Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

В чем измеряется тяга двигателя


Тяга самолета. Тяга двигателя самолета. Тяга реактивного двигателя.

 

Тяга – сила, выработанная двигателем. Она толкает самолет сквозь воздушный поток. Единственное, что противостоит тяге – лобовое сопротивление. В прямолинейном горизонтально установившемся полете они сравнительно равны. Если летчик увеличивает тягу путем добавления оборотов двигателя и сохраняет постоянную высоту, тяга начинает превосходить сопротивление воздуха. Летательный аппарат (ЛА) при этом ускоряется. Очень быстро сопротивление увеличивается и снова уравнивает тягу. ЛА стабилизируется на постоянной высокой скорости. Тяга – один из самых важных факторов для определения скороподъемности самолета, а именно насколько быстро ЛА может подняться на определенную высоту. Вертикальная скорость зависит не от подъемной силы, а от запаса тяги, которым обладает самолет.

 

Тяга реактивного двигателя самолета

 

Сила тяги двигателя, или его движущая сила, равноценна всем силам давления воздуха на внутреннюю поверхность силовой установки. Тяга некоторых видов реактивных двигателей зависит от скорости и высоты полета. Для вычисления силы тяги реактивного двигателя часто приходится определять тягу на конкретной высоте, у земли, на взлете и во время какой-либо скорости. Для ЖРД сила тяги равноценна произведению массы исходящих газов на скорость, с которой они вылетают из сопла двигателя.

Для ВРД (воздушно-реактивный двигатель) сила тяги измеряется как результат массы газов на разность скоростей, а именно скорости воздушной струи, выходящей из сопла двигателя, и скорости поступающего воздуха в двигатель. Проще говоря, данная скорость уравнивается к скорости полета самолета с реактивным двигателем. Тяга ВРД обычно измеряется в тоннах или килограммах. Важным качественным показателем ВРД является его удельная тяга. Для турбореактивного двигателя – тяга, отнесенная к конкретной единице веса воздуха, который проходит через двигатель в секунду. Этот показатель позволяет понять, насколько высока эффективность эксплуатации воздуха в двигателе для образования тяги. Удельная тяга измеряется в килограммах тяги на 1 кг воздуха, расходуемого за секунду. В некоторых случаях применяется другой показатель, который также называется удельной тягой, показывающей отношение количества топлива, которое расходуется, к силе тяги за секунду. Естественно, что чем выше показатель удельной тяги ВРД, тем меньше поперечный вес и размеры самого двигателя.

Показатель полетной или тяговой мощности – это сила, которая задействует реактивный двигатель при конкретной скорости полета. Как правило, измеряется в лошадиных силах. Величина лобовой тяги говорит о степени конструктивного оптимума реактивного двигателя. Лобовая тяга – это отношение наибольшего показателя площади поперечного сечения к тяге. Лобовая тяга равна тяге, в кг поделенной на площадь в метрах квадратных.

В мировой авиации наиболее ценится тот двигатель, который обладает высокой лобовой тягой.

Чем совершеннее ВРД в конструктивном отношении, тем меньший показатель его удельного веса, а именно общий вес двигателя вместе с приборами и обслуживающими агрегатами, поделенный на величину собственной тяги.

Реактивные двигатели, как и тепловые вообще, отличаются друг от друга не только по мощности, весу, тяге и другим показателям. При оценивании ВРД огромную роль играют параметры, которые зависят от собственной экономичности, а именно от КПД (коэффициент полезного действия). Среди данных показателей главным считается удаленный расход топлива на конкретную единицу тяги. Он выражается в килограммах топлива, которое расходуется за час на образование одного килограмма тяги.
 

Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Кривая тяги для ракетного двигателя Estes A10-PT. Кривая тяги показывает, сколько тяги (в ньютонах) двигатель производит со временем (в секундах). Здесь также есть информация о импульсе, количестве топлива и удельном импульсе

Тяга - это сила или толчок. Когда система толкает или ускоряет массу в одном направлении, в противоположном направлении возникает такое же усилие (сила). В математике и физике это описывается вторым и третьим законами Исаака Ньютона.Тяга используется для описания того, насколько сильно двигатель толкает. Он может использоваться для многих видов транспортных средств и двигателей, таких как ракеты, моторные лодки, пропеллеры и реактивные двигатели.

Тяга измеряется в «фунтах тяги» в США и в ньютонах в метрической системе. 4,45 ньютона тяги равно 1 фунту тяги. Фунт тяги - это то, сколько тяги потребуется, чтобы удержать неподвижный объект весом от одного фунта против силы тяжести на земле.

Очень распространенный вопрос - как сравнить число тяги двигателя самолета с механической мощностью поршневого двигателя (тип двигателя в автомобилях и во многих самолетах с воздушными винтами).Трудно сравнить эти два. Это потому, что они не измеряют одно и то же. Поршневой двигатель не двигает самолет. Он просто поворачивает винт, который перемещает самолет. Из-за этого поршневые двигатели оцениваются по тому, сколько мощности они дают пропеллеру.

Однако у реактивного двигателя нет пропеллера - он толкает самолет, перемещая горячий воздух за ним. Полезный способ измерить мощность реактивного двигателя состоит в том, сколько энергии реактивный двигатель дает самолету через силу тяги.Это называется «движущей силой реактивного двигателя». Мощность - это сила, необходимая для перемещения чего-либо на расстояние, деленная на время, необходимое для перемещения этого расстояния: [1]

P = Fdt {\ displaystyle \ mathbf {P} = \ mathbf {F} {\ frac {d} {t}}},

Где P - сила, F - сила, d - расстояние, а t - время. Для ракетного или реактивного двигателя сила равна тяге, создаваемой двигателем. Расстояние, деленное на время, также называется скоростью. Таким образом, мощность равна скорости тяги [2]

P = Tv {\ displaystyle \ mathbf {P} = \ mathbf {T} {v}},

Где T - тяга, а v - скорость.Это мощность, передаваемая двигателем при определенной тяге или скорости. [3] Движущая сила реактивного двигателя увеличивается с его скоростью.

. Когда тягу ракеты или двигателя сравнивают с весом, это называется отношением тяги к массе . Число, полученное в результате этого сравнения, не имеет каких-либо единиц, потому что это соотношение. Соотношение в этом случае означает, что тяга двигателя (в ньютонах) делится на вес (в ньютонах). Цель этого сравнения - показать, насколько хорошо работает двигатель или транспортное средство, например, какое ускорение.Это число, которое можно использовать для сравнения различных типов двигателей, таких как двигатели самолета, реактивные двигатели, ракетные двигатели или автомобильные двигатели.

Этот сравнительный номер может измениться во время работы двигателя. Это связано с тем, что вес двигателя становится меньше при использовании топлива. Отношение тяги к весу используется для фактического сравнения двигателей - это число, найденное при первом запуске двигателя.

Тяга измеряется в «фунтах тяги» в США и в ньютонах в метрической системе.4.45 Ньютона тяги равно 1 фунту тяги. Фунт тяги - это то, сколько тяги потребуется, чтобы удержать неподвижный объект весом от одного фунта против силы тяжести на земле.

Самолет делает прямую тягу, когда воздух выталкивается в направлении, противоположном полету. Тяга создается вращающимися лопастями винта. Тяга также может создаваться вращающимся вентилятором, выталкивающим воздух из задней части реактивного двигателя. Другой способ - выброс горячих газов из ракетного двигателя.

Реверс тяги противоположен тяге вперед.Таким образом, воздух толкается так же, как и движение тела. Обратную тягу можно использовать для торможения после приземления. Это может быть сделано путем перенаправления тяги в турбовентиляторном или реактивном двигателе или путем изменения угла лопасти воздушного винта с пропеллерным приводом.

Птицы обычно достигают тяги во время полета, взмахивая крыльями.

Лодка с двигателем создает тягу или реверс тяги, когда гребные винты поворачиваются, чтобы толкать воду назад (или вперед). Тяга, которую это делает, толкает лодку в направлении, противоположном толкаемой воде.

Ракета толкается вперед силой тяги, равной силе, создаваемой выхлопным газом при выходе из сопла ракеты. Сила, которую производит выхлопной газ, называется скоростью выхлопа. Скорость измеряется по сравнению с ракетой. Чтобы вертикальный пуск ракеты работал, стартовая тяга должна быть больше силы, чем вес ракеты.

Соотношение тяги и тяги к весу для нескольких двигателей
Двигатель Тяга (Н) Соотношение тяги к весу
F-15C Eagle [4] 155,240 1.12
F-16 Fighting Falcon [5] 76 300 1,095
J-58 (реактивный двигатель SR-71 Blackbird) [6] 150 000 5,2
Боинг 747-400 (Двигатели) [7] 1 008 000 6,3
F-1 (ракетный двигатель первой ступени Saturn V) [8] 7 740 500 94,1
,

Двигатели

Что такое аэронавтика? | динамика полета | Самолеты | Двигатели | История полета | какой такое UEET?
Словарь | Весело и игры | Образовательные ссылки | Урок Ланс | Индекс сайта | Дом

Двигатели

Как работает реактивный двигатель?


NEW!
Видео "Как работает реактивный двигатель".

Мы считаем само собой разумеющимся, насколько легко самолет весом более половины миллион фунтов поднимается с земли с такой легкостью. Как это случилось? Ответ прост. Это двигатели.

Пусть Тереза ​​Беньо из Исследовательского центра Гленна НАСА объяснит больше ...

Как показано на НАСА Направление завтра.


Реактивные двигатели с огромной силой двигают самолет вперед, создаваемый огромная тяга и заставляет самолет лететь очень быстро.

Все реактивные двигатели, которые также называются газовые турбины, работать по тому же принципу. Двигатель всасывает воздух спереди с помощью вентилятора. Компрессор поднимает давление воздуха. Компрессор сделан со многими лезвиями, прикрепленными к валу. Лопасти вращаются с высокой скоростью и сжимают или сжимают воздух. Сжатый воздух тогда распыляется с топливом, и электрическая искра зажигает смесь. горючие газы расширяются и выдуваются через сопло в задней части двигателя.Когда струи газа стреляют назад, двигатель и самолет смещаются вперед. Когда горячий воздух идет к соплу, он проходит через другую группу лопастей. называется турбиной. Турбина прикреплена к тому же валу, что и компрессор. Вращение турбины приводит к вращению компрессора.

На рисунке ниже показано, как воздух проходит через двигатель. Воздух проходит через ядро двигателя, а также вокруг ядра.Это вызывает некоторое количество воздуха быть очень горячим, а некоторые - круче. Кулер воздух затем смешивается с горячим воздух на выходе из двигателя.

Это картина того, как воздух проходит через двигатель

Что такое тяга?

Тяга это передняя сила, которая толкает двигатель и, следовательно, самолет вперед. сэр Исаак Ньютон обнаружил, что для «каждого действия существует равное и противоположная реакция. "Двигатель использует этот принцип. Двигатель принимает в большом объеме воздуха. Воздух нагревается, сжимается и замедляется. Воздух проходит через множество вращающихся лопастей. Смешивая этот воздух со струей топливо, температура воздуха может достигать трех тысяч градусов. Мощность воздуха используется для вращения турбины. Наконец, когда воздух уходит, это выталкивает назад из двигателя.Это заставляет самолет двигаться вперед.

Части реактивного двигателя

Поклонник - Вентилятор является первым компонентом в ТРДД. Большой вращающийся вентилятор всасывает большое количество воздуха. Большинство лезвий вентилятора сделаны из титана. Затем он ускоряет этот воздух и разбивает его на две части. Одна часть проходит через «ядро» или центр двигателя, где на него воздействуют другие компоненты двигателя.

Вторая часть «обходит» сердечник двигателя. Проходит через воздуховод который окружает ядро ​​в задней части двигателя, где он производит большую часть сила, которая продвигает самолет вперед. Этот более прохладный воздух помогает успокоить двигатель, а также добавление тяги к двигателю.

Компрессор - Компрессор первый компонент в ядре двигателя. Компрессор состоит из вентиляторов с множеством лопастей. и прикреплен к валу.Компрессор сжимает воздух, который поступает в него Постепенно меньшие площади, что приводит к увеличению давления воздуха. это приводит к увеличению энергетического потенциала воздуха. Раздавленный воздух нагнетается в камеру сгорания.

Combustor - В камере сгорания воздух смешан с топливом, а затем загорелся. Есть 20 форсунок для распыления топлива в воздушный поток. Смесь воздуха и топлива загорается.Это обеспечивает высокую температура, высокоэнергетический воздушный поток. Горючее с кислородом в сжатом топливе воздух, производящий горячие расширяющиеся газы. Внутренняя часть камеры сгорания часто производится из керамических материалов для обеспечения термостойкой камеры. Жара может достигать 2700 °.

Турбина - Высокоэнергетический поток воздуха из камеры сгорания уходит в турбину, вызывая вращение лопастей турбины. Турбины связаны валом, чтобы вращать лопасти в компрессоре и раскрутить впускной вентилятор спереди.Это вращение отнимает энергию у поток высокой энергии, который используется для привода вентилятора и компрессора. Газы Произведенные в камере сгорания движутся через турбину и вращают ее лопасти. Турбины реактивного двигателя вращаются вокруг тысячи раз. Они закреплены на валах которые имеют несколько наборов шарикоподшипников между ними.

Насадка - Сопло является вытяжным каналом двигатель. Это часть двигателя, которая на самом деле производит тягу для самолет.Истощенный энергией воздушный поток, который прошел турбину, в дополнение к более холодный воздух, который обошел ядро ​​двигателя, создает силу при выходе из форсунка, которая движет вперед двигатель и, следовательно, самолет. Сочетание горячего воздуха и холодного воздуха выталкивается и производит выхлоп, который вызывает прямую тягу. Соплу может предшествовать смеситель , который сочетает в себе высокотемпературный воздух, поступающий из активной зоны двигателя с воздух с более низкой температурой, который был обойден в поклоннике.Смеситель помогает сделать двигатель тише.

Первый реактивный двигатель - А Краткая история ранних двигателей

Сэр Исаак Ньютон в 18 веке был сначала предположить, что взрыв, направленный назад, может привести в движение машину вперед с большой скоростью. Эта теория была основана на его третьем законе движение. Когда горячий воздух проходит через сопло в обратном направлении, самолет движется вперед.

Анри Жиффар построил дирижабль, который был приведен в действие первым двигателем самолета - паровой двигатель с тремя лошадьми. Это было очень тяжелый, слишком тяжелый, чтобы летать.

В 1874 году Феликс де Храм года построил моноплан который пролетел короткий прыжок вниз по склону с помощью угольного парового двигателя.

Отто Даймлер , в конце 1800-х изобрел первый бензиновый двигатель.

В 1894 году американец Хирам Максим пытался привести в действие свой трехместный биплан с двумя угольными паровыми двигателями.Это только пролетели на несколько секунд.

Ранние паровые двигатели работали на подогреве угля и, как правило, слишком тяжелый для полета.

американец Сэмюэль Лэнгли сделал модель самолета которые были приведены в действие паровыми двигателями. В 1896 году он успешно управлял Беспилотный самолет с паровым двигателем, названный Aerodrome . Он пролетел около 1 мили, прежде чем испарился. Затем он попытался построить полный размер самолета, Aerodrome A, с бензиновым двигателем.В 1903 году это разбился сразу же после спуска с домашнего катера.

В 1903 году братьев Райт полетел, Flyer , с 12-сильным газом двигатель.

С 1903 года, года первого полета братьев Райт, до конца 1930-х годов бензиновый поршневой двигатель внутреннего сгорания с пропеллером единственное средство, используемое для приведения в движение самолета.

Это был Фрэнк Уиттл , британский пилот, который разработал и запатентовал первый турбореактивный двигатель в 1930 году.Двигатель Уиттл впервые полетел успешно в мае 1941 года. Этот двигатель имел многоступенчатый компрессор и систему сгорания. камера, одноступенчатая турбина и сопло.

В то же время, когда Уиттл работал в Англии, Ганс фон Охайн работал над аналогичным дизайном в Германии. Первый самолет успешно Использовать газотурбинный двигатель был немецкий Heinkel He 178, август 1939 года. Это был первый в мире турбореактивный двигатель рейс.

General Electric построила первый американский реактивный двигатель для ВВС США Реактивный самолет . Это был экспериментальный самолет XP-59A, который впервые полетел в октябре 1942 года.

Типы реактивных двигателей

Турбореактивные двигатели

Основная идея турбореактивный двигатель просто.Воздух забирается из отверстия в передней части двигателя сжимается в 3-12 раз от исходного давления в компрессоре. Топливо добавляется в воздух и сжигается в камере сгорания для поднять температуру жидкой смеси примерно до 1100 ° F до 1300 ° F. Полученный горячий воздух проходит через турбину, которая приводит в движение компрессор. Если турбина и компрессор работают, давление на выходе турбины будет почти вдвое больше атмосферного давления, и это избыточное давление отправляется к соплу, чтобы произвести высокоскоростной поток газа, который создает тягу.Значительное увеличение тяги может быть достигнуто с помощью форсаже. Это вторая камера сгорания, расположенная после турбины и перед сопло. Дожигатель повышает температуру газа перед соплом. Результатом этого повышения температуры является увеличение примерно на 40 процентов в тяге при взлете и гораздо больший процент на высоких скоростях, как только самолет в воздухе.

Турбореактивный двигатель - реактивный двигатель.В реакторе, расширяющемся газе давить сильно на переднюю часть двигателя. Турбореактивный двигатель всасывает воздух и сжимает или сжимает это. Газы протекают через турбину и заставляют ее вращаться. Эти газы отскочить назад и выстрелить из задней части выхлопа, толкая самолет вперед.

Изображение турбореактивного двигателя

Турбропропы

А турбовинтовой двигатель реактивный двигатель, прикрепленный к винтуТурбина в задняя часть поворачивается горячими газами, и это поворачивает вал, который приводит в движение пропеллер. Некоторые небольшие авиалайнеры и транспортные самолеты приводятся в действие турбовинтовыми двигателями.

Как турбореактивный, турбовинтовой двигатель состоит из компрессора, сгорания камеры и турбины, давление воздуха и газа используется для запуска турбины, которая затем создает мощность для привода компрессора. По сравнению с турбореактивным двигателем, турбовинтовой двигатель обладает большей эффективностью при скорости полета ниже примерно 500 миль в час.Современные турбовинтовые двигатели оснащены винтами, которые имеют меньший диаметр, но большее количество лопастей для эффективной работы на гораздо более высоких скоростях полета. Чтобы приспособить более высокие скорости полета, лопасти имеют форму ятагана с опущенными передними кромками на концах лезвия. Двигатели с такими винтами называются пропфанов .

Изображение турбовинтового двигателя

Турбовентиляторы

А турбовентиляторный двигатель имеет большой вентилятор спереди, который всасывает воздух.Большая часть воздуха проходит вокруг двигателя, что делает его тише и дает больше тяги на низких скоростях. Большинство современных авиалайнеров имеют питание турбовентиляторы. В турбореактивном двигателе весь воздух, поступающий на впуск, проходит через газогенератор, который состоит из компрессора, камеры сгорания и турбины. В турбовентиляторном двигателе только часть поступающего воздуха поступает в камера сгорания. Остальная часть проходит через вентилятор или компрессор низкого давления, и выбрасывается непосредственно как «холодная» струя или смешивается с выхлопом газогенератора производить "горячую" струю.Целью этого типа обходной системы является увеличение тяга без увеличения расхода топлива. Это достигается путем увеличения общий воздушно-массовый поток и снижение скорости в пределах того же общего источника энергии.

Изображение турбовентиляторный двигатель

Турбовальные валы

Это еще одна форма газотурбинного двигателя, которая работает во многом как турбовинтовой двигатель система.Это не водить винт. Вместо этого он обеспечивает мощность для вертолета ротор. Турбовальный двигатель сконструирован таким образом, чтобы скорость вращения вертолета ротор не зависит от скорости вращения газогенератора. Это разрешает частота вращения ротора должна быть постоянной, даже если скорость генератора варьируется, чтобы модулировать количество производимой энергии.

Изображение турбовального двигателя

Ramjets

ПВРД является Самый простой реактивный двигатель и не имеет движущихся частей.Скорость струи "баранов" или нагнетает воздух в двигатель. По сути это турбореактивный двигатель, в котором вращается машины были опущены. Его применение ограничено тем, что его Степень сжатия полностью зависит от скорости движения. ПВРД не развивает статичность тяга и очень малая тяга вообще ниже скорости звука. Как следствие, Для ПВРД необходим некоторый вспомогательный взлет, такой как другой самолет. Он был использован в основном в ракетно-управляемых системах.Космические аппараты используют это тип струи.

Изображение Ramjet Engine

Вернуться к началу

Что такое аэронавтика? | Динамика полета | самолеты | Двигатели | история полета | Что такое UEET?
Словарь | Весело и игры | Образовательные ссылки | Урок Планы Индекс сайта | Дом

,

Удельная тяга - Википедия

Удельная тяга - это тяга на единицу массового расхода воздуха реактивного двигателя (например, турбореактивного двигателя, турбовентиляторного двигателя и т. Д.) И может быть рассчитана по отношению чистой тяги к общему потоку всасываемого воздуха. [1]

Двигатели с низкой удельной тягой имеют тенденцию быть более эффективными в отношении топлива (при дозвуковых скоростях), но также имеют более низкую эффективную скорость выхлопа и более низкую максимальную воздушную скорость. Двигатели, которые, как считается, имеют высокую удельную тягу, в основном используются для сверхзвуковых скоростей, а двигатели с чрезвычайно высокой удельной тягой могут достигать гиперзвуковых скоростей.

Двигатели с низкой удельной тягой [править]

Современный гражданский турбовентилятор имеет низкую удельную тягу (~ 30 фунт-сил / фунт / с) для поддержания шума струи на приемлемом уровне и для достижения низкого расхода топлива, поскольку низкая удельная тяга помогает улучшить удельный расход топлива ( SFC). [2] Эта низкая удельная тяга обычно достигается с высоким коэффициентом байпаса. Кроме того, низкая удельная тяга подразумевает, что двигатель имеет относительно большой диаметр, так как генерирует чистую тягу.Следовательно, такие авиационные двигатели обычно располагаются снаружи, в отдельной гондоле или подвеске, прикрепленной к крылу или задней части фюзеляжа.

Двигатели с высокой удельной тягой [править]

Напротив, военные турбовентиляторы часто имеют довольно высокую удельную тягу (45-110 фунт-сил / фунт / с), которая поддерживает низкую площадь поперечного сечения двигателя, чтобы легче разместить узкий фюзеляж, который сводит к минимуму сопротивление. Высокая удельная тяга обычно приводит к более высокому уровню шума, что не является важным фактором для большинства военных применений.

Максимальная воздушная скорость [править]

Удельная тяга оказывает существенное влияние на частоту перепада тяги: низкая скорость струи, связанная с двигателем с малой удельной тягой, подразумевает значительное снижение полезной тяги при увеличении скорости полета, которая может быть компенсирована только частично изменениями дроссельной заслонки при номинальных условиях (например, максимальный рекомендуемый рейтинг подъема).

Сверхзвуковой самолет [править]

Сверхзвуковые самолеты требуют высокой удельной тяги, поскольку это дает высокую скорость выпуска.

Дожигатели [править]

Удельная сухая тяга влияет на производительность форсажных турбовентиляторов.

Двигатель с низкой (сухой) удельной тягой имеет низкую температуру выхлопной трубы, что означает, что повышение температуры на форсажной камере может быть высоким, что обеспечивает хороший прирост тяги в форсажной камере. Тем не менее, удельная мощность дожигания все еще остается относительно низкой. Общий расход топлива (основная камера сгорания плюс форсажная камера) фиксируется повышением температуры от воздухозаборника к форсунке и для данного воздушного потока мало изменяется при удельной сухой тяге.Следовательно, низкая тяга дожигания подразумевает высокий SFC дожигания. Тем не менее, сухой SFC низкий.

Ситуация полностью перевернута для высокой (сухой) удельной тяги.

Следовательно, разработчики двигателей должны выбрать уровень удельной сухой тяги, подходящий для применения в двигателе. Компромисс может потребоваться.

Список литературы [править]

См. Также [править]

,

Смотрите также


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