Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Как запускается реактивный двигатель самолета


Способ запуска турбореактивного двигателя самолета

 

Способ запуска турбореактивного двигателя самолета заключается в запуске стартера, подключении его вала к ротору двигателя и после набора ротором заданной частоты вращения отключении от него вала стартера. В аварийной ситуации при невозможности запуска двигателя в полете или при проверке работы систем самолета на земле вал стартера отключается от ротора двигателя и стартер переключается на работу в режиме вспомогательной силовой установки. В штатных условиях для запуска двигателя или при проверке работы систем самолета на земле в качестве стартера используют пороховой стартер. В экстремальных условиях для запуска двигателя и в аварийных ситуациях в качестве стартера параллельно с газотурбинным стартером используют пороховой стартер. В зоне негарантированного запуска газотурбинного стартера используют пороховой стартер. Изобретение позволяет произвести запуск двигателя практически в любых условиях на земле и на любой высоте в зоне возможных полетов самолета и дает возможность летчику в аварийной ситуации ориентировать самолет в зону возможного катапультирования. 1 ил.

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к способам запуска авиационных турбореактивных двигателей.

Известен способ запуска турбореактивного двигателя самолета, заключающийся в запуске стартера, подключении его вала к ротору двигателя и после набора ротором заданной частоты вращения отключении от него вала стартера, а в аварийной ситуации при невозможности запуска двигателя в полете или при проверке работы систем самолета на земле в отключении вала стартера от двигателя и переключении его на работу в режиме вспомогательной силовой установки, причем в штатных условиях для запуска двигателя или при проверке систем самолета на земле в качестве стартера используют газотурбинный стартер [1]. Недостатком известного способа является ограниченный диапазон высоты полета, на которой может быть произведен запуск двигателя в случае его заглохания. Известно, что с увеличением высоты полета мощность на выходе газотурбинного стартера существенно снижается. Так, например, на высоте полета свыше 7 километров мощность газотурбинного стартера недостаточна для подкрутки ротора двигателя при признаках его заглохания, и запуск двигателя не гарантирован. Вместе с тем, обеспечение возможности такого запуска особенно актуально для современных сверхманевренных самолетов. Раскрутка ротора двигателя газотурбинным стартером также затруднительна и при экстремальных условиях для запуска двигателя на земле (высокая температура окружающей среды, высокогорные условия и т.п.). Кроме того, известным способом не всегда обеспечивается привод исполнительных агрегатов самолета в аварийной ситуации, и тем самым летчику не дается возможность ориентировать самолет в зону возможного катапультирования. Предлагаемым изобретением решается задача обеспечения запуска двигателя на земле при любых условиях окружающей среды, в том числе и экстремальных, и в полете при признаках заглохания двигателя практически на любой высоте из области возможных полетов самолета и обеспечения аварийного режима работы исполнительных агрегатов самолета. Для решения вышеуказанной задачи в способе запуска турбореактивного двигателя самолета, заключающемся в запуске стартера, подключении его вала к ротору двигателя и после набора ротором заданной частоты вращения отключении от него вала стартера, а в аварийной ситуации при невозможности запуска двигателя в полете или при проверке работы систем самолета на земле в отключении вала стартера от ротора двигателя и переключении стартера на работу в режиме вспомогательной силовой установки, причем в штатных условиях для запуска двигателя или при проверке работы систем самолета на земле в качестве стартера используют газотурбинный стартер, в экстремальных условиях для запуска двигателя и аварийных ситуациях в качестве стартера параллельно с газотурбинным стартером используют пороховой стартер, а в зоне негарантированного запуска газотурбинного стартера используют пороховой стартер. Отличительные признаки предлагаемого способа заключаются в использовании для запуска двигателя в экстремальных условиях или в аварийных ситуациях параллельно с газотурбинным стартером порохового стартера, а в зоне негарантированного запуска газотурбинного стартера одного порохового стартера. Это позволяет произвести запуск двигателя практически в любых условиях на земле и на любой высоте зоны возможных полетов, а также дает возможность летчику в аварийной ситуации при невозможности запуска двигателя на протяжении некоторого времени (приблизительно 2 минуты) воздействовать на управляющие поверхности самолета и тем самым ориентировать самолет в зону возможного катапультирования. Предлагаемое изобретение поясняется представленной на чертеже схемой системы запуска двигателя самолета. Предлагаемый способ реализуется системой запуска турбореактивного двигателя самолета, которая содержит газотурбинный и пороховой (преимущественно многозарядный) стартеры 1 и 2, установленные параллельно друг другу. Оба стартера 1 и 2 соединены своими валами с узлами энергоснабжения систем самолета: с генератором 3 и плунжерным насосом 4. Стартер 1, генератор 3 и насос 4 обеспечивают энергоснабжение систем самолета на земле в испытательных целях, работая в режиме вспомогательной силовой установки. Для работы в режиме вспомогательной силовой установки вышеперечисленные агрегаты механически отсоединяются от вала двигателя 5 посредством одной управляемой муфты 6 или нескольких муфт. Оба стартера 1 и 2 соединены с валом двигателя через обгонные муфты (не показаны). Способ запуска турбореактивного двигателя самолета осуществляется следующим образом. Для обеспечения проверки систем самолета без использования наземных средств, а также для обеспечения комфортных условий в кабине летчика при крайних температурных условиях на боевом дежурстве включают режим вспомогательной силовой установки, для чего запускают газотурбинный стартер 1, крутящий момент от которого передается через обгонную муфту стартера 1 и набор шестеренчатых передач потребителям, при этом муфта 6 разомкнута. Газотурбинный стартер 1 выходит на установившийся режим и обеспечивает привод самолетных агрегатов и подачу воздуха на систему кондиционирования воздуха в течение заданного времени. Для запуска двигателя на земле газотурбинный стартер переводят в режим запуска. По достижении определенной частоты вращения вала двигателя от газотурбинного стартера стартер отключают и дальнейший привод самолетных агрегатов осуществляют от двигателя. При экстремальных условиях для запуска двигателя на земле (высокая температура окружающей среды, высокогорные условия) параллельно с запуском газотурбинного стартера запускают пороховой стартер, дополнительный крутящий момент от которого передается на ротор двигателя, таким образом улучшая условия запуска. Запуск двигателя в полете производится после его заглохания при включении зажигания и подаче топлива в диапазоне авторотации ротора двигателя и высоты полета, достаточных для запуска двигателя. При меньших оборотах авторотации, то есть при меньших приборных скоростях, до определенной высоты полета (до 7 км) для запуска двигателя используют подкрутку ротора двигателя газотурбинным стартером 1, который запускают по команде, выработанной в соответствии с приборной скоростью и признаками заглохания двигателя. При этом муфта 6 замкнута и крутящий момент от газотурбинного стартера 1 передается на вал двигателя 5. После запуска двигателя стартер 1 отключают. Для уменьшения времени запуска двигателя подкрутку его ротора в полете в зоне гарантированного запуска газотурбинного стартера производят параллельно газотурбинным и пороховым стартером. В области негарантированного запуска газотурбинного стартера (на высоте более 7 км) подкрутку ротора двигателя производят запуском порохового стартера. В ситуации, когда запуск двигателя в полете невозможен (заклинивание, пожар и т. д.), для обеспечения условий катапультирования летчика, а также увода самолета в безопасную зону падения размыкают муфту 6 и запускают длительно работающую (2-3 минуты) ступень порохового стартера 2, крутящий момент от которого через обгонную муфту и шестеренчатые передачи передается на валы генератора 3 и насоса 4, обеспечивающих частичное питание гидравлических и электрических систем самолета на время 2-3 минуты. Если аварийная ситуация возникла в зоне возможной работы газотурбинного стартера, то параллельно с пороховым стартером 2 может быть включен газотурбинный стартер 1. Предложенный способ позволяет расширить зону запуска двигателя и обеспечивает аварийный режим работы исполнительных агрегатов самолета. Источник информации Патент US 4461143 А, МПК F 02 С 7/26, 1984 г.

Формула изобретения

Способ запуска турбореактивного двигателя самолета, заключающийся в запуске стартера, подключении его вала к ротору двигателя и после набора ротором заданной частоты вращения отключении от него вала стартера, а в аварийной ситуации при невозможности запуска двигателя в полете или при проверке работы систем самолета на земле в отключении вала стартера от ротора двигателя и переключении стартера на работу в режиме вспомогательной силовой установки, причем в штатных условиях для запуска двигателя или при проверке работы систем самолета на земле в качестве стартера используют газотурбинный стартер, отличающийся тем, что в экстремальных условиях для запуск

Как они запускают реактивные двигатели на самолетах?

Газотурбинные двигатели

бывают разных форм и размеров. Один тип, обсуждаемый в разделе «Как работают турбинные двигатели», включает обычный «реактивный» двигатель на самолете. Горячие газы, образующиеся при сжигании топлива, движутся так же, как ветер вращает мельницу. Лопасти соединяются с валом, который также вращает компрессор турбины. Другой тип газотурбинного двигателя, популярный в танках и вертолетах, имеет один набор лопастей для привода компрессора, а также отдельный набор лопастей, которые приводят в движение выходной вал.В обоих этих типах двигателей необходимо запустить главный вал, чтобы запустить двигатель.

В этом процессе запуска обычно используется электродвигатель для вращения вала главной турбины. Двигатель прикреплен болтами к внешней стороне двигателя и использует вал и шестерни для соединения с главным валом. Электродвигатель вращает главный вал, пока через компрессор и камеру сгорания не дует достаточно воздуха, чтобы зажечь двигатель. Топливо начинает течь, и воспламенитель, подобный свече зажигания, зажигает топливо.Затем поток топлива увеличивается для вращения двигателя до его рабочей скорости. Если вы когда-нибудь были в аэропорту и наблюдали за запуском большого реактивного двигателя, вы знаете, что лопасти начинают медленно вращаться. Электрический стартер делает это. Затем вы (иногда) слышите треск и видите дым, выходящий из задней части двигателя. Затем двигатель раскручивается и начинает создавать тягу.

На меньших турбинных двигателях (особенно в моделях собственного производства) еще один способ запустить двигатель - просто продувать воздух через воздухозаборник с помощью фена или воздуходувки.Этот метод дает тот же эффект, что и воздух, проходящий через камеру сгорания, но не требует сложности или веса подключенного стартера.

Помимо стартового вала, большинство больших реактивных двигателей имеют еще один выходной вал для привода таких вещей, как электрические генераторы, компрессоры кондиционирования воздуха и т. Д., Необходимые для управления самолетом и обеспечения его комфорта. Этот вал может соединяться с валом главной турбины в той же точке, что и стартер, или в другом месте.У некоторых реактивных самолетов есть отдельная турбина (иногда в хвостовом конусе самолета), которая только генерирует вспомогательную энергию. Более эффективно запускать эту меньшую турбину, когда самолет сидит на асфальте.

Вот несколько полезных ссылок:

,

MIT Школа Разработки | »Как начинают вращаться лопасти реактивного двигателя?

Как начинают вращаться лопасти реактивного двигателя?

С небольшим толчком от вспомогательного блока питания…

Сара Дженсен

Когда пилот садит коммерческий самолет в ворота аэропорта, он не просто бросает его в парк и оставляет двигатели на холостом ходу. На самом деле, объясняет Макс Бранд, кандидат в мастера, работающий в лаборатории газовых турбин в отделе аэронавтики и астронавтики Массачусетского технологического института, реактивные двигатели отключаются, когда самолет стоит у ворот.Однако, как известно любому, кто летал на самолете, он не полностью выключен. Горит свет, и самолет гудит у тебя под ногами. Возможно, вы даже заметили выхлоп, выходящий из задней части самолета, когда вы смотрели в окно в области ворот.

«Выхлоп из вспомогательного силового агрегата», - говорит Бренд. «ВСУ похож на мини-реактивный двигатель, обычно расположенный в задней части самолета, содержащий компрессор, камеру сгорания и турбину, которая обеспечивает самолет электричеством и сжатым воздухом для системы кондиционирования воздуха, пока самолет находится на земле.APU также обеспечивает первый шаг в запуске главных двигателей реактивного двигателя и в том, что его лопасти вращаются на десятках тысяч оборотов в минуту, необходимых для того, чтобы двигатель стал достаточно самоподдерживающимся и двигал самолет через взлет и полет.

Только после того, как пассажиры пристегнуты, а их столы на подносах находятся в вертикальном положении и закреплены, ВСУ начинает направлять сжатый воздух в основные газотурбинные двигатели реактивного самолета. Сжатый воздух проходит через небольшую турбину снаружи двигателя, заставляя его вращаться.К турбине прикреплен вал, который соединен зубчатыми колесами с валом главного двигателя и который также начинает вращаться.

«Лопасти, соединенные с валом двигателя, начинают вращаться быстрее и быстрее», объясняет Бранд. «Часть, которую вы можете увидеть в передней части двигателя, это вентилятор, который представляет собой большой компрессор, который обеспечивает большую тягу, которая перемещает самолет», - объясняет Бранд. «За вентилятором внутри двигателя также установлен меньший, более мощный компрессор, который повышает давление и температуру воздуха, подготавливая его к сжиганию с помощью реактивного топлива.Как только лопасти движутся достаточно быстро, пилот медленно подает топливо в секцию сгорания двигателя. Там электрическая искра зажигает смесь воздуха и топлива, и выхлоп проходит из камеры сгорания через турбину, состоящую из еще большего количества лопастей, ускоряя двигатель, пока он не достигнет холостого хода, до точки, в которой он самоподдерживается. Тяга создается, когда пилот добавляет больше топлива, что еще больше ускоряет двигатель, увеличивая его выходную мощность.

Такое расположение зубчатых колес, вращающихся валов и вращающихся лопастей может показаться довольно сложным, но этот процесс такой же базовый, как и третий закон физики Ньютона: для каждого действия существует равная и противоположная реакция.Когда смесь сжатого воздуха и топлива воспламеняется в камере сгорания двигателя, газы образуются и расширяются, прилагая усилие и создавая прямую тягу, когда они стреляют из задней части двигателя, заставляя самолет двигаться вперед.

«Большинство коммерческих самолетов уже давно используют этот метод запуска двигателя», - говорит Бранд. «Сжатый воздух уже производится ВСУ, поэтому в системе очень мало избыточности».

Спасибо Муртаза из Бангалора за этот вопрос.

Опубликовано: 19 марта 2013 г.

,

MIT Школа Разработки | »Как работает реактивный двигатель?

Как работает реактивный двигатель?

Намного эффективнее, чем раньше. Читайте дальше ...

Джейсон М. Рубин Реактивные двигатели

создают прямую тягу, принимая большое количество воздуха и выбрасывая его в виде высокоскоростной газовой струи. Их конструкция позволяет летать быстрее и дальше по сравнению с воздушным винтом. Их развитие и совершенствование в течение последних 65 лет сделали коммерческие авиаперевозки более практичными и прибыльными, открыв мир для бизнесменов и туристов.

«Типичным реактивным двигателем является газовая турбина», - говорит Джефф Дефо, научный сотрудник лаборатории газовых турбин MIT. «В самом простом случае он состоит из компрессора, лопасти которого имеют форму крыльев, которые вращаются очень быстро. Это втягивает воздух и сдавливает его, превращая его в газ под высоким давлением. Затем топливо впрыскивается в газ и зажигается. Это делает газ как высоким давлением, так и высокой температурой ».

Этот высокотемпературный пламенный поток газа высокого давления теперь проходит через турбину - по существу, еще один набор лопастей - который извлекает энергию из газа, понижая давление и температуру.«Турбина втягивает газ через двигатель и обратно через сопло, которое заметно увеличивает скорость за счет давления - давление уменьшается, а скорость увеличивается», - говорит Дефо. «Именно сила выброса газа обеспечивает тягу для продвижения самолета вперед».

Помимо аспекта сжатия / воспламенения топлива / мощности турбины реактивного двигателя, оболочка вокруг него также делает его более эффективным, чем открытый винт двигателя. «Без оболочки вокруг него пропеллер« видит »воздух, идущий к нему с любой скоростью, с которой летит самолет, - говорит Дефо.«Это ограничивает скорость вращения винта до того, как уменьшится сила тяги, ограничивая скорость полета самолета. Поскольку корпус реактивного двигателя удерживает воздух, поступающий в двигатель, с почти одинаковой скоростью, независимо от скорости полета, самолет может лететь быстрее ».

В наши дни реактивные двигатели даже более совершенные, чем базовая турбина, описанная выше. Теперь у них огромные вентиляторы впереди, и вместо того, чтобы выстреливать газ сзади, он проходит через вторую турбину, которая приводит вентилятор в движение спереди.В то время как старые реактивные двигатели отбирали меньшее количество воздуха и сильно его ускоряли, новые реактивные двигатели впитывали больше воздуха и немного ускоряли его. В результате двигатель потребляет гораздо меньше энергии. «До 1970-х годов для транс-тихоокеанских рейсов требовались остановки заправки», - отмечает Дефо.

В Лаборатории газовых турбин Дефо и его коллеги работают над тем, чтобы сделать реактивные двигатели тише и эффективнее, исследуя такие изменения конструкции, как снятие двигателей с крыльев и размещение их рядом с фюзеляжем, где молекулы воздуха были замедлены трениемУ самых больших реактивных двигателей могут быть вентиляторы диаметром более десяти футов, но они также могут быть достаточно маленькими, чтобы поместиться на ладони. Полезно отметить, что массивные газовые турбины, построенные по тем же принципам, что и двигатели реактивных самолетов, также используются для выработки электроэнергии на электростанциях, работающих на природном газе.

Благодарю 21-летнего Кумара Вишала из Патны, Индия, за этот вопрос.

Опубликовано: 14 февраля 2012 г.

,

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020
Карта сайта, XML.