Воздушно-реактивные двигатели - [12]
Рис. 13. Устройство камеры сгорания турбореактивного двигателя РД-500 (внизу принципиальная схема работы камеры): 1 — топливная форсунка, 2 — завихритель; 3 — горловина камеры; 4 — колпак; 5 — коническая перегородка; 6 — жаровая труба; 7 — наружный кожух
Что же представляет собой газовая турбина? Нетрудно догадаться, что принципиально по конструкции турбина должна быть похожа на компрессор, так как в этих машинах в сущности протекает один и тот же процесс, но в противоположных направлениях. Поэтому можно представить себе радиальную турбину — по аналогии с центробежным компрессором и осевую турбину — по аналогии с осевым компрессором. Существуют турбины обоих этих типов.
Рис. 14. Сопловой аппарат турбины турбореактивного двигателя РД-500
Радиальная турбина представляет собой такую же крыльчатку, как и крыльчатка центробежного компрессора. Только газы текут в крыльчатке турбины не от центра к периферии, как в компрессоре, а, наоборот, от периферии к центру. Такие турбины применяются редко, обычно на маломощных двигателях небольших размеров.
Рис. 15. Газовая турбина турбореактивного двигателя РД-500
Рис. 16. Радиальный зазор между рабочим колесом и корпусом турбины двигателя РД-500
На большинстве современных турбореактивных двигателей применяются осевые турбины. Как и осевой компрессор, осевая турбина состоит из рабочего вращающегося колеса с закрепленными на нем лопатками и ряда неподвижных лопаток. Но только в компрессоре воздух сначала протекает через рабочее колесо, а затем поступает в неподвижный направляющий аппарат, а в турбине наоборот. Раскаленные газы из камеры сгорания сразу попадают на неподвижные лопатки, которые называются сопловыми лопатками, а весь ряд таких лопаток — сопловым аппаратом (рис. 14). Когда газы текут в сужающихся каналах между сопловыми лопатками (эти каналы называются соплами), то их скорость увеличивается, а давление падает, газы расширяются. Со скоростью в несколько сот метров в секунду газы вытекают из сопел на лопатки вращающегося рабочего колеса турбины (рис. 15). Это колесо установлено в корпусе так, что между лопатками колеса и корпусом остается лишь очень небольшой радиальный зазор (рис. 16), поэтому газы устремляются в каналы между лопатками рабочего колеса. Так как лопатки изогнуты, то при движении газов в криволинейных каналах между лопатками возникает центробежная сила, действующая на них со стороны газов (рис. 17). Под действием этой силы колесо начинает вращаться. Газы вытекают из рабочего колеса со сравнительно небольшой скоростью — всю свою кинетическую энергию они передают рабочему колесу. Поэтому колесо в состоянии развить большую мощность; совершая несколько тысяч и даже несколько десятков тысяч оборотов в минуту, оно приводит во вращение компрессор.
Рис. 17. Принципиальная схема возникновения центробежной силы в каналах, образованных лопатками газовой турбины
Подобно многоступенчатым осевым компрессорам бывают и многоступенчатые осевые турбины. В двухступенчатой турбине за первым рабочим колесом устанавливается один ряд неподвижных лопаток, а за ним еще одно рабочее колесо или устанавливается второй ряд рабочих лопаток на том же колесе. На большинстве современных турбореактивных двигателей применяется одноступенчатая турбина, но есть двигатели с двух- и даже трехступенчатой турбиной. Турбины, имеющие большее число ступеней, на авиационных газотурбинных двигателях применяются очень редко.
Рис. 18. Выхлопной конус (слева) и реактивное сопло двигателя РД-500
За турбиной турбореактивного двигателя давление газов значительно, оно в два — два с лишним раза выше атмосферного давления. Если бы давление газов за турбиной было таким же, как давление воздуха в окружающей атмосфере, то газы вытекали бы из двигателя в атмосферу с той сравнительно небольшой скоростью, которую они имеют за турбиной. Но тогда двигатель не мог бы развить большой тяги. Для увеличения тяги окончательное расширение газов до атмосферного давления, с соответствующим увеличением их скорости, происходит за турбиной, в так называемом реактивном сопле двигателя. Это сопло представляет собой обычно простой конический сходящийся насадок (рис. 18), который крепится к переходной части — выхлопному конусу. Часто на выходе из двигателя приходится устанавливать специальную длинную выхлопную трубу, по которой газы отводятся в атмосферу; длина этой трубы определяется особенностями установки двигателя на самолете. В этом случае реактивное сопло устанавливается на выходе из выхлопной трубы. Подобную выхлопную трубу можно видеть на рис. 19, на котором показана установка турбореактивного двигателя РД-500 на испытательном стенде. Иногда на двигателе приходится устанавливать и более сложную выхлопную трубу. На рис. 20 показано, например, испытание турбореактивного двигателя в положении, соответствующем взлетному; на этом двигателе установлена, как это можно видеть, раздвоенная выхлопная труба.
Рис. 19. Турбореактивный двигатель РД-500 на испытательном стенде
Мы перечислили все основные части турбореактивного двигателя — компрессор, камеру сгорания, турбину, реактивное сопло. Это перечисление сделано в том порядке, в котором попадает в эти части протекающий через двигатель воздух (или газ). Таким образом, с рабочим телом турбореактивного двигателя (воздух, газ) происходят те же изменения, что и с рабочим телом поршневого авиационного двигателя или любого другого двигателя внутреннего сгорания. Вначале воздух, поступивший в двигатель, сжимается, затем к нему подводится тепло, выделяющееся в результате сгорания топлива. Горячие газы расширяются, совершая работу, и вытекают в атмосферу. Следовательно, тепловые процессы в поршневом и турбореактивном двигателях принципиально одинаковы. Но вместе с тем существует и важнейшее различие между обоими типами двигателей в отношении протекания этих тепловых процессов. В поршневом двигателе все процессы протекают в одном месте — в цилиндре двигателя; они лишь смещены по времени и следуют один за другим в том порядке, какой был указан выше. В турбореактивном же двигателе все тепловые процессы происходят одновременно, непрерывно в течение всей работы двигателя, но зато каждый из этих процессов протекает в одной какой-нибудь части двигателя — они смещены не по времени, а в пространстве.
![Путешествие к далеким мирам](/storage/book-covers/81/81d40e247b9eff65c7e30256fc7e5c72f46d0e8c.jpg)
В книге рассказывается о том, как создавалась астронавтика — наука о межпланетных сообщениях, об основах этой науки, ее удивительном настоящем и увлкательном будущем. В ней говорится о многочисленных невиданных трудностях, стоящих на пути человека в Космос, и о том, как наука и техника преодолевают эти трудности, как готовится полет человека в космическое пространство.
![Ракетные двигатели](/storage/book-covers/c3/c363bb642b2f9c671468f4730d57c36f15ede57b.jpg)
В книге в популярной форме изложены принципы работы и устройства ракетных двигателей, работающих на твердом и жидком топливе. Приведено описание двигателей дальнобойной ракеты и ракетного самолета. Рассмотрены возможности, связанные с применением ракетных двигателей в авиации и артиллерии. Указаны пути и перспективы дальнейшего развития ракетных двигателей.
![В небе завтрашнего дня](/storage/book-covers/be/be19bf6c0c9c1844d46af5f85bc6f9be9bf64b4e.jpg)
Эта книга представляет собой живой, увлекательный рассказ об авиации, ракетной технике и космонавтике, их настоящем и будущем. Она вводит юного читателя в мир необычных летательных аппаратов атмосферной и заатмосферной авиации. Сегодня эти аппараты еще только рождаются в замыслах ученых и конструкторов, на чертежных досках и экспериментальных аэродромах, но именно им принадлежит будущее. В 1959 году книга «В небе завтрашнего дня» удостоена второй премии на конкурсе Министерства просвещения РСФСР на лучшую книгу о науке и технике для детей.
![Эта удивительная подушка](/storage/book-covers/5d/5d94ce033e7267c216f71b04f017e485483dc435.jpg)
В книге рассказывается о самых различных применениях воздушной подушки в настоящее время и в будущем: о летающих автомобилях, судах и поездах, о воздушных домах, о городах под куполом и многом другом.
![Описанiе ручной гранаты системы капитана Лишина](/storage/book-covers/e8/e811e5ba2452c05c3cb7017e5d7e0b4b2b8dcf7c.jpg)
В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.
![Космические корабли](/storage/book-covers/66/66b96a5ce680cf9d8a02726c6c4dc5a57d65b433.jpg)
Брошюра подписной научно-популярной серии «Космонавтика, астрономия» библиотечки «Знание. Новое в жизни, науке, технике» № 11, 1984 г.В брошюре рассказывается о космических кораблях, занимающих центральное место среди различных типов космических аппаратов. Описываются структура, основные системы и оборудование космических кораблей от первых «Востоков» до современных совершенных транспортных средств.Брошюра рассчитана на широкий круг читателей, интересующихся актуальными вопросами космической техники.
![Патенты подводного царства](/storage/book-covers/8f/8f779cbe41ca947ca3282de826ce7558d05481bd.jpg)
В этой небольшой брошюре рассказывается об удивительных изобретениях природы, которые берут на вооружение современные инженеры.
![150 ситуаций на дороге, которые должен уметь решать каждый водила](/build/oblozhka.dc6e36b8.jpg)
Эта книга должна быть под рукой у каждого водителя!Опытный инструктор с многолетним стажем вождения кратко и четко расскажет, что следует делать водителю в 150 самых различных ситуациях на дороге, которые могут опустошить ваш кошелек, испортить нервы или здоровье.Выход из сложной дорожной ситуации вы можете найти в считанные секунды - материал этой книги организован так, что поиск ответов займет у вас мгновенье.Храните эту книгу в бардачке, и тогда ваша езда на автомобиле будет спокойной и безопасной.
![Технический регламент о требованиях пожарной безопасности. Федеральный закон № 123-ФЗ от 22 июля 2008 г.](/storage/book-covers/e8/e8e2eed6c0e87b6176c7b4769858ddd2f28aec88.jpg)
Настоящий Федеральный закон принимается в целях защиты жизни, здоровья, имущества граждан и юридических лиц, государственного и муниципального имущества от пожаров, определяет основные положения технического регулирования в области пожарной безопасности и устанавливает общие требования пожарной безопасности к объектам защиты (продукции), в том числе к зданиям, сооружениям и строениям, промышленным объектам, пожарно-технической продукции и продукции общего назначения. Федеральные законы о технических регламентах, содержащие требования пожарной безопасности к конкретной продукции, не действуют в части, устанавливающей более низкие, чем установленные настоящим Федеральным законом, требования пожарной безопасности.Положения настоящего Федерального закона об обеспечении пожарной безопасности объектов защиты обязательны для исполнения: при проектировании, строительстве, капитальном ремонте, реконструкции, техническом перевооружении, изменении функционального назначения, техническом обслуживании, эксплуатации и утилизации объектов защиты; разработке, принятии, применении и исполнении федеральных законов о технических регламентах, содержащих требования пожарной безопасности, а также нормативных документов по пожарной безопасности; разработке технической документации на объекты защиты.Со дня вступления в силу настоящего Федерального закона до дня вступления в силу соответствующих технических регламентов требования к объектам защиты (продукции), процессам производства, эксплуатации, хранения, транспортирования, реализации и утилизации (вывода из эксплуатации), установленные нормативными правовыми актами Российской Федерации и нормативными документами федеральных органов исполнительной власти, подлежат обязательному исполнению в части, не противоречащей требованиям настоящего Федерального закона.
![Правила технической эксплуатации тепловых энергоустановок](/storage/book-covers/09/099415d92d6662ea6f652757788fdc6a97e06a99.jpg)
Правила технической эксплуатации тепловых энергоустановок устанавливают основные организационные и технические требования к эксплуатации тепловых энергоустановок, выполнение которых обеспечивает их исправное состояние, безопасную эксплуатацию, а также надежную и экономичную работу.Настоящие Правила распространяются на проектные, строительные, монтажные, ремонтно-наладочные работы и эксплуатацию тепловых энергоустановок.Для работников и специалистов, занимающихся проектированием, строительством, ремонтом, наладкой и эксплуатацией тепловых энергоустановок.
![Выдающиеся русские летчики](/storage/book-covers/a5/a54086d072ae4968b16679d6f810d7fb89911691.jpg)
История отечественной авиации в лицах. Фигуры высшего пилатажа, впервые освоенные русскими летчиками. Иллюстрировано архивными документами и фотографиями.
![Русский изобретатель и конструктор Кулибин](/storage/book-covers/95/9593b5ea495592557aac34a1af28a05e52e51578.jpg)
История развития русской науки и техники богата многочисленными именами выдающихся изобретателей и конструкторов. С особенной гордостью мы вспоминаем славные имена — первого изобретателя паровой машины Ползунова, конструктора металлообрабатывающего станка Нартова, создателей первых русских паровозов Черепановых, выдающегося конструктора и изобретателя многочисленных механизмов, устройств и сооружений Кулибина и других ученых, техников и изобретателей, своими изобретениями и конструкциями намного опережавших иностранных ученых и техников.
![День и ночь. Времена года](/storage/book-covers/0f/0f3f18810cf38004a264648e1dee7eff6f70a95e.jpg)
В 40–50-х годах прошлого века в СССР публиковалось несколько научно-популярных серий. Самая известная — серия «Научно-популярная библиотека». Параллельно с этой серией выпускалась серия «Научно-популярная библиотека солдата и матроса», издававшаяся военным, а не гражданским, издательством.Перед вами — одна из книг этой серии: «День и ночь. Времена года».В ней в очень простой и увлекательной форме даны основы окружающего нас мира — к которым мы настолько привыкли, что даже забываем задать себе очевидные, но не такие уж и простые для ответа вопросы…В этой небольшой книжке мы постараемся ответить на два вопроса — почему день сменяется ночью, а ночь днём и почему изменяются времена года.