Авиационные двигатели – Часть 1

Авиация | Эта статья также находится в списках: , | Постоянная ссылка

Принцип действия двигателя. Авиационный двигатель служит для создания силы тяги. Из физики известно, что силы возникают только при взаимодействии тел. Сила тяги возникает при взаимодействии двигателя с окружающим воздухом. По третьему закону Ньютона, сила, с которой двигатель действует на отбрасываемый воздух, равна силе тяги, с которой воздух давит на двигатель. Эта сила, по второму закону Ньютона, равна ежесекундному приросту количества движения. Если, например, двигатель отбрасывает 100 кг, или 10,2 технической единицы массы газа в секунду со скоростью 550 м/сек, а скорость набегающего потока, равная скорости полета,— 250 м/сек, то сила тяги будет составлять: 10,2(550-250) = 3060 кг. Сила тяги равна произведению массы, отбрасываемой ежесекундно , на прирост скорости ∆ω: Масса, отбрасываемая ежесекундно, называется расходом G. Расход измеряется в килограммах в секунду.

Делитель g переводит килограммы в технические единицы массы.   Существует несколько различных видов авиационных двигателей (рис. 1): поршневые двигатели с воздушными винтами (рис. 1, а), газотурбинные винтовые двигатели (сокращенно ТВД, рис. 1, б), турбореактивные двигатели, прямоточные воздушно-реактивные двигатели (ПВРД) и ракетные двигатели. Рис 1. Все эти двигатели, за исключением поршневых, могут работать как на химическом, так и на ядерном горючем. Двигатель преобразует энергию горючего в работу продвижения самолета. Воздушный винт.

 

Наиболее экономичным «движителем» для самолетов, летящих медленнее — скорости звука, является воздушный винт, или пропеллер (рис. 1, аи б). Существуют двух-, трех – и даже четырехлопастные винты. Каждая лопасть винта представляет собой небольшое крыло, располагаемое к набегающему воздуху под наивыгоднейшим углом атаки. Отдельные точки лопасти вращающегося винта на летящем самолете движутся относительно набегающего воздуха по винтовым линиям. На рис. 2 видно, что чем дальше расположен рассматриваемый участок лопасти от оси, тем более пологую линию он описывает относительно набегающего воздуха. Для того чтобы все участки лопасти встречали набегающий воздух под наивыгоднейшим углом атаки, угол установки лопасти (т. е. угол между лопастью и плоскостью вращения) должен уменьшаться по мере удаления от оси. Рис 2. На движущуюся лопасть, так же как и на движущееся крыло, действуют со стороны воздуха сила сопротивления (которую преодолевает двигатель) и сила нормального давления, являющаяся полезной тягой винта.

 

С увеличением скорости полета винтовые линии, описываемые отдельными точками лопастей, становятся более крутыми, угол атаки уменьшается, а вместе с ним убывает и сила тяги. Для того чтобы тяга винта не убывала со скоростью, применяют винты с поворотными лопастями: при увеличении скорости полета лопасти автоматически поворачиваются, так что угол атаки остается наивыгоднейшим. При приближении относительной скорости лопасти к звуковой величине возникает сила волнового сопротивления; к. п.д. винта падает, так что при М=1 он становится непригодным для продвижения самолета. Для вращения винтов применяются поршневые и газотурбинные двигатели. Теория винта была разработана Н. Е. Жуковским и В. П. Ветчинкиным и развита английским ученым Глауэртом.

Поршневые двигатели, или моторы (рис. 1, а) были единственными двигателями, применявшимися в авиации в течение первых сорока лет ее существования. Поршневые авиадвигатели внутреннего сгорания работают по четырехтактному циклу, подобно двигателям автомобилей и тракторов. Отличительной особенностью авиадвигателей является их малый вес и большая мощность: авиамотор, развивающий 2000 л. с, весит около 1200 кг; вес, приходящийся на каждую лошадиную силу, или его «удельный вес», составляет всего 0,6 кг/л. с. (лошадь весит около 300 кг). Малый удельный вес достигается тем, что для изготовления авиамоторов применяются сплавы, сочетающие наибольшую прочность с наименьшим весом, и, кроме того, размеры каждой части двигателя делаются такими малыми, чтобы действующие силы были близки к предельно допустимой величине. При небольшом износе двигатель становится непригодным, так как его прочность оказывается недостаточной. Поэтому срок работы мотора не превышает нескольких сотен часов.

Авиация | Эта статья также находится в списках: , | Постоянная ссылка
Мы в соцсетях:




Архивы pandia.ru
Алфавит: АБВГДЕЗИКЛМНОПРСТУФЦЧШЭ Я

Новости и разделы


Авто
История · Термины
Бытовая техника
Климатическая · Кухонная
Бизнес и финансы
Инвестиции · Недвижимость
Все для дома и дачи
Дача, сад, огород · Интерьер · Кулинария
Дети
Беременность · Прочие материалы
Животные и растения
Компьютеры
Интернет · IP-телефония · Webmasters
Красота и здоровье
Народные рецепты
Новости и события
Общество · Политика · Финансы
Образование и науки
Право · Математика · Экономика
Техника и технологии
Авиация · Военное дело · Металлургия
Производство и промышленность
Cвязь · Машиностроение · Транспорт
Страны мира
Азия · Америка · Африка · Европа
Религия и духовные практики
Секты · Сонники
Словари и справочники
Бизнес · БСЕ · Этимологические · Языковые
Строительство и ремонт
Материалы · Ремонт · Сантехника