Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Авиационный двигатель

Авиационный двигатель (далее А) тепловой двигатель для приведения в движение летательных аппаратов (самолетов, вертолетов, дирижаблей и др.). К А предъявляются весьма высокие требования: максимальная мощность (или тяга) в агрегате при минимальной массе, относимой к единице мощности (тяги), и минимальных габаритных размерах (особенно площади поперечного сечения, от которой зависит лобовое сопротивление); минимальный расход горючего и смазки на единицу мощности (тяги); надежность, длительность и простота эксплуатации при дешевизне производства. Процесс развития А проходил несколько стадий. Первым А был паровой двигатель на самолете А. Ф. Можайского (1885). Последующие А во всех странах конструировались на основе поршневого двигателя внутреннего сгорания. Основными факторами, обусловившими развитие А, были необходимость увеличения скорости и грузоподъемности самолета, требования к которым росли довольно быстро. В качестве базового был выбран бензиновый двигатель как наиболее легкий. Его совершенствование велось, с одной стороны, путем всемерного облегчения всех деталей за счет применения высокопрочных материалов и форсирования рабочего процесса (для чего была разработана конструкция нагнетателя для наддува двигателя), а с другой стороны, повышением кпд воздушного винта (для чего к двигателю, частота вращения которого все увеличивалась, присоединяли редуктор, снижавший частоту вращения винта для обеспечения максимального кпд). К 40-м гг. 20 в. поршневые А достигли предела своих возможностей на пути дальнейшего повышения скорости самолета встал звуковой барьер, для преодоления которого потребовалось резкое увеличение мощности А Такой скачок стал возможным в результате перехода к газовой турбине и реактивному двигателю.

  Различные типы и классы самолетов требуют различных А как по мощности, так и по принципу создания тяги. Поэтому существующие А подразделяются (рис. 1) на винтовые, создаюшие тягу вращением воздушного винта, реактивные, в которых тяга возникает в результате истечения с большой скоростью рабочих газов из реактивного сопла. Комбинированные — турбовинтовые двигатели (ТВД) — основная тяга создается воздушным винтом, а довольно значительная дополнительная тяга (8—12 %) — за счет истечения продуктов сгорания (рис. 2).

  Поршневые А лучших типов, достигшие высокой степени совершенства, обеспечивали скорость до 750 км/ч. Более высоких скоростей они не могли создать вследствие большой удельной массы (массы, приходящейся на единицу мощности) и необходимости в воздушном винте, кпд которого уменьшается с увеличением скорости полета. Поршневые А устанавливаются на самолетах с невысокими скоростями полета, соответственно 0,2—0,5 М (где ММ-число), т.е. 200—500 км/ч, а также на вертолетах, турбовинтовые А — на самолетах при скоростях полета соответствующих 0,5—0,8 М, т. е. 500—800 км/ч и на вертолетах. Первые турбореактивные двигатели (ТРД) (рис. 3), появившиеся в конце Великой Отечественной войны, позволили увеличить скорость до 960 км/ч.

  Удельная масса поршневых А составляет 540—680 г/квт (400—500 г/л. с.); турбовинтовых А 140—400г/квт (100—300 г/л. с.); если отнести массу не к единице мощности, а к единице тяги, создаваемой воздушным винтом, то удельная масса будет меняться при изменении скорости полета вследствие изменения кпд винта, в то время как удельная масса турбореактивного двигателя в пределах скоростей до 750 км/ч практически остается постоянной (табл.). Это и делает турбореактивный А наиболее выгодным при больших скоростях полета.

Примерные значения удельной массы А — массы отнесенной к единице тяги (г/н) в зависимости от режима работы двигателя

 

Режим работы двигателя

Винтовые А



ТРД



поршневые

турбовинтовые



Взлетный режим

33

20

17


Крейсерский режим при скорости полета самолета

360 км/ч


57


35


17

750 км/ч

180

110

17


  В 1965—1967 появились весьма легкие турбореактивные А для самолетов вертикального взлета и посадки (СВВП). Их удельная масса находится в пределах 6—7 г/н. На основе ТРД и ТВД разработаны т. н. двухконтурные турбореактивные двигатели (ДТРД) (рис. 4). Их особенностью является создание двух реактивных потоков: одного внутреннего, или центрального, из высокотемпературных продуктов сгорания, поступающих в реактивное сопло из газовой турбины, и второго, концентрически окружающего первый и состоящего из воздуха, который прогоняется компрессором второго контура.

  Двухконтурные ТРД применяются на самолетах с дозвуковыми скоростями; благодаря малому расходу топлива они могут успешно конкурировать как с обычными ТРД, так и с ТВД.

  Тяга ТРД при сверхзвуковых скоростях полета возрастает (рис. 5). Удельную массу турбореактивных А за период 1939—67 удалось существенно снизить (рис. 6).

  Схемы турбореактивных А для дозвуковых и сверхзвуковых самолетов различны (рис. 7). При сверхзвуковых скоростях полета температура воздуха и газа в турбореактивных А весьма велика. Воздухозаборник, обеспечивающий наибольшее использование скоростного напора воздуха с минимальными потерями, необходимо выполнять с регулируемыми размерами и изменяемой формой. Для увеличения тяги А применяют форсажную камеру. При этом реактивное сопло выполняют также с регулируемыми размерами и формой.

  А представляет собой автоматическую систему, которая позволяет освободить летчика от управления двигателем в полете. Автоматически поддерживаются на заданном уровне давление топлива, температура газов перед турбиной и другие параметры, независимо от высоты полета.

  Дальнейшее развитие А предусматривает следующие основные направления, на которых концентрируются главные усилия конструкторов в разных странах, разрабатывающих А: обеспечение высоких скоростей и больших высот полета, а также непрерывное повышение грузоподъемности самолета, что требует создания А, развивающих большую тягу с наименьшим расходом топлива, с малой удельной массой и большим ресурсом работы (т. е. длительностью периода работы двигателя между ремонтами, выражаемого обычно в часах). Для этого приходится повышать температуру газа перед турбиной, что ведет к применению охлаждаемых сопловых и рабочих лопаток. С другой стороны, стремятся снизить расход энергии во всех элементах А, для чего требуется повышение кпд компрессоров, турбин, форсажных камер и т. п. Повысить температуру газов можно применением жаропрочных материалов ( для лопаток турбины и других деталей, соприкасающихся с высокотемпературными газами. Снижения удельной массы можно достигнуть использованием материалов с низкой плотностью ( бериллиевые сплавы). На крупные пассажирские и транспортные самолеты целесообразно устанавливать двухконтурные А с форсажной камерой, обеспечивающие большой диапазон скоростей полета, и двухконтурные А со степенью двухконтурности (т. е. соотношением температуры первого и второго контуров) 6—8 для получения больших значений тяги при высокой экономичности.

  Лит.: Иноземцев Н. В., Авиационные газотурбинные двигатели. Теория и рабочий процесс, М., 1955; Теория реактивных двигателей, М., 1958; Конструкция авиационных газотурбинных двигателей, М., 1961; Скубачевский Г. С., Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкция и расчет деталей, 2 изд., М., 1965; "Авиация и космонавтика", 1963, № 3, с. 6—13; 1966, № 2, с. 60—64; 1967, № 7, с. 57—61.

  С. К. Туманский, Г. С. Скубачевский.



Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 21.01.2021 05:23:29
05:11 Девушка не заметила беременности и умерла после неожиданных родов
04:53 Twitter заблокировал аккаунт посольства Китая в США
04:24 Перерезавшая горло пенсионерке сиделка объяснила свой поступок
04:09 Байден оставил за сенатом право решать вопрос об импичменте Трампу
03:58 Псаки раскрыла свои планы на посту пресс-секретаря президента США
03:48 Россия заявила о готовности к диалогу с США по ракетному договору
03:37 Директором нацразведки США впервые стала женщина
03:08 Киевскому пенсионеру насчитали за отопление более шести его пенсий
02:58 Зеленский пригласил Байдена в Киев и понадеялся на улучшение отношений
Больше новостей
20 января 2021Мир «Демократия восторжествовала»Как Джо Байден стал 46-м президентом США. Боязнь погромов, тысячи военных и гимн от Леди Гаги
20 января 2021Экономика Одиссея «Академика Черского»«Газпром» впервые допустил провал «Северного потока-2». Способное его достроить судно потратило год зря
СегодняИз жизни «Слухи здесь распространяются быстро»Россиянин застрял в Турции на полгода и узнал, почему местные ищут любовь на Украине и в России
22:27, 20 января 2021 МИД России предложил Байдену продлить ракетный договор
02:22 Роналду побил мировой рекорд по количеству голов за карьеру
02:49 Российское генконсульство в США пожаловалось на отсутствие факсимильной связи
СегодняСиловые структуры «Его жестоко били железными прутьями»Главный вор Белоруссии был унижен и потерял власть. Ждут ли страну новые криминальные войны?
СегодняКультура Ночи черныеКинг, Али и Малкольм Икс: иконы афроамериканской истории возвращаются на экран и воюют с ФБР
19:59, 20 января 2021 У 17-летней россиянки обнаружили 40-сантиметровую опухоль
02:30 ООН отреагировала на возвращение США в ВОЗ и Парижское соглашение
02:19 Инаугурационную речь Байдена назвали «противоречивой»
20 января 2021Россия «К таким идеям отношение скорее настороженное»В России начинают вводить ковидные паспорта. Что это значит — отвечает юрист
20 января 2021Интернет и СМИ «Призрак цифрового тоталитаризма»Крупнейшие соцсети мира заставили Трампа замолчать. Как это изменит интернет?
02:26 Фигура самой высокооплачиваемой знаменитости в бикини вызвали споры в сети
02:08 Девушка сделала тест ДНК и нашла биологического отца-миллиардера
19:34, 20 января 2021 Партнеры решили сжечь российского бизнесмена напалмом вместе с загородным домом
19 января 2021Силовые структуры «Это дурманит и затягивает»Адвоката Маркелова и журналистку Бабурову убили националисты. 12 лет спустя они рассказали о мотивах
19 января 2021Россия «Медсестра забыла открыть заглушку капельницы»Маленькую Варю спасет операция, но до нее надо дожить. Нужна наша помощь
01:28 Биржевые индексы США отреагировали на инаугурацию Байдена
01:30 Байден рассказал о «великодушном» письме Трампа
19:23, 20 января 2021 Отправленного в армию сына российского миллиардера оставили без доли в компании
20 января 2021Мир «Мы влюбились друг в друга»Дружба США и Северной Кореи заканчивается с уходом Трампа. Как сложатся отношения Кима и Байдена?
18 января 2021Спорт Белоруссию лишили чемпионата мира по хоккею 2021 годаСпонсоры отказались финансировать турнир в Минске. Новое место проведения ЧМ пока неизвестно
01:07 Демократы заполучили контроль над сенатом США
01:16 Гол Погба принес «Манчестер Юнайтед» победу и вернул клубу лидерство в АПЛ
00:52 На Украине предложили вооружиться достающими до Кремля ракетами
19 января 2021Из жизни «Многие испанцы живут с родителями до 30 лет»История россиянки, которая вышла замуж за испанца, переехала к нему и развелась
20 января 2021Культура «Будь моей деткой»Он продюсировал Beatles и Ramones, мучил жену и сел за убийство актрисы: в тюрьме умер Фил Спектор
01:04 Оценены финансовые потери компаний из-за половых предпочтений
00:30 Назван лучший легионер в истории РПЛ
00:21 Байден прибыл в Белый дом
18 января 2021Мир «Адская битва и невероятное приключение»Трамп спровоцировал мятеж в Вашингтоне. Что ждет США после его ухода?
19 января 2021Дом Осколки СоюзаПанелька-телевизор, летающая тарелка и трансформеры — что осталось от советского наследия в Европе
23:17, 20 января 2021 Трамп приказал Секретной службе охранять своих детей даже после ухода с поста
00:22 Велотренажер Байдена сочли угрозой для безопасности Белого дома
00:18 Сиделка перерезала горло российской пенсионерке
19 января 2021 Тестируем самый быстрый Mini. И это... шестидверный универсалТри редактора «Мотора» рассуждают о модели, слишком экзотической даже для Mini
18 января 2021Путешествия Лавина обрушилась на людей в Домбае. Есть погибшийЧто известно о происшествии на популярном горнолыжном курорте России
22:59, 20 января 2021 «Манчестер Сити» одержал шестую победу подряд и вышел на первое место в АПЛ
22:47, 20 января 2021 Билл Клинтон заснул во время инаугурации Байдена
23:38, 20 января 2021 Байден назначил временного госсекретаря
18 января 2021Ценности Чемпионы стиляКак одежда помогает спортсменам зарабатывать миллионы спустя десятилетия после их побед
18 января 2021Бывший СССР Диктатура в законеВ Киргизии завершилась революция, президентом стал бывший арестант. Куда поведет страну новый лидер?
22:50, 20 января 2021 Кадыров заявил о выполнении «долга всей жизни»
22:31, 20 января 2021 Названа дата нового боя лучшего боксера мира
22:14, 20 января 2021 В России оценили «позитивный сигнал» от администрации Байдена
18 января 2021Интернет и СМИ Троянский коньНапуганные новой политикой WhatsApp люди ринулись в Telegram и Signal. Но так ли они безопасны?
20 января 2021 Какие модели были первыми у сегодняшних автогигантов? Часть 2Избранное на «Моторе». Самые первые автомобили Toyota, Skoda, Renault и Porsche
21:49, 20 января 2021 В Совфеде оценили политику Байдена в отношении России
21:46, 20 января 2021 Мужчина отпраздновал выздоровление от рака, ввязался в драку и погиб
22:08, 20 января 2021 Роскомнадзор потребовал удалить призывы во «ВКонтакте» к участию детей в митингах
18 января 2021Мир Красный закатСССР давал африканским странам миллиарды на борьбу с Западом. Почему эти деньги были потрачены зря?
21:13, 20 января 2021 Алеся Кафельникова снялась в топе без белья и макияжа и взволновала фанатов
21:38, 20 января 2021 На МКС за день отказали две системы жизнеобеспечения
20:52, 20 января 2021 Лера Кудрявцева сломала крестец
21:29, 20 января 2021 Задержан бывший вице-губернатор Ульяновской области
20:45, 20 января 2021 Родителям до смерти забитого полицейскими россиянина присудили 2 миллиона рублей
21:22, 20 января 2021 Байден написал первое сообщение с аккаунта президента США
20:41, 20 января 2021 Вирусолог оценил идею введения ковид-паспортов в России
21:15, 20 января 2021 Белый дом перечислил приоритеты администрации Байдена
20:26, 20 января 2021 Таксист заставил пассажирку отдать 17 тысяч за дорогу между зданиями Шереметьево
21:12, 20 января 2021 Китай ввел санкции против госсекретаря США из-за его «безумных действий»