Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Реверс двигателя самолета при посадке что это


Реверс тяги двигателя самолета | АВИАЦИЯ, ПОНЯТНАЯ ВСЕМ.

Здравствуйте, друзья!

Если вы хотите почитать о реверсе тяги двигателя самолета, то я рекомендую обратить внимание на свежую статью на эту тему. Она написана 30.03.13 и располагается на этом сайте в той же рубрике под названием «Еще раз о реверсе тяги… Чуть подробнее… :-)», то есть здесь. А эта статья (где вы сейчас находитесь) на мой взгляд уже не отвечает взыскательным запросам, как собственно моим, так и моих читателей. На сайте, однако, она останется, так что, если хотите, можете обратить внимание и на нее… Разве что для сравнения :-)…

Работа реверса при посадке А-321.

Сегодня совсем небольшая статья о таком интересном устройстве, как реверс тяги двигателя самолета.

Проблема торможения самолета после посадки на пробеге была малозначимой наверное только на заре авиации, когда самолеты летали медленнее современных автомобилей и были значительно легче последних :-). Но в дальнейшем этот вопрос становился все более важным и для современной авиации с ее скоростями он достаточно серьезен.

Чем же можно затормозить самолет? Ну, во-первых, конечно тормозами, установленными на колесном шасси. Но дело в том, что если самолет имеет большую массу и садится с достаточно большой скоростью, то часто этих тормозов просто не хватает. Они бывают не в состоянии за короткий промежуток времени поглотить всю энергию движения многотонной махины. К тому же если условия контакта (трения) между шинами колес шасси и бетонной полосой не очень хорошие (например, если полоса мокрая во время дождя), то торможение будет еще хуже.

Однако,  существуют еще два способа. Первый – это тормозной парашют. Система достаточно эффективная, но не всегда удобная в применении. Представьте себе какой нужен парашют, чтобы затормозить, например, огромный Боинг-747, и какая должна быть парашютная служба в большом аэропорту, где самолеты садятся, можно сказать, валом :-).

Работа реверса (створки) на аэробусе А-319 компании JeasyJet.

Второй способ в этом плане значительно более удобен. Это реверс тяги двигателя на самолете. Принципиально это достаточно простое устройство, которое создает обратную тягу, то есть направленную против движения самолета,  и тем самым его тормозит.

Устройство реверса на ТРД. Видны гидроцилиндры управления реверсивными створками

Реверс тяги могут создавать винтовые самолеты с винтом изменяемого шага (ВИШ). Это делается путем изменения угла установки лопастей винта в такое положение, когда винт начинает «тянуть» назад. А на реактивных двигателях это делается посредством изменения направления выходящей реактивной струи с помощью устройств реверса, чаще всего выполненных в виде створок, перенаправляющих реактивную струю. Так как нагрузки там многотонные, то створки эти управляются при помощи гидравлической системы.

Реверс на самолете Fokker F-100 компании KLM.

Основное применение реверса тяги – это торможение при пробеге. Но он может применяться и при экстренном торможении при необходимости прекращения взлета. Реже и не на всех самолетах этот режим может применяться при рулении на аэродроме для  движения задним ходом, тогда отпадает необходимость в буксировщике. Очень характерен в этом плане шведский истребитель Saab-37 Viggen.  Его эволюции можно посмотреть  на ролике в конце статьи.

Истребитель Saab 37 Viggen.

Однако справедливости ради стоит сказать, что он чуть ли не единственный самолет, так легко разъезжающий задним ходом :-). И вообще реверс тяги на реактивных двигателях редко применяется на самолетах малого размера (истребителях). В основном он получил распространение на лайнерах коммерческой и гражданской авиации и на транспотртных самолетах.

Стоит сказать, что на некоторых самолетах предусмотрено применение реверса тяги в полете (пример тому пассажирский самолет ATR-72). Обычно это возможно для экстренного снижения. Однако на такого рода режимы наложены ограничения и в обычной летной эксплуатации  они практически не применяются.

Самолет ATR-72.

Реверс  тяги самолета имеет, однако,  при всех своих достоинствах и недостатки. Первое – это вес самого устройства. Для авиации вес играет большую роль и часто из-за него (а также из-за габаритов) устройство реверса не применяется на военных истребителях. А второе – это то, что перенаправленная реактивная струя при попадании на взлетную полосу и окружающий грунт способна поднимать в воздух пыль и мусор, который  может попасть в двигатель и повредить лопатки компрессора. Такая опасность более вероятна при малых скоростях движения самолета (примерно до 140 км/ч), при больших скоростях мусор просто не успевает долететь до воздухозаборника. Бороться с этим довольно сложно. Чистота взлетно-посадочной полосы (ВПП) и рулежных дорожек – это вообще непроходящая проблема аэродромов,  и о ней я расскажу в одной из следующих статей.

Самолет ЯК-42

Стоит сказать, что существуют самолеты, которые не нуждаются в устройствах реверса тяги реактивных двигателей. Это такие, как, например, российский ЯК-42 и английский BAe 146-200. Оба имеют  развитую механизацию крыла, значительно улучшающую их взлетно-посадочные характеристики. Особенно показателен  в этом плане второй самолет. Он кроме механизации  имеет хвостовые воздушные тормоза (щитки), позволяющие ему эффективно гасить скорость на снижении и после посадки на пробеге (вкупе с использованием интерцепторов). Надобность в реверсе отпадает, что делает этот самолет удобным к использованию в аэропортах, находящихся в черте города и поэтому чувствительных к шуму, а также имеющих крутую схему захода на посадку (например, Лондонский городской аэропорт).

Самолет BAe 146-200. Хорошо видны раскрытые тормозные щитки в хвосте.

Однако, такого рода самолетов все же не так много, а реверс тяги уже достаточно хорошо проработанная система, и без нее сегодня немыслима работа  аэропортов.

В заключение предлагаю вам посмотреть ролики, в которых хорошо видна работа механизмов реверса. Видно, как реверсированная струя поднимает с бетонки воду. Ну и, конечно, «задний ход» SAABа :-). Смотреть лучше в полноэкранном варианте :-)..

Фотографии кликабельны.

Landing - Wikipedia

Переход от полета в полет к поверхности

Приземляющийся лебедь приземляется на участке воды. Обратите внимание, что взъерошенные перья на крыльях указывают на то, что лебедь летит со скоростью сваливания. Вытянутые и растопыренные первичные полетные перья действуют как усилители подъема так же, как ламели и закрылки самолета. Необычная посадка; Piper J3C-65 Cub приземляется на движущийся трейлер в рамках авиашоу.

Посадка - это последняя часть полета, когда летающее животное, самолет или космический корабль возвращается на землю.Когда летающий объект возвращается в воду, этот процесс называется и , хотя обычно его также называют «посадка», «приземление» или «плеск». Обычный полет самолета будет включать несколько частей полета, включая такси, взлет, набор высоты, круиз, снижение и посадку.

Самолеты [править]

Самолеты обычно приземляются в аэропорту на твердую взлетно-посадочную полосу или посадочную площадку вертолета, как правило, построенную из асфальтобетона, бетона, гравия или травы. Самолеты, оборудованные понтонами (плавающие самолеты) или фюзеляж в форме корпуса лодки (летающая лодка), способны приземляться на воду.Самолеты также иногда используют лыжи, чтобы приземлиться на снег или лед.

Для приземления воздушная скорость и скорость снижения снижаются, так что объект опускается с достаточно низкой скоростью, чтобы можно было мягко коснуться. Посадка достигается замедлением и спуском к взлетно-посадочной полосе. Это снижение скорости достигается за счет уменьшения тяги и / или увеличения сопротивления с помощью закрылков, шасси или скоростных тормозов. Когда самолет с неподвижным крылом приближается к земле, пилот перемещает контрольную колонку назад, чтобы выполнить раскос или закругление.Это увеличивает угол атаки. Прогрессивное движение задней части контрольной колонны позволит самолету садиться на ВПП на минимальной скорости, сначала приземляясь на свои главные колеса в случае трехколесного летательного аппарата или на все три колеса одновременно в случае обычного шасси, оборудованного Самолет, обычно называемый «хвостовой тягач». [1] [2] [3] [4]

Легкий самолет [править]

В легком самолете с небольшим боковым ветром идеальная посадка - это когда контакт с землей происходит, когда скорость движения вперед снижается до такой степени, что воздушной скорости больше не остается, чтобы оставаться в воздухе.Предупреждение о сваливании часто слышно перед посадкой, указывая на то, что эта скорость и высота были достигнуты. Результат - очень легкое касание. [4]

Ситуации посадки легких самолетов и необходимые навыки пилота можно разделить на четыре типа:

  • Нормальные посадки [4]
  • посадок с боковым ветром - когда значительный ветер не выровнен с посадочной площадкой, имеет значение [4]
  • Посадки на коротких полях - когда длина зоны посадки является ограничивающим фактором [4]
  • Мягкие и неподготовленные полевые посадки - где зона приземления влажная, мягкая или имеет наземные препятствия, такие как борозды или колеи, чтобы бороться с [4]

Большой самолет [править]

В самолетах большой транспортной категории (авиалайнерах) пилоты приземляют самолет, "летая самолетом на взлетно-посадочную полосу".«Воздушная скорость и ориентация самолета настроены для посадки. Воздушная скорость поддерживается значительно выше скорости сваливания и с постоянной скоростью снижения. Вспышка выполняется непосредственно перед посадкой, и скорость снижения значительно снижается, вызывая легкое касание вниз После приземления используются спойлеры (иногда называемые «самосвальными подъемниками»), чтобы значительно уменьшить подъемную силу и перенести вес самолета на его колеса, где может действовать механическое торможение, такое как система автоматического торможения. Обратное усилие используется многими реактивными двигателями. самолет, чтобы помочь замедлить сразу после приземления, перенаправляя выхлоп двигателя вперед, а не назад.Некоторые самолеты с приводом от пропеллера также имеют эту функцию, когда лопасти пропеллера перенаправляются под углом, чтобы выталкивать воздух вперед, а не назад, используя «бета-диапазон».

Факторы окружающей среды [править]

Факторы, такие как боковой ветер, когда пилот будет использовать посадку с крабом или скольжение, заставят пилотов приземляться немного быстрее, а иногда и с другим расположением самолета, чтобы обеспечить безопасную посадку.

Другие факторы, влияющие на конкретную посадку, могут включать: размер самолета, ветер, вес, длину ВПП, препятствия, влияние грунта, погоду, высоту ВПП, температуру воздуха, давление воздуха, управление воздушным движением, видимость, авионику и общую ситуацию.

Например, для посадки многодвигательного турбовинтового военного самолета, такого как C-130 Hercules, под огнем на травяном поле в зоне военных действий, требуются другие навыки и меры предосторожности, чем для посадки самолета с одним двигателем, такого как Cessna 150, на асфальт. взлетно-посадочная полоса в неконтролируемом воздушном пространстве, которая отличается от посадки авиалайнера, такого как Airbus A380, в крупном аэропорту с управлением воздушным движением.

Требуемые навигационные характеристики (RNP) используются все больше и больше. Вместо того, чтобы использовать радиомаяки, самолет использует GPS-навигацию для посадки с использованием этой техники.Это приводит к гораздо более плавному подъему, что приводит к снижению шума и снижению расхода топлива. [5]

парашютов [править]

Термин «посадка» также применяется к людям или объектам, спускающимся на землю с помощью парашюта. Некоторые считают, что эти объекты находятся в контролируемом снижении, а не на самом деле летают. Большинство парашютов работают, захватывая воздух, создавая достаточное сопротивление, чтобы падающий объект падал на землю с относительно низкой скоростью. Есть много примеров парашютов в природе, в том числе семена одуванчика.

С другой стороны, современные трамблёры - это надувные крылья, которые работают в режиме скользящего полета. Парашютисты выполняют ракеты при приземлении, уменьшая или устраняя скорость как вниз, так и вперед при касании, чтобы избежать травм. [6]

Космический корабль [править]

Иногда, безопасная посадка достигается с помощью различных форм подъема, тяги ( движительная посадка [7] ) и демпфирующих систем. И беспилотный лунный зонд Surveyor, и лунный модуль Apollo использовали систему замедления ракеты и шасси для мягкой посадки на Луну.Несколько советских ракет, в том числе космический корабль "Союз", использовали парашюты и системы приземления подушек безопасности, чтобы ослабить приземление на земле. В ноябре 2015 года New Shepard от Blue Origin стала первой ракетой, которая пересекла линию Ван Кармана и приземлилась вертикально обратно на Землю. В декабре 2015 года Falcon 9 SpaceX стал первой ракетой-носителем на орбитальной траектории, которая успешно приземлилась в вертикальном направлении и восстановила свою первую ступень, хотя первая ступень приземлилась на суборбитальной траектории.

См. Также [править]

Список литературы [править]

  1. ^ Глоссарий авиации (2011). Самед Хаяти и др. Разработка стратегических технологий для будущих миссий на Марс (2013-2022). Архив 2013-02-21 в Wayback Machine, НАСА, 15 сентября 2009 г.

Внешние ссылки [редактировать]

,
Как самолеты приземляются на авианосцах с короткими взлетно-посадочными полосами

Полет на самолете - не самая простая задача, но посадка на взлетную палубу авианосца - одна из самых трудных задач, которые когда-либо приходилось выполнять пилоту. Большинство колод имеют длину около и 150 метров, и довольно узкие. Для традиционных посадок это намного короче, чем обычно требуется. Специально для скоростных реактивных истребителей. Так как же пилоты приземляются на авианосцах?

Опытный пилот является важным фактором, но какая технология используется, чтобы помочь им? Большинство самолетов оснащены хвостовыми крюками, которые зацепляют провода на кабине экипажа.Звучит достаточно просто, но как именно они работают? Давайте быстро посмотрим.

[Источник изображения: Wikimedia Commons ]

Подход

Посадка на авианосцы сегодня может показаться рутиной, но это далеко не просто. Пилот должен выстроить самолет в линию и подойти к кораблю под прямым углом. Но перед всем этим приземление имеет тенденцию начинаться с самолетов, "складывающихся" в огромный овальный образец полета вокруг авианосца. Все это координируется судовым Центром управления воздушным движением.Эти парни определяют порядок посадки ожидающих самолетов, как правило, основываясь на их соответствующих уровнях топлива. Те, кто работает на парах, очевидно, имеют приоритет. После того, как пилот получает все, чтобы приземлиться, он начинает приближаться.

Офицеры посадки (LSO) помогают вести самолет по радиосвязи, а также освещают палубу авианосца. Все эти меры объединены, чтобы убедиться, что пилот находится в правильном направлении захода на посадку и под углом «атаки». Если они выключены, LSO может исправить их или «отмахнуться», чтобы прервать и повторить попытку.

Пилот также принимает сигналы от оптической системы приземления линз Френеля, или «линзы». Они состоят из серии светильников и линз Френеля, которые установлены на гироскопических стабилизаторах. Они фокусируют свет в узкие лучи, которые направляются в воздух под разными углами.

Пилоты увидят эти огни при заходе на посадку и в зависимости от угла атаки увидят разные цвета. Если они находятся на правильном подходе, они увидят желтый свет в ряду зеленых огней, называемых «фрикадельками».Если над зелеными огнями появляется желтый индикатор, угол слишком велик и нуждается в коррекции, и наоборот. Красные огни немедленно сообщат пилоту, что он слишком низко. В этих системах нет ничего нового, вот информационное видео эпохи холодной войны.

Попадание в колоду

Как уже упоминалось ранее, у самолета есть хвостовой крюк, который развернут перед посадкой. Это жизненно важный компонент процесса посадки на авианосцы. Как только самолет приземляется, пилот запускает двигатели на полную мощность, чтобы остановить самолет.Это может показаться нелогичным, но если им не удастся поймать проволоку, они должны быть в состоянии снова подняться в воздух довольно резко. Взлетно-посадочная полоса также находится на небольшой высоте, около 14 градусов , до остальной части корабля. Это позволяет сбойному самолету снова приземлиться, не врезаясь в другие самолеты на палубе.

Приземленный самолет снимают с взлетно-посадочной полосы и либо хранят под палубами, либо приковывают к боковой стороне палубы. Неактивные самолеты всегда надежно хранятся, чтобы избежать проблем, когда волны катят корабль

Очевидно, что хвостовому крючку нужно что-то зацепить. Ввести стопорные провода (хорошо крест-накрест, подвеска). Эти кабели изготовлены из прочной высокопрочной стали, сплетенной вместе, и, как правило, имеют толщину и 35 мм толщиной . Эти кабели связаны с набором гидравлических цилиндров под палубой. Принцип довольно прост на самом деле. Когда хвостовой крюк цепляется за провод, он тянется вместе с крюком и плоскостью. Гидравлические цилиндры поглощают огромное количество энергии, чтобы резко замедлить посадку самолета, в конце концов, чтобы отдохнуть.Удивительно, но эти провода способны остановить самолет с 25000 кг , летящий со скоростью 240 км / ч менее чем за 2 секунды или примерно 96 метров . Вот это да.

потяните!

Обычно в начале посадочной площадки есть несколько кабелей и цилиндров. Они, как правило, располагаются на расстоянии около 15 метров друг от друга, чтобы дать пилоту как можно большую площадь приземления. Судя по всему, пилот стремится к третьему проводу, так как он самый безопасный и легкий в зацеплении.Стремление к первому проводу может привести самолет слишком близко к задней части палубы. Если они заходят слишком низко, они рискуют врезаться в корму корабля.

Фактический разрядник состоит из двух частей. Подвеска в виде поперечной палубы (провода), соединяющая кабели, палубы и цилиндры вспомогательной палубы. Подвесной кросс-деки подключается к 335-метровым кабелям , которые проложены от палубы к двигателю механизма остановки. Каждый трос верхней палубы имеет один шестеренный двигатель, поэтому у каждого авианосца будет разное количество установок.Как только трос вытянут, металлический стержень вдавливает поршень в цилиндр, заполненный гидравлической жидкостью. Затем он проталкивает жидкость через клапан, который измеряет расход в зависимости от массы и скорости самолета.

После прохождения жидкости через клапан она попадает в другой цилиндр, называемый «аккумулятор». Здесь поршень отделяет воздух от входящей жидкости. Когда аккумулятор заполняется жидкостью, поршень сжимает воздух до 650 фунтов на квадратный дюйм . В этот момент клапан автоматически закрывается и предотвращает дальнейшее сжатие воздуха.Это в свою очередь останавливает или останавливает кабель и останавливает самолет, позволяя ему приземлиться на авианосцы. Аккуратно верно?

Последнее слово

Забавно, что эскадрильи, как правило, имеют системы ранжирования, «доски Зеленых», которые они используют для обозначения пилотов на своих посадках. Вообще говоря, допустимо зацепить второй или четвертый провод, но постоянный захват третьего провода - признак хорошего пилота.

Итак, поехали. Так самолеты садятся на авианосцы. Ну, это, конечно, требует сочетания навыков и инженерных знаний.Смесь обучающих, визуальных и звуковых инструкций, крюков и тросов и гидравлических систем - все вместе, чтобы безопасно замедлить быстро движущийся самолет. Невероятно на самом деле.

Источники: Air & SpaceMag, Quora, Gizmodo

СМОТРИ ТАКЖЕ: почему самолеты не могут взлететь, когда слишком жарко

,

История реактивного двигателя

Прекурсоры [править]

Реактивные двигатели датируются изобретением эолипиля около 150 г. до н.э. В этом устройстве использовалась энергия пара, направляемая через два сопла, для того, чтобы сфера быстро вращалась вокруг своей оси. [1] Насколько известно, он не использовался для подачи механической энергии, и потенциальные практические применения этого изобретения не были признаны. Это просто считалось любопытством.

Archytas, основатель математической механики, как описано в трудах Авла Геллиуса спустя пять веков после него, был известен тем, что спроектировал и построил первое искусственное самоходное летающее устройство.Это устройство представляло собой модель в форме птицы, приводимую в движение струей того, что, вероятно, было паром, которое, как говорят, фактически пролетело около 200 метров.

Османская империя Лагари Хасан Челеби, как говорят, взлетел в 1633 году с ракетой в форме конуса, а затем с крыльями совершил успешную посадку, завоевав позицию в Османской армии. Однако по сути это был трюк. Проблема заключалась в том, что ракеты просто слишком неэффективны на низких скоростях, чтобы быть полезными для авиации общего назначения.

Первый рабочий пульс был запатентован в 1906 году русским инженером В.В. Караводин, который закончил рабочую модель в 1907 году. Французский изобретатель Жорж Марконне запатентовал свой бесклапанный импульсный двигатель в 1908 году, а Рамон Казанова в Риполле, Испания, запатентовал импульсный двигатель в Барселоне в 1917 году, построив один из них в 1913 году. Роберт Годдард изобрел импульсный двигатель в 1931 году и продемонстрировал его на реактивный велосипед. [2] Инженер Пол Шмидт впервые разработал более эффективную конструкцию, основанную на модификации впускных клапанов (или заслонок), и заслужил государственную поддержку Министерства авиации Германии в 1933 году. [3]

Рамон Казанова и импульсный двигатель, который он сконструировал и запатентовал в 1917 году

Некоторые ранние попытки создания воздушно-реактивных двигателей были гибридными, в которых внешний источник энергии сначала сжимал воздух, который затем смешивался с топливом и сжигался для реактивной тяги. В одной из таких систем, названной Secondo Campini термоструйным двигателем , но чаще - моторным, воздух сжимался вентилятором, приводимым в движение обычным поршневым двигателем. Примеры включают в себя Caproni Campini N.1 и японский двигатель Tsu-11, предназначенный для питания самолетов "Ока камикадзе" в конце Второй мировой войны. Ни один из них не был полностью успешным, и CC.2 оказался медленнее, чем тот же дизайн с традиционной комбинацией двигателя и пропеллера.

В 1913 году французский авиационно-космический инженер Рене Лорин запатентовал конструкцию первого в мире ПВР, но не было возможности разработать работающий прототип, поскольку ни один из существующих самолетов не мог достичь достаточной скорости, чтобы он мог работать, и поэтому концепция оставалась теоретической.

Инженеры в 1930-х годах поняли, что максимальная производительность поршневых двигателей была ограничена, [4] из-за того, что эффективность движителей снизилась, когда кончики лезвий приблизились к скорости звука. Чтобы рабочие характеристики двигателя выходили за пределы этого барьера, необходимо было бы найти способ радикально улучшить конструкцию поршневого двигателя или разработать совершенно новый тип силовой установки. Газотурбинные двигатели, обычно называемые «реактивными» двигателями, могли бы сделать это.

Немецкий патент Альберта Фоно на реактивные двигатели (январь 1928 г. - выдан в 1932 г.).Третья иллюстрация - турбореактивный

Ключом к практическому реактивному двигателю была газовая турбина, используемая для извлечения энергии из самого двигателя для привода компрессора. Газовая турбина не была идеей, разработанной в 1930-х годах: патент на стационарную турбину был выдан Джону Барберу в Англии в 1791 году. Первая газовая турбина, которая успешно работала автономно, была построена в 1903 году норвежским инженером Агидиусом Эллингом. Ограничения в конструкции и практическом проектировании и металлургии не позволили таким двигателям дойти до производства.Основными проблемами были безопасность, надежность, вес и, особенно, длительная эксплуатация.

В Венгрии Альберт Фоно в 1915 году разработал решение для увеличения дальности стрельбы артиллерии, включив в себя снаряд, запускаемый из оружия, который должен был быть объединен с двигателем прямоточного двигателя. Это должно было сделать возможным получение дальнего радиуса действия с низкими начальными скоростями дульного среза, что позволяло запускать тяжелые снаряды из относительно легких орудий. Фоно представил свое изобретение Австро-Венгерской армии, но предложение было отклонено.В 1928 году он подал заявку на получение немецкого патента на самолет, приводимый в действие сверхзвуковым реактивным двигателем, и он был присужден в 1932 году. [5] [6] [7]

Первый патент на использование газовой турбины для питания Самолет был подан в 1921 году французом Максимом Гийомом. [8] Его двигатель представлял собой турбореактивный двигатель с осевым потоком.

В 1923 году Эдгар Бакингем из Национального бюро стандартов США опубликовал отчет [9] , в котором выражается скептицизм в отношении того, что реактивные двигатели будут экономически конкурентоспособны с воздушными судами, эксплуатируемыми на винтах, на малых высотах и ​​воздушными скоростями периода: «там в настоящее время не представляется какой-либо перспективой, независимо от того, какие реактивные двигатели того типа, который здесь рассматривается, будут иметь практическую ценность, даже для военных целей."

Вместо этого к 1930-м годам поршневой двигатель во многих его различных формах (вращающийся и статический радиальный, с воздушным и жидкостным охлаждением) был единственным типом силовой установки, доступной для авиастроителей. Это было приемлемо до тех пор, пока требовались только низкоэффективные самолеты, и действительно все, что было доступно.

до Второй мировой войны [править]

В 1928 году курсант RAF College Cranwell [10] Фрэнк Уиттл официально представил свои идеи по созданию турбореактивного двигателя своему начальству.В октябре 1929 года он развил свои идеи дальше. [11] 16 января 1930 года в Англии Уиттл представил свой первый патент (выданный в 1932 году). [12] В патенте описан двухступенчатый осевой компрессор, питающий односторонний центробежный компрессор. Практические осевые компрессоры стали возможными благодаря идеям А.А. Гриффит в оригинальной статье 1926 года («Аэродинамическая теория конструкции турбины»). Позднее Уиттл сконцентрируется только на более простом центробежном компрессоре по ряду практических соображений.Свой первый двигатель Уиттл работал в апреле 1937 года. Он работал на жидком топливе и содержал автономный топливный насос. Команда Уиттла испытывала почти панику, когда двигатель не останавливался, ускоряясь даже после выключения топлива. Оказалось, что топливо просочилось в двигатель и скопилось в бассейнах.

Heinkel He 178, первый в мире самолет, который летал исключительно на турбореактивных двигателях.

В 1935 году Ханс фон Охайн начал работать над аналогичным проектом в Германии, и часто утверждают, что он не знал о работе Уиттла. [13] Охайн сказал, что он не читал патент Уиттла, и Уиттл поверил ему (Фрэнк Уиттл, 1907–1996). Однако патент Уиттла был в немецких библиотеках, и у сына Уиттла были подозрения, что Охайн читал или слышал о нем. [14]

Спустя годы фон Охайн в своей биографии [15] признал, что это так. Автор Маргарет Коннер заявляет: «Патентный поверенный Охина столкнулся с патентом Уиттла в те годы, когда разрабатывались патенты фон Охайна».Сам фон Охайн цитируется как « Мы чувствовали, что это выглядело как патент на идею», «Мы думали, что над этим серьезно не работали». Поскольку патент Ohain не был подан до 1935 года, это признание ясно показывает, что он прочитал патент Уиттла и даже критиковал его в некоторых деталях до подачи своего собственного патента и примерно за 2 года до запуска собственного двигателя.

VON OHAIN: «Наши патентные претензии пришлось сузить по сравнению с заявками Уиттла, потому что Уиттл показал определенные вещи.« » Когда я увидел патент Уиттла, я был почти уверен, что он как-то связан с комбинациями всасывания пограничного слоя. У него был двухпоточный компрессор с радиальным потоком с двумя входами, который выглядел чудовищно с точки зрения двигателя. Его изменение потока показалось нам нежелательным, но оказалось, что оно не так уж и плохо, хотя и привело к небольшим проблемам с нестабильностью ».

Его первое устройство было строго экспериментальным и могло работать только от внешнего источника, но он смог продемонстрировать основную концепцию.Затем Ohain был представлен Эрнсту Хейнкелю, одному из крупнейших авиастроителей того времени, который сразу же увидел перспективу разработки. Heinkel недавно приобрел компанию по производству двигателей Hirth, и там были основаны Ohain и его мастер-механик Макс Хан как новое подразделение компании Hirth. У них был первый центробежный двигатель HeS 1, работающий к сентябрю 1937 года. В отличие от конструкции Уиттла, Охайн использовал водород в качестве топлива, подаваемого под внешним давлением. Их последующие разработки привели к тому, что HeS 3 на бензине мощностью 1100 фунтов (5 кН) был установлен на простом и компактном корпусе Heinkel He 178 и вылетел Эрихом Варцицем ранним утром 27 августа 1939 года с аэродрома Росток-Мариенехе, впечатляюще короткое время для развития.He 178 был первым в мире самолетом с турбореактивным двигателем. [16]

Первым в мире турбовинтовым двигателем был Jendrassik Cs-1, разработанный венгерским инженером-механиком Георгием Йендрассиком. Он был изготовлен и испытан на заводе Ganz в Будапеште между 1938 и 1942 годами. Его планировалось установить на двухмоторный разведывательный бомбардировщик Varga RMI-1 X / H, разработанный Ласло Варга в 1940 году, но программа была отменена. Jendrassik также разработал небольшой турбовинтовой двигатель мощностью 75 кВт в 1937 году.

Двигатель Уиттла начал казаться полезным, а его Power Jets Ltd. начали получать деньги Министерства авиации. В 1941 году летательный вариант двигателя под названием W.1 , способный выдерживать тягу в 1000 фунтов-силы (4 кН), был установлен на планер Gloster E28 / 39, специально построенный для него, и впервые вылетел 15 мая 1941 года на ВВС Крануэлл.

Изображение раннего центробежного двигателя (DH Goblin II), на котором показаны его внутренние компоненты.

Британский конструктор авиационных двигателей Фрэнк Хэлфорд, работающий на основе идей Уиттла, разработал «прямую» версию центробежной струи; его дизайном стал де Хэвилленд Гоблин.

Одна из проблем этих двух ранних конструкций, которые называются двигателями с центробежным потоком , заключалась в том, что компрессор работал, ускоряя воздух наружу от центрального воздухозаборника к внешней периферии двигателя, где воздух затем сжимался установка расходящегося воздуховода, преобразующая его скорость в давление. Преимущество этой конструкции состояло в том, что она была уже хорошо понята, была реализована в центробежных нагнетателях, а затем широко использовалась в поршневых двигателях.Однако, учитывая ранние технологические ограничения на частоту вращения вала двигателя, компрессор должен был иметь очень большой диаметр для получения необходимой мощности. Это означало, что двигатели имели большую лобовую площадь, что делало его менее полезным в качестве силовой установки самолета из-за сопротивления. Еще одним недостатком более ранних конструкций Уиттла было то, что воздушный поток возвращался через секцию сгорания и снова в турбину и выхлопную трубу, что увеличивало сложность и снижало эффективность. Тем не менее, у этих типов двигателей были основные преимущества: легкий вес, простота и надежность, и разработка быстро перешла к практичным летным конструкциям.

Вырез двигателя Junkers Jumo 004.

Австриец Ансельм Франц из подразделения двигателей Junkers ( Junkers Motoren или Jumo ) решил эти проблемы с введением компрессора осевого потока. По сути, это турбина задним ходом. Воздух, поступающий в передней части двигателя, направляется к задней части двигателя через ступень вентилятора (сходящиеся каналы), где он раздавливается против набора невращающихся лопастей, называемых статорами (расходящиеся каналы).Этот процесс далеко не такой мощный, как центробежный компрессор, поэтому некоторые из этих пар вентиляторов и статоров расположены последовательно, чтобы получить необходимое сжатие. Даже при всей дополнительной сложности полученный двигатель имеет гораздо меньший диаметр и, следовательно, более аэродинамический. Jumo был присвоен следующий номер двигателя в последовательности нумерации RLM, 4, и результатом стал двигатель Jumo 004. После того, как были решены многие меньшие технические трудности, массовое производство этого двигателя началось в 1944 году в качестве силовой установки для первого в мире реактивного истребителя, Messerschmitt Me 262 (а позже и первого в мире реактивного бомбардировщика, Arado Ar 234).Задержка работоспособности двигателя была вызвана множеством причин, из-за которых истребитель прибыл слишком поздно, чтобы оказать решающее влияние на положение Германии во Второй мировой войне. Тем не менее, он запомнится как первое использование реактивных двигателей в эксплуатации.

Фирма авиационных силовых установок Heinkel-Hirth также попыталась создать более мощный турбореактивный двигатель Heinkel HeS 011 с почти 3000 фунтов тяги на полную мощность, очень поздно в войне, чтобы улучшить параметры тяги, доступные для новых немецких военных реактивных самолетов. проекты, а также для улучшения производительности существующих конструкций.В нем использовалась уникальная «диагональная» секция компрессора, в которой сочетались особенности компоновки центробежного и осевого компрессоров для турбореактивных силовых установок, но она оставалась на испытательном стенде, и было выпущено всего около девятнадцати примеров.

В Великобритании их первый двигатель с осевым потоком, Metrovick F.2, работал в 1941 году и впервые был запущен в 1943 году. Несмотря на то, что в то время он был более мощным, чем центробежные конструкции, министерство сочло его сложность и ненадежность недостатком в военное время. Работа в Metrovick привела к созданию двигателя Armstrong Siddeley Sapphire, который будет построен в США как J65.

После Второй мировой войны [править]

После окончания войны немецкие реактивные самолеты и реактивные двигатели были всесторонне изучены победоносными союзниками и способствовали работе над ранним советским (см. Архип Люлька) и американскими реактивными истребителями. Наследие двигателя с осевым потоком проявляется в том факте, что практически все реактивные двигатели на самолетах с неподвижным крылом были вдохновлены этой конструкцией.

Центробежные двигатели улучшены с момента их появления. С улучшением технологии подшипников частота вращения двигателя была увеличена, что значительно уменьшило диаметр центробежного компрессора.Небольшая длина двигателя остается преимуществом этой конструкции, особенно для использования в вертолетах, где общий размер более важен, чем фронтальная площадь. Кроме того, поскольку их компоненты двигателя более прочные, они менее подвержены повреждению посторонними предметами, чем двигатели компрессоров с осевым потоком.

Хотя немецкие конструкции были более совершенными в аэродинамическом отношении, сочетание простоты и отсутствия необходимых редких металлов для необходимой современной металлургии (например, вольфрама, хрома и титана) для компонентов с высоким напряжением, таких как лопатки турбин и подшипники и т. Д.Это означало, что немецкие двигатели, произведенные позднее, имели короткий срок службы и должны были быть заменены через 10–25 часов. Британские двигатели также широко производились по лицензии в США (см. «Миссия Тизера») и продавались Советской России, которая производила обратный инжиниринг, а Nene продолжал приводить в действие знаменитый МиГ-15. Американские и советские конструкции, независимые типы осевого потока, по большей части, стремились достичь превосходных характеристик до 1960-х годов, хотя General Electric J47 обеспечивал превосходное обслуживание в F-86 Sabre в 1950-х годах.

К 1950-м годам реактивный двигатель был почти универсальным в боевых самолетах, за исключением грузовых, вспомогательных и других специальных типов. К этому моменту некоторые из британских проектов уже были очищены для гражданского использования и появились на ранних моделях, таких как de Havilland Comet и Avro Canada Jetliner. К 1960-м годам все большие гражданские самолеты также имели реактивный двигатель, в результате чего поршневой двигатель выполнял такие недорогие нишевые функции, как грузовые полеты.

Непрекращающиеся улучшения в турбовинтовом двигателе полностью вытолкнули поршневой двигатель (двигатель внутреннего сгорания) из основного потока, оставляя его обслуживающему только самые маленькие конструкции авиации общего назначения и некоторые из них используются в беспилотных летательных аппаратах.Восхождение реактивного двигателя к почти универсальному использованию в самолетах заняло менее двадцати лет.

Однако история еще не закончилась, так как эффективность турбореактивных двигателей была все же несколько хуже, чем у поршневых двигателей, но к 1970-м годам с появлением реактивных двигателей с большим байпасом это нововведение не было предвидено такими ранними комментаторами, как Эдгар. Бакингем, на высоких скоростях и больших высотах, которые казались им абсурдными, только тогда топливная эффективность, наконец, превысила эффективность лучших поршневых и винтовых двигателей, [17] и мечту о быстрых, безопасных, экономичных путешествиях по всему миру, наконец Прибыл, и их суровый, если это хорошо обосновано на то время, предсказания, что реактивные двигатели никогда не будут много, были убиты навсегда. "ч20-3". Hq.nasa.gov. Получено 2010-03-26. ,


Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020