اصل کارکرد موتور جت. توضیحات و دستگاه

ملخ چرخان هواپیما را به جلو می کشد. اما یک موتور جت گازهای داغ اگزوز را با سرعت زیاد به عقب پرتاب می کند و در نتیجه نیروی رانش جت به سمت جلو ایجاد می کند.

انواع موتورهای جت

چهار نوع موتور جت یا توربین گازی وجود دارد:

توربوجت;

توربوفن ها- مانند آنچه در هواپیماهای مسافربری بوئینگ-747 استفاده می شود.

توربوپراپجایی که استفاده می کنند پروانه هارانده شده توسط توربین ها؛

و توربوشفتکه هلیکوپتر سوار کردند

موتور توربوفناز سه بخش اصلی تشکیل شده است: یک کمپرسور، یک محفظه احتراق و یک توربین که انرژی را تامین می کند. ابتدا هوا وارد موتور شده و توسط یک فن فشرده می شود. سپس در محفظه احتراق، هوای فشرده با سوخت مخلوط می‌شود و می‌سوزد و در دمای بالا و فشار بالا گاز تشکیل می‌دهد. این گاز با عبور از توربین باعث چرخش آن با سرعت فوق العاده می شود و به عقب پرتاب می شود و در نتیجه نیروی رانش به جلو ایجاد می شود.

تصویر قابل کلیک است

یک بار در موتور توربینهوا از چندین مرحله فشرده سازی عبور می کند. فشار و حجم گاز به ویژه پس از عبور از محفظه احتراق به شدت افزایش می یابد. نیروی رانش تولید شده توسط گازهای خروجی به هواپیماهای جت اجازه می دهد تا در ارتفاعات و سرعت هایی بسیار بیشتر از آنچه برای روتورهای موتور پیستونی در دسترس است حرکت کنند.

که در موتور توربوجتهوا از جلو وارد شده، فشرده شده و همراه با سوخت سوزانده می شود. ناشی از احتراق دود ترافیکرانش واکنشی ایجاد کند.

توربوپراپ ها جت تراست را به یکدیگر متصل می کنند گازهای خروجیبا رانش به جلو که توسط چرخش پروانه ایجاد می شود.

خلاصه

در این مورد:

موتور جت .

نوشته شده: Kiselev A.V.

کالینینگراد

معرفی

موتور جت، موتوری که نیروی کشش لازم برای حرکت را با تبدیل انرژی اولیه به انرژی جنبشی جریان جت سیال عامل ایجاد می کند. در نتیجه انقضای سیال کار از نازل موتور، نیروی واکنشی به شکل واکنش (پس زدن) جت تشکیل می شود که موتور و دستگاه از نظر ساختاری مرتبط با آن را در جهت مخالف حرکت می دهد. به خروج جت. انواع مختلفی از انرژی (شیمیایی، هسته ای، الکتریکی، خورشیدی) را می توان به انرژی جنبشی (سرعت) جریان جت در موتور موشک تبدیل کرد. موتور واکنش مستقیم (موتور واکنش مستقیم) خود موتور را با یک حرکت دهنده ترکیب می کند، یعنی حرکت خود را بدون مشارکت مکانیسم های میانی فراهم می کند.

برای ایجاد رانش جتاستفاده شده توسط R. d.، شما نیاز دارید:

منبع انرژی اولیه (اولیه) که به انرژی جنبشی جت تبدیل می شود.

بدنه کارکه به صورت جت استریم از R. d. خارج می شود.

R. D. خودش یک مبدل انرژی است.

انرژی اولیه در هواپیما یا سایر دستگاه های مجهز به RD (سوخت شیمیایی، سوخت هسته ای) ذخیره می شود، یا (در اصل) می تواند از خارج (انرژی خورشیدی) تامین شود. برای به دست آوردن یک سیال کار در R. d. می توان از ماده ای که از محیط زیست گرفته شده است (مثلاً هوا یا آب) استفاده کرد.

ماده ای که در مخازن دستگاه یا مستقیماً در محفظه R. از د. مخلوطی از موادی که از محیط بیرون می آیند و در داخل وسیله نقلیه ذخیره می شوند.

در R.d مدرن، مواد شیمیایی اغلب به عنوان اولیه استفاده می شود

آزمایش های شلیک موشک

موتور شاتل فضایی

موتورهای توربوجت AL-31Fهواپیما Su-30MK. متعلق به کلاس موتور جت

انرژی. در این مورد، سیال کار گازهای رشته ای - محصولات احتراق سوخت شیمیایی است. در حین کار یک موتور موشک، انرژی شیمیایی مواد در حال سوختن به انرژی حرارتی محصولات احتراق و انرژی حرارتی گازهای داغ به انرژی مکانیکی حرکت انتقالی جریان جت تبدیل می شود و در نتیجه، دستگاهی که موتور روی آن نصب شده است. بخش اصلی هر R.d محفظه احتراق است که در آن سیال عامل تولید می شود. قسمت انتهایی محفظه که برای تسریع سیال کار و به دست آوردن جریان جت عمل می کند، نازل جت نامیده می شود.

بسته به اینکه در طول عملیات R.D از محیط استفاده می شود یا نه، آنها به 2 کلاس اصلی تقسیم می شوند - هوا - موتور جت(WFD) و موتورهای موشکی (RD). همه WFD ها موتورهای حرارتی هستند که سیال عامل آنها از واکنش اکسیداسیون یک ماده قابل احتراق با اکسیژن اتمسفر تشکیل می شود. هوای وارد شده از جو قسمت عمده سیال کار WFD را تشکیل می دهد. بنابراین، یک دستگاه با WFD یک منبع انرژی (سوخت) را بر روی خود حمل می کند و بیشتر سیال کار را از محیط بیرون می کشد. برخلاف WFD، تمام اجزای سیال کاری RD بر روی دستگاه مجهز به RD قرار دارند. عدم وجود پروانه در تعامل با محیطو وجود تمام اجزای سیال عامل بر روی دستگاه، RD را تنها مناسب برای کار در فضا می کند. موتورهای موشک ترکیبی نیز وجود دارند که به قولی ترکیبی از هر دو نوع اصلی هستند.

تاریخچه موتورهای جت

اصل پیشرانه جت برای مدت بسیار طولانی شناخته شده است. توپ هرون را می توان جد R.d. موتورهای موشک جامد - موشک های پودری در قرن 10 در چین ظاهر شدند. n ه. برای صدها سال، چنین موشک هایی ابتدا در شرق و سپس در اروپا به عنوان آتش بازی، سیگنال، جنگ مورد استفاده قرار گرفت. در سال 1903، K. E. Tsiolkovsky، در کار خود "بررسی فضاهای جهان با دستگاه های واکنشی"، اولین کسی در جهان بود که مفاد اصلی نظریه موتورهای موشک پیشران مایع را مطرح کرد و عناصر اصلی یک پیشران مایع را پیشنهاد کرد. موتور موشک اولین موتورهای موشک مایع شوروی - ORM، ORM-1، ORM-2 توسط V. P. Glushko طراحی و تحت رهبری او در سال 1930-1931 در آزمایشگاه دینامیک گاز (GDL) ایجاد شد. در سال 1926، آر. گودارد موشکی را با استفاده از سوخت مایع پرتاب کرد. برای اولین بار، یک RD الکتروترمال ساخته شد و توسط گلوشکو در GDL در سال‌های 1929-33 آزمایش شد.

در سال 1939، موشک هایی با موتورهای رم جت طراحی شده توسط I. A. Merkulov در اتحاد جماهیر شوروی آزمایش شدند. اولین نمودار یک موتور توربوجت؟ توسط مهندس روسی N. Gerasimov در سال 1909 پیشنهاد شد.

در سال 1939، ساخت موتورهای توربوجت طراحی شده توسط A. M. Lyulka در کارخانه Kirov در لنینگراد آغاز شد. آزمایشات موتور ایجاد شده توسط جنگ بزرگ میهنی 1941-45 جلوگیری شد. در سال 1941 یک موتور توربوجت طراحی شده توسط F. Whittle (بریتانیا کبیر) برای اولین بار بر روی یک هواپیما نصب شد و مورد آزمایش قرار گرفت. آثار نظری دانشمندان روسی S. S. Nezhdanovsky، I. V. Meshchersky و N. E. Zhukovsky، آثار دانشمند فرانسوی R. Enot-Peltri و دانشمند آلمانی G. Oberth برای ایجاد R. D. اهمیت زیادی داشتند. سهم مهمی در ایجاد VRD کار دانشمند شوروی B.S. Stechkin "تئوری موتور تنفس هوا" بود که در سال 1929 منتشر شد.

R. d هدف متفاوتی دارند و دامنه کاربرد آنها دائماً در حال گسترش است.

R. d بیشتر در انواع مختلف هواپیما استفاده می شود.

موتورهای توربوجت و موتورهای توربوجت دو مداره مجهز به اکثر هواپیماهای نظامی و غیرنظامی در سراسر جهان هستند، آنها در هلیکوپترها استفاده می شوند. این موتورهای موشکی برای پرواز در هر دو سرعت مافوق صوت و مافوق صوت مناسب هستند. آنها همچنین بر روی هواپیماهای پرتابه نصب می شوند؛ موتورهای توربوجت مافوق صوت را می توان در اولین مراحل هواپیماهای هوافضا استفاده کرد. موتورهای رم جت بر روی موشک های هدایت شونده ضد هوایی، موشک های کروز، جنگنده-رهگیرهای مافوق صوت نصب می شوند. موتورهای رم جت مادون صوت در هلیکوپترها (که در انتهای پره های روتور اصلی نصب می شوند) استفاده می شود. موتورهای جت ضربان دار نیروی رانش کمی دارند و فقط برای هواپیماهایی با سرعت های مادون صوت در نظر گرفته شده اند. در طول جنگ جهانی دوم 1939-1945، این موتورها به پرتابه های V-1 مجهز شدند.

RD در اکثر موارد در هواپیماهای پرسرعت استفاده می شود.

موتورهای موشک پیشران مایع در وسایل پرتاب فضاپیماها و فضاپیماها به عنوان موتورهای راهپیمایی، ترمز و کنترل و همچنین در موشک های بالستیک هدایت شونده استفاده می شود. موتورهای موشک سوخت جامد در موشک‌های بالستیک، ضد هوایی، ضد تانک و سایر موشک‌های نظامی و همچنین در وسایل پرتاب و فضاپیماها استفاده می‌شوند. موتورهای کوچک سوخت جامد به عنوان تقویت کننده برای برخاستن هواپیما استفاده می شوند. موتورهای موشک الکتریکی و موتورهای موشک هسته ای را می توان در فضاپیماها استفاده کرد.

با این حال، این تنه قدرتمند، اصل واکنش مستقیم، به تاج عظیمی از "شجره خانواده" خانواده موتورهای جت جان بخشید. برای آشنایی با شاخه های اصلی تاج آن، تاج گذاری "تنه" واکنش مستقیم. به زودی، همانطور که از شکل مشاهده می شود (نگاه کنید به زیر)، این تنه به دو قسمت تقسیم می شود، گویی در اثر برخورد صاعقه تقسیم می شود. هر دو تنه جدید به یک اندازه با تاج های قدرتمند تزئین شده اند. این تقسیم بندی به این دلیل اتفاق افتاد که همه موتورهای جت "شیمیایی" بسته به اینکه از هوای محیط برای کار خود استفاده می کنند یا نه به دو دسته تقسیم می شوند.

یکی از ترانک های تازه شکل گرفته کلاس موتورهای تنفس هوا (VRD) است. همانطور که از نام آن پیداست، آنها نمی توانند خارج از جو عمل کنند. به همین دلیل این موتورها ستون فقرات هوانوردی مدرن هستند، چه سرنشین دار و چه بدون سرنشین. WFD ها از اکسیژن اتمسفر برای سوزاندن سوخت استفاده می کنند، بدون آن، واکنش احتراق در موتور ادامه نمی یابد. اما همچنان موتورهای توربوجت در حال حاضر بیشترین استفاده را دارند.

(TRD)، تقریباً بر روی تمام هواپیماهای مدرن بدون استثنا نصب شده است. مانند تمام موتورهایی که از هوای اتمسفر استفاده می کنند، موتورهای توربوجت نیاز به دستگاه خاصی دارند تا هوا را قبل از ورود به محفظه احتراق فشرده کند. از این گذشته ، اگر فشار در محفظه احتراق به طور قابل توجهی از فشار اتمسفر تجاوز نکند ، گازها از موتور خارج نمی شوند. سرعت بیشتراین فشار است که آنها را بیرون می راند. اما در سرعت اگزوز کم، نیروی رانش موتور کوچک خواهد بود و موتور سوخت زیادی مصرف می کند، چنین موتوری کاربرد پیدا نمی کند. در موتور توربوجت از کمپرسور برای فشرده سازی هوا استفاده می شود و طراحی موتور تا حد زیادی به نوع کمپرسور بستگی دارد. موتورهایی با کمپرسورهای محوری و گریز از مرکز وجود دارند، کمپرسورهای محوری به لطف استفاده از سیستم ما می توانند مراحل تراکم کمتر یا بیشتری داشته باشند، یک-دو مرحله ای و غیره باشند. برای به حرکت درآوردن کمپرسور، موتور توربوجت دارای یک توربین گازی است که نام موتور را به خود اختصاص داده است. با توجه به کمپرسور و توربین، طراحی موتور بسیار پیچیده است.

موتورهای جت هوا بدون کمپرسور از نظر طراحی بسیار ساده‌تر هستند که در آنها افزایش فشار لازم به روش‌های دیگری انجام می‌شود که نام‌هایی دارند: موتورهای ضربانی و رم جت.

در موتورهای ضربانی، این کار معمولاً توسط یک کوره سوپاپ نصب شده در ورودی موتور انجام می شود، زمانی که قسمت جدیدی از مخلوط سوخت و هوا محفظه احتراق را پر می کند و در آن جرقه ای رخ می دهد، دریچه ها بسته می شوند و محفظه احتراق از محفظه احتراق جدا می شود. ورودی موتور در نتیجه، فشار در محفظه افزایش می‌یابد و گازها به سرعت از نازل جت خارج می‌شوند و پس از آن کل فرآیند تکرار می‌شود.

در موتورهای بدون کمپرسور از نوع دیگر، رم جت، حتی این شبکه سوپاپ وجود ندارد و فشار در محفظه احتراق در نتیجه فشار دینامیکی افزایش می یابد، یعنی. کاهش سرعت جریان هوای ورودی به موتور در هنگام پرواز. واضح است که چنین موتوری فقط زمانی می تواند کار کند هواپیمادر حال حاضر با سرعت کافی پرواز می کند، در پارکینگ نیروی رانش ایجاد نمی کند. اما در بسیار سرعت بالا، 4-5 برابر سرعت صوت، رامجت نیروی رانش بسیار بالایی ایجاد می کند و مصرف می کند. سوخت کمتراز هر موتور جت "شیمیایی" دیگری تحت این شرایط. به همین دلیل است که موتورهای رم جت.

ویژگی طرح آیرودینامیکی هواپیماهای مافوق صوت با موتورهای رم جت (موتورهای رم جت) به دلیل وجود موتورهای شتاب دهنده ویژه است که سرعت لازم برای شروع عملیات پایدار رم جت را فراهم می کند. این امر باعث سنگین تر شدن قسمت دم سازه می شود و نیاز به نصب تثبیت کننده ها برای اطمینان از پایداری لازم دارد.

اصل کارکرد موتور جت.

در قلب موتورهای جت قدرتمند مدرن از انواع مختلف، اصل واکنش مستقیم است، یعنی. اصل ایجاد نیروی محرکه (یا رانش) به شکل واکنش (پس زدن) یک جت "ماده کار" که از موتور خارج می شود ، معمولاً گازهای داغ.

در همه موتورها دو فرآیند تبدیل انرژی وجود دارد. ابتدا انرژی شیمیایی سوخت به انرژی حرارتی محصولات احتراق تبدیل می شود و سپس انرژی حرارتی برای انجام کارهای مکانیکی استفاده می شود. این موتورها شامل موتورهای پیستونیماشین ها، لوکوموتیوهای دیزلی، توربین های بخار و گاز نیروگاه ها و غیره.

این فرآیند را در رابطه با موتورهای جت در نظر بگیرید. بیایید با محفظه احتراق موتور شروع کنیم، که در آن بسته به نوع موتور و نوع سوخت، یک مخلوط قابل احتراق به هر طریقی ایجاد شده است. به عنوان مثال، این می تواند مخلوطی از هوا و نفت سفید باشد، مانند موتور توربوجت یک هواپیمای جت مدرن، یا مخلوطی از اکسیژن مایع و الکل، مانند برخی از موتورهای موشک مایع، یا، در نهایت، نوعی سوخت جامد. برای موشک های پودری مخلوط قابل احتراق می تواند بسوزد، به عنوان مثال. با آزاد شدن سریع انرژی به شکل گرما وارد یک واکنش شیمیایی می شوند. توانایی آزادسازی انرژی در طی یک واکنش شیمیایی، انرژی شیمیایی بالقوه مولکول های مخلوط است. انرژی شیمیایی مولکول ها به ویژگی های ساختار آنها، به طور دقیق تر، ساختار پوسته های الکترونی آنها، یعنی. ابر الکترونی که هسته های اتم های سازنده مولکول را احاطه کرده است. در نتیجه یک واکنش شیمیایی، که در آن برخی از مولکول ها از بین می روند، در حالی که برخی دیگر تشکیل می شوند، به طور طبیعی آرایش مجدد لایه های الکترونی اتفاق می افتد. در این بازسازی، منبع انرژی شیمیایی آزاد شده است. مشاهده می شود که فقط موادی که در طی یک واکنش شیمیایی در موتور (احتراق)، مقدار کافی گرما از خود ساطع می کنند و همچنین مقدار زیادی گاز تشکیل می دهند، می توانند به عنوان سوخت برای موتورهای جت استفاده کنند. همه این فرآیندها در محفظه احتراق انجام می شود، اما اجازه دهید در مورد واکنش نه در سطح مولکولی (این قبلاً در بالا مورد بحث قرار گرفت) بلکه در "مراحل" کار صحبت کنیم. تا زمانی که احتراق شروع نشده است، این مخلوط منبع زیادی از انرژی شیمیایی بالقوه دارد. اما سپس شعله مخلوط را فرا گرفت، یک لحظه دیگر - و واکنش شیمیایی به پایان رسید. حالا به جای مولکول ها مخلوط قابل احتراقمحفظه پر از مولکول های فشرده تر "بسته بندی" محصولات احتراق است. انرژی اتصال اضافی که انرژی شیمیایی واکنش احتراق انجام شده است آزاد شده است. مولکول هایی که دارای این انرژی اضافی بودند تقریباً بلافاصله آن را به مولکول ها و اتم های دیگر در نتیجه برخوردهای مکرر با آنها منتقل کردند. تمام مولکول ها و اتم ها در محفظه احتراق به طور تصادفی شروع به حرکت کردند، به طور آشفته ای با سرعت بسیار بالاتر حرکت کردند، دمای گازها افزایش یافت. بنابراین انتقال انرژی شیمیایی بالقوه سوخت به انرژی حرارتی محصولات احتراق وجود داشت.

انتقال مشابهی در تمام موتورهای حرارتی دیگر انجام شد، اما موتورهای جت اساساً با آنها در رابطه با سرنوشت بیشتر محصولات احتراق داغ تفاوت دارند.

پس از تشکیل گازهای داغ در موتور حرارتی حاوی انرژی حرارتی زیاد، این انرژی باید به انرژی مکانیکی تبدیل شود. به هر حال، موتورها در خدمت ساختن هستند کارهای مکانیکی، برای "حرکت" چیزی، برای عملی کردن آن، مهم نیست که دینام باشد، لطفاً نقشه های یک نیروگاه، یک لوکوموتیو دیزل، یک ماشین یا یک هواپیما را اضافه کنید.

برای اینکه انرژی حرارتی گازها به انرژی مکانیکی تبدیل شود باید حجم آنها افزایش یابد. با چنین انبساط، گازها کاری را انجام می دهند که انرژی داخلی و حرارتی آنها صرف می شود.

در مورد موتور پیستونی، گازهای در حال انبساط بر روی پیستونی که در داخل سیلندر حرکت می کند فشار می آورند، پیستون میله اتصال را فشار می دهد، که از قبل میل لنگ موتور را می چرخاند. شفت به روتور دینام، محورهای محرک لوکوموتیو یا ماشین دیزلی یا پروانه هواپیما متصل است - موتور کار مفیدی را انجام می دهد. که در موتور بخاریا یک توربین گاز، گازها در حال انبساط، چرخ متصل به محور توربین را مجبور به چرخش می کنند - نیازی به مکانیزم میل لنگ انتقال نیست که یکی از مزایای بزرگ توربین است.

گازها البته در موتور جت منبسط می شوند، زیرا بدون آن کار نمی کنند. اما کار انبساط در آن حالت صرف چرخش شفت نمی شود. مانند سایر موتورهای حرارتی با مکانیزم محرک مرتبط است. هدف موتور جت متفاوت است - ایجاد نیروی رانش جت، و برای این کار لازم است جت گازها - محصولات احتراق با سرعت زیاد از موتور خارج شوند: نیروی واکنش این جت نیروی رانش موتور است. . در نتیجه، کار گسترش محصولات گازی احتراق سوخت در موتور باید صرف شتاب بخشیدن به خود گازها شود. این بدان معنی است که انرژی حرارتی گازها در موتور جت باید به انرژی جنبشی آنها تبدیل شود - حرکت حرارتی تصادفی هرج و مرج مولکول ها باید با جریان سازمان یافته آنها در یک جهت مشترک برای همه جایگزین شود.

برای این منظور یکی از مهمترین قسمت های موتور که اصطلاحاً جت نازل نامیده می شود خدمت می کند. مهم نیست که یک موتور جت خاص به چه نوع خاصی تعلق دارد، لزوماً مجهز به نازلی است که از طریق آن گازهای داغ با سرعت زیاد از موتور خارج می شوند - محصولات احتراق سوخت در موتور. در برخی از موتورها، گازها بلافاصله پس از محفظه احتراق وارد نازل می شوند، به عنوان مثال، در موشک یا موتورهای رم جت. در برخی دیگر، توربوجت‌ها، گازها ابتدا از یک توربین عبور می‌کنند و بخشی از انرژی حرارتی خود را به آن می‌دهند. در این مورد برای به حرکت درآوردن کمپرسور مصرف می شود که برای فشرده کردن هوای جلوی محفظه احتراق استفاده می شود. اما به هر حال، نازل آخرین قسمت موتور است - گازها قبل از خروج از موتور از طریق آن جریان می یابند.

نازل جت بسته به نوع موتور می تواند اشکال مختلفی داشته باشد و علاوه بر این، طراحی متفاوتی داشته باشد. نکته اصلی سرعت خروج گازها از موتور است. اگر این سرعت خروجی از سرعت انتشار امواج صوتی در گازهای خروجی تجاوز نکند، نازل یک بخش لوله ساده استوانه ای یا باریک است. اگر سرعت خروجی باید از سرعت صوت بیشتر شود، نازل به شکل یک لوله در حال انبساط یا ابتدا باریک و سپس منبسط می شود (نازل عشق). تنها در لوله ای با چنین شکلی، همانطور که تئوری و تجربه نشان می دهد، می توان گاز را به سرعت های مافوق صوت پراکنده کرد و از "سد صوتی" عبور کرد.

نمودار موتور جت

موتور توربوفن پرکاربردترین موتور جت در هوانوردی غیرنظامی است.

سوخت وارد شده به موتور (1) با هوای فشرده مخلوط شده و در محفظه احتراق (2) می سوزد. گازهای در حال انبساط توربین‌های پرسرعت (3) و کم‌سرعت را می‌چرخانند، که به نوبه خود کمپرسور (5) را به حرکت در می‌آورند، هوا را به داخل محفظه احتراق و فن‌ها (6) می‌رانند و هوا را از این محفظه هدایت می‌کنند و آن را هدایت می‌کنند. به لوله اگزوز با جابجایی هوا، فن ها نیروی رانش بیشتری را ایجاد می کنند. موتوری از این نوع می تواند نیروی رانش را تا 13600 کیلوگرم ایجاد کند.

نتیجه

موتور جت دارای ویژگی های قابل توجه بسیاری است، اما اصلی ترین آن به شرح زیر است. یک موشک برای حرکت به زمین، آب یا هوا نیاز ندارد، زیرا در نتیجه برهمکنش با گازهای تشکیل شده در طی احتراق سوخت حرکت می کند. بنابراین، موشک می تواند در فضای بدون هوا حرکت کند.

K. E. Tsiolkovsky بنیانگذار تئوری پروازهای فضایی است. اثبات علمی امکان استفاده از موشک برای پرواز به فضا، فراتر از جو زمین و سایر سیارات منظومه شمسی برای اولین بار توسط دانشمند و مخترع روسی کنستانتین ادواردوویچ تسیولکوفسکی ارائه شد.

کتابشناسی - فهرست کتب

فرهنگ لغت دانشنامه تکنسین جوان.

پدیده های حرارتی در فناوری

مطالب از سایت http://goldref.ru/.

1. جتحرکت (2)

   چکیده >> فیزیک

   که در فرم است واکنش پذیرجت از بیرون پرتاب می شود واکنش پذیر موتور; خودم واکنش پذیر موتور- یک مبدل انرژی ... که با آن واکنش پذیر موتوردستگاه مجهز به این را تحت تأثیر قرار می دهد واکنش پذیر موتور. رانش واکنش پذیر موتوربستگی دارد به...

2. جتحرکت در طبیعت و تکنولوژی

   چکیده >> فیزیک

   سالپ به جلو. بزرگترین علاقه است واکنش پذیر موتورماهی مرکب ماهی مرکب از همه بیشتر... یعنی. دستگاه با واکنش پذیر موتوربا استفاده از سوخت و اکسید کننده که روی خود دستگاه قرار دارد. واکنش پذیر موتور- این موتورتبدیل کردن...

3. واکنش پذیرسامانه موشکی پرتاب چندگانه BM-13 Katyusha

   چکیده >> شخصیت های تاریخی

   سر و باروت واکنش پذیر موتور. قسمت سر به روش خود ... یک فیوز و یک چاشنی اضافی. واکنش پذیر موتوردارای محفظه احتراق، در ... افزایش شدید قابلیت آتش سوزی واکنش پذیر

حرکت جت فرآیندی است که در آن یکی از اجزای آن با سرعت معینی از جسم خاصی جدا می شود. نیرویی که در این حالت ایجاد می شود خود به خود عمل می کند، بدون کوچکترین تماسی با اجسام خارجی. نیروی محرکه جت انگیزه ای برای ایجاد یک موتور جت بود. اصل عملکرد آن دقیقاً بر اساس این نیرو است. چنین موتوری چگونه کار می کند؟ بیایید سعی کنیم آن را بفهمیم.

حقایق تاریخی

ایده استفاده از رانش جت، که غلبه بر نیروی گرانش زمین را ممکن می کند، در سال 1903 توسط پدیده علم روسیه - Tsiolkovsky مطرح شد. او یک مطالعه کامل در این زمینه منتشر کرد، اما جدی گرفته نشد. کنستانتین ادواردویچ که از تغییر در سیستم سیاسی جان سالم به در برده بود، سالها کار کرد تا به همه ثابت کند که حق با اوست.

امروز شایعات زیادی وجود دارد مبنی بر اینکه کیبالچیچ انقلابی در این زمینه اولین بوده است. اما وصیت این مرد تا زمان انتشار آثار تسیولکوفسکی همراه با کیبالچیچ به خاک سپرده شد. علاوه بر این، این یک کار تمام عیار نبود، بلکه فقط طرح ها و طرح ها بود - انقلابی نتوانست مبنای قابل اعتمادی برای محاسبات نظری در آثار خود بیاورد.

نیروی واکنشی چگونه کار می کند؟

برای اینکه بفهمید موتور جت چگونه کار می کند، باید بدانید که این نیرو چگونه کار می کند.

بنابراین، یک شلیک از هر سلاح گرم را تصور کنید. این مثال خوبنیروی واکنشی یک جت گاز داغ که در حین احتراق شارژ در کارتریج ایجاد شده است، سلاح را به عقب می راند. هرچه شارژ قوی تر باشد، بازگشت قوی تر خواهد بود.

و اکنون فرآیند احتراق یک مخلوط قابل احتراق را تصور کنید: به تدریج و به طور مداوم انجام می شود. این دقیقاً همان چیزی است که اصل عملکرد یک موتور رم جت به نظر می رسد. یک موشک با موتور جت سوخت جامد به روشی مشابه کار می کند - این ساده ترین تغییرات آن است. حتی مدلسازان تازه کار موشک نیز با آن آشنا هستند.

به عنوان سوخت موتورهای جت، ابتدا پودر سیاه استفاده شد. موتورهای جت، که اصل آن از قبل پیشرفته تر بود، به سوختی با پایه نیتروسلولز نیاز داشت که در نیتروگلیسیرین حل شده بود. در واحدهای بزرگی که موشک‌هایی را پرتاب می‌کنند که شاتل‌ها را در مدار قرار می‌دهند، امروزه از مخلوط ویژه‌ای از سوخت پلیمری با پرکلرات آمونیوم به عنوان یک عامل اکسید کننده استفاده می‌کنند.

اصل عملکرد RD

اکنون ارزش درک اصل عملکرد موتور جت را دارد. برای انجام این کار، کلاسیک را در نظر بگیرید - موتورهای مایع، که از زمان تسیولکوفسکی به سختی تغییر کرده اند. این واحدها از سوخت و اکسید کننده استفاده می کنند.

به عنوان دومی، از اکسیژن مایع یا اسید نیتریک استفاده می شود. نفت سفید به عنوان سوخت استفاده می شود. موتورهای مایع مدرن نوع برودتی هیدروژن مایع مصرف می کنند. هنگامی که با اکسیژن اکسید می شود، تکانه ویژه را افزایش می دهد (تا 30 درصد). این ایده که می توان از هیدروژن استفاده کرد نیز در سر Tsiolkovsky متولد شد. با این حال، در آن زمان، به دلیل انفجار شدید، لازم بود به دنبال سوخت دیگری باشید.

اصل کار به شرح زیر است. قطعات از دو مخزن مجزا وارد محفظه احتراق می شوند. پس از مخلوط شدن به توده ای تبدیل می شوند که با سوختن مقدار زیادی گرما و ده ها هزار اتمسفر فشار آزاد می شود. اکسیدان وارد محفظه احتراق می شود. مخلوط سوختبا عبور از بین دیواره های دوگانه محفظه و نازل، این عناصر را خنک می کند. علاوه بر این، سوخت که توسط دیوارها گرم می شود، از طریق تعداد زیادی نازل وارد منطقه احتراق می شود. جت که با یک نازل تشکیل شده است، می شکند. با توجه به این، یک لحظه فشار فراهم می شود.

به طور خلاصه، اصل عملکرد یک موتور جت را می توان با یک مشعل دمنده مقایسه کرد. با این حال، دومی بسیار ساده تر است. در طرح کار آن هیچ تفاوتی وجود ندارد سیستم های کمکیموتور و اینها کمپرسورهایی هستند که برای ایجاد فشار تزریق، توربین ها، سوپاپ ها و همچنین سایر عناصر مورد نیاز هستند که بدون آنها موتور جت به سادگی غیرممکن است.

با وجود این واقعیت که موتورهای مایع سوخت زیادی مصرف می کنند (مصرف سوخت تقریباً 1000 گرم در هر 200 کیلوگرم محموله است)، هنوز هم به عنوان واحدهای راهپیمایی برای وسایل نقلیه پرتاب و واحدهای شنت برای ایستگاه های مداری و همچنین سایر فضاپیماها استفاده می شود.

دستگاه

یک موتور جت معمولی به شرح زیر مرتب شده است. گره های اصلی آن عبارتند از:

کمپرسور؛

محفظه احتراق؛

توربین ها؛

سیستم اگزوز.

بیایید این عناصر را با جزئیات بیشتری در نظر بگیریم. کمپرسور از چندین توربین تشکیل شده است. وظیفه آنها مکیدن و فشرده سازی هوا در هنگام عبور از تیغه ها است. فرآیند فشرده سازی باعث افزایش دما و فشار هوا می شود. بخشی از این هوای فشردهوارد محفظه احتراق می شود. در آن هوا با سوخت مخلوط شده و احتراق رخ می دهد. این فرآیند باعث افزایش بیشتر انرژی حرارتی می شود.

مخلوط از محفظه احتراق خارج می شود سرعت بالاو سپس گسترش می یابد. سپس به دنبال توربین دیگری می آید که پره های آن در اثر عمل گازها می چرخند. این توربین که به کمپرسور واقع در جلوی دستگاه متصل است، آن را به حرکت در می آورد. هوا گرم می شود دمای بالا، از طریق خارج می شود سیستم اگزوز. درجه حرارت، که در حال حاضر به اندازه کافی بالا بود، به دلیل اثر دریچه گاز به افزایش خود ادامه می دهد. سپس هوا به طور کامل خارج می شود.

موتور هواپیما

هواپیماها نیز از این موتورها استفاده می کنند. بنابراین، به عنوان مثال، واحدهای توربوجت در خطوط مسافربری بزرگ نصب می شوند. آنها با وجود دو تانک با موارد معمول متفاوت هستند. یکی حاوی سوخت و دیگری اکسید کننده است. در حالی که یک موتور توربوجت فقط سوخت را حمل می کند، هوای دمیده شده از جو به عنوان یک اکسید کننده استفاده می شود.

موتور توربوجت

اصل کار یک موتور جت هواپیما بر اساس همان نیروی واکنشی و همان قوانین فیزیک است. مهمترین قسمت پره های توربین است. قدرت نهایی به اندازه تیغه بستگی دارد.

به لطف توربین ها است که نیروی رانش مورد نیاز برای شتاب دادن به هواپیما ایجاد می شود. هر کدام از تیغه ها ده برابر قوی تر از معمولی هستند موتور احتراق داخلی خودرو. توربین ها بعد از محفظه احتراق که فشار در آن بالاتر است نصب می شوند. و دما در اینجا می تواند به یک و نیم هزار درجه برسد.

دو مدار RD

این واحدها نسبت به توربوجت ها مزایای زیادی دارند. به عنوان مثال، مصرف سوخت به میزان قابل توجهی با همان قدرت کاهش می یابد.

اما خود موتور طراحی پیچیده تر و وزن بیشتری دارد.

بله، و اصل کار یک موتور جت بای پس کمی متفاوت است. هوای جذب شده توسط توربین تا حدی فشرده شده و به مدار اول به کمپرسور و مدار دوم به پره های ثابت می رسد. توربین به عنوان یک کمپرسور کار می کند. فشار کم. در مدار اول موتور، هوا فشرده و گرم می شود و سپس از طریق کمپرسور فشار بالاوارد محفظه احتراق می شود. اینجاست که سوخت مخلوط می شود و مشتعل می شود. گازهایی تشکیل می شوند که به توربین پرفشار تغذیه می شوند، به همین دلیل پره های توربین می چرخند، که به نوبه خود، حرکت چرخشی را به کمپرسور فشار قوی عرضه می کند. سپس گازها از یک توربین کم فشار عبور می کنند. دومی فن را به حرکت در می آورد و در نهایت گازها به بیرون می روند و کشش ایجاد می کنند.

تاکسی وی سنکرون

اینها موتورهای الکتریکی هستند. اصل کار یک موتور رلوکتانس سنکرون مشابه عملکرد یک واحد پله ای است. جریان متناوبروی استاتور اعمال می شود و میدان مغناطیسی در اطراف روتور ایجاد می کند. دومی به دلیل این واقعیت که سعی می کند مقاومت مغناطیسی را به حداقل برساند می چرخد. این موتورها هیچ ارتباطی با اکتشافات فضایی و پرتاب شاتل ندارند.

موتور جت وسیله ای است که نیروی کشش لازم برای حرکت را با تبدیل انرژی داخلی سوخت به انرژی جنبشی جریان جت سیال عامل ایجاد می کند.

کلاس های موتور جت:

تمام موتورهای جت به 2 کلاس تقسیم می شوند:

• ایر جت - موتورهای حرارتی، با استفاده از انرژی اکسیداسیون هوا که از جو به دست می آید. در این موتورها، سیال کار با مخلوطی از محصولات احتراق با عناصر باقی‌مانده هوای تخلیه شده نشان داده می‌شود.
• موشک - موتورهایی که همه چیز را در خود دارند اجزای لازمو حتی در خلاء نیز قادر به کار هستند.

جریان مستقیم موتور جت- ساده ترین در کلاس VRD از نظر طراحی. افزایش فشار مورد نیاز برای عملکرد دستگاه با ترمز کردن جریان هوای ورودی ایجاد می شود.

گردش کار ramjet را می توان به طور خلاصه به شرح زیر توصیف کرد:

• هوا با سرعت پرواز وارد ورودی موتور می شود، انرژی جنبشی آن به انرژی داخلی تبدیل می شود، فشار هوا و دما افزایش می یابد. در ورودی به محفظه احتراق و در تمام طول مسیر جریان، حداکثر فشار مشاهده می شود.

• هوای فشرده در محفظه احتراق با اکسیداسیون هوای عرضه شده گرم می شود، در حالی که انرژی داخلی سیال عامل افزایش می یابد.
• علاوه بر این، جریان در نازل باریک می شود، سیال کار به سرعت صوتی می رسد و دوباره در هنگام انبساط به سرعت مافوق صوت می رسد. با توجه به اینکه سیال کار با سرعتی بیش از سرعت جریان مقابل حرکت می کند، یک رانش جت در داخل ایجاد می شود.

که در به صورت سازنده ramjet محدود است دستگاه ساده. موتور دارای یک محفظه احتراق است که سوخت از داخل آن می آید انژکتورهای سوختو هوا از دیفیوزر. محفظه احتراق با یک ورودی به نازل خاتمه می یابد که در حال باریک-انبساط است.

توسعه فناوری سوخت جامد مخلوط باعث استفاده از این سوخت در موتورهای رم جت شده است. در محفظه احتراق یک بلوک سوخت با یک کانال طولی مرکزی وجود دارد. سیال کار با عبور از کانال، به تدریج سطح سوخت را اکسید کرده و خود را گرم می کند. استفاده از سوخت جامد طراحی موتور را ساده تر می کند: سیستم سوختغیر ضروری می شود

سوخت مخلوط در ترکیب آن در موتور رم جت با سوختی که در موتور موشک سوخت جامد استفاده می شود متفاوت است. اگر در موتور موشکاز آنجایی که بیشتر ترکیب سوخت توسط یک اکسید کننده اشغال می شود، در رم جت از آن به نسبت های کوچک برای فعال کردن فرآیند احتراق استفاده می شود.

پرکننده سوخت مخلوط رمجت عمدتاً از پودر ریز بریلیوم، منیزیم یا آلومینیوم تشکیل شده است. گرمای اکسیداسیون آنها به طور قابل توجهی بیشتر از گرمای احتراق سوخت هیدروکربنی است. به عنوان نمونه ای از رام جت سوخت جامد، می توان به موتور محرکه موشک ضد کشتی کروز پی-270 ماسکیت اشاره کرد.

رانش رم جت به سرعت پرواز بستگی دارد و بر اساس تأثیر چندین عامل تعیین می شود:

• هرچه سرعت پرواز بیشتر باشد، به ترتیب جریان هوای عبوری از مسیر موتور بیشتر خواهد بود. مقدار زیاداکسیژن به داخل محفظه احتراق نفوذ می کند که باعث افزایش مصرف سوخت، گرما و قدرت مکانیکیموتور
• هرچه جریان هوا در مسیر موتور بیشتر باشد، تراست تولید شده توسط موتور بیشتر می شود. با این حال، محدودیت خاصی وجود دارد، جریان هوا از طریق مسیر موتور نمی تواند به طور نامحدود افزایش یابد.
• با افزایش سرعت پرواز، سطح فشار در محفظه احتراق افزایش می یابد. در نتیجه راندمان حرارتی موتور افزایش می یابد.
• چگونه تفاوت بیشتربین سرعت پرواز دستگاه و سرعت عبور جریان جت، نیروی رانش موتور بیشتر می شود.

وابستگی رانش موتور رم جت به سرعت پرواز را می توان به صورت زیر نشان داد: تا زمانی که سرعت پرواز بسیار کمتر از سرعت عبور جت باشد، رانش همراه با رشد سرعت پرواز افزایش می یابد. هنگامی که سرعت پرواز به سرعت جریان جت نزدیک می شود، رانش با عبور از حداکثر مشخصی شروع به سقوط می کند. سرعت بهینهپرواز.

بسته به سرعت پرواز، دسته های زیر از موتورهای رمجت متمایز می شوند:

• سرعت ما فوق صوت؛
• مافوق صوت؛
• ماوراء صوت.

هر گروه خود را دارد ویژگی های متمایز کنندهطرح ها.

رام جت مادون صوت

این گروه از موتورها برای ارائه پرواز با سرعت 0.5 تا 1.0 ماخ طراحی شده اند. فشرده سازی هوا و ترمز در چنین موتورهایی در یک دیفیوزر رخ می دهد - یک کانال در حال گسترش دستگاه در ورودی جریان.

این موتورها فوق العاده هستند راندمان پایین. هنگام پرواز با سرعت M = 0.5، سطح افزایش فشار در آنها 1.186 است، به همین دلیل است که راندمان حرارتی ایده آل برای آنها تنها 4.76٪ است و اگر تلفات را نیز در نظر بگیریم. موتور واقعی، این مقدار به صفر نزدیک می شود. این بدان معنی است که هنگام پرواز با سرعت M<0,5 дозвуковой ПВРД неработоспособен.

اما حتی در سرعت محدود کننده برای محدوده زیر صوت در M=1، سطح افزایش فشار 1.89 است و ضریب حرارتی ایده آل تنها 16.7٪ است. این شاخص ها 1.5 برابر کمتر از موتورهای درون سوز رفت و برگشتی و 2 برابر کمتر از موتورهای توربین گازی است. توربین گاز و موتورهای رفت و برگشتی نیز برای استفاده در حالت ثابت کارآمد هستند. بنابراین موتورهای زیر صوت رمجت در مقایسه با سایر موتورهای هواپیما غیر قابل رقابت هستند و در حال حاضر به تولید انبوه نمی رسند.

رام جت های مافوق صوت

موتورهای رم جت مافوق صوت برای پروازهایی در محدوده سرعت 1 طراحی شده اند< M < 5.

کاهش سرعت جریان گاز مافوق صوت همیشه ناپیوسته است و موج ضربه ای ایجاد می شود که به آن موج ضربه ای می گویند. در فاصله موج ضربه ای، فرآیند فشرده سازی گاز ایزنتروپیک نیست. در نتیجه، تلفات انرژی مکانیکی مشاهده می شود، سطح افزایش فشار در آن کمتر از یک فرآیند ایزنتروپیک است. هرچه موج ضربه ای قوی تر باشد، سرعت جریان در جلو بیشتر تغییر می کند، به ترتیب، افت فشار بیشتر می شود و گاهی اوقات به 50٪ می رسد.

به منظور به حداقل رساندن تلفات فشار، فشرده سازی نه در یک، بلکه در چندین موج ضربه ای با شدت کمتر سازماندهی می شود. پس از هر یک از این پرش ها، سرعت جریان کاهش می یابد که مافوق صوت باقی می ماند. این در صورتی به دست می آید که جبهه شوک نسبت به جهت سرعت جریان زاویه داشته باشد. پارامترهای جریان در فواصل بین پرش ها ثابت می ماند.

در آخرین پرش، سرعت به یک نشانگر مادون صوت می رسد، کاهش سرعت بیشتر و فرآیندهای فشرده سازی هوا به طور مداوم در کانال پخش کننده رخ می دهد.

اگر ورودی موتور در ناحیه جریان بدون مزاحمت قرار داشته باشد (مثلاً در جلوی هواپیما در انتهای دماغه یا در فاصله کافی از بدنه روی کنسول بال)، نامتقارن است و با یک مرکزی تکمیل می شود. بدن - یک "مخروط" بلند تیز که از پوسته بیرون می آید. بدنه مرکزی به گونه ای طراحی شده است که امواج ضربه ای مورب در جریان هوای ورودی ایجاد می کند که باعث فشرده سازی و کاهش سرعت هوا تا وارد شدن به کانال ویژه دستگاه ورودی می شود. دستگاه های ورودی ارائه شده، دستگاه های جریان مخروطی نامیده می شوند، هوای داخل آنها گردش می کند و یک شکل مخروطی تشکیل می دهد.

بدنه مخروطی مرکزی را می توان به یک درایو مکانیکی مجهز کرد که به آن اجازه می دهد در امتداد محور موتور حرکت کند و کاهش سرعت جریان هوا را در سرعت های مختلف پرواز بهینه کند. این دستگاه های ورودی قابل تنظیم نامیده می شوند.

هنگام تثبیت موتور در زیر بال یا از پایین بدنه، یعنی در ناحیه تأثیر آیرودینامیکی عناصر ساختاری هواپیما، از دستگاه های ورودی جریان دو بعدی استفاده می شود. مجهز به بدنه مرکزی نیستند و مقطع مستطیلی دارند. به آنها دستگاه های فشرده سازی مختلط یا داخلی نیز می گویند، زیرا فشرده سازی خارجی در اینجا فقط با امواج ضربه ای که در لبه جلویی بال یا انتهای دماغه هواپیما ایجاد می شود، انجام می شود. دستگاه های قابل تنظیم ورودی مستطیلی قادر به تغییر موقعیت گوه ها در داخل کانال هستند.

در محدوده سرعت مافوق صوت، رام جت کارآمدتر از محدوده مادون صوت است. برای مثال در سرعت پرواز M=3 درجه افزایش فشار 36.7 است که نزدیک به موتورهای توربوجت است و راندمان ایده آل محاسبه شده به 64.3 درصد می رسد. در عمل، این ارقام پایین تر هستند، اما در سرعت هایی در محدوده M = 3-5، SPVJE از نظر کارایی نسبت به همه انواع SPVJ موجود برتر است.

در دمای جریان هوای دست نخورده 273 درجه کلوین و سرعت هواپیما M=5، دمای بدنه عقب مانده کار 1638 درجه کلوین، با سرعت M=6 - 2238 درجه کلوین و در پرواز واقعی، با به حساب امواج شوک و عمل نیروی اصطکاک، آن را حتی بالاتر می شود.

گرمایش بیشتر سیال کار به دلیل ناپایداری حرارتی مواد ساختاری سازنده موتور مشکل ساز است. بنابراین، محدودیت سرعت برای SPVRD M=5 است.

موتور رم جت مافوق صوت

دسته رم جت هایپرسونیک شامل رم جت می شود که با سرعت بیش از 5M کار می کند. از آغاز قرن بیست و یکم، وجود چنین موتوری فقط فرضی بود: هیچ نمونه واحدی مونتاژ نشد که آزمایش های پروازی را پشت سر بگذارد و امکان سنجی و ارتباط تولید سریال آن را تأیید کند.

در ورودی دستگاه اسکرام جت، کاهش سرعت هوا فقط تا حدی انجام می شود و در بقیه زمان حرکت، حرکت سیال عامل مافوق صوت است. در عین حال، بیشتر انرژی جنبشی اولیه جریان حفظ می شود؛ پس از فشرده سازی، دما نسبتاً پایین است که باعث می شود مقدار قابل توجهی گرما به سیال کار آزاد شود. پس از دستگاه ورودی، قسمت جریان موتور در تمام طول خود منبسط می شود. به دلیل احتراق سوخت در جریان مافوق صوت، سیال کار گرم می شود، منبسط می شود و شتاب می گیرد.

این نوع موتور برای پرواز در استراتوسفر نادر طراحی شده است. از نظر تئوری، چنین موتوری را می توان در ناوهای فضایی قابل استفاده مجدد استفاده کرد.

یکی از مشکلات اصلی در طراحی موتورهای اسکرام جت سازماندهی احتراق سوخت در جریان مافوق صوت است.

در کشورهای مختلف برنامه های متعددی برای ایجاد یک اسکرام جت راه اندازی شده است که همه آنها در مرحله تحقیقات نظری و مطالعات آزمایشگاهی پیش طراحی هستند.

در کجا از رمجت استفاده می شود

رم جت با سرعت صفر و سرعت هوای پایین کار نمی کند. هواپیمایی با چنین موتوری نیاز به نصب درایوهای کمکی روی آن دارد که می تواند تقویت کننده موشک سوخت جامد یا هواپیمای حاملی باشد که هواپیمای دارای رمجت از آن پرتاب می شود.

به دلیل ناکارآمدی رمجت در سرعت های پایین، استفاده از آن در هواپیماهای سرنشین دار عملاً نامناسب است. چنین موتورهایی ترجیحاً برای موشک های جنگی بدون سرنشین، کروز و یکبار مصرف به دلیل قابلیت اطمینان، سادگی و هزینه کم استفاده می شوند. موتورهای رم جت در اهداف پرنده نیز استفاده می شوند. رقابت از نظر ویژگی های رمجت فقط یک موتور موشک است.

رام جت هسته ای

در طول جنگ سرد بین اتحاد جماهیر شوروی و ایالات متحده آمریکا، پروژه های موتورهای رم جت با راکتور هسته ای ایجاد شد.

در چنین واحدهایی، منبع انرژی واکنش شیمیایی احتراق سوخت نبود، بلکه گرمای تولید شده توسط یک راکتور هسته ای نصب شده به جای محفظه احتراق بود. در چنین رم جت، هوای ورودی از طریق دستگاه ورودی به منطقه فعال راکتور نفوذ می کند، ساختار را خنک می کند و خود را تا 3000 کلوین گرم می کند و سپس با سرعتی نزدیک به سرعت موتورهای موشک کامل از نازل موتور خارج می شود. . موتورهای رم جت هسته ای برای نصب در موشک های کروز قاره پیما که حامل بار هسته ای بودند در نظر گرفته شده بودند. طراحان هر دو کشور راکتورهای هسته ای کوچکی ساخته اند که در ابعاد یک موشک کروز قرار می گیرد.

در سال 1964، به عنوان بخشی از برنامه های تحقیقاتی رام جت هسته ای Tory و Pluto، آزمایش های شلیک ثابت رم جت هسته ای Tory-IIC انجام شد. برنامه آزمایشی در جولای 1964 بسته شد و موتور مورد آزمایش پرواز قرار نگرفت. دلیل ادعایی برای محدود کردن این برنامه می تواند بهبود پیکربندی موشک های بالستیک با موتورهای شیمیایی موشک باشد که انجام ماموریت های جنگی را بدون دخالت موتورهای رم جت هسته ای ممکن می کند.

یک فن در جلوی موتور جت قرار دارد. هوا را از محیط خارجی گرفته و آن را به داخل توربین می مکد. در موتورهای مورد استفاده در موشک، هوا جایگزین اکسیژن مایع می شود. این پنکه مجهز به پره های تیتانیومی با شکل خاصی است.

آنها سعی می کنند فضای فن را به اندازه کافی بزرگ کنند. این قسمت از سیستم علاوه بر ورودی هوا، در خنک سازی موتور نیز نقش دارد و از محفظه های آن در برابر تخریب محافظت می کند. پشت فن کمپرسور است. هوا را به داخل محفظه احتراق تحت فشار قرار می دهد.

یکی از عناصر ساختاری اصلی موتور جت، محفظه احتراق است. در آن سوخت با هوا مخلوط شده و مشتعل می شود. این مخلوط مشتعل می شود و با گرم شدن شدید اعضای بدن همراه است. مخلوط سوخت تحت تأثیر دمای بالا منبسط می شود. در واقع یک انفجار کنترل شده در موتور رخ می دهد.

از محفظه احتراق مخلوط سوخت و هوا وارد توربین می شود که از پره های زیادی تشکیل شده است. جریان جت با نیرویی به آنها فشار می آورد و توربین را در چرخش قرار می دهد. نیرو به شفت، کمپرسور و فن منتقل می شود. یک سیستم بسته تشکیل می شود که عملکرد آن فقط به تامین ثابت مخلوط سوخت نیاز دارد.

آخرین جزئیات موتور جت یک نازل است. یک جریان گرم از توربین در اینجا وارد می شود و یک جریان جت را تشکیل می دهد. هوای سرد نیز از فن به این قسمت موتور می رسد. این به خنک کردن کل ساختار کمک می کند. جریان هوا از یقه نازل در برابر اثرات مضر انفجار جت محافظت می کند و از ذوب شدن قطعات جلوگیری می کند.

موتور جت چگونه کار می کند

سیال کار موتور راکتیو است. با سرعت بسیار بالایی از نازل خارج می شود. این یک نیروی واکنشی ایجاد می کند که کل دستگاه را در جهت مخالف هل می دهد. نیروی کشش صرفاً با عمل جت و بدون هیچ گونه حمایتی بر روی بدنه های دیگر ایجاد می شود. این ویژگی موتور جت به آن اجازه می دهد تا به عنوان نیروگاهی برای موشک ها، هواپیماها و فضاپیماها استفاده شود.

تا حدی، عملکرد یک موتور جت با عملکرد یک جت آب که از شیلنگ جاری می شود، قابل مقایسه است. تحت فشار زیاد، مایع از طریق آستین به انتهای باریک شیلنگ وارد می شود. سرعت آب خروجی از شیلنگ بیشتر از داخل شیلنگ است. این یک نیروی فشار معکوس ایجاد می کند که به آتش نشان اجازه می دهد تا شیلنگ را تنها با سختی زیاد نگه دارد.

تولید موتورهای جت شاخه خاصی از فناوری است. از آنجایی که دمای سیال کار در اینجا به چندین هزار درجه می رسد، قطعات موتور از فلزات با استحکام بالا و آن دسته از موادی ساخته می شوند که در برابر ذوب مقاوم هستند. قطعات جداگانه موتورهای جت، به عنوان مثال، از ترکیبات سرامیکی خاص ساخته می شوند.