشود شروع به حرکت می کند. توجه به این نکته ضروری است که هرچه فشار گاز بیشتر باشد، سرعت خروج آن بیشتر می شود و کشتی سریعتر حرکت می کند.
برای کار با موتور جت کافی است باروت یا مواد قابل احتراق دیگر را در مخزن بسوزانید. سپس فشار بیش از حد در ظرف، گازها را مجبور می کند که به طور مداوم به شکل جت محصولات احتراق به اتمسفر جریان پیدا کنند، با سرعتی که بیشتر باشد، هر چه فشار داخل مخزن بیشتر و فشار خارج کمتر باشد. خروج گازها از ظرف تحت تأثیر یک نیروی فشار همزمان با جهت جت بیرون آمده از سوراخ اتفاق می افتد. در نتیجه نیروی دیگری با قدر مساوی و جهت مخالف ناگزیر ظاهر می شود. او تانک را به حرکت در خواهد آورد.

این نیرو را نیرو می نامند رانش جت.
تمام موتورهای جت را می توان به چند کلاس اصلی تقسیم کرد. گروه بندی موتورهای جت را با توجه به نوع اکسید کننده استفاده شده در آنها در نظر بگیرید.
گروه اول شامل موتورهای جت با اکسید کننده مخصوص به خود هستند که به اصطلاح موتورهای موشکی هستند. این گروه به نوبه خود از دو کلاس تشکیل شده است: PRD - موتورهای جت پودری و LRE - موتورهای جت مایع.
در موتورهای جت پیشران، سوخت به طور همزمان حاوی سوخت و اکسید کننده لازم برای احتراق آن است. ساده ترین PRD موشک آتش بازی معروف است. در چنین موتوری، باروت در عرض چند ثانیه یا حتی کسری از ثانیه می سوزد. رانش جت توسعه یافته در این مورد بسیار قابل توجه است. عرضه سوخت توسط حجم محفظه احتراق محدود می شود.
از نظر ساختاری، PRD بسیار ساده است. می توان از آن به عنوان نصبی استفاده کرد که برای مدت طولانی کار نمی کند، اما همچنان نیروی کشش به اندازه کافی بزرگ ایجاد می کند.
در موتورهای جت سوخت مایع، ترکیب سوخت حاوی مقداری است مایع آتش زا(معمولاً نفت سفید یا الکل) و اکسیژن مایع یا برخی از مواد حاوی اکسیژن (مانند پراکسید هیدروژن یا اسید نیتریک). اکسیژن یا جایگزینی برای آن که برای احتراق سوخت ضروری است، معمولاً یک عامل اکسید کننده نامیده می شود. در طول عملیات LRE، سوخت و اکسید کننده به طور مداوم به محفظه احتراق وارد می شوند. محصولات احتراق از طریق نازل به بیرون خارج می شوند.
موتورهای جت مایع و پودر، بر خلاف سایرین، قادر به کار در فضای بدون هوا هستند.
گروه دوم توسط موتورهای جت هوا - WFD با استفاده از یک اکسید کننده از هوا تشکیل می شود. آنها به نوبه خود به سه دسته تقسیم می شوند: موتورهای رم جت (رم جت)، موتورهای جت ضربانی (puVRD) و موتورهای توربوجت (موتورهای توربوجت).
در یک WFD جریان مستقیم (یا بدون کمپرسور)، سوخت در محفظه احتراق در هوای اتمسفر فشرده شده توسط فشار سرعت خود می سوزد. هوا طبق قانون برنولی فشرده می شود. بر اساس این قانون، هنگامی که یک مایع یا گاز در یک کانال در حال انبساط حرکت می کند، سرعت جت کاهش می یابد که منجر به افزایش فشار گاز یا مایع می شود.
برای انجام این کار، رم جت دارای یک دیفیوزر است - یک کانال در حال گسترش که از طریق آن هوای اتمسفر وارد محفظه احتراق می شود.
مساحت قسمت خروجی نازل معمولاً بسیار بزرگتر از مساحت بخش ورودی دیفیوزر است. علاوه بر این، فشار بر روی سطح دیفیوزر متفاوت توزیع می شود و مقادیر بیشتری نسبت به دیواره های نازل دارد. در نتیجه عمل همه این نیروها، رانش واکنشی به وجود می آید.
راندمان یک WFD جریان مستقیم در سرعت پرواز 1000 کیلومتر در ساعت تقریباً 8-9٪ است. و با افزایش این سرعت با ضریب 2، راندمان در برخی موارد می تواند به 30٪ برسد - بالاتر از یک موتور هواپیمای پیستونی. اما باید توجه داشت که رم جت یک اشکال قابل توجه دارد: چنین موتوری نیروی رانش را در جای خود ایجاد نمی کند و بنابراین نمی تواند یک برخاست مستقل از هواپیما را فراهم کند.
موتور توربوجت (TRD) پیچیده تر است. در هنگام پرواز، هوای ورودی از ورودی جلویی به کمپرسور می گذرد و چندین بار فشرده می شود. هوای فشرده شده توسط کمپرسور وارد محفظه احتراق می شود، جایی که سوخت مایع (معمولاً نفت سفید) تزریق می شود. گازهای تشکیل شده در حین احتراق این مخلوط به پره های یک توربین گاز تغذیه می شود.
دیسک توربین روی همان محور چرخ کمپرسور نصب می شود، بنابراین گازهای داغی که از توربین عبور می کنند باعث می شود که همراه با کمپرسور بچرخد. از توربین گازها وارد نازل می شوند. در اینجا فشار آنها کاهش می یابد و سرعت آنها افزایش می یابد. جت گاز که از موتور خارج می شود، نیروی رانش جت ایجاد می کند.
برخلاف رم جت WFD، یک موتور توربوجت قادر است نیروی رانش را حتی در هنگام کار در نقطه ایجاد کند. او می تواند به طور مستقل از برخاستن هواپیما اطمینان حاصل کند. برای راه اندازی موتور توربوجت از وسایل راه اندازی مخصوص استفاده می شود: استارت برقی و استارت توربین گاز.
راندمان موتورهای توربوجت تا سرعت پرواز صوتی بسیار بیشتر از موتور جت جریان مستقیم است. و فقط در سرعت های مافوق صوت حدود 2000 کیلومتر در ساعت، مصرف سوخت برای هر دو نوع موتور تقریباً یکسان می شود.

تاریخچه مختصری از توسعه هوانوردی جت

معروف ترین و ساده ترین موتور جت موشک پودری است که قرن ها پیش در چین باستان اختراع شد. به طور طبیعی، موشک پودر اولین موتور جت بود که سعی شد از آن به عنوان نیروگاه هواپیما استفاده شود.
در همان آغاز دهه 1930، کار در اتحاد جماهیر شوروی در رابطه با ایجاد موتور جت برای هواپیما آغاز شد. مهندس شوروی F.A. Zander در سال 1920 ایده ارتفاع بالا را بیان کرد هواپیمای موشکی. موتور OR-2 آن که با بنزین و اکسیژن مایع کار می کرد، برای نصب در هواپیمای آزمایشی در نظر گرفته شده بود.
در آلمان، با مشارکت مهندسان Valle، Senger، Opel و Stammer، از سال 1926، آزمایش‌هایی به طور سیستماتیک با موشک‌های پودری نصب شده روی ماشین، دوچرخه، واگن ریلی و در نهایت روی هواپیما انجام شد. در سال 1928، اولین نتایج عملی به دست آمد: یک ماشین موشک سرعتی در حدود 100 کیلومتر در ساعت و یک واگن ریلی - تا 300 کیلومتر در ساعت را نشان داد. در خرداد همان سال اولین پرواز هواپیما با موتور جت پودری انجام شد. در ارتفاع 30 متری این هواپیما 1.5 کیلومتر پرواز کرد و تنها یک دقیقه در هوا ماند. کمی بیش از یک سال بعد، پرواز تکرار شد و سرعت پرواز 150 کیلومتر در ساعت به دست آمد.
در پایان دهه 1930، در کشورهای مختلفانجام تحقیقات، طراحی و کارهای آزمایشی بر روی ایجاد هواپیما با موتورهای جت.

در سال 1939، آزمایشات پرواز جریان مستقیم موتور جت(رمجت) در هواپیمای I-15 طراحی شده توسط N.N. Polikarpov. موتورهای رم جت طراحی شده توسط I.A. Merkulov به عنوان موتورهای اضافی در هواپیماهای پایین هواپیما نصب شدند. اولین پروازها توسط یک خلبان آزمایشی با تجربه P.E. Loginov انجام شد. در یک ارتفاع معین، ماشین را به حداکثر سرعت رساند و موتورهای جت را روشن کرد. رانش موتورهای رم جت اضافی حداکثر سرعت پرواز را افزایش داد. در سال 1939، یک موتور قابل اطمینان در هنگام پرواز و پایداری فرآیند احتراق مورد بررسی قرار گرفت. در حین پرواز، خلبان می‌توانست موتور را بارها خاموش و روشن کند و نیروی رانش را تنظیم کند. در 25 ژانویه 1940، پس از آزمایش کارخانه موتورها و بررسی ایمنی آنها در بسیاری از پروازها، یک آزمایش رسمی انجام شد - پرواز یک هواپیما با رم جت. با شروع از فرودگاه مرکزی Frunze در مسکو، خلبان Loginov موتورهای جت را در ارتفاع کم روشن کرد و چندین دایره بر فراز منطقه فرودگاه انجام داد.
این پروازها توسط خلبان Loginov در سال های 1939 و 1940 اولین پروازهای هواپیما با موتورهای رم جت کمکی بود. به دنبال او، خلبانان آزمایشی N.A. Sopotsko، A.V. Davydov و A.I. Zhukov در آزمایش این موتور شرکت کردند. در تابستان 1940 این موتورها بر روی جنگنده I-153 Chaika طراحی شده توسط N.N. Polikarpov نصب و آزمایش شدند. آنها سرعت هواپیما را 40-50 کیلومتر در ساعت افزایش دادند.

با این حال، در سرعت‌های پروازی که می‌توانست توسط هواپیماهای ملخ‌دار ایجاد شود، VJE‌های فشرده‌نشده اضافی سوخت زیادی مصرف می‌کردند. رمجت یکی دیگر دارد نقطه ضعف مهم: چنین موتوری نیروی رانش را در محل ایجاد نمی کند و بنابراین نمی تواند یک برخاست مستقل هواپیما را فراهم کند. این به این معنی است که هواپیما موتور مشابهباید مجهز به نوعی نیروگاه راه اندازی کمکی باشد، به عنوان مثال، یک پروانه، در غیر این صورت به هوا نخواهد رفت.
در اواخر دهه 30 - اوایل دهه 40 قرن ما، اولین هواپیما با موتورهای جت از انواع دیگر توسعه و آزمایش شد.

یکی از اولین پروازهای انسانی با یک هواپیما با موتور سوخت مایع (LPRE) نیز در اتحاد جماهیر شوروی انجام شد. خلبان شوروی V.P. Fedorov در فوریه 1940 یک LRE طراحی داخلی را در هوا آزمایش کرد. آزمایش های پروازی با کارهای مقدماتی زیادی انجام شد. LRE طراحی شده توسط مهندس L.S. Dushkin با رانش قابل تنظیم تست های کارخانه ای جامع را روی پایه گذراند. سپس بر روی گلایدر طراحی شده توسط S.P. Korolev نصب شد. پس از اینکه موتور با موفقیت آزمایش های زمینی را روی یک گلایدر گذراند، آزمایش های پروازی آغاز شد. این هواپیمای جت توسط یک هواپیمای ملخی معمولی به ارتفاع 2 کیلومتر کشیده شد. در این ارتفاع، خلبان فدوروف کابل را باز کرد و پس از طی مسافتی از هواپیمای بکسل کننده، موتور موشک را روشن کرد. موتور به طور پیوسته کار می کرد تا زمانی که سوخت کاملاً مصرف شود. در پایان پرواز موتوری، خلبان با موفقیت سر خورد و در فرودگاه فرود آمد.
این آزمایشات پروازی گام مهمی در جهت ایجاد یک هواپیمای جت پرسرعت بود.

به زودی، طراح شوروی V.F. Bolkhovitinov هواپیمایی را طراحی کرد که در آن از موتور موشک پیشران مایع L.S. Dushkin به عنوان نیروگاه استفاده می شد. با وجود مشکلات زمان جنگ، موتور در دسامبر 1941 ساخته شد. در همان زمان، یک هواپیما نیز ساخته شد. طراحی و ساخت اولین جنگنده پیشران مایع جهان در زمان بی سابقه ای به پایان رسید: فقط 40 روز. همزمان مقدمات آزمایشات پروازی نیز در حال انجام بود. انجام اولین آزمایشات در هوا ماشین جدید، که نام تجاری "BI" را دریافت کرد، به خلبان آزمایشی کاپیتان G.Ya.Bakhchivandzhi سپرده شد.
در 15 می 1942 اولین پرواز یک هواپیمای جنگی با موتور موشک انجام شد. این یک هواپیمای کوچک با دماغه نوک تیز با زیرانداز و چرخ عقب قابل جمع شدن بود. دو اسلحه کالیبر 20 میلی متر، مهمات برای آنها و تجهیزات رادیویی در قسمت جلوی بدنه قرار داده شد. بعدی کابین خلبان بود که توسط فانوس بسته شده بود و مخازن سوخت. موتور در قسمت دم قرار داشت. آزمایشات پرواز موفقیت آمیز بود.
در سالهای بزرگ جنگ میهنیطراحان هواپیماهای شوروی همچنین بر روی انواع دیگر جنگنده ها با موتور موشک کار کردند. تیم طراحی به رهبری N.N. Polikarpov هواپیمای رزمی Malyutka را ایجاد کرد. تیم دیگری از طراحان به سرپرستی M.K.Tikhonravov یک جنگنده جت با نام تجاری "302" توسعه دادند.
کار بر روی ایجاد هواپیماهای جت جنگی نیز به طور گسترده در خارج از کشور انجام شد.
در ژوئن 1942، اولین پرواز جنگنده رهگیر جت Me-163 آلمانی طراحی شده توسط مسرشمیت انجام شد. تنها نسخه نهم این هواپیما در سال 1944 به تولید انبوه رسید.
برای اولین بار، این هواپیما با موتور موشک در اواسط سال 1944 در جریان حمله متفقین به فرانسه در شرایط جنگی مورد استفاده قرار گرفت. هدف آن مبارزه با بمب افکن ها و جنگنده های دشمن بر فراز خاک آلمان بود. این هواپیما یک هواپیمای تک بدون دم افقی بود که به دلیل جارو شدن زیاد بال امکان پذیر بود.

به بدنه یک شکل ساده داده شد. سطوح بیرونی هواپیما بسیار صاف بود. یک آسیاب بادی در قسمت جلوی بدنه قرار داده شد تا ژنراتور سیستم الکتریکی هواپیما را به حرکت درآورد. یک موتور در بدنه عقب نصب شد - یک موتور موشک با رانش تا 15 کیلو نیوتن. بین محفظه موتور و پوست خودرو یک واشر نسوز وجود داشت. مخازن سوخت در بال ها و با اکسید کننده ها - در داخل بدنه قرار گرفتند. هیچ ارابه فرود معمولی در هواپیما وجود نداشت. تیک آف با کمک یک چرخ دستی مخصوص پرتاب و چرخ دم انجام شد. بلافاصله پس از برخاستن، این گاری رها شد و چرخ دم به داخل بدنه عقب کشیده شد. هواپیما با استفاده از یک سکان کنترل می شد، طبق معمول در پشت کیل نصب شده بود و آسانسورهایی در هواپیمای بال قرار می گرفت که در همان زمان ایلرون بودند. فرود بر روی یک اسکی فرود فولادی به طول حدود 1.8 متر با اسکید به عرض 16 سانتی متر انجام شد. معمولاً هواپیما با استفاده از تراست موتور نصب شده روی آن بلند می شود. با این حال، همانطور که توسط طراح تصور شده بود، امکان استفاده از راکت های پرتاب معلق که پس از برخاستن از زمین پرتاب می شدند و همچنین امکان یدک کش شدن توسط هواپیمای دیگری به ارتفاع مورد نظر وجود داشت. هنگامی که موتور موشک در حالت رانش کامل کار می کرد، هواپیما می توانست تقریباً به صورت عمودی صعود کند. طول بال های هواپیما 9.3 متر و طول آن حدود 6 متر بود. وزن پرواز در هنگام برخاستن 4.1 تن بود، در هنگام فرود - 2.1 تن. در نتیجه، در تمام مدت یک پرواز موتوری، هواپیما تقریبا دو برابر سبک تر شد - حدود 2 تن سوخت مصرف کرد. مسیر برخاست بیش از 900 متر، سرعت صعود تا 150 متر در ثانیه بود. این هواپیما 2.5 دقیقه پس از بلند شدن به ارتفاع 6 کیلومتری رسید. سقف ماشین 13.2 کیلومتر بود. در کار مداومپرواز LRE تا 8 دقیقه به طول انجامید. معمولاً با رسیدن به ارتفاع نبرد، موتور به طور مداوم کار نمی کرد، بلکه به صورت دوره ای کار می کرد و هواپیما یا برنامه ریزی می کرد یا شتاب می گرفت. در نتیجه، کل مدت پرواز می تواند به 25 دقیقه یا حتی بیشتر افزایش یابد. این حالت کار با شتاب های قابل توجه مشخص می شود: هنگامی که موتور موشک با سرعت 240 کیلومتر در ساعت روشن شد، هواپیما پس از 20 ثانیه به سرعت 800 کیلومتر در ساعت رسید (در این مدت 5.6 کیلومتر با میانگین پرواز کرد. شتاب 8 متر بر ثانیه مربع). در نزدیکی زمین، این هواپیما حداکثر سرعت 825 کیلومتر در ساعت را توسعه داد و در محدوده ارتفاعی 4-12 کیلومتر، حداکثر سرعت آن به 900 کیلومتر در ساعت افزایش یافت.

در همان دوره، کار فشرده ای در تعدادی از کشورها بر روی ایجاد موتورهای جت هوا (WFD) انجام شد. انواع مختلفو طرح ها در اتحاد جماهیر شوروی، همانطور که قبلا ذکر شد، یک WFD جریان مستقیم نصب شده بر روی یک هواپیمای جنگنده آزمایش شد.
در ایتالیا، در آگوست 1940، اولین پرواز 10 دقیقه ای جت تک هواپیمای Campini-Caproni SS-2 انجام شد. به اصطلاح موتور کمپرسور WFD روی این هواپیما نصب شد (این نوع WFD در بررسی موتورهای جت مورد توجه قرار نگرفت ، زیرا معلوم شد که سودآور نیست و توزیع دریافت نمی کند). هوا از طریق یک سوراخ مخصوص در جلوی بدنه وارد یک لوله با مقطع متغیر می شود، جایی که توسط یک کمپرسور فشار داده می شود، که چرخش را از یک موتور هواپیمای پیستونی ستاره شکل با ظرفیت 440 اسب بخار که در پشت آن قرار دارد دریافت می کند.
سپس جریان یابد هوای فشردهاین موتور پیستونی هوا خنک را شست و کمی گرم شد. قبل از ورود به محفظه احتراق، هوا با آن مخلوط شد گازهای خروجیاز این موتور در محفظه احتراق، جایی که سوخت تزریق می شد، در نتیجه احتراق آن، دمای هوا حتی بیشتر شد.
مخلوط گاز و هوا که از نازل در بدنه عقب جاری می شود، نیروی رانش جت این نیروگاه را ایجاد کرده است. ناحیه قسمت خروجی نازل جت با استفاده از یک مخروط تنظیم می شد که می توانست در امتداد محور نازل حرکت کند. کابین خلبان در بالای بدنه بالای لوله جریان هوا که از کل بدنه عبور می کرد قرار داشت. در نوامبر 1941، این هواپیما از میلان به رم پرواز کرد (با توقف میانی در پیزا برای سوخت‌گیری)، به مدت 2.5 ساعت و سرعت متوسطسرعت پرواز 210 کیلومتر در ساعت بود.

همانطور که می بینید، یک هواپیمای جت با موتور ساخته شده بر اساس چنین طرحی ناموفق بود: از کیفیت اصلی یک هواپیمای جت محروم شد - توانایی توسعه سرعت بالا. در ضمن مصرف سوختش هم خیلی بالا بود.
در می 1941 در انگلستان اولین پرواز آزمایشی هواپیمای آزمایشی گلوسستر «E-28/39» با موتور توربوجت با کمپرسور گریز از مرکز طراحی شده توسط ویتل انجام شد.
این موتور با سرعت 17 هزار دور در دقیقه نیروی رانشی در حدود 3800 نیوتن ایجاد کرد. هواپیمای آزمایشی یک جنگنده تک سرنشین با یک موتور توربوجت بود که در بدنه پشت کابین خلبان قرار داشت. این هواپیما دارای ارابه فرود سه چرخ بود که در هنگام پرواز جمع می شد.

یک سال و نیم بعد، در اکتبر 1942، اولین آزمایش پروازی هواپیمای جنگنده جت ارکومت R-59A آمریکایی با دو موتور توربوجت طراحی شده توسط ویتل انجام شد. این یک هواپیمای تک بال میانی با دمی بلند بود.
دماغه بدنه به شدت به جلو کشیده شد. این هواپیما مجهز به ارابه فرود سه چرخه بود. وزن پرواز دستگاه تقریبا 5 تن بود، سقف - 12 کیلومتر. طی آزمایشات پروازی، سرعت 800 کیلومتر در ساعت به دست آمد.

از دیگر هواپیماهای دارای موتور توربوجت در این دوره باید به جنگنده Gloucester Meteor اشاره کرد که اولین پرواز آن در سال 1943 انجام شد. این هواپیمای تک سرنشین تمام فلزی ثابت کرد که یکی از موفق ترین جنگنده های جت آن دوره است. دو موتور توربوجت روی یک بال کنسول کم ارتفاع نصب شده بودند. هواپیماهای جنگی سریالی سرعت 810 کیلومتر در ساعت داشتند. مدت پرواز حدود 1.5 ساعت و سقف آن 12 کیلومتر بود. این هواپیما دارای 4 تفنگ خودکار با کالیبر 20 میلی متری بود. این خودرو قدرت مانور و کنترل خوبی در تمام سرعت ها داشت.

این هواپیما اولین جنگنده جت مورد استفاده در عملیات هوایی رزمی هوانوردی متفقین در مبارزه با پرتابه های آلمانی V-1 در سال 1944 بود. در نوامبر سال 1941، در یک نسخه رکورد ویژه از این دستگاه، رکورد سرعت پرواز جهانی - 975 کیلومتر در ساعت ثبت شد.
این اولین رکورد رسمی ثبت شده توسط یک هواپیمای جت بود. در طول این پرواز رکورد، موتورهای توربوجت هر یک نیروی رانش تقریباً 16 کیلونیوتون ایجاد کردند و مصرف سوخت با سرعت جریان تقریباً 4.5 هزار لیتر در ساعت مطابقت داشت.

در طول جنگ جهانی دوم، چندین نوع هواپیمای جنگی با موتورهای توربوجت در آلمان توسعه و آزمایش شد. به جنگنده دو موتوره Me-262 اشاره می کنیم که حداکثر سرعت 850-900 کیلومتر در ساعت (بسته به ارتفاع پرواز) و بمب افکن چهار موتوره آرادو-234 را توسعه می داد.

جنگنده "Me-262" توسعه یافته ترین و کامل ترین طراحی در میان انواع متعدد آلمانی بود ماشین های جتدوره جنگ جهانی دوم این خودروی جنگی مجهز به چهار توپ 30 میلی متری خودکار بود.
در مرحله نهایی جنگ بزرگ میهنی در فوریه 1945، سه بار قهرمان اتحاد جماهیر شوروی I. Kozhedub در یکی از نبردهای هوایی بر فراز خاک آلمان برای اولین بار یک هواپیمای جت دشمن - "Me-262" را سرنگون کرد. در این دوئل هوایی، مزیت در مانور، و نه در سرعت، تعیین کننده بود (حداکثر سرعت جنگنده ملخی La-5 در ارتفاع 5 کیلومتری 622 کیلومتر در ساعت و جنگنده جت Me-262 بود. در همان ارتفاع حدود 850 کیلومتر در ساعت بود).
جالب است بدانید که اولین آلمانی هواپیمای جتمجهز به موتور توربوجت با کمپرسور محوری و حداکثر رانش موتور کمتر از 10 کیلونیوتون بود. در همان زمان، جنگنده‌های جت بریتانیایی به یک موتور توربوجت با کمپرسور گریز از مرکز مجهز شدند که نیروی رانش حدود دو برابر بیشتر بود.

قبلاً در دوره اولیه توسعه موتورهای جت ، اشکال آشنای سابق هواپیماها دستخوش تغییرات کم و بیش قابل توجهی شدند. بسیار غیرمعمول به نظر می رسید، به عنوان مثال، جنگنده جت انگلیسی "Vampire" از ساخت دو پرتو.
حتی برای چشم غیرمعمول تر، هواپیمای آزمایشی جت انگلیسی "Flying Wing" بود. این هواپیمای بدون بدنه و بدون دم به شکل بال ساخته شده بود که خدمه، سوخت و ... را در خود جای می داد. بدنه های تثبیت و کنترل نیز روی خود بال نصب شده بود. مزیت این طرح حداقل درگ است. مشکلات شناخته شده با حل مشکل پایداری و کنترل پذیری "بال پرواز" ارائه می شود.

در طول توسعه این هواپیما، انتظار می رفت که بال جارو شده به ثبات زیادی در پرواز دست یابد و در عین حال نیروی پسا را ​​به میزان قابل توجهی کاهش دهد. شرکت هوانوردی انگلیسی De Haviland که این هواپیما را ساخت، قصد داشت از آن برای مطالعه پدیده تراکم پذیری هوا و پایداری پرواز در سرعت های بالا استفاده کند. رفت و برگشت بال این هواپیمای تمام فلزی 40 درجه بود. نیروگاه از یک موتور توربوجت تشکیل شده بود. در انتهای بال ها در فیرینگ های مخصوص چترهای ضد چرخش وجود داشت.
در می 1946، Flying Wing برای اولین بار در یک پرواز آزمایشی آزمایش شد. و در شهریور همان سال در پرواز آزمایشی بعدی دچار سانحه شد و سقوط کرد. خلبانی که آن را هدایت می کرد به طرز غم انگیزی درگذشت.

در کشور ما، در طول جنگ بزرگ میهنی، کار تحقیقاتی گسترده ای در مورد ایجاد هواپیماهای جنگی با موتورهای توربوجت آغاز شد. جنگ تعیین تکلیف - برای ایجاد یک هواپیمای جنگنده با نه تنها سرعت بالا، اما همچنین با مدت پرواز قابل توجه: از این گذشته ، جنگنده های جت توسعه یافته با LRE مدت پرواز بسیار کوتاهی داشتند - فقط 8-15 دقیقه. هواپیماهای جنگی با یک نیروگاه ترکیبی - ملخ و جت ساخته شدند. بنابراین، به عنوان مثال، جنگنده های La-7 و La-9 به تقویت کننده های جت مجهز شدند.
کار بر روی یکی از اولین هواپیماهای جت شوروی در سال 1943-1944 آغاز شد.

این خودروی جنگی توسط یک تیم طراحی به سرپرستی ژنرال خدمات مهندسی هوانوردی آرتم ایوانوویچ میکویان ساخته شده است. این یک جنگنده I-250 با نیروگاه ترکیبی بود که از یک موتور هواپیمای پیستونی تشکیل شده بود. خنک کننده مایعنوع "VK-107 A" با پروانه و VRD که کمپرسور آن توسط موتور پیستونی می چرخید. هوا وارد ورودی هوای زیر شفت پروانه شد، از کانال زیر کابین عبور کرد و وارد کمپرسور WFD شد. در پشت کمپرسور نازل هایی برای تامین سوخت و تجهیزات احتراق نصب شده بود. جریان جت از طریق یک نازل در بدنه عقب خارج می شد. I-250 اولین پرواز خود را در مارس 1945 انجام داد. در طول آزمایشات پرواز، سرعت قابل توجهی بیش از 800 کیلومتر در ساعت به دست آمد.
به زودی همین تیم از طراحان جنگنده جت MIG-9 را ساختند. دو موتور توربوجت از نوع RD-20 روی آن نصب شده بود. هر موتور تا 8800 نیوتن رانش را با سرعت 9.8 هزار دور در دقیقه توسعه داد. موتور نوع RD-20 با یک کمپرسور محوری و یک نازل قابل تنظیم دارای یک محفظه احتراق حلقوی با شانزده مشعل در اطراف نازل های تزریق سوخت بود. در 24 آوریل 1946، خلبان آزمایشی A.N. Grinchik اولین پرواز را با هواپیمای MIG-9 انجام داد. مانند هواپیمای BI، این ماشین از نظر طراحی با هواپیماهای پیستونی تفاوت چندانی نداشت. با این حال، جایگزینی موتور پیستونی با موتور جت سرعت را حدود 250 کیلومتر در ساعت افزایش داد. حداکثر سرعت MIG-9 از 900 کیلومتر در ساعت فراتر رفت. در پایان سال 1946 این دستگاه به تولید انبوه رسید.

در آوریل 1946، اولین پرواز با یک جت جنگنده طراحی شده توسط A.S. Yakovlev انجام شد. برای تسهیل انتقال به تولید این هواپیماها با موتور توربوجت، از جنگنده پروانه‌دار سریال Yak-3 استفاده شد که در آن بدنه جلو و قسمت میانی بال به موتور جت تبدیل شد. این جنگنده به عنوان هواپیمای آموزشی جت نیروی هوایی کشورمان مورد استفاده قرار گرفت.
در سالهای 1947-1948، جنگنده جت شوروی طراحی شده توسط A.S. Yakovlev "Yak-23" که سرعت بالاتری داشت، آزمایشات پروازی را پشت سر گذاشت.
این با نصب یک موتور توربوجت از نوع RD-500 بر روی آن حاصل شد که نیروی رانش را تا 16 کیلونیوتون با سرعت 14.6 هزار دور در دقیقه توسعه می داد. "Yak-23" یک هواپیمای تک سرنشین تمام فلزی با بال میانی بود.

هنگام ایجاد و آزمایش اولین هواپیمای جت، طراحان ما با مشکلات جدیدی مواجه شدند. معلوم شد که یک افزایش در رانش موتور هنوز برای پرواز با سرعتی نزدیک به سرعت انتشار صوت کافی نیست. مطالعات مربوط به تراکم پذیری هوا و شرایط وقوع امواج ضربه ای توسط دانشمندان شوروی از دهه 1930 انجام شده است. آنها در سال های 1942-1946 پس از آزمایش های پروازی جنگنده جت BI و سایر ماشین های جت ما، مقیاس بزرگی به دست آوردند. در نتیجه این مطالعات، تا سال 1946 مسئله تغییر اساسی در طراحی آیرودینامیکی هواپیماهای جت پرسرعت مطرح شد. وظیفه این بود که هواپیماهای جت با بال و پرهای جارو شده ایجاد کنند. همراه با این، وظایف مرتبط به وجود آمد - مکانیزاسیون بال جدید، یک سیستم کنترل متفاوت و غیره مورد نیاز بود.

کار خلاقانه مداوم تیم های تحقیق، طراحی و تولید با موفقیت به پایان رسید: هواپیماهای جت جدید داخلی به هیچ وجه کمتر از فناوری هوانوردی جهانی آن دوره نبودند. در میان ماشین های جت پرسرعت ایجاد شده در اتحاد جماهیر شوروی در سال های 1946-1947، به دلیل پرواز تاکتیکی بالا و ویژگی های عملیاتیجت جنگنده طراحی شده توسط A.I. Mikoyan و M.I. Gurevich "MIG-15" با بال و پرهای جارو شده. استفاده از بال جارو شده و خروجی سرعت پرواز افقی را بدون تغییر قابل توجهی در پایداری و قابلیت کنترل آن افزایش داد. افزایش سرعت هواپیما نیز تا حد زیادی با افزایش منبع تغذیه آن تسهیل شد: یک موتور توربوجت جدید با کمپرسور گریز از مرکز "RD-45" با رانش حدود 19.5 کیلونیوتون با سرعت 12 هزار دور در دقیقه بر روی آن نصب شد. . سرعت افقی و عمودی این دستگاه از هر چیزی که قبلاً در هواپیماهای جت به دست آمده بود، فراتر رفت.
خلبانان آزمایشی قهرمانان اتحاد جماهیر شوروی I.T. Ivashchenko و S.N. Anokhin در آزمایش و اصلاح این هواپیما شرکت کردند. این هواپیما اطلاعات پروازی و تاکتیکی خوبی داشت و عملیات آن آسان بود. برای استقامت استثنایی، سهولت تعمیر و نگهداری و سهولت عملیات، او لقب "هواپیمای سرباز" را دریافت کرد.
دفتر طراحی، که تحت رهبری S.A. Lavochkin کار می کرد، همزمان با عرضه MIG-15، یک جت جنگنده جدید La-15 را ایجاد کرد. این یک بال جارو شده در بالای بدنه داشت. این هواپیما دارای سلاح های قدرتمندی بود. در بین تمام جنگنده های بال جاروب موجود در آن زمان، لا-15 کمترین وزن پروازی را داشت. به لطف این، هواپیمای La-15 با موتور RD-500، که نیروی رانش کمتری نسبت به موتور RD-45 نصب شده روی MIG-15 داشت، تقریباً اطلاعات تاکتیکی پروازی مشابه MIG-15 را داشت.

رفت و برگشت و مشخصات ویژه بال ها و پرهای هواپیمای جت به طور چشمگیری مقاومت هوا را هنگام پرواز با سرعت صوت کاهش می دهد. اکنون، در طول بحران موج، مقاومت نه 8-12 برابر، بلکه تنها 2-3 برابر افزایش یافته است. این با اولین پروازهای مافوق صوت هواپیماهای جت شوروی تأیید شد.

استفاده از فناوری جت در هوانوردی غیرنظامی

به زودی موتورهای جت در هواپیماهای هواپیمایی غیرنظامی نصب شدند.
در سال 1955، هواپیمای جت مسافربری چند سرنشین کومتا-1 شروع به فعالیت در خارج از کشور کرد. این خودروی سرنشینبا چهار موتور توربوجت سرعتی در حدود 800 کیلومتر در ساعت در ارتفاع 12 کیلومتری داشت. این هواپیما می توانست 48 مسافر را حمل کند.
برد پرواز حدود 4 هزار کیلومتر بود. وزن با مسافر و عرضه کامل سوخت 48 تن بود. طول بالها با جاروب کوچک و نیم رخ نسبتا نازک 35 متر است. مساحت بال - 187 متر مربع، طول هواپیما - 28 متر. اما پس از سانحه بزرگ این هواپیما در دریای مدیترانه، عملیات آن متوقف شد. به زودی، یک نسخه سازنده از این هواپیما، Comet-3، شروع به استفاده کرد.

اطلاعات جالب در مورد یک هواپیمای مسافربری آمریکایی با چهار موتور توربوپراپ لاکهید الکترا است که برای 69 نفر (شامل خدمه دو خلبان و یک مهندس پرواز) طراحی شده است. عدد صندلی های سرنشینمی توان به 91 افزایش داد. کابین آب بندی شده، درب جلو دوبل است. سرعت کروزاین ماشین - 660 کیلومتر در ساعت. وزن هواپیمای خالی 24.5 تن، وزن پرواز 50 تن، شامل 12.8 تن سوخت برای پرواز و 3.2 تن سوخت یدکی است. سوخت گیری و تعمیر و نگهداری هواپیما در فرودگاه های میانی 12 دقیقه طول کشید. تولید این هواپیما در سال 1957 آغاز شد.

از سال 1954 شرکت آمریکایی بوئینگ هواپیمای بوئینگ 707 را با چهار موتور توربوجت آزمایش می کند. سرعت هواپیما 800 کیلومتر در ساعت، ارتفاع پرواز 12 کیلومتر، برد 4800 کیلومتر است. این هواپیما برای استفاده در هوانوردی نظامی به عنوان یک "تانکر هوایی" - برای سوخت گیری هواپیماهای جنگی با سوخت در هوا در نظر گرفته شده بود، اما می تواند برای استفاده در حمل و نقل هوایی غیرنظامی نیز تبدیل شود. در حالت دوم می توان 100 صندلی سرنشین را روی خودرو نصب کرد.
در سال 1959 عملیات هواپیمای مسافربری فرانسوی Caravel آغاز شد. این هواپیما دارای یک بدنه گرد به قطر 3.2 متر بود که مجهز به یک محفظه تحت فشار به طول 25.4 متر بود. این محفظه دارای یک کابین مسافری با 70 صندلی بود. این هواپیما دارای بال جاروب شده بود که با زاویه 20 درجه به عقب متمایل شده بود. وزن برخاست هواپیما 40 تن است. نیروگاه شامل دو موتور توربوجت با نیروی رانش 40 کیلونیوتون بود. سرعت این هواپیما حدود 800 کیلومتر در ساعت بود.
در اتحاد جماهیر شوروی ، قبلاً در سال 1954 ، در یکی از مسیرهای هوایی ، تحویل محموله و نامه فوری توسط هواپیمای جت پرسرعت Il-20 انجام شد.

از بهار سال 1955، هواپیماهای پست و باری جت Il-20 شروع به پرواز در مسیر هوایی مسکو-نووسیبیرسک کردند. در هواپیماها ماتریسی از روزنامه های پایتخت وجود دارد. به لطف استفاده از این هواپیماها، ساکنان نووسیبیرسک روزنامه های مسکو را در همان روز با مسکوئی ها دریافت کردند.

در جشنواره هوانوردی در 3 ژوئیه 1955 در فرودگاه توشینو در نزدیکی مسکو، یک هواپیمای مسافربری جت جدید توسط A.N. Tupolev "TU-104" طراحی شد.
این هواپیما با دو موتور توربوجت با نیروی رانش 80 کیلونیوتون هر کدام دارای اشکال آیرودینامیکی عالی بود. این می تواند 50 مسافر را حمل کند، و در نسخه توریستی - 70. ارتفاع پرواز از 10 کیلومتر فراتر رفت، وزن پرواز 70 تن بود. این هواپیما دارای عایق صوتی و حرارتی عالی بود. ماشین آب بندی شد، هوای داخل کابین از کمپرسورهای موتور توربوجت گرفته شد. در صورت از کار افتادن یک موتور توربوجت، هواپیما می تواند بر روی دیگری به پرواز ادامه دهد. برد پرواز بدون توقف 3000-3200 کیلومتر بود. سرعت پرواز می تواند به 1000 کیلومتر در ساعت برسد.

در 15 سپتامبر 1956، هواپیمای Tu-104 اولین پرواز منظم را با مسافران در مسیر مسکو - ایرکوتسک انجام داد. هواپیما پس از 7 ساعت و 10 دقیقه پرواز، با طی کردن 4570 کیلومتر با فرود در اومسک، در ایرکوتسک فرود آمد. زمان سفر در مقایسه با پرواز با هواپیماهای پیستونی تقریباً سه برابر کاهش یافته است. در 13 فوریه 1958، هواپیمای Tu-104 اولین پرواز (فنی) خود را در خط هوایی مسکو-ولادیووستوک، یکی از طولانی ترین پروازهای کشورمان، آغاز کرد.

"TU-104" هم در کشور ما و هم در خارج از کشور بسیار مورد استقبال قرار گرفت. کارشناسان خارجی که در مطبوعات صحبت می کردند، گفتند که اتحاد جماهیر شوروی با آغاز حمل و نقل منظم مسافران در هواپیماهای جت "TU-104" دو سال از ایالات متحده، انگلیس و سایر کشورهای غربی در عملیات انبوه توربوجت مسافربری جلوتر بود. هواپیما: هواپیمای جت آمریکایی "بوئینگ-707" و انگلیسی Comet-IV تنها در پایان سال 1958 وارد خطوط هوایی شدند و کاراول فرانسوی در سال 1959.
هوانوردی غیرنظامی نیز از هواپیماهایی با موتورهای توربوپراپ (TVD) استفاده می کرد. این نیروگاه از نظر طراحی شبیه به موتور توربوجت است، اما دارای پروانه ای بر روی همان شفت با توربین و کمپرسور در قسمت جلوی موتور است. توربین در اینجا به گونه ای چیده شده است که گازهای داغی که از محفظه های احتراق وارد توربین می شوند، بیشتر انرژی خود را به آن می دهند. کمپرسور انرژی بسیار کمتری نسبت به تولید خود مصرف می کند توربین گازی، و نیروی اضافی توربین به محور پروانه منتقل می شود.

TVD یک نوع متوسط ​​نیروگاه هواپیما است. اگرچه گازهای خروجی از توربین از طریق یک نازل خارج می شوند و واکنش آنها مقداری نیروی رانش ایجاد می کند، نیروی رانش اصلی توسط یک ملخ در حال حرکت ایجاد می شود، مانند یک هواپیمای معمولی که دارای ملخ است.
تئاتر عملیات در هوانوردی جنگی محبوبیت پیدا نکرده است ، زیرا نمی تواند سرعتی مانند موتورهای جت صرفاً ارائه دهد. همچنین در خطوط سریع هوانوردی غیرنظامی که سرعت عامل تعیین کننده است و مسائل اقتصادی و هزینه پرواز در پس زمینه محو می شود، نامناسب است. با این حال، توربوپراپ ها باید در مسیرهایی با طول های مختلف استفاده شوند، پروازهایی که در آنها با سرعت 600-800 کیلومتر در ساعت انجام می شود. در عین حال، باید در نظر گرفت که همانطور که تجربه نشان داده است، حمل و نقل مسافران در آنها در مسافت 1000 کیلومتر 30٪ ارزان تر از هواپیماهای ملخی دار با موتور هواپیماهای پیستونی است.
در سال 1956-1960، بسیاری از هواپیماهای مجهز به تئاتر جدید در اتحاد جماهیر شوروی ظاهر شدند. از جمله آنها Tu-114 (220 مسافر)، An-10 (100 مسافر)، An-24 (48 مسافر)، Il-18 (89 مسافر).

GE Aviation در حال توسعه یک موتور جت انقلابی جدید است که ترکیبی از آن است بهترین ویژگی هابه گزارش zitata.org، موتورهای توربوجت و توربوفن، در حالی که دارای سرعت مافوق صوت و استفاده بهینه از سوخت هستند.

در حال حاضر، پروژه USAF ADVENT در حال توسعه موتورهای جدیدی است که 25 درصد در مصرف سوخت صرفه جویی می کند و به ویژگی های جدید مجهز شده است.

دو نوع اصلی از موتورهای جت در هوانوردی وجود دارد: توربوفن های بای پس پایین که معمولاً به آنها توربوجت گفته می شود و موتورهای توربوفن بای پس بالا. موتورهای توربوفن بای پس کم برای عملکرد بالا بهینه شده اند و در عین حال از مقادیر فوق العاده بالایی از سوخت استفاده می کنند، انواع جنگنده ها را هل می دهند. نتیجه عملکرد یک توربوجت استاندارد به چندین عنصر (کمپرسور، محفظه احتراق، توربین ها و نازل ها) بستگی دارد.

در مقابل، توربوجت‌های بای پس بالا قوی‌ترین دستگاه‌های هوانوردی غیرنظامی هستند که برای پیشرانه‌های سنگین و کم مصرف بهینه شده‌اند، اما در سرعت‌های مافوق صوت عملکرد ضعیفی دارند. یک موتور توربوجت کم فشار معمولی جریان هوا را از یک فن دریافت می کند که توسط یک توربین جت هدایت می شود. سپس جریان هوا از فن از محفظه های احتراق دور می زند و مانند یک ملخ بزرگ عمل می کند.

موتور ADVENT (ADaptive VERsitile ENgine Technology) دارای سومین بای پس خارجی است که بسته به شرایط پرواز می تواند باز و بسته شود. در هنگام برخاستن، برای کاهش نسبت بای پس، بای پس سوم بسته می شود. در نتیجه، جریان هوای زیادی از طریق کمپرسور فشار بالا ایجاد می شود تا نیروی رانش افزایش یابد. در صورت لزوم، سومین بای پس برای افزایش نسبت بای پس و کاهش مصرف سوخت باز می شود.

یک کانال بای پس اضافی در امتداد بالا و پایین موتور قرار دارد. این کانال سوم به عنوان بخشی از یک چرخه متغیر باز یا بسته می شود. اگر کانال باز باشد، نسبت بای پس افزایش می یابد و مصرف سوخت کاهش می یابد و دامنه صدا تا 40 درصد افزایش می یابد. اگر مجراها بسته باشند، هوای اضافی از طریق کمپرسورهای فشار بالا و پایین وارد می‌شود که مطمئناً نیروی رانش را افزایش می‌دهد، نیروی محرکه را افزایش می‌دهد و عملکرد مافوق صوت را ارائه می‌دهد.

طراحی موتور ADVENT مبتنی بر فناوری‌های جدید تولیدی مانند پرینت سه بعدی اجزای خنک‌کننده پیچیده و کامپوزیت‌های سرامیکی بسیار قوی و در عین حال سبک است. آنها اجازه تولید موتورهای جت بسیار کارآمد را می دهند که در دمای بالاتر از نقطه ذوب فولاد کار می کنند.

مهندسان توسعه داده اند موتور جدیدبرای پروازهای آسان آبه لواتر، مدیر پروژه در GE Aviation می‌گوید: «ما می‌خواهیم موتور فوق‌العاده قابل اعتماد باشد و به خلبان اجازه می‌دهد روی مأموریت خود تمرکز کند». ما مسئولیت را بر عهده گرفتیم و موتوری را توسعه دادیم که برای هر نوع پروازی بهینه شده است.

جنرال الکتریک در حال حاضر در حال آزمایش قطعات اصلی موتور است و قصد دارد آن را در اواسط سال 2013 به بازار عرضه کند. ویدئوی زیر موتور جدید ADVENT را در حال عمل نشان می دهد.

اینجا و حالا با کمی دلهره پرواز می‌کنید و همیشه به گذشته نگاه می‌کنید، زمانی که هواپیماها کوچک بودند و در صورت بروز هرگونه نقص به راحتی می‌توانستند برنامه‌ریزی کنند، اما اینجا بیشتر و بیشتر می‌شود. بیایید بخوانیم و به چنین موتور هواپیما نگاه کنیم.
شرکت آمریکایی شرکت جنرال الکتریکدر حال حاضر بزرگترین موتور جت جهان را آزمایش می کند. این محصول جدید به طور خاص برای بوئینگ 777X جدید توسعه یافته است.

رکورددار موتور جت GE9X نام داشت. با در نظر گرفتن این واقعیت که اولین بوئینگ ها با این معجزه فناوری زودتر از سال 2020 به آسمان خواهند رفت، شرکت عمومیالکتریک می تواند به آینده خود اطمینان داشته باشد. در واقع، در حال حاضر تعداد کل سفارشات GE9X از 700 واحد فراتر رفته است.
حالا ماشین حساب را روشن کنید. قیمت یکی از این موتورها 29 میلیون دلار است. در مورد اولین آزمایش ها، آنها در مجاورت شهر Peebles، اوهایو، ایالات متحده آمریکا انجام می شوند. قطر تیغه GE9X 3.5 متر و ورودی در ابعاد 5.5 متر در 3.7 متر است و یک موتور قادر به تولید 45.36 تن جت تراست خواهد بود.

به گفته جنرال الکتریک، هیچ موتور تجاری در جهان چنین چیزی را ندارد درجه بالانسبت تراکم (نسبت تراکم 27:1)، مانند GE9X.
در طراحی موتور به طور فعال از مواد کامپوزیتی استفاده شده است که می توانند دمای تا 1.3 هزار درجه سانتیگراد را تحمل کنند. بخش های جداگانه واحد با استفاده از پرینت سه بعدی ایجاد می شود.

GE9X قرار است بر روی هواپیمای پهن پیکر طولانی مدت بوئینگ 777X نصب شود. این شرکت تاکنون سفارشات بیش از 700 موتور GE9X به ارزش 29 میلیارد دلار را از امارات، لوفت هانزا، اتحاد ایرویز، قطر ایرویز، کاتای پسیفیک و دیگران دریافت کرده است.

اکنون در حال انجام اولین آزمایشات موتور کامل GE9X. آزمایش در سال 2011 آغاز شد، زمانی که قطعات مورد آزمایش قرار گرفتند. جنرال الکتریک گفت که این بررسی نسبتاً زودهنگام برای ارائه داده های آزمایشی و شروع فرآیند صدور گواهینامه انجام شد، زیرا این شرکت قصد دارد در اوایل سال 2018 چنین موتورهایی را برای آزمایش پرواز نصب کند.
موتور GE9X برای هواپیمای مسافربری 777X توسعه یافته و 700 هواپیما را تامین می کند. این برای این شرکت 29 میلیارد دلار هزینه خواهد داشت. در زیر پوشش موتور 16 پره الیاف گرافیتی نسل چهارم وجود دارد که هوا را وارد کمپرسور 11 مرحله ای می کند. دومی فشار را 27 برابر افزایش می دهد. منبع: آژانس نوآوری و توسعه

محفظه احتراق و توربین می توانند تا دمای 1315 درجه سانتیگراد را تحمل کنند و امکان استفاده کارآمدتر از سوخت و انتشار کمتر را فراهم کنند.
علاوه بر این، GE9X مجهز به انژکتورهای سوخت، روی چاپگر سه بعدی چاپ شده است. این سیستم پیچیده تونل های بادو فرورفتگی هایی که شرکت مخفی نگه می دارد. منبع: آژانس نوآوری و توسعه

GE9X دارای یک توربین کمپرسور کم فشار و یک جعبه دنده درایو جانبی است. دومی پمپ سوخت، پمپ روغن، پمپ هیدرولیک برای سیستم کنترل هواپیما را هدایت می کند. برخلاف موتور قبلی GE90 که 11 محور و 8 محور داشت واحدهای کمکی GE9X جدید به 10 محور و 9 دستگاه مجهز شده است.
کاهش تعداد محورها نه تنها وزن را کاهش می دهد، بلکه تعداد قطعات را کاهش می دهد و زنجیره تامین را ساده می کند. دومین موتور GE9X قرار است سال آینده برای آزمایش آماده شود.

موتور GE9X شامل بسیاری از قطعات و مجموعه های ساخته شده از کامپوزیت های ماتریکس سرامیکی سبک و مقاوم در برابر حرارت (CMC) است. این مواد تا دمای 1400 درجه سانتیگراد را تحمل می کنند و این امکان افزایش قابل توجه دما در محفظه احتراق موتور را فراهم کرده است.
ریک کندی از GE Aviation می‌گوید: «هرچه دمای بیشتری را بتوانید داخل یک موتور بگیرید، کارآمدتر خواهد بود. احتراق کاملسوخت، کمتر مصرف می شود و انتشار گازهای گلخانه ای کاهش می یابد مواد مضربه محیط زیست."
اهمیت زیادی در ساخت برخی از اجزای موتور GE9X توسط فناوری های مدرن پرینت سه بعدی ایفا می شود. با کمک آنها برخی از قطعات از جمله انژکتورهای سوخت با چنان اشکال پیچیده ای ساخته شده اند که با ماشینکاری سنتی به دست نمی آیند.
ریک کندی می گوید: "پیکربندی پیچیده کانال های سوخت یک راز تجاری کاملا محافظت شده است. به لطف این کانال ها، سوخت به یکنواخت ترین شکل در محفظه احتراق توزیع و اتمیزه می شود."

لازم به ذکر است که آزمایش های اخیر اولین بار است که موتور GE9X به صورت کاملا مونتاژ شده اجرا می شود. و توسعه این موتور، همراه با تست های پایه تک تک اجزا، در چند سال گذشته انجام شده است.
در خاتمه لازم به ذکر است که با وجود اینکه موتور GE9X عنوان بزرگترین موتور جت جهان را به خود اختصاص داده است، رکورد نیروی رانش جت ایجاد شده را در اختیار ندارد. رکورددار مطلق این نشانگر موتور نسل قبلی GE90-115B است که قادر به توسعه 57833 تن (127500 پوند) نیروی رانش است.

فیزیک

موتورهای موشکی یکی از اوج ها هستند پیشرفت فنی. موادی که در حد مجاز کار می کنند، صدها اتمسفر، هزاران درجه و صدها تن رانش - این نمی تواند لذت بخش باشد. اما موتورهای مختلفی وجود دارد، کدام یک بهترین هستند؟ مهندسان چه کسی بر تریبون خواهند رفت؟ بالاخره زمان آن فرا رسیده است که به این سوال با صراحت تمام پاسخ دهیم.

متأسفانه از ظاهر موتور نمی توان فهمید که چقدر عالی است. شما باید اعداد خسته کننده ویژگی های هر موتور را بررسی کنید. اما تعداد زیادی وجود دارد، کدام یک را انتخاب کنیم؟

قوی تر

خوب، احتمالا، هر چه موتور قوی تر باشد، بهتر است؟ موشک بیشتر، ظرفیت بار بیشتر، اکتشافات فضایی سریعتر شروع به حرکت می کند، اینطور نیست؟ اما اگر به رهبر در این زمینه نگاه کنیم، با ناامیدی مواجه می شویم. بیشترین نیروی رانش در بین تمام موتورها، 1400 تن، از تقویت کننده جانبی شاتل فضایی است.

با وجود تمام قدرت، تقویت کننده های سوخت جامد را به سختی می توان نماد پیشرفت فناوری نامید، زیرا از نظر ساختاری آنها فقط یک سیلندر فولادی (یا کامپوزیت، اما مهم نیست) با سوخت هستند. ثانیاً، این تقویت کننده ها همراه با شاتل ها در سال 2011 از بین رفتند که تصور موفقیت آنها را تضعیف می کند. بله، کسانی که اخبار موشک فوق سنگین جدید آمریکایی SLS را دنبال می کنند به من خواهند گفت که تقویت کننده های سوخت جامد جدید برای آن در حال توسعه است که نیروی رانش آن در حال حاضر 1600 تن خواهد بود، اما، اولا، این موشک پرواز نخواهد کرد. به زودی، نه قبل از پایان سال 2018. و ثانیاً، مفهوم "قطعات بیشتری را با سوخت بگیرید تا نیروی رانش حتی بیشتر شود" یک مسیر توسعه گسترده است، در صورت تمایل می توانید بخش های بیشتری را قرار دهید و حتی بیشتر رانش کنید، محدودیت در اینجا هنوز نرسیده است. و غیر محسوس است که این مسیر به تعالی فنی منتهی شده است.

مقام دوم از نظر رانش در اختیار موتور مایع داخلی RD-171M - 793 تن است.

چهار محفظه احتراق یک موتور است. و مردی برای مقیاس

به نظر می رسد - اینجا او قهرمان ماست. اما، اگر این بهترین موتور است، موفقیت آن کجاست؟ خوب، موشک انرجیا زیر آوار اتحاد شوروی فروپاشیده مرد و زنیت با سیاست روابط روسیه و اوکراین به پایان رسید. اما چرا ایالات متحده از ما نه این موتور فوق العاده، بلکه نصف اندازه RD-180 را از ما می خرد؟ چرا RD-180 که به عنوان "نیمی" از RD-170 شروع شد، اکنون بیش از نیمی از نیروی رانش RD-170 را تولید می کند - به اندازه 416 تن؟ عجیب. غیر واضح.

مکان های سوم و چهارم از نظر رانش توسط موتورهای راکتی اشغال شده است که دیگر پرواز نمی کنند. بنا به دلایلی، سوخت جامد UA1207 (714 تن) که در تیتان IV بود و ستاره برنامه قمری، موتور F-1 (679 تن)، به دلایلی کمکی به زنده ماندن نشدند. امروزعملکرد فوق العاده شاید پارامتر دیگری مهمتر باشد؟

کارآمدتر

چه شاخصی کارایی موتور را تعیین می کند؟ اگر موتور موشکسوخت را برای شتاب دادن به موشک می سوزاند، پس هر چه کارآمدتر این کار را انجام دهد، سوخت کمتری برای پرواز به مدار / ماه / مریخ / آلفا قنطورس نیاز داریم. در بالستیک، برای ارزیابی چنین کارایی، یک پارامتر خاص وجود دارد - ضربه خاص.

انگیزه خاصنشان می دهد که موتور چند ثانیه می تواند نیروی رانش 1 نیوتن را روی یک کیلوگرم سوخت ایجاد کند

دارندگان رکورد رانش معلوم می شود بهترین مورد، در وسط لیست زمانی که بر اساس ضربه خاص مرتب شده اند، با F-1 با تقویت کننده های جامد در دم. به نظر می رسد که این مهمترین ویژگی است. اما بیایید به رهبران این لیست نگاه کنیم. موتور جت برقی کم شناخته شده HiPEP با نشانگر 9620 ثانیه مقام اول را به خود اختصاص داده است.

این آتش سوزی در مایکروویو نیست، بلکه یک موتور موشک واقعی است. درست است ، او هنوز یک خویشاوند بسیار دور مایکروویو دارد ...

موتور HiPEP برای پروژه بسته شدهکاوشگر برای کاوش قمرهای مشتری، و کار بر روی آن در سال 2005 متوقف شد. طبق گزارش رسمی ناسا، در آزمایشات، موتور نمونه اولیه، یک ضربه خاص 9620 ثانیه ایجاد کرد و 40 کیلووات انرژی مصرف کرد.

جایگاه های دوم و سوم در اختیار VASIMR (5000 ثانیه) و NEXT (4100 ثانیه) است که هنوز پرواز نکرده اند و ویژگی های خود را روی نیمکت های آزمایشی نشان داده اند. و موتورهایی که به فضا پرواز کردند (مثلاً یک سری موتورهای SPD داخلی از OKB Fakel) تا 3000 ثانیه کارایی دارند.

موتورهای سری SPD. چه کسی گفته است "بلندگوهای با نور پس زمینه جالب"؟

چرا این موتورها هنوز جایگزین بقیه موتورها نشده اند؟ پاسخ ساده است اگر به پارامترهای دیگر آنها نگاه کنیم. نیروی رانش موتورهای جت الکتریکی، افسوس، بر حسب گرم اندازه گیری می شود و در جو اصلاً نمی توانند کار کنند. بنابراین، مونتاژ یک پرتابگر فوق کارآمد روی چنین موتورهایی کارساز نخواهد بود. و در فضا، آنها به کیلووات انرژی نیاز دارند که همه ماهواره ها توانایی پرداخت آن را ندارند. بنابراین موتورهای نیروی محرکه الکتریکی عمدتاً فقط در ایستگاه های بین سیاره ای و ماهواره های ارتباطی زمین ایستا مورد استفاده قرار می گیرند.

خوب، خوب، خواننده خواهد گفت، بیایید موتورهای پیشران الکتریکی را دور بریزیم. چه کسی رکورد ضربه خاص را در بین موتورهای شیمیایی خواهد داشت؟

با نشانگر 462 ثانیه، KVD1 داخلی و RL-10 آمریکایی در بین موتورهای شیمیایی پیشرو خواهند بود. و اگر KVD1 تنها شش بار به عنوان بخشی از راکت GSLV هند پرواز کرد، پس RL-10 یک موتور موفق و قابل احترام برای مراحل بالا و مراحل بالا است که سال هاست به خوبی کار می کند. در تئوری، می توان یک پرتابگر را به طور کامل از چنین موتورهایی مونتاژ کرد، اما رانش یک موتور 11 تنی به این معنی است که ده ها نفر از آنها باید در مرحله اول و دوم قرار گیرند و هیچ فردی وجود ندارد که بخواهد این کار را انجام دهید

آیا می توان نیروی رانش بالا و تکانه ویژه بالا را با هم ترکیب کرد؟ موتورهای شیمیایی بر خلاف قوانین دنیای ما هستند (خوب، هیدروژن با اکسیژن با یک ضربه خاص بیشتر از ~ 460 نمی سوزد، فیزیک آن را ممنوع کرده است). پروژه های موتورهای اتمی (،) وجود داشت، اما این هنوز از پروژه ها فراتر نرفته است. اما، به طور کلی، اگر بشریت بتواند از نیروی رانش بالا با انگیزه ویژه بالا عبور کند، این باعث می شود که فضا در دسترس تر باشد. آیا شاخص های دیگری وجود دارد که بتوانید موتور را ارزیابی کنید؟

شدیدتر

یک موتور موشک جرم (محصولات احتراق یا بدنه کار) برای ایجاد کشش. هرچه فشار در محفظه احتراق بیشتر باشد، رانش بیشتر و عمدتاً در جو، ضربه خاص بیشتر است. موتور با بیشتر فشار بالادر محفظه احتراق کارآمدتر از یک موتور کم فشار با استفاده از همان سوخت خواهد بود. و اگر لیست موتورها را بر اساس فشار در محفظه احتراق مرتب کنیم ، آنگاه پایه توسط روسیه / اتحاد جماهیر شوروی اشغال خواهد شد - در مدرسه طراحی ما آنها تمام تلاش خود را کردند تا انجام دهند. موتورهای کارآمدبا تنظیمات بالا سه مکان اول توسط خانواده ای از موتورهای اکسیژن-نفت سفید مبتنی بر RD-170 اشغال شده است: RD-191 (259 atm)، RD-180 (258 atm)، RD-171M (246 atm).

محفظه احتراق RD-180 در موزه. به تعداد گل میخ های نگهدارنده پوشش محفظه احتراق و فاصله بین آنها توجه کنید. شما به وضوح می بینید که نگه داشتن کسانی که می خواهند درب 258 اتمسفر فشار را بردارند چقدر سخت است.

جایگاه چهارم متعلق به RD-0120 شوروی (216 اتمسفر) است که در بین موتورهای هیدروژن-اکسیژن پیشتاز است و دو بار بر روی وسیله پرتاب Energia پرواز کرد. جایگاه پنجم نیز با موتور ما است - RD-264 روی یک جفت سوخت دی متیل هیدرازین / تتروکسید نیتروژن نامتقارن در وسیله نقلیه پرتاب Dnepr با فشار 207 اتمسفر کار می کند. و تنها در جایگاه ششم موتور شاتل فضایی آمریکا RS-25 با دویست و سه اتمسفر قرار خواهد گرفت.

قابل اعتمادتر

مهم نیست که عملکرد موتور چقدر امیدوار کننده است، اگر هر بار منفجر شود، استفاده کمی از آن وجود دارد. به عنوان مثال، اخیراً، Orbital مجبور شد استفاده از موتورهای چند دهه قدیمی NK-33 با عملکرد بسیار بالا را کنار بگذارد، زیرا یک تصادف در یک میز آزمایش و انفجار موتور شبانه بسیار زیبا در پرتاب کننده آنتارس، در مورد توصیه آن تردید ایجاد کرد. استفاده بیشتر از این موتورها اکنون Antares به RD-181 روسی منتقل می شود.

لینک عکس بزرگ

برعکس نیز صادق است - موتوری که نیروی رانش برجسته یا مقادیر ضربه خاصی ندارد، اما قابل اعتماد است، محبوب خواهد بود. هر چه سابقه استفاده از موتور طولانی تر باشد، آمار بیشتر و خطاهای بیشتری در تصادفاتی که قبلاً اتفاق افتاده است را تشخیص می دهد. موتورهای RD-107/108 در سایوز از همان موتورهایی هستند که اولین اسپوتنیک و گاگارین را راه اندازی کردند و علیرغم به روز رسانی ها، امروزه پارامترهای نسبتاً کمی دارند. اما بالاترین قابلیت اطمینان از بسیاری جهات هزینه آن را می دهد.

در دسترس تر

موتوری که نمی توانید بسازید یا بخرید برای شما ارزشی ندارد. این پارامتر را نمی توان به صورت اعداد بیان کرد، اما از این بابت از اهمیت آن کم نمی شود. شرکت های خصوصی اغلب قادر به خرید نیستند موتورهای تمام شدهگران، و مجبور به ساخت خود، هر چند ساده تر. علیرغم این واقعیت که آنها با ویژگی ها نمی درخشند، اینها بهترین موتورها برای توسعه دهندگان خود هستند. به عنوان مثال، فشار در محفظه احتراق موتور SpaceX Merlin-1D تنها 95 اتمسفر است، نقطه عطفی که مهندسان شوروی در دهه 1960 و ایالات متحده در دهه 1980 از آن عبور کردند. اما ماسک می‌تواند این موتورها را در کارخانه‌های تولیدی خود بسازد و در مقادیر مناسب، ده‌ها سال، به قیمت تمام شود، که بسیار عالی است.

موتور Merlin-1D. اگزوز از ژنراتور گاز مانند Atlases شصت سال پیش، اما موجود است

TWR

از آنجایی که ما در مورد "Merlins" اسپیس ایکس صحبت می کنیم، نمی توان ویژگی ای را که افراد روابط عمومی و طرفداران اسپیس ایکس به هر طریق ممکن به آن فشار می آوردند - نسبت رانش به وزن اشاره کرد. نسبت رانش به وزن (معروف به رانش خاص یا TWR) نسبت نیروی رانش موتور به وزن آن است. موتورهای مرلین در این پارامتر بسیار جلوتر هستند، آنها آن را بالای 150 دارند. وب سایت SpaceX می نویسد که این موتور را به "کارآمدترین موتور ساخته شده تا کنون" تبدیل می کند و این اطلاعات توسط افراد روابط عمومی و طرفداران در منابع دیگر منتشر می شود. حتی یک جنگ خاموش در ویکی‌پدیای انگلیسی وجود داشت، زمانی که این پارامتر در هر کجا که ممکن بود فشار داده شد، که منجر به این واقعیت شد که این ستون به طور کلی از جدول مقایسه موتور حذف شد. افسوس که در چنین بیانیه ای روابط عمومی بسیار بیشتر از حقیقت وجود دارد. در شکل خالص آن، نسبت رانش به وزن یک موتور را فقط می توان در جایگاه به دست آورد و زمانی که یک موشک واقعی پرتاب می شود، موتورها کمتر از درصد جرم آن خواهند بود و تفاوت در جرم آن موتورها هیچ تاثیری ندارند. اگرچه یک موتور TWR بالا پیشرفته تر از یک موتور TWR پایین خواهد بود، این بیشتر یک معیار است. سادگی فنیو استرس موتور به عنوان مثال، از نظر نسبت رانش به وزن، موتور F-1 (94) نسبت به RD-180 (78) برتری دارد، اما از نظر ضربه و فشار خاص در محفظه احتراق، F-1 به طور محسوسی پایین تر باشد و قرار دادن نسبت رانش به وزن بر روی پایه به عنوان مهمترین ویژگی برای موتور موشک حداقل ساده لوحانه است.

قیمت

این پارامتر ارتباط زیادی با قابلیت دسترسی دارد. اگر موتور را خودتان بسازید، هزینه آن قابل محاسبه است. در صورت خرید، این پارامتر به صراحت مشخص می شود. متأسفانه نمی توان از این پارامتر برای ساخت یک میز زیبا استفاده کرد، زیرا هزینه آن فقط برای تولیدکنندگان مشخص است و هزینه فروش موتور نیز همیشه منتشر نمی شود. زمان روی قیمت هم تاثیر می گذارد، اگر در سال 2009 RD-180 9 میلیون دلار تخمین زده می شد، اکنون 11-15 میلیون دلار تخمین زده می شود.

نتیجه

همانطور که حدس زده اید، مقدمه تا حدودی تحریک آمیز نوشته شده است (با عرض پوزش). در واقع، موتورهای موشکی یک پارامتر ندارند که بتوان آنها را با آن ساخت و به وضوح گفت که کدام بهترین است. اگر سعی کنید فرمول بهترین موتور را بدست آورید، چیزی شبیه به زیر دریافت خواهید کرد:

بهترین موتور موشک موتوری است که که می توانید تولید/خرید کنید، در حالی که خواهد داشت رانش در محدوده مورد نیاز شما(نه خیلی بزرگ یا کوچک) و بسیار موثر خواهد بود( ضربه خاص، فشار در محفظه احتراق) که آن را قیمتبرای شما غیر قابل تحمل نخواهد شد

حوصله سر بر؟ اما نزدیک ترین به حقیقت

و در پایان ، یک رژه کوچک موتورهایی که من شخصاً آنها را بهترین می دانم:

خانواده RD-170/180/190. اگر اهل روسیه هستید یا می توانید موتورهای روسی بخرید و نیاز دارید موتورهای قدرتمندبه مرحله اول، سپس گزینه عالیخانواده ای از RD-170/180/190 وجود خواهد داشت. کارآمد، با عملکرد بالا و آمار قابلیت اطمینان عالی، این موتورها در خط مقدم پیشرفت تکنولوژی هستند.

Be-3 و RocketMotorTwo. موتورهای شرکت‌های خصوصی درگیر در گردشگری زیرمداری تنها برای چند دقیقه در فضا خواهند بود، اما این مانع از تحسین زیبایی‌های مورد استفاده نمی‌شود. راه حل های فنی. موتور هیدروژنی BE-3، قابل بازگرداندن و دریچه گاز با دامنه وسیع، تا 50 تن رانش و طراحی فاز باز اصلی، که توسط یک تیم نسبتاً کوچک توسعه یافته است، جالب است. در مورد RocketMotorTwo، با تمام بدبینی نسبت به برانسون و SpaceShipTwo، نمی توانم زیبایی و سادگی مدار را تحسین کنم. موتور هیبریدیبا سوخت جامد و اکسید کننده گازی.

F-1 و J-2در دهه 1960، اینها قدرتمندترین موتورها در کلاس خود بودند. و محال است موتورهایی را که چنین زیبایی به ما بخشیده اند دوست نداشته باشیم.