Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Что приводит в движение самолеты с поршневыми двигателями


Авиационный поршневой двигатель: обзор, устройство и характеристики

Долгое время, с конца XIX века и до середины XX, поршневой авиационный двигатель оставался единственным мотором, который обеспечивал полеты самолетов. И только в сороковых годах прошлого века он уступил свое место двигателям с иными принципами работы - турбореактивным. Но, несмотря на то, что поршневые моторы и утратили свои позиции, они не исчезли со сцены.

Современные области применения поршневых моторов

В настоящее время авиационные поршневые двигатели применяют в основном на спортивных самолетах, а также на малых летательных аппаратах, изготовленных по персональным заказам. Одной из главных причин того, что моторы этого типа используются крайне мало, является то, что соотношение единицы мощности к единице массы поршневого двигателя существенно меньше по сравнению с газотурбинными. Поршневые по скоростным показателям не выдерживают никакой конкуренции с иными моторами, применяемыми в авиастроении. Более того, КПД их не превышает 30 %.

Виды поршневых авиамоторов

Поршневые авиационные двигатели имеют различия в основном по порядку расположения цилиндров по отношению к коленвалу. Вследствие этого имеется достаточно большое количество разнообразных видов поршневых моторов. Наиболее широкое применение получили следующие:

  • двигатели, у которых V-образное расположение цилиндров;
  • поршневой радиальный двигатель, где цилиндры расположены звездообразно;
  • оппозитный двигатель, у него цилиндры располагаются рядно.

Двигатели с V-образным расположением цилиндров

Они являются самыми известными и применяемыми типами двигателей внутреннего сгорания в авиастроении и не только. Их название связано с характерным расположением цилиндров по отношению к коленвалу. При этом они имеют различный уровень наклона по отношению друг другу. Он может составлять от 10 до 120 градусов. Такие моторы работают по тем же принципам, как и иные двигатели внутреннего сгорания.

К достоинствам двигателей с V-образным расположением цилиндров относится относительная их компактность при сохранении мощностных показателей, а также возможность получать приличный крутящий момент. Конструкция позволяет достигать значительных ускорений вала вследствие того, что инерция, создаваемая при работе, значительно выше, чем у иных типов двигателей внутреннего сгорания. По сравнению с другими типами, эти отличаются наименьшей высотой и длиной.

Моторы этого вида имеют высокую жесткость коленвала. Это обеспечивает большую конструктивную прочность, что увеличивает сроки службы всего двигателя. Рабочие частоты таких моторов отличаются большими диапазонами. Это позволяет быстро набирать обороты, а также устойчиво работать на предельных режимах.

К недостаткам поршневых авиационных двигателей с V-образным мотором относят сложность их конструкции. Вследствие этого они стоят значительно дороже других типов. Более того, они отличаются достаточно большой шириной двигателя. Также V-образные моторы характеризуются высоким уровнем вибрации, сложностями при балансировке. Это приводит к тому, что приходится специально утяжелять различные их части.

Радиальный авиационный поршневой двигатель

В настоящее время радиальные поршневые моторы опять стали востребованы в авиации. Они активно применяются в спортивных моделях самолетов, либо в изготовленных по персональным заказам. Все они малых размеров. Устройство авиационного поршневого двигателя радиального вида, в отличие от иных моторов, заключается в том, что его цилиндры расположены вокруг коленвала через равные углы, как радиальные лучи (звездочки). Это и дало ему название - звездообразный. Такие моторы оборудуются выхлопной системой, которая расходится радиальными лучами. Более того, двигатель этого типа может иметь несколько звезд - отсеков. Это возможно вследствие того, что коленвал увеличивают в длину. Как правило, радиальные двигатели изготавливают с нечетным количеством цилиндров. Это позволяет подавать искру в цилиндр через один. Но делают и радиальные моторы с четным числом цилиндров, однако их количество должно быть больше двух.

Самым большим недостатком двигателей радиального типа является возможность проникновения масла к нижним цилиндрам мотора, когда самолет находится на стоянке. Эта проблема достаточно часто приводит к возникновению мгновенного гидроудара, что влечет поломку всего кривошипно-шатунного механизма. Для недопущения таких проблем перед пуском мотора требуется постоянная проверка состояния нижних цилиндров на предмет отсутствия проникновения к ним масла.

К достоинствам двигателей радиального типа относят их малые габариты, простоту эксплуатации и приличную мощность. Обычно их устанавливают на самолеты спортивных моделей.

Оппозитный авиационный поршневой двигатель

В настоящее время оппозитные авиационные моторы начинают переживать свое второе рождение. Вследствие того, что они обладают небольшими размерами и сравнительно малым весом, их ставят на легкие спортивные самолеты. Они способны развивать достаточную мощность и обеспечивают очень высокие скорости.

Оппозитные двигатели имеют несколько типов конструкций:

1. Мотор, изготовленный по методу «боксер» (Subaru). В таких двигателях поршни цилиндров, расположенных против друг друга, двигаются равноудалено. Это приводит к тому, что в каждом цикле один находится в верхней мертвой точке, а противоположный - в нижней.

2. Двигатели, снабженные устройством ОРОС (Opposed Piston Opposed Cylinder). В таких моторах цилиндры по отношению к коленвалу, расположены горизонтально. В каждом из них находится по два поршня, которые при работе двигаются навстречу. Дальний поршень связан с коленвалом специальным шатуном.

3. Двигатель, сделанный на основании принципа, примененного в советском моторе 5ТДФ. В таком изделии поршни передвигаются навстречу друг другу, работая попарно в каждом отдельном цилиндре. При достижении обоих поршней верхней мертвой точки между ними впрыскивается топливо. Двигатели такой разновидности могут функционировать на горючем различных видов, от керосина до бензина. Для увеличения мощности оппозитных моторов их снабжают турбонаддувом.

Главное достоинство в двигателях оппозитного типа - это компактность, малые габариты. Их можно применять на самолетах очень маленьких размеров. Мощность их достаточно высока. В настоящее время они находят все большее распространение в спортивных летательных аппаратах.

В качестве основного недостатка отмечается высокий расход топлива и особенно моторного масла. По отношению к двигателям других типов оппозитные моторы расходуют горюче-смазочные материалы в два раза больше. Они требуют постоянной замены масла.

Современные авиадвигатели

Современные поршневые авиационные двигатели – это очень сложные системы. Они оснащены современными узлами и агрегатами. Их работу обеспечивают и контролируют современные системы и приборы. Вследствие применения передовых технологий весовая характеристика двигателя существенно снижена. Мощности их возросли, что способствует широкому применению в легкомоторной - спортивный авиации.

Авиационные масла

Масло в поршневых авиационных двигателях работает в достаточно сложных условиях. Это высокие температуры в зонах поршневых колец, на внутренних частях поршней, на клапанах и иных узлах. Поэтому для качественного обеспечения работы мотора в условиях значительных температур, давления, нагрузок, в них используют высоковязкие масла, которые подвергают специальной очистке. Они должны обладать высокой смазочной способностью, оставаться нейтральными к металлам и иным конструктивным материалам двигателя. Авиационные масла для поршневых моторов должны быть стойкими к окислению при воздействии высоких температур, не терять своих свойств при хранении.

Отечественные поршневые авиационные моторы

История производства поршневых моторов в России начинается с 1910 года. Массовый выпуск начался в годы Первой мировой войны. В Советском Союзе советские поршневые авиационные двигатели собственной конструкции стали создавать с 1922 года. С ростом промышленного производства, в том числе авиационного, страна стала массово выпускать поршневые моторы 4-х производителей. Это были двигатели В. Климова, А. Швецова, завода № 29, А. Микулина.

После войны начинается процесс модернизации авиации СССР. Проектируются и создаются авиадвигатели для новых самолетов. Активно развивается реактивное самолетостроение. В 1947 году вся военная авиация, работающая на высоких скоростях, переходит на реактивную тягу. Поршневые авиадвигатели применяются только на учебных, спортивных, пассажирских и военно-транспортных самолетах.

Самый большой поршневой авиадвигатель

Самый мощный поршневой авиационный двигатель был создан в США В 1943 году. Он назывался Lycoming XR-7755. Это был мотор с тридцатью шестью цилиндрами. Его рабочий объем составляла 127 литров. Он был способен развить мощность в 5000 лошадиных сил. Предназначался для самолета Convair B-36. Однако в серию не пошел. Был создан в двух экземплярах, в качестве прототипов.

Самый быстрый в мире самолет с поршневым двигателем | Рейс сегодня

Рев и сотрясение мозга были поразительными. Разогнавшись со скоростью 554,69 миль в час, ультрамодифицированный гонщик P-51 Voodoo прошел мимо и исчез. Его первый проход по трехкилометровой трассе занял 12 секунд.

Я наблюдал, как суперзвезда воздушных гонок Стивен Хинтон пытается сделать то, что сделал его отец 38 лет назад: установить трехкилометровый рекорд скорости для самолетов с поршневым двигателем и винтом.Для пилотов гоночных самолетов рекорд в три километра (1,86 мили) - это олимпийский гол, завоеванный величайшими пилотами в истории. «Этот рекорд существует с начала авиации, - говорит младший Хинтон, указывая на то, что рекорд самой быстрой авиации не был установлен почти до 1950 года. - Он связывает поколения».

Он упоминает Джимми Дулиттла, который установил рекорд в 1925 году на гидросамолете Кертисс, спустя один день после того, как он выиграл трофей Шнайдер для Соединенных Штатов. Восемь пилотов, включая Амелию Эрхарт, побили рекорд Дулиттла, но он выиграл его еще в 1932 году, пилотируя легендарную Gee Bee R-1 на Национальных воздушных гонках в Кливленде.После Второй мировой войны увлечение реактивными самолетами отвлекло внимание от рекорда поршневого двигателя, и он спал в течение 30 лет. В 1969 году чемпион по воздушным гонкам Дэррил Гринамиер решил, что 30 лет достаточно для того, чтобы рекорд удержал немец Мессершмитт. Его модифицированный Bearcat Conquest 1 принес титул обратно в Соединенные Штаты и заработал Bearcat место в Национальном музее авиации и космонавтики.

В сентябре прошлого года Хинтон преследовал рекорд, установленный поколением позже, в 1989 году, другим известным пилотом, Лайлом Шелтоном, в другом знаменитом Bearcat, Rare Bear .Массивный гонщик, построенный из крушения, был усовершенствован за два десятилетия соревнования. Некоторые думали, что скорость Шелтона - 528,31 миль в час - никогда не будет побеждена. И, согласно международному авиационному федерации Fédération Aéronautique, организация, управляющая всемирным авиационным соревнованием, этого не сделает. База данных FAI утверждает, что запись Шелтона была «удалена из-за изменений спортивного кодекса». Но Арт Гринфилд из Национальной ассоциации авиации США говорит, что заявление FAI неверно, и он хочет, чтобы международная организация исправила свою базу данных.«Мы изменили правила, но мы не хотели менять историю», - говорит он.

Гринфилд, директор конкурсов и рекордов НАА, объясняет, что когда Шелтон установил рекорд скорости, ему не нужно было указывать вес самолета; его скорость была занесена в базу данных NAA в категории «без ограничений». Сегодня претендент должен указать одну из 23 категорий, определяемых взлетной массой самолета; если запись установлена, она применяется только к этой весовой категории. Больше нет неограниченной категории.Но, говорит Гринфилд, если претендент летит со скоростью на один процент быстрее, чем 528,31 миль в час Шелтона, имя Шелтона исчезнет из списка рекордов. Пока это не произойдет, Шелтон останется. Его запись там побить.

Модифицированные гонщики, такие как Мустанги и Медвежьи кошки, попадают в категорию весом от 3 000 до 6 000 кг (от 6 600 до 13 200 фунтов). В этой категории первым, кто установил рекорд по новым правилам, был Уилл Уайтсайд, управлявший модифицированным Як-3У, Steadfast .В 2011 году он разогнался до 416 миль в час, что является невероятной скоростью для Яка, но это далеко не то, что могут сделать Bearcats, такие как Rare Bear , и Mustang, как нынешний чемпион Reno Strega . Долить 416 было бы легко. Но Стивен Хинтон - Стево, как его называют друзья и поклонники, чтобы отличить его от его знаменитого отца, также известного как Стив, - стремился к более высокому значению.

Младший Стив Хинтон (он не младший; у отца и сына разные фамилии) родился в королевской семье варбордов. Его дедушка Эд Мэлони, который в 1957 году основал Музей авиации самолетов славы в Чино, штат Калифорния, одним из первых признал историческую ценность самолетов Второй мировой войны, и он сделал больше, чтобы сохранить их, чем любой другой коллекционер в мире. страна.В истории, которую каждый фанат гонки знает наизусть, старший Хинтон был лучшими друзьями второго класса с сыном Мэлони Джимом, и пара ходила по музею в детстве и вместе стала пилотами и опытными воинами. (Они также стали семьей, когда Хинтон женился на сестре своего друга Карен.) Джим Малони погиб в авиакатастрофе в 1983 году; Хинтон стал постоянным соперником на Национальном чемпионате по воздушным гонкам в Рино, выиграв «Неограниченное золото» в 1978 и 1985 годах, а в 1990-м перешел от легендарного Боба Гувера в качестве пилота самолета с неограниченным темпом, который задает темп для формирования гонщиков. как они входят в курс.Младший Хинтон участвовал в гонках в качестве члена экипажа на Strega , хот-роде Билла «Тигра» Дестефани, а в 2009 году, будучи 22-летним пилотом Strega , стал самым молодым человеком в истории, который выиграл Неограниченная гонка золота. (В рекордах скорости больше нет неограниченной категории, но это не имеет ничего общего с гоночным классом Unlimited для самолетов с поршневым приводом, весом более 4500 фунтов.)

Пилот Стив Хинтон, семикратный победитель воздушных гонок, сосредоточен до своей рекордной попытки.(Скотт Жермен)

Когда ему было 15 или 16 лет, говорит Стево Хинтон, он нашел на чердаке трехкилометровый трофей своего отца. «Это было примерно в то же самое время, когда я столкнулся с ошибками в гонках», - вспоминает он. Он начал читать о рекорде скорости, исследуя его историю в библиотеке музея «Самолеты славы». «Это сделало меня более целеустремленным человеком», - говорит он. Узнав об этом, он подумал: «Это то, что я действительно хочу сделать». Он держал старый трофей на полке в своей спальне, ежедневно напоминая о цели, в которой он не был уверен, когда-либо будет в пределах его досягаемости.

Лошадь другого цвета

«Когда они проектировали эти самолеты еще в 40-х годах, у них не было ни одного из инструментов вычислительной гидродинамики [CFD], которые есть у нас сегодня», - говорит Дэнни Сикави, руководитель аэродинамики в Aviation Partners, фирме, которая разрабатывает и устанавливает устройства на крыльях, или крылышки, на корпоративных самолетах и ​​авиалайнерах, чтобы сделать их более экономичными. Команда Sikavi использовала программное обеспечение CFD для анализа аэродинамических профилей Voodoo . Он говорит: «Это были довольно сильные удары как на верхней, так и на нижней поверхности.

В 2010 году, когда он еще работал в гоночной команде Strega , Хинтон встретился с генеральным директором Aviation Partners Джо Кларком. Кларк говорил с ним о спонсировании Strega для рекордной попытки. «В то время мы не могли это собрать», - говорит Хинтон. «Тигр не хотел рисковать своим активом ради небольшой прибыли или вообще без нее, что понятно. Кто рискует активом в 2 миллиона долларов только ради личного удовлетворения? »

Как оказалось, Voodoo владелец Боб Баттон.Но в 2013 году, когда Хинтон перешел на команду Voodoo , Mustang не был самолетом , а Strega . «Он летел ужасно, - сказал Хинтон. «Профиль на крыле, горизонтальные и вертикальные [стабилизаторы] были неправильными. Заболеваемость на хвосте была неправильной. Навес никогда не подходит хорошо. Совок был старый. Было много вещей, которые я думал, мы могли бы сделать лучше ».

С 2013 по 2015 год Хинтон, передавая все, чему он научился, работая на Strega , помог своей новой команде довести Voodoo до самого высокого уровня производительности поршневого двигателя.В 2016 году, после своей третьей неограниченной победы в Voodoo , Хинтон обнаружил, что Кларк все еще заинтересован в спонсировании пробега на рекорд. И у Кларка была идея сделать теперь быстрый Mustang еще быстрее.

«Я не хотел просто бросать деньги на пластинку», - говорит Кларк. «Любой может сделать это. Я хотел добавить ценность ».

Аэродинамики и инженеры Кларка приступили к работе.

Ударные волны, которые Сикави обнаружил в исследованиях CFD, были результатом сверхзвукового воздушного потока над частями крыла, и они вызывают резкое увеличение сопротивления.Инженеры начали искать способы ослабить удары или задержать их формирование. С помощью автоматизированного проектирования и программного обеспечения CFD они предписывали распределение давления по крылу. Затем они создали формы, которые устранили или ослабили шок. Они поддерживали профили частей, которые были без шока.

«Большинство изменений произошло на верхней поверхности крыла», - говорит Сикави. «На нижней поверхности мы были ограничены внутренней частью крыла».

Окончательная форма аэродинамических профилей увеличила критическое число Маха самолета, скорость, на которой сопротивление увеличивается быстро.«Другими словами, - говорит Сикави, - у нас было такое же сопротивление от крыла, но при более высокой скорости полета». Модификация увеличила критическое значение Mach Voodoo с 0,72 до 0,76. Эта разница может показаться небольшой, но она представляет собой значительный прирост производительности: на 7000 футов, дополнительно 28 миль в час на той же лошадиных силах.

Проект был окончательно оформлен в феврале 2017 года, и команда Хинтона, работающая с Aviation Partners, начала физические модификации для пробега, запланированного на июль.Для получения наиболее точного аэродинамического профиля крылья Voodoo были обрезаны, обрезаны до чистого металла, а затем нанесены с помощью лазера. Используя цифровые данные, Aviation Partners фрезеровали 35 кусков углеродного волокна, чтобы нанести на крыло, чтобы изменить его форму.

В течение двух недель по 14 часов в сутки Хинтон и его товарищ по команде Б. Дж. Хилис устанавливали обработанные детали в точно нанесенных точках на крыльях Voodoo с помощью антикоррозионного клея и заклепок. После того, как последний кусок был установлен, команда должна была заполнить и выровнять новую поверхность.Затем началась сложная часть: Хинтон, Хилис и партнер по команде Бен Марш, который работал над крылом Voodoo в последний раз, когда он был профилирован, провел сотни часов, шлифуя, заправляя, измеряя и снова шлифуя. Как только работа была завершена, крыло было окрашено, покрыто прозрачным покрытием, отполировано и повторно соединено с фюзеляжем.

Когда начались модификации, Джо Кларк потребовал еще одну большую трансформацию для гонщика. Voodoo потерял свою яркую фиолетовую, оранжевую и зеленую расу и появился в конце лета в стильном кремовом белом цвете.(Фотографии белого Voodoo , которые команда разместила в Интернете, вызвали собственные шокирующие волны у фанатов гонки, привыкших к гоночной ливрее.) Несколько самолетов, которые компания Кларка использовала в качестве испытательных стендов, носили белое, а Кларк и Хинтон решил, что белый самолет обеспечит лучший рекламный щит.

Самых быстрых самолетов с поршневым двигателем

1939, Messerschmitt Me 209, Fritz Wendel, 469 миль в час 209 был уникальным самолетом, построенным, чтобы побить рекорд.(История воздушных гонок) 1969, Grumman Bearcat, Conquest 1 , Darryl Greenamyer, 482 миль в час (Тимоти Вайншенкер) 1979, североамериканский мустанг, Red Baron , Стивен Хинтон, 499 миль в час (Фрэнк Мормилло) 1989, Grumman Bearcat, Редкий Медведь , Лайл Шелтон, 528 миль в час (Дон Баки Доусон)

Мощность и давление

В ходе работы и планирования команда выбрала частное ранчо и взлетно-посадочную полосу Кларка в высокогорной стране Айдахо в качестве места для попытки.Высокие летние температуры и высота 5500 футов сделали взлетно-посадочную полосу оптимальной. Для максимальной скорости самолеты, такие как Mustang, лучше всего работают в воздухе на больших высотах. Менее плотный воздух обеспечивает более высокую истинную воздушную скорость, фактическую скорость, с которой летательный аппарат перемещается в атмосфере (в отличие от указанной скорости, рассчитанной по количеству молекул воздуха, поступающих в приборы). Высокая температура предлагает дополнительную помощь по той же причине; горячий воздух менее плотный.

Обратное верно, когда дело доходит до двигателя; Менее плотный воздух означает, что двигатель будет генерировать меньше лошадиных сил.К счастью, нагнетатель в модифицированных гоночных двигателях V-12 может выталкивать больше воздуха в цилиндры, производя дикие объемы «наддува» или повышенное давление в коллекторе. Двигатель внутреннего сгорания смешивает топливо и воздух; чем больше воздуха вы можете прокачать через двигатель (через нагнетатель) и чем больше топлива (через насос и дозировать через карбюратор), тем больше вы сможете производить энергии.

Двигатели Stock Mustang производят 1425 лошадиных сил при 60-дюймовом давлении в коллекторе и 3000 об / мин. Нагнетатель в гоночном V-12 может создавать давление в коллекторе до 140 дюймов.Для рекордной попытки, двигатель Voodoo выдает 3100 лошадиных сил. (Некоторые из этих настроек являются автоматическими. Пилоты регулируют давление в коллекторе и число оборотов в минуту.)

Наполнение большего количества воздуха приводит к другой проблеме: слишком много тепла. Эксперты по термодинамике противодействуют теплу с помощью огромного количества ADI, антидетонационного впрыска, 50/50 смеси дистиллированной воды и метанола, распыленных в двигатель.

Воздушные гонки являются грубыми для двигателей, и иногда гонки проигрывают, потому что двигатель не может соответствовать требованиям, предъявляемым к нему.(В 2015 году, после пяти кругов, проблемы с двигателем вынудили Хинтона выйти из гонки.) На соревнованиях 2016 года Хинтону не нужно было использовать большую силу для победы; тем не менее, после гонки Боб Баттон отправил двигатель Хосе Флоресу, владельцу Vintage V-12, в Техачапи, Калифорния, один из самых уважаемых моторных магазинов в стране. Флорес - мастер по строительству Merlins, который будет бешенствовать по трассе и выживать в аду. Через несколько месяцев после прибытия Мерлина в Техачапи команда Voodoo отправила вторую: страховку от проблем с первичной.

Экипаж может многому научиться, запустив Voodoo Rolls-Royce Merlin V-12 ночью. Если сжатие в цилиндре низкое или свеча зажигания не зажигается, они увидят улики в пламени выхлопа. Цвет пламени также указывает, получает ли цилиндр оптимальную топливовоздушную смесь. (Джаррод Ульрих)

Доказательство того, что двигатель будет поддерживать свою мощность в течение четырех кругов рекордной попытки, будет получено только во время самой попытки.Но чтобы получить представление о том, как он будет себя вести, команда настроена на летные испытания.

Ранние испытания показали, что модификации планера позволили значительно повысить производительность. «Самолет разогнался намного быстрее до высокоскоростного мира», - говорит Хинтон. «При 100 дюймах [давления в коллекторе] я никогда раньше не видел такую ​​быструю скорость».

Задержки в изготовлении кусочков крыльев и трудоемком применении этих кусочков привели к тому, что окно конца июля соскользнуло в последние дни августа.Этот график подтолкнул рекордную попытку против воздушных гонок Рено 2017 года, которые должны состояться только через полторы недели спустя. Экипаж ранее решил сосредоточиться исключительно на рекорд скорости; если бы они не работали на обоих двигателях, они бы обсуждали гонки в Рино.

Моменты Истины

Девять месяцев, предшествовавших рекордной попытке, были изнурительными для Хинтона. Большую часть последних трех недель я проводил дни с командой, когда они работали, преодолевал препятствия и сосредоточился на цели.К тому времени Хинтона не было дома несколько месяцев, но, несмотря на долгие часы, он оставался восторженным и дружелюбным. Работа над самолетом началась в декабре прошлого года, и с мая он возглавлял небольшую команду, работавшую 16-18 часов в день, семь дней в неделю - без оплаты. Усилия были полностью добровольными. Его команда была маленькой и опытной; каждый член мог выполнять практически любую работу. Фрэнк Янг, член команды Voodoo с первого дня гонок, знал все гайки и болты самолета; B.J. Healis, беспримерный авиамеханик, был известен как командный игрок; Берни Васкес, сам боевой летчик и гонщик, мог справиться со всем: от покраски и кузовных работ до работы с двигателем, а также для управления экипажем по радио и телеметрии; Бен Марш знал крыло Voodoo лучше всех; и Кори О'Брайан, друг Хинтона и бывший сосед по комнате, был опытным художником-авиаконструктором. Энди Чиаветта, который построил победившего в Lancair спортивного класса Даррила Гринамайера и сам присоединился к Рено, также помог.

Хинтон управлял операцией, и его отпечатки были на каждой части самолета. Я наблюдал, как он проверял Мерлин Фингерз, нестандартные коромысла в клапанной системе двигателя, которые могут образовывать крошечные трещины при мощности гонки. На следующий час он может выжимать из высокооктанового гоночного газа жидкий марганец (который помогает предотвратить детонацию) или осматривать трассу с вертолета, чтобы определить ориентиры.

Энди Кьяветта заканчивает индукционный ствол, построенный из углеродного волокна, чтобы ограничить утечку при подаче воздуха в нагнетатель.(Джаррод Ульрих) Если в специализированных контактных площадках образуются волосяные трещины, они могут привести к катастрофическому отказу двигателя.Хинтон осмотрел колодки, клапаны и подъемники, а также все остальные части самолета. (Скотт Жермен)

В пантеоне Рено Хинтон - редкость.В отличие от большинства пилотов, которые летают на больших дорогих гонщиках Unlimited, он не является специалистом, привлеченным только для управления самолетом. Он - механик боевых птиц, который учился у пилотов старой школы и парней с 60-тонным маслом под ногтями. «Мне нравится работа», - говорит Хинтон. «Вы пытаетесь понять, что заставляет эти 70-летние машины работать. Если что-то сломалось, вы должны понять, почему это сломалось. Нет компьютеров для диагностики проблемы. Это то, что бросает вам вызов и толкает вас.Хинтон собирался получить толчок.

Команда измерила и пометила курс, и Voodoo был готов к рекордному полету. Отец Хинтона был под рукой, чтобы пилотировать самолет Lockheed T-33, оснащенный новой системой гиростабилизированной камеры, предоставленной Pursuit Aviation. Он также мог бы сыграть роль, которую он сыграл для десятков пилотов в десятках неограниченных гонок: если что-то пойдет не так, это голос Стива Хинтона, который пилот слышит по радио, предлагая советы, разговаривая с пилотом в чрезвычайной ситуации.

Стево взобрался на Voodoo , взлетел и сделал два прохода с максимальной мощностью, чтобы измерить, сколько топлива и ADI было израсходовано, чтобы команда могла рассчитать минимальный необходимый для гоночной мощности плюс некоторый запас, чтобы Хинтон не носил с собой ненужная жидкость - и вес. После приземления экипаж измерил, сколько осталось в танках. Новости не были хорошими. В двигателе было слишком много топлива - настолько, что самолет не мог нести достаточно для четырех необходимых проходов.Беда оказалась неисправного карбюратора. Запасной был подготовлен и установлен, и Хинтон взлетел, чтобы проверить его на большой мощности.

На взлетно-посадочной полосе Джо Кларка в Айдахо Хинтон пролетает тестовый проход на полной мощности по трехкилометровому курсу, чтобы измерить расход топлива и охлаждающей жидкости до рекордной попытки. (Скотт Жермен)

Когда он поднял дроссель до 100 дюймов давления в коллекторе, двигатель резко обернулся. Сильный удар по планеру сопровождался порывами дыма с обеих сторон двигателя.Хинтон немедленно вернул власть и отправился на безопасную посадку.

Я мог видеть напряжение и усталость, показывающие его осанку, когда Хинтон уходил от самолета. Он пытался удержать это вместе; в то же время ему нужно было выразить свое разочарование. Он выстрелил ругатель, прежде чем присоединиться к команде, чтобы проанализировать, что произошло.

Обратный огонь двигателя был серьезным. Экипаж ворвался в двигатель и обнаружил проблему с одним из седел клапана, металлическим кольцом, на которое упирается клапан, когда он закрыт.Седло препятствовало движению клапана, а это, в свою очередь, нарушало поток топлива, вызывая обратную реакцию. Двигатель не был поврежден, но попытка не могла быть предпринята, пока деталь не была заменена. Команда размышляла: должны ли они исправить этот двигатель или установить резервную копию? Это была игра, которую они не могли позволить себе проиграть. После телефонной конференции с Флоресом они сняли поврежденный банк цилиндров и отправили его в свою мастерскую для ремонта. Решение было придерживаться двигателя номер один; по крайней мере, они знали, что у них было.

Три дня были потеряны, и когда отремонтированный банк был установлен и готов, август закончился. Погода стала следующей проблемой. Дым от многочисленных пожаров на северо-западе Тихого океана загрязнил воздух и ограничил видимость до трех миль, что является неудобным пределом для пилота, который будет летать со скоростью около 792 футов в секунду. Хуже того, метеорологи прогнозировали понижение температуры в течение следующих нескольких дней. Окно для попытки Хинтона закрывалось.

2 сентября под дымным солнцем невеста Хинтона Джейн Линч (сегодня она Джейн Хинтон) вывела его на Voodoo .Видеокамеры кабины и оборудование для слежения FAI были включены, и после нескольких ударов экипажа Хинтон забрался в кабину, чтобы начать свою методическую процедуру. Отремонтированный Мерлин выстрелил, и Voodoo вырулили на взлет.

Хинтон передал Васкесу с конца ВПП: «Мне нравится».

На экране телеметрии перед Васкесом отображались жизненные показатели Voodoo в реальном времени. Хинтон выстроился на взлетно-посадочной полосе, толкнул дроссель вперед и начал взлетать.

«ADI», сказал Васкес. «Понял», - ответил Хинтон. Вуду завопил по центру поля и осторожно покинул землю; Хинтон сложил шасси и наклонился по ветру, чтобы начать попытку. Звук Мерлина затих в тихом оранжевом небе.

В кабине Voodoo Хинтон наблюдал за жизненными знаками двигателя на приборной панели перед собой. Он постоянно настраивал ADI с помощью клапана на панели, который точно настраивает количество смеси вода / метанол, поступающей в двигатель.Рабочая нагрузка была высокой; любое изменение мощности, скорости или высоты требовало небольшого изменения ADI. Но пилот был на вершине своей игры. Он выиграл Рено семь раз, летая ровно, как у машины, и каждый раз ударяя по одному и тому же куску неба.

После первого прохода Хинтон получил право на выполнение оборота, маневр 2,5 г, разработанный для балансировки скорости очистки, не затрачивая слишком много времени, топлива и ADI. Это был деликатный акт. С его иглами высотомера и вертикальной скорости, дико подпрыгивающими при экстремальной воздушной скорости, Хинтон должен был каким-то образом понять их показания и оставаться в пределах необходимых 1500 футов от земли.

Второй проход, на скорости 527,34 миль в час, был почти на 30 миль в час медленнее, чем первый; эффект начального погружения исчез. Третий разогнался до 528,48 миль в час, затем на запад вылетел еще один нечестивый двигатель. Экипаж, наблюдая в бинокль, сообщил, что видел масло - огромные полосы выхлопных газов, окрашивающие боковые стороны фюзеляжа.

В мирный вечер перед авиасалоном в Музее авиации славы 2017 года два соперника Voodoo и Strega несутся через калифорнийское озеро Мэтьюз.Обладатель титула ведет Voodoo , но в следующем матче позиции могут измениться. (Скотт Жермен)

В кабине Хинтон с самого начала знал, что двигатель не развивает необходимую мощность. Манометр давления в коллекторе показывал 117 дюймов; это должно было быть 130 или больше.

Во время третьего прохода Хинтон поймал падение давления масла со 120 до 70 фунтов. Падение было признаком неисправности двигателя. Васкес пришел по радио через секунду с такими же плохими новостями.

«Я вижу это», - прокомментировал Хинтон.

Должен ли он продолжать пробег и надеяться, что двигатель удерживается вместе или уменьшить мощность и землю? Был ли момент, когда он мелькнул на пилотов, которые сильно надавили и разбились о Рено? Если бы он остановился сейчас, что бы означали все месяцы работы? Там не будет достаточно времени, чтобы попробовать еще раз.

Хинтон круто накренился. Вместо поворота 2.5-G он потянул 4.5 G, чтобы вернуться к взлетно-посадочной полосе для четвертого и последнего пробега.Резкий крен был его решением немедленно направить самолет на взлетно-посадочную полосу, на случай, если двигатель заглохнет или, что еще хуже, взорвется. Позже он сказал: «Эти три секунды были самыми интенсивными за всю попытку».

Поворот с более высоким G убрал намного большую скорость; это было бы больно в среднем. Белая точка на западе снова превратилась в самолет, когда он выстроился в очередь для последнего прохода.

Когда Хинтон и Voodoo мелькнули над взлетно-посадочной полосой в последний раз, Васкес включил микрофон, чтобы пилот мог услышать великолепный звук для себя.«Спасибо за это», - ответил Хинтон.

Отказ двигателя и все, Voodoo разогнался на 515,62 миль в час на последнем проходе.

Окончательный расчет

Когда Voodoo был отбуксирован внутри, это выглядело избитым. Через некоторое время наблюдатель ФАИ взялся за предварительные данные и подошел к небольшой толпе, ожидающей в ангаре. Его объявление: 531,53 миль в час (позже пересмотрено до 531,64). Voodoo побил рекорд весовой категории 416 миль в час.Чиновник, зная, что Хинтон стрелял из-за рекорда Шелтона, также отметил, что Хинтон не достиг своей цели. Некоторые из нас пробормотали разочарование, но Боб Баттон, его громкий голос, заполняющий ангар, изменил настроение: «Эй! Мы установили рекорд, люди! » Кнопка кричала. «Мы самый быстрый самолет с поршневым двигателем в мире!»

Собравшиеся вокруг запятнанного капающего гонщика люди начали обмениваться объятиями, и гул разговоров и смеха становился все громче. По мере того, как празднование набирало обороты, член экипажа Voodoo использовал свой палец, чтобы нацарапать некоторые цифры в пятне выхлопа двигателя на фюзеляже гоночного самолета: «531> 528.Хинтон побил скорость Шелтона.

Но не на один процент.

После полета Хинтон проинформировал своего отца (зеленый костюм) и спонсора самолета Джо Кларка.(Скотт Жермен) Граффити товарища по команде на фюзеляже Voodoo .Не могу спорить с математикой. (Скотт Жермен)

В последующие десятилетия многие расскажут историю, которая звучит как сказка, о молодом виртуозе, который царствовал в Рино почти десять лет, а затем достиг своей детской мечты.И они все вздрогнут, когда повторят фразу «но не на один процент». Но так ли это заканчивается?

После рекордного выигрыша Баттон пожертвовал Voodoo музею «Самолеты славы», и недавно, когда Хинтон размышлял над рекордом, он сказал: «Есть немало вещей, которые мы бы изменили, если бы нам посчастливилось сделать это. это снова. Мы чувствуем, что самолет может лететь быстрее. Мы оставили некоторые на столе. Магическое число на один процент больше, чем у 528,31 миль в час Шелтона, равно 533.59. И на один процент быстрее, чем собственный рекорд Хинтона - 536,95. «Мы чувствуем, что самолет способен на 540», говорит Хинтон.

Хинтон, снова задумчиво говорит, что он пытается начать собирать деньги, которые потребуются для еще одного пробега на записи. Опросив команду об их опыте в 2017 году, я могу предположить, что было бы нетрудно собрать группу обратно. «Если вы что-то оставляете на столе и чувствуете, что есть место для улучшений, - говорит Хинтон, - и у вас есть путь к этому…», - замолкает он.

Можно ли переписать концовку сказки? Там может быть еще одна целая глава. Стиву Хинтону всего 30 лет.

,

Самый быстрый самолет с пропеллерным приводом - Википедия

Ряд самолетов был заявлен как самый быстрый самолет с пропеллерным приводом . В этой статье представлены текущие рекордсмены по нескольким подклассам самолетов с воздушным винтом, которые хранят признанные, документированные рекорды скорости в горизонтальном полете. Отчеты Fédération Aéronautique Internationale (FAI) являются основой для этой статьи. [1] Обсуждаются другие претенденты и их претензии, но только те, которые сделаны в контролируемых условиях и измерены внешними наблюдателями.Пилоты во время Второй мировой войны иногда утверждали, что достигли сверхзвуковых скоростей в истребителях, управляемых пропеллером, во время аварийных погружений, но эти скорости не включены в принятые записи. Кроме того, во время скоростных испытаний с Supermarine Spitfire не регистрируются скорости во время погружения, в том числе у лидера эскадрильи Дж. Р. Тобина 606 миль в час (975 км / ч, 0,89 маха) при 45 ° погружении в Spitfire Mark XI (дата неизвестна) и у лидера эскадрильи. Энтони Ф. Мартиндейл разогнал 620 миль в час (998 км / ч, Мах 0,92) на том же самолете в апреле 1944 года. [2] У лейтенанта полета Эдварда Паулса 690 миль в час (1110 км / ч, 0,96 Маха) в Spitfire PR.XIX PS852 во время экстренного погружения при выполнении шпионских полетов над Китаем 5 февраля 1952 года также не предоставляется скидка. В противном случае это была бы самая высокая скорость, когда-либо зарегистрированная для самолета с поршневым двигателем. [3]

пропеллер против реактивного двигателя [править]

Турбовентилятор байпасный. Передний вентилятор представляет собой закрытый винт, обеспечивающий воздушную тягу, а турбореактивный двигатель сзади обеспечивает тягу выхлопных газов.

Самолеты, использующие воздушные винты в качестве основного движителя, представляют собой исторически важную группу самолетов, несмотря на присущие им ограничения в скорости. Самолеты, приводимые в движение поршневыми двигателями, получают практически всю свою тягу от винта, приводимого в движение двигателем. Несколько самолетов с поршневым двигателем получают некоторую тягу от выхлопных газов двигателя, и есть определенные гибридные типы, такие как Motorjet, которые используют поршневой двигатель для привода компрессора реактивного двигателя, который обеспечивает первичную тягу (хотя некоторые типы также имеют пропеллер приведенный в действие поршневым двигателем для низкой эффективности скорости).Все самолеты до Второй мировой войны (за исключением небольшого числа ранних реактивных самолетов и ракетных самолетов) использовали поршневые двигатели для привода воздушных винтов, поэтому все рекорды воздушной скорости полета до 1944 года были обязательно установлены самолетами с воздушным винтом. Быстрые успехи в создании первого летательного аппарата с ракетным двигателем, работающего на жидком топливе - с рекордом 1004 км / ч, установленным в октябре 1941 года по примеру Германии, - и технология реактивного двигателя с осевым потоком во время Второй мировой войны означали, что ни один самолет с воздушным винтом больше не будет держать рекорд абсолютной скорости воздуха.Образование ударной волны в воздушном винте с воздушным винтом на скоростях, близких к звуковым условиям, накладывает ограничения, не встречающиеся в реактивных самолетах.

Реактивные двигатели, особенно турбореактивные, представляют собой тип газовой турбины, сконфигурированной так, что большая часть доступной работы является результатом тяги горячих выхлопных газов. Турбовентиляторы, как версии с большим байпасом, используемые во всех современных коммерческих лайнерах, так и версии с низким байпасом в большинстве современных военных самолетов, производят комбинацию реактивной тяги от выхлопа сгоревшего топлива и воздушной тяги от того, что составляет внутренний винт ,Турбовентиляторные двигатели с большим байпасом достигают большей части своей тяги от вентилятора, движущего воздух назад через корпус двигателя и приводимого в движение газовой турбиной, которая также способствует реактивной тяге через ее выхлоп. Оба находятся в одном большом кожухе двигателя с вентилятором (пропеллером) спереди и реактивным двигателем сзади, причем отработавший воздух турбины и воздух, приводимый в движение вентилятором, выходят из задней части кожуха двигателя. Турбовинтовые двигатели похожи, но используют внутренний винт, а не внутренний вентилятор (пропеллер) внутри корпуса двигателя.Горячий выхлопной газ турбовинтового двигателя создает небольшую тягу, однако пропеллер является основным источником тяги.

Turboprops [редактировать]

Туполев Ту-114, большой самолет с четырьмя турбовинтовыми двигателями, развивает максимальную скорость 540 миль в час (878 км / ч, Маха 0,73). [4] Турбовинтовые двигатели НК-12 Кузнецова мощностью 15000 л.с. (11000 кВт), разработанные для Туполева Ту-95 (и используемые для приведения в действие производного Ту-114), являются самыми мощными турбовинтовыми установками, когда-либо построенными, и приводят в движение большие винты с противоположным вращением. ,Эта комбинация двигатель-пропеллер дает Ту-114 официальное отличие от того, что он является самым быстрым воздушным винтом в мире, что является рекордом с 1960 года. [1] [5]

Вероятно, самым быстрым самолетом, когда-либо оснащенным рабочим винтом, был экспериментальный McDonnell XF-88B, который был изготовлен путем установки турбовального двигателя Allison T38 в носовой части реактивного двигателя XF-88 Voodoo. Этот необычный самолет был предназначен для изучения использования скоростных винтов и достижения сверхзвуковых скоростей. [6] Этот самолет не считается приводимым в движение винтом, так как большая часть тяги создавалась двумя реактивными двигателями.

Часто упоминаемый претендент на самый быстрый самолет с воздушным винтом - Thunderscreech XF-84H. Этот самолет назван в Книге рекордов Гиннеса 1997 года как самый быстрый в этой категории со скоростью 623 миль в час (1002 км / ч, 0,83 Маха). [7] Несмотря на то, что был спроектирован как как самый быстрый самолет с воздушным винтом, эта цель не была достигнута из-за присущей ему нестабильности. [8] Эта рекордная скорость также не согласуется с данными Национального музея ВВС США, которая дает максимальную скорость 520 миль в час (837 км / ч, Мах 0,70), что на [9] медленнее, чем Ту-114.

Текущий рекордсмен самого быстрого двухмоторного турбовинтового самолета в мире, Аванти был впервые разработан в 1979 году и совершил свой первый полет в 1986 году. Скорость, которую он может достичь, стала возможной благодаря передовым исследованиям в области проектирования и исследований в аэродинамической трубе, которые в итоге привели к 50% крылу с ламинарным потоком и фюзеляжу с низким сопротивлением.С максимальной скоростью 460 миль / ч (740 км / ч, 0,62 Маха) [10] этот самолет может соответствовать скоростям нескольких самолетов с двигателями на частных реактивных самолетах, таких как Cessna CitationJet, а более низкие эксплуатационные расходы турбовинтового двигателя делают его хорошая альтернатива более дорогому и обычному частному самолету. После первого выпуска Avanti Piaggio продолжила разработку самолета, а в 2005 году они представили обновленную версию Avanti II, а затем в 2014 году Avanti EVO, которая расширяет конкуренцию другим производителям частных самолетов.

Поршневые двигатели [править]

77 F8F-2 Bearcat (N-777L) Рекордсмен мира по редким медведям на чемпионате Reno Air Races 2014 года.

Более «традиционный» класс воздушных винтовых двигателей - это самолеты с поршневыми двигателями, которые включают почти все самолеты от братьев Райт до Второй мировой войны. Сегодня поршневые двигатели используются почти исключительно на легких самолетах общего назначения. Официальный рекорд скорости для поршневого самолета держал модифицированный Grumman F8F Bearcat, Rare Bear , со скоростью 528.315 миль в час (850,241 км / ч) 21 августа 1989 года в Лас-Вегасе, Нью-Мексико, Соединенные Штаты Америки. [11] [12] Этот рекорд был снят с производства, поскольку была введена новая система, основанная на весовом классе, чтобы позволить большему количеству пилотов устанавливать новые рекорды на более широком круге воздушных судов. 2 сентября 2017 года Стив Хинтон-младший в модифицированном P-51 Mustang Voodoo установил новый рекорд скорости 531,53 миль в час (855,41 км / ч) в классе C-1e (тот же весовой класс, в который попадет Редкий Медведь) , Этот рекорд также самый быстрый для любого поршневого самолета с приводом от пропеллера.

Рекордом FAI для самого быстрого самолета с поршневым двигателем на дальние расстояния является 2000-километровый рекорд скорости 447,5 миль в час (720,2 км / ч), установленный 22 мая 1948 года Жаклин Кохран на P-51C. (Она также имеет рекорд в 100 км со скоростью 469,55 миль в час, установленный в декабре 1947 года.) Существуют более высокие рекорды скорости; некоторые являются неофициальными, а некоторые были официально рассчитаны на односторонние поездки с помощью попутного ветра. Примеры последнего: B-29 составлял в среднем 450 миль в час (724 км / ч) от Бербанка до месторождения Флойд Беннетт (2460 миль за 5,455 часов) 11 декабря 1945 года, а Джо ДеБона в среднем 561.30 миль в час (904 км / ч) из Лос-Анджелеса LAX в Нью-Йорк Idlewild (2475 миль (3981,5 км) за 4,405 часа) на P-51 30 марта 1954 года. 12 сентября 2003 года модифицированный P-51 Dago Красный , пилотируемый Скипом Холмом, набрал в среднем 507,105 миль в час (816,1 км / ч) в течение 6 кругов (около 50 миль) Reno Air Races Friday Gold Race.

Другие заявители [править]

Райт флаер 1903 года разогнался до 48 миль в час (48 км / ч) во время своего первого полета; Bleriot XI разогнался до 76 миль в час (76 км / ч) в 1909 году. Тканевые бипланы эпохи Первой мировой войны и вскоре после этого смогли разогнаться до 200 миль в час (320 км / ч).В 1925 году армия США лейтенант Сайрус К. Беттис, летевший на Curtiss R3C, выиграл гонку Пулитцер Трофи со скоростью 248,9 миль в час (400,6 км / ч). [13]

Скорости цельнометаллических монопланов 1930-х годов прыгнули в диапазон 700 км / ч (435 миль в час), а максимальная скорость Macchi MC72 достигла 440,6 миль в час (709,1 км / ч), что по-прежнему рекорд для поршневых гидросамолетов. [14] 26 апреля 1939 года Messerschmitt Me 209 V1 установил мировой рекорд скорости почти 756 км / ч (470 миль в час), [15] и Republic XP-47J (вариант Thunderbolt P-47). ) утверждается, что при тестировании он достиг 505 миль в час (813 км / ч) [ цитирование необходимо ] P-51H Mustang, выпущенный 555, мог разогнаться до 487 миль в час (784 км / ч). Прототип двухмоторного двигателя Havilland Hornet (RR915) (383 построен) достиг 485 миль в час (781 км / ч), как и прототип Hawker Fury (LA610), оснащенный Napier Sabre VII, и прототип преемника Supermarine Spitfire, Supermarine Spiteful F.16 (RB518), разогнался до 494 миль в час (795 км / ч). Самым быстрым немецким пропеллерным самолетом, который летал во Второй Мировой войне (не видел боевых действий), был Dornier Do 335 "Твин-Ду 335" с двойным двигателем "Pfeil / Arrow", который имел заявленную максимальную скорость 474 миль в час (763 км / ч). [16]

XP-47J достиг 813 км / ч (505 миль в час) в тестировании

В 1950-х годах два неортодоксальных прототипа истребителей ВМС США объединили турбовинтовые двигатели с «конструкцией задней части»: Convair XFY «Pogo» и Lockheed XFV. Максимальные расчетные скорости 610 миль в час (980 км / ч) при 15 000 футов (4600 м) и 578 миль в час (930 км / ч) соответственно были указаны. Lockheed XFV был оснащен менее мощным двигателем, чем он был предназначен, и имел самодельные не убирающиеся шасси для горизонтального взлета и посадки; [17] шасси Convair поддерживало его в вертикальном положении. Хайт, Кеннит Ф., подполковник. "Почему истребитель VTOL?" Air University Review , ВВС США, июль-август 1968 г. Получено: 15 января 2011 г.

Библиография [редактировать]

  • Дорогая, Кев. Приводимые в действие Griffon Spitfires (Серия Warbird Tech). Северная ветвь, Миннесота: Специализированная пресса, 2001. ISBN 1-58007-045-0.
  • Грин, Уильям. Боевые самолеты Третьего Рейха . Лондон: McDonald and Jane's Publishers Ltd, 1970.ISBN 0-356-02382-6.
  • Gross, Nigel et al. Скорость и мощность: 100 лет перемен . Северный Ванкувер, Британская Колумбия, Канада: Whitecap Books, 1998. ISBN 978-1-55110-732-5.
  • Хендрикс, Лин. "Thunderscreech." Ежемесячный самолет Вып. 5, выпуск 8, август 1977 года.
  • Тейлор, Джон В. Р. и Кеннет Мансон. История авиации . Лондон: Octopus Books, 1973. ISBN 0-7064-0241-3.
  • Young, Mark C., ed. Книга рекордов Гиннеса 1997 .Северный Салем, Нью-Йорк: Mint Publishers Group, 1997. ISBN 0-85112-014-8.
,

Авиационный двигатель - Википедия

«Аэродвигатель» перенаправляет сюда. Для использования авиационных двигателей в автомобилях см. Автомобиль с воздушным двигателем.

Двигатель предназначен для использования в самолетах с двигателем

Авиационный двигатель , часто называемый авиационным двигателем , является силовым компонентом двигательной установки самолета. Большинство авиационных двигателей представляют собой либо поршневые двигатели, либо газовые турбины, хотя в последние годы во многих небольших беспилотниках использовались электродвигатели.

Обрабатывающая промышленность [редактировать]

В коммерческой авиации основными западными производителями турбовентиляторных двигателей являются Pratt & Whitney, General Electric, Rolls-Royce и CFM International (совместное предприятие Safran Aircraft Engines и General Electric).[1] Российские производители включают Объединенную двигателестроительную корпорацию, Авиадвигатель и Климов. Aeroengine Corporation из Китая была образована в 2016 году в результате слияния нескольких небольших компаний. [1]

Крупнейшим производителем турбовинтовых двигателей для авиации общего назначения является компания Pratt & Whitney. [2] General Electric объявила в 2015 году о выходе на рынок. [2]

История развития [редактировать]

Райт вертикальный 4-цилиндровый двигатель
  • 1848: Джон Стрингфеллоу сделал паровой двигатель для 10-футового самолета с размахом крыльев, который выполнил первый полёт с двигателем, хотя и с незначительной полезной нагрузкой.
  • 1903: Чарли Тейлор построил встроенный двигатель, в основном из алюминия, для Wright Flyer (12 лошадиных сил).
  • 1903: двигатель Manly-Balzer устанавливает стандарты для более поздних радиальных двигателей. [3]
  • 1906: Леон Левавассер выпускает успешный двигатель V8 с водяным охлаждением для использования в авиации.
  • 1908: Рене Лорин запатентовал конструкцию для прямоточного двигателя.
  • 1908: Луи Сегин разработал Gnome Omega, первый в мире роторный двигатель, который будет производиться в большом количестве.В 1909 году самолет Farman III с двигателем Gnome получил приз за наибольшее беспосадочное расстояние, пролетевшее на Реймс Grande Semaine d'Aviation , установив мировой рекорд выносливости в 180 километров (110 миль).
  • 1910: Coandă-1910, неудачный самолет-вентилятор, выставленный в парижском Аэро Салоне, с поршневым двигателем. Самолет никогда не летал, но был подан патент на направление выхлопных газов в воздуховод для увеличения тяги. [4] [5] [6] [7]
  • 1914: Auguste Rateau предлагает использовать компрессор с выхлопными газами - турбокомпрессор - для улучшения высотных характеристик; [3] не принимается после испытаний [8]
  • 1917-18 - Idflieg-пронумерованный R.30/16 пример тяжелого бомбардировщика Imperial German Luftstreitkräfte Zeppelin-Staaken R.VI становится самым ранним из известных самолетов, оснащенных нагнетателем, с двигателем Mercedes D.II прямо-шести в центральном фюзеляже, приводящим в действие механический механизм Brown-Boveri нагнетатель для четырех двигателей Mercedes D.IVa R.30 / 16.
  • 1918: Сэнфорд Александр Мосс подхватывает идею Рато и создает первый успешный турбокомпрессор [3] [9]
  • 1926: Armstrong Siddeley Jaguar IV (S), первый серийный двигатель с наддувом для самолетов; [10] [nb 1] радиальный двухрядный с центробежным нагнетателем с зубчатой ​​передачей.
  • 1930: Фрэнк Уиттл представил свой первый патент на турбореактивный двигатель.
  • июнь 1939 года: Heinkel He 176 - первый успешный самолет, работающий исключительно на ракетном двигателе на жидком топливе.
  • август 1939 года: турбореактивный двигатель Heinkel HeS 3 приводит в движение первый немецкий самолет Heinkel He 178.
  • 1940: Jendrassik Cs-1, первый в мире запуск турбовинтового двигателя. Он не введен в эксплуатацию.
  • 1943 Daimler-Benz DB 670, первый турбовентилятор
  • 1944: Messerschmitt Me 163B Komet , первый в мире боевой самолет с ракетным двигателем.
  • 1945: первый самолет с турбовинтовым двигателем, модифицированный Gloster Meteor с двумя двигателями Rolls-Royce Trent.
  • 1947: ракета Bell X-1 превышает скорость звука.
  • 1948: 100 л.с. 782, первый турбовальный двигатель, применяемый в авиации; в 1950 году разрабатывал более крупную 280 л.с. (210 кВт) Turbomeca Artouste.
  • 1949: Leduc 010, первый в мире самолет с прямоточным двигателем.
  • 1950: Rolls-Royce Conway, первый в мире серийный турбовентилятор, вступает в строй.
  • 1968: турбокомпрессор General Electric TF39 с высоким байпасом начинает работу, обеспечивая большую тягу и значительно более высокую эффективность.
  • 2002: HyShot scramjet полетел в пикировании.
  • 2004: NASA X-43, первый космический корабль для поддержания высоты.

Валовые двигатели [править]

Ranger L-440, рядный шестицилиндровый инвертированный рядный двигатель с воздушным охлаждением, используемый в Fairchild PT-19

Поршневые (поршневые) двигатели [править]

Линейный двигатель [править]

В данной статье для ясности термин «встроенный двигатель» относится только к двигателям с одним рядом цилиндров, как это используется в автомобильном языке, но в авиационных терминах фраза «встроенный двигатель» также охватывает V-образные и противоположные двигатели. (как описано ниже) и не ограничивается двигателями с одним рядом цилиндров.Обычно это отличает их от радиальных двигателей. Прямой двигатель, как правило, имеет четное число цилиндров, но есть примеры трех- и пятицилиндровых двигателей. Наибольшим преимуществом встроенного двигателя является то, что он позволяет проектировать самолет с малой фронтальной площадью, чтобы минимизировать сопротивление. Если коленчатый вал двигателя расположен над цилиндрами, он называется перевернутым рядным двигателем: это позволяет устанавливать гребной винт высоко, чтобы увеличить дорожный просвет, позволяя укорачивать шасси.Недостатки встроенного двигателя включают в себя плохое отношение мощности к весу, потому что картер и коленчатый вал длинные и, следовательно, тяжелые. Линейный двигатель может быть с воздушным или жидкостным охлаждением, но жидкостное охлаждение встречается чаще, поскольку трудно получить достаточный поток воздуха для непосредственного охлаждения задних цилиндров. Встроенные двигатели были распространены в ранних самолетах; один использовался в Wright Flyer, самолете, который совершил первый управляемый управляемый полет. Однако присущие конструкции недостатки вскоре стали очевидны, а встроенный дизайн был заброшен, что стало редкостью в современной авиации.

Для других конфигураций встроенного авиационного двигателя, таких как X-двигатели, U-двигатели, H-двигатели и т. Д., См. Встроенный двигатель (воздухоплавание).

V-образный двигатель [править]
Двигатель Rolls-Royce Merlin V-12

Цилиндры в этом двигателе расположены в двух рядных рядах, которые обычно наклонены на 60–90 градусов друг от друга и приводят в движение общий коленчатый вал. Подавляющее большинство двигателей V с водяным охлаждением. Конструкция V обеспечивает более высокое отношение мощности к весу, чем встроенный двигатель, но при этом обеспечивает небольшую фронтальную площадь.Пожалуй, самым известным примером этой конструкции является легендарный двигатель Rolls-Royce Merlin, 27-литровый (1649 в 3 ) 60 ° V12 двигатель, используемый, среди прочего, в Spitfires, которые сыграли важную роль в битве за Британию ,

Горизонтально противоположный двигатель [править]

Горизонтально противоположный двигатель, также называемый плоским или коробчатым двигателем, имеет два ряда цилиндров на противоположных сторонах центрально расположенного картера двигателя. Двигатель имеет воздушное или жидкостное охлаждение, но преобладают версии с воздушным охлаждением.Противоположные двигатели устанавливаются с горизонтальным коленчатым валом в самолетах, но могут устанавливаться с вертикальным коленчатым валом в вертолетах. Из-за расположения цилиндров возвратно-поступательные силы имеют тенденцию к снижению, что приводит к плавной работе двигателя. Двигатели противоположного типа имеют высокое отношение мощности к весу, потому что у них сравнительно небольшой и легкий картер двигателя. Кроме того, компактное расположение цилиндров уменьшает лобовую площадь двигателя и позволяет упростить установку, сводя к минимуму аэродинамическое сопротивление.Эти двигатели всегда имеют четное число цилиндров, поскольку цилиндр на одной стороне картера «противодействует» цилиндру на другой стороне.

Противопожарные, четырех- и шестицилиндровые поршневые двигатели с воздушным охлаждением - безусловно, самые распространенные двигатели, используемые в небольших самолетах общего назначения, требующие до 400 лошадиных сил (300 кВт) на двигатель. Самолеты, которые требуют более 400 лошадиных сил (300 кВт) на двигатель, как правило, работают от турбинных двигателей.

H Конфигурация двигателя [править]

Двигатель H-конфигурации, по существу, представляет собой пару горизонтально расположенных двигателей, размещенных вместе, причем два коленчатых вала соединены вместе.

Радиальный двигатель [править]

Двигатель этого типа имеет один или несколько рядов цилиндров, расположенных вокруг центрально расположенного картера двигателя. Каждый ряд обычно имеет нечетное количество цилиндров для обеспечения плавной работы. Радиальный двигатель имеет только один кривошип на ряд и сравнительно небольшой картер, что приводит к благоприятному соотношению мощности к весу. Поскольку конструкция цилиндра подвергает воздух большому количеству излучающих тепло поверхностей двигателя и имеет тенденцию подавлять возвратно-поступательные усилия, радиальные элементы имеют тенденцию равномерно охлаждаться и работать плавно.Нижние цилиндры, которые находятся под картером, могут собирать масло, если двигатель был остановлен на длительный период. Если это масло не будет удалено из цилиндров до запуска двигателя, это может привести к серьезным повреждениям из-за гидростатической блокировки.

Большинство радиальных двигателей имеют цилиндры, расположенные равномерно вокруг коленчатого вала, хотя некоторые ранние двигатели, иногда называемые полурадиальными двигателями или двигателями с конфигурацией вентилятора, имели неравномерное расположение. Самым известным двигателем этого типа является двигатель Anzani, который был установлен на Bleriot XI, который использовался для первого полета через Ла-Манш в 1909 году.Эта конструкция имела недостаток в необходимости тяжелого противовеса для коленчатого вала, но использовалась, чтобы избежать смазывания свечей зажигания.

В конструкциях военных самолетов большая лобовая зона двигателя выполняла роль дополнительного слоя брони для пилота. Также двигатели с воздушным охлаждением, без уязвимых радиаторов, немного менее подвержены боевым повреждениям, и в некоторых случаях продолжали бы работать даже при выстреле одного или нескольких цилиндров. Однако большая фронтальная площадь также привела к тому, что самолет с аэродинамически неэффективной увеличенной фронтальной площадью.

Роторный двигатель [править]
Le Rhone 9C роторный авиационный двигатель

Вращающиеся двигатели имеют цилиндры по кругу вокруг картера двигателя, как в радиальном двигателе (см. Выше), но коленчатый вал закреплен на корпусе самолета, а пропеллер прикреплен к корпусу двигателя, так что картер и цилиндры вращаются. Преимущество этой конструкции состоит в том, что удовлетворительный поток охлаждающего воздуха поддерживается даже при низких скоростях полета, сохраняя весовое преимущество и простоту обычного двигателя с воздушным охлаждением без одного из их основных недостатков.Первым практичным роторным двигателем был Gnome Omega, разработанный братьями Сегуин и впервые запущенный в эксплуатацию в 1909 году. Его относительная надежность и хорошее соотношение мощности и веса кардинально изменили авиацию. [11] До первой мировой войны большинство рекордов скорости было получено с использованием самолетов с двигателями Gnome, и в первые годы войны роторные двигатели были доминирующими в типах самолетов, для которых скорость и маневренность были первостепенными. Для увеличения мощности были построены двигатели с двумя рядами цилиндров.

Однако гироскопические эффекты тяжелого вращающегося двигателя вызвали проблемы с управлением в самолетах, и двигатели также потребляли большое количество масла, так как они использовали смазку с полной потерей, масло смешивалось с топливом и выбрасывалось с выхлопными газами.Касторовое масло использовалось для смазывания, так как оно не растворимо в бензине, и полученные пары вызывали тошноту у пилотов. Разработчики двигателей всегда знали о многих ограничениях роторного двигателя, поэтому, когда статические двигатели стали более надежными и давали лучшие удельные веса и расход топлива, дни роторного двигателя были сочтены.

двигатель Ванкеля [править]

Wankel - это тип роторного двигателя. Двигатель Ванкеля составляет примерно половину веса и размера традиционного четырехтактного поршневого двигателя с одинаковой выходной мощностью и значительно меньшей по сложности.В авиационном применении соотношение мощности к весу очень важно, что делает двигатель Ванкеля хорошим выбором. Поскольку двигатель обычно имеет алюминиевый корпус и стальной ротор, а алюминий при нагревании расширяется больше, чем сталь, двигатель Ванкеля не перегревается при перегреве, в отличие от поршневого двигателя. Это важный фактор безопасности для авиационного использования. Значительная разработка этих конструкций началась после Второй мировой войны, но в то время авиастроение отдавало предпочтение использованию турбинных двигателей.Считалось, что турбореактивные или турбовинтовые двигатели могут приводить в действие все самолеты, от самых больших до самых маленьких конструкций. Двигатель Ванкеля не нашел много применений в самолетах, но использовался Mazda в популярной линейке спортивных автомобилей. Французская компания Citroën в 1970-х годах разработала вертолет RE-2 с приводом от Wankel. [12]

В наше время двигатель Ванкеля используется в моторных планерах, где компактность, легкий вес и плавность хода имеют решающее значение. [13]

Фирма MidWest, которая ныне не существует, находится в Ставертоне и разрабатывает и производит одно- и двухроторные авиационные двигатели серии MidWest AE.Эти двигатели были разработаны на основе двигателя мотоцикла Norton Classic. Версия с двумя роторами была установлена ​​в ARV Super2s и Rutan Quickie. Однороторный двигатель был помещен в моторный планер Chevvron и в моторные планеры Schleicher ASH. После распада MidWest все права были проданы Diamond of Austria, которая с тех пор разработала версию двигателя MkII.

В качестве экономически эффективной альтернативы сертифицированным авиационным двигателям некоторые двигатели Ванкеля, снятые с автомобилей и переоборудованные для использования в авиации, были установлены на отечественных экспериментальных самолетах.Блоки Mazda с мощностью от 100 лошадиных сил (75 кВт) до 300 лошадиных сил (220 кВт) могут составлять часть стоимости традиционных двигателей. Такие преобразования впервые произошли в начале 1970-х годов; [ цитирование необходимо ] , и по состоянию на 10 декабря 2006 года Национальный совет по безопасности на транспорте получил только семь сообщений об инцидентах, связанных с воздушными судами с двигателями Mazda, и ни один из них не был неисправен из-за недостатков конструкции или изготовления.

Циклы горения [править]

Самый распространенный цикл сгорания для авиационных двигателей - четырехтактный с искровым зажиганием.Двухтактное искровое зажигание также используется для небольших двигателей, в то время как дизельный двигатель с воспламенением от сжатия используется редко.

Начиная с 1930-х годов были предприняты попытки создать практичный авиационный дизельный двигатель. В целом, дизельные двигатели более надежны и намного лучше подходят для работы в течение длительных периодов времени при настройках средней мощности. Легкие сплавы 1930-х годов не справлялись с гораздо более высокими коэффициентами сжатия дизельных двигателей, поэтому они обычно имели низкое соотношение мощности к весу и были необычны по этой причине, хотя радиальный двигатель Clerget 14F Diesel (1939 г.) ) имеет такое же отношение мощности к массе, что и бензиновый радиальный.Усовершенствования дизельной технологии в автомобилях (приводящие к гораздо лучшему соотношению мощности и веса), гораздо лучшая топливная экономичность дизеля и высокое относительное налогообложение AVGAS по сравнению с Jet A1 в Европе - все это вызвало возрождение интереса к использованию дизелей для самолетов , Авиационные двигатели Thielert переоборудовали автомобильные двигатели Mercedes Diesel, сертифицировали их для использования в авиации и стали поставщиком OEM для Diamond Aviation для своего легкого близнеца. Финансовые проблемы преследуют Thielert, поэтому дочерняя компания Diamond - Austro Engine - разработала новый турбодизель AE300, также основанный на двигателе Mercedes. [14] Конкурирующие новые дизельные двигатели могут обеспечить топливную экономичность и выбросы без свинца для небольших самолетов, что представляет собой самое большое изменение в двигателях легких самолетов за последние десятилетия.

Силовые турбины [править]

Турбовинтовой двигатель [править]
Вид в разрезе турбовинтового двигателя Garrett TPE-331 с коробкой передач в передней части двигателя

В то время как военные истребители требуют очень высоких скоростей, многие гражданские самолеты этого не делают. Тем не менее, конструкторы гражданских самолетов хотели извлечь выгоду из высокой мощности и низких эксплуатационных расходов, которые предлагал газотурбинный двигатель.Так родилась идея соединить турбинный двигатель с традиционным винтом. Поскольку газовые турбины оптимально вращаются на высокой скорости, турбовинтовой двигатель оснащен редуктором для понижения скорости вращения вала, чтобы наконечники гребных винтов не достигали сверхзвуковых скоростей. Часто турбины, которые приводят в движение винт, отделены от остальных вращающихся компонентов, так что они могут вращаться с собственной наилучшей скоростью (называемой двигателем со свободной турбиной). Турбовинтовой двигатель очень эффективен при работе на круизных скоростях, для которых он был разработан, что обычно составляет от 200 до 400 миль в час (от 320 до 640 км / ч).

Turboshaft [редактировать]
Турбовальные двигатели

используются в основном для вертолетов и вспомогательных силовых агрегатов. Турбовальный двигатель в принципе аналогичен турбовинтовому двигателю, но в турбовинтовом двигателе пропеллер поддерживается двигателем, а двигатель крепится болтами к планеру самолета: в турбовальном двигателе двигатель не оказывает непосредственной физической поддержки роторам вертолета. Ротор соединен с трансмиссией, которая прикреплена болтами к планеру, и турбовальный двигатель приводит в движение трансмиссию.Это различие считается небольшим, поскольку в некоторых случаях авиационные компании производят как турбовинтовые, так и турбовальные двигатели, основанные на одной и той же конструкции.

Электроэнергия [править]

Ряд самолетов с электрическим приводом, таких как QinetiQ Zephyr, были разработаны с 1960-х годов. [15] [16] Некоторые из них используются в качестве военных беспилотников. [17] Во Франции в конце 2007 года был запущен обычный легкий самолет, приводимый в действие электродвигателем мощностью 18 кВт, использующий литий-полимерные батареи, и покрывший более 50 километров (31 миль), первый электрический самолет, получивший сертификат летной годности. [15]

Были проведены ограниченные эксперименты с солнечным электрическим двигателем, в частности пилотируемый Solar Challenger и Solar Impulse и беспилотный летательный аппарат NASA Pathfinder.

Многие крупные компании, такие как Siemens, разрабатывают высокопроизводительные электрические двигатели для использования в авиации. Кроме того, SAE демонстрирует новые разработки в области элементов, таких как электродвигатели с чисто медным сердечником, с большей эффективностью. Гибридная система в качестве аварийной резервной копии и для дополнительной мощности на взлете предлагается для продажи компанией Axter Aerospace, Мадрид, Испания.[2]

Небольшие многоколесные беспилотники почти всегда приводятся в движение электродвигателями.

Реакционные двигатели [править]

Реакционные двигатели создают тягу для приведения в движение летательного аппарата путем выброса выхлопных газов с высокой скоростью из двигателя, в результате возникает реакция сил, движущих летательный аппарат вперед. Наиболее распространенные реактивные двигатели - это турбореактивные двигатели, турбовентиляторы и ракеты. Другие типы, такие как импульсные, прямоточные, скремджетные и импульсные детонационные двигатели также летали.В реактивных двигателях кислород, необходимый для сжигания топлива, поступает из воздуха, в то время как ракеты переносят кислород в той или иной форме как часть топливной нагрузки, что позволяет использовать его в космосе.

Реактивные турбины [править]

Turbojet [редактировать]

Турбореактивный двигатель - тип газотурбинного двигателя, который был первоначально разработан для военных истребителей во время Второй мировой войны. Турбореактивный двигатель - самая простая из всех авиационных газовых турбин. Он состоит из компрессора для всасывания и сжатия воздуха, секции сгорания, в которую добавляется и поджигают топливо, одной или нескольких турбин, которые извлекают энергию из расширяющихся выхлопных газов для привода компрессора, и выпускного сопла, которое ускоряет выхлопные газы. задняя часть двигателя для создания тяги.Когда появились турбореактивные двигатели, максимальная скорость оснащенных ими истребителей была, по меньшей мере, на 100 миль в час выше, чем у конкурирующих самолетов с поршневым двигателем. В послевоенные годы недостатки турбореактивного двигателя постепенно становились очевидными. Ниже примерно 2 Маха, турбореактивные двигатели очень неэффективны и создают огромное количество шума. Ранние разработки также очень медленно реагируют на изменения мощности, и этот факт убил многих опытных пилотов, когда они пытались перейти на самолеты. Эти недостатки в конечном итоге привели к падению чистого турбореактивного двигателя, и только несколько типов все еще находятся в производстве.Последним авиалайнером, в котором использовались турбореактивные двигатели, был Concorde, чья воздушная скорость Mach 2 позволяла двигателю быть высокоэффективным.

Турбофан [править]
Вырез турбовентиляторного двигателя CFM56-3

Турбовентиляторный двигатель почти такой же, как турбореактивный, но с увеличенным вентилятором спереди, который обеспечивает тягу почти так же, как канальный винт, что приводит к повышению эффективности использования топлива. Хотя вентилятор создает тягу, как пропеллер, окружающий воздуховод освобождает его от многих ограничений, которые ограничивают производительность винта.Эта операция является более эффективным способом создания тяги, чем простое использование только струйного сопла, и турбовентиляторы более эффективны, чем пропеллеры в трансзвуковом диапазоне скоростей самолета, и могут работать в сверхзвуковом пространстве. Турбовентилятор обычно имеет дополнительные ступени турбины для вращения вентилятора. Турбовентиляторы были одними из первых двигателей, которые использовали несколько золотников - концентрические валы, которые могут свободно вращаться со своей собственной скоростью - чтобы позволить двигателю быстрее реагировать на изменение требований к мощности. Турбофаны грубо разделены на категории с низким и высоким байпасом.Обходной воздух проходит через вентилятор, но вокруг струи активной зоны, не смешиваясь с топливом и не сгорая. Отношение этого воздуха к количеству воздуха, протекающего через сердечник двигателя, является отношением байпаса. Двигатели с малым байпасом предпочтительны для военных применений, таких как истребители, из-за высокого отношения тяги к весу, в то время как двигатели с большим байпасом предпочтительны для гражданского использования с хорошей топливной экономичностью и низким уровнем шума. Турбовентиляторы с большим байпасом обычно наиболее эффективны, когда самолет движется со скоростью от 500 до 550 миль в час (от 800 до 885 км / ч), крейсерской скорости большинства крупных авиалайнеров.Турбокомпрессоры с малым байпасом могут развивать сверхзвуковые скорости, хотя обычно только при наличии форсажных камер.

Импульсные струи [править]

Импульсные форсунки - это механически простые устройства, которые в повторяющемся цикле всасывают воздух через обратный клапан в передней части двигателя в камеру сгорания и поджигают его. Сгорание выталкивает выхлопные газы из задней части двигателя. Он вырабатывает энергию как последовательность импульсов, а не как устойчивый выход, отсюда и название. Единственным применением этого типа двигателя была немецкая беспилотная летающая бомба V1 Второй мировой войны.Хотя те же самые двигатели также использовались экспериментально для самолетов-истребителей эрзац, чрезвычайно сильный шум, создаваемый двигателями, вызвал механическое повреждение планера самолета, которого было достаточно, чтобы сделать идею неосуществимой.

Ракета [править]

Несколько самолетов использовали ракетные двигатели для управления основной тягой или ориентацией, особенно Bell X-1 и North American X-15. Ракетные двигатели не используются для большинства самолетов, так как эффективность использования энергии и топлива очень низкая, но они использовались для коротких всплесков скорости и взлета.Там, где эффективность использования топлива / топлива имеет меньшее значение, могут быть полезны ракетные двигатели, потому что они создают очень большие тяги и очень мало весят.

Реактивные двигатели с предварительным охлаждением [править]

Для очень высоких сверхзвуковых / низких скоростей гиперзвукового полета установка системы охлаждения в воздушный канал водородного реактивного двигателя обеспечивает больший впрыск топлива на высокой скорости и устраняет необходимость в трубопроводе из огнеупорных или активно охлаждаемых материалов. Это значительно улучшает соотношение тяги и веса двигателя на высокой скорости.

Считается, что такая конструкция двигателя может обеспечить достаточную производительность для полета на антиподе на 5 Маха или даже обеспечить практическое использование одной ступени на орбите транспортного средства. Гибридный воздушно-реактивный ракетный двигатель SABRE - это двигатель с предварительным охлаждением, находящийся в стадии разработки.

Поршневой турбовентиляторный гибрид [править]

На апрельском авиасалоне ILA в Берлине в апреле 2018 года базирующийся в Мюнхене научно-исследовательский институт de: Bauhaus Luftfahrt представил высокоэффективный двигатель с комбинированным циклом на 2050 год, сочетающий турбореактивный двигатель с редуктором и сердечник поршневого двигателя.16-лопастный вентилятор диаметром 2,87 м обеспечивает сверхвысокое перепускное отношение 33,7, приводимое в действие турбиной с редуктором низкого давления, но привод компрессора высокого давления осуществляется от поршневого двигателя с двумя 10 поршневыми наборами без турбины высокого давления. , увеличивая эффективность с нестационарным изохорно-изобарическим сгоранием для более высоких пиковых давлений и температур. Двигатель мощностью 11 200 фунтов (49,7 кН) может обеспечить 50-местный региональный самолет. [18]

Его круизный TSFC будет 11,5 г / кН / с (0,406 фунт / фунт / час) для общего КПД двигателя 48.2%, для температуры горелки 1700 К (1430 ° С), общего отношения давления 38 и пикового давления 30 МПа (300 бар). [19] Хотя масса двигателя увеличивается на 30%, расход авиационного топлива уменьшается на 15%. [20] При поддержке Европейской комиссии в рамках проекта 7 7243 LEMCOTEC , Bauhaus Luftfahrt, MTU Aero Engines и GKN Aerospace представили концепцию в 2015 году, подняв общий коэффициент давления двигателя до более чем 100 для снижения расхода топлива на 15,2% по сравнению с двигателями 2025 года. [21]

Нумерация позиций двигателя [править]

На многомоторном самолете позиции двигателя нумеруются слева направо с точки зрения пилота, смотрящего вперед, поэтому, например, на четырехмоторном самолете, таком как Boeing 747, двигатель № 1 находится с левой стороны , самый дальний от фюзеляжа, в то время как двигатель № 3 находится на правой стороне, ближайшей к фюзеляжу. [22]

В случае двухмоторной английской Electric Lightning, которая имеет два установленных на фюзеляже реактивных двигателя один над другим, номер двигателя1 ниже и впереди двигателя № 2, который находится сверху и сзади. [23]

В Cessna 337 Skymaster, двухтактном двухтактном самолете, двигатель № 1 - тот, что находится в передней части фюзеляжа, а двигатель № 2 - в задней части салона.

Авиационные поршневые (поршневые) двигатели обычно предназначены для работы на авиационном бензине. Avgas обладает более высоким октановым числом, чем автомобильный бензин, что обеспечивает более высокие коэффициенты сжатия, выходную мощность и эффективность на больших высотах.В настоящее время наиболее распространенным Avgas является 100LL. Это относится к октановому числу (100 октанов) и содержанию свинца (LL = низкое содержание свинца по отношению к историческим уровням содержания свинца в предварительном регулировании Avgas). [ цитирование необходимо ]

Нефтеперерабатывающие заводы смешивают Avgas с тетраэтиллидом (TEL) для достижения этих высоких значений октанового числа - практика, которую правительства больше не разрешают для бензина, предназначенного для дорожных транспортных средств. Сокращение поставок TEL и возможность принятия природоохранного законодательства, запрещающего его использование, сделали поиск замены топлива для самолетов авиации общего назначения приоритетом для организаций пилотов. [24]

Турбинные двигатели и авиационные дизельные двигатели сжигают различные сорта реактивного топлива. Реактивное топливо - относительно менее летучее нефтяное производное на основе керосина, но сертифицированное по строгим авиационным стандартам с дополнительными присадками. [ цитирование необходимо ]

В модельных самолетах обычно используются нитродвигатели (также известные как «двигатели накаливания» из-за использования свечи накаливания), работающие на топливе накаливания, смеси метанола, нитрометана и смазки. Модели самолетов с электроприводом [25] и вертолеты также имеются в продаже. "Тяжелый грузоподъемный квадрокоптер поднимает 50-фунтовые грузы. Это HULK, работающий на газе (HLQ) - Промышленный кран". www.industrytap.com . 2013-03-11.

Внешние ссылки [редактировать]

,

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020