Teaduses reaktiivmootor nimetatakse keha liikumiseks, mis toimub siis, kui osa sellest eraldatakse. Mida see tähendab?

Võib tuua lihtsaid näiteid. Kujutage ette, et olete paadis keset järve. Paat seisab paigal. Siin aga võtad sa paadi põhjast raske kivi ja viskad selle jõuga vette. Mis siis saab? Paat hakkab aeglaselt liikuma. Veel üks näide. Täidame kummipalli täis ja laseme siis õhul sellest vabalt välja pääseda. Tühjendav õhupall lendab õhuvoolu kiirusele vastupidises suunas. Toimejõud on võrdne reaktsioonijõuga. Sa viskasid kivi jõuga, aga sama jõud pani paadi sisse liikuma vastaspool.

Reaktiivmootor on üles ehitatud sellele füüsikaseadusele. Kütus põleb kuumakindlas kambris. Põlemisel tekkiv hõõguv paisuv gaas väljub jõuga düüsist. Kuid sama jõud surub mootorit ennast (koos raketi või lennukiga vastassuunas). Seda jõudu nimetatakse tõukejõuks.

Reaktiivjõu põhimõte on inimkonnale teada olnud pikka aega. - lihtsaid rakette valmistasid iidsed hiinlased. Kuid selleks, et kaasaegsed lennukid ja raketid taevasse tõuseksid, pidid insenerid lahendama palju tehnilisi probleeme ja tänapäevased reaktiivmootorid on üsna keerulised seadmed.

Proovime vaadata lennunduses kasutatavate reaktiivmootorite sisse. Räägime kosmoserakettmootoritest mõni teine ​​kord.

Nii täna reaktiivlennukid lennata kolme tüüpi mootoritega:

Turboreaktiivmootor;

turboventilaator;

Turbopropeller.

Kuidas need on paigutatud ja kuidas need üksteisest erinevad? Alustame kõige lihtsamast - turboreaktiivmootor . Juba selle seadme nimi ütleb meile märksõna - "turbiin". Turbiin on võll, mille ümber on kinnitatud metallist labad. "kroonlehed" viltu pööratud. Kui piki võlli suunatakse turbiinile õhuvool (või näiteks vesi), hakkab see pöörlema. Kui turbiini võll vastupidi hakkab pöörlema, juhivad selle labad mööda võlli õhu- või veejoa.

Põlemine on kütuse kombinatsioon hapnikuga, gaasiga, mida tavaõhus ei leidu kuigi palju. Täpsemalt on meile täiesti piisav, et seda hingata. Aga jaoks "hingetõmme" reaktiivmootori põlemiskambrites on õhus liiga palju hapnikku lahustunud.

Mida tuleb teha surnud tulekahju taastamiseks? Õigesti! Puhuge sellele või lehvitage näiteks vineerilehega. Õhku sundides sa "sööda" söed on hapnikuga küllastunud ja leek süttib uuesti. Turbiin teeb sama ka turboreaktiivmootoris.

Kui lennuk liigub edasi, siseneb mootorisse õhujuga. Siin kohtub õhk suurel kiirusel pöörlevate kompressori turbiinidega. Sõna "kompressor" saab tõlkida vene keelde kui "kompressor". Kompressori turbiini labad suruvad õhku kokku umbes 30 korda ja "läbi suruma" see põlemiskambrisse. Kütuse põlemisel tekkiv hõõggaas tormab edasi düüsi juurde. Kuid tema teel on veel üks turbiin. Teradele sattudes paneb gaasijuga tema võlli pöörlema. Kuid kompressori turbiinid on kinnitatud sama võlli külge. Selgub selline omapärane "tõuka-tõmba". Kompressor pumpab õhku mootorisse, suruõhu ja kütuse segu põleb ära, vabastades kuuma gaasi ning düüsi teel olev gaas paneb kompressori turbiine pöörlema.

Tekib huvitav küsimus - kuidas sellist mootorit käivitada? Lõppude lõpuks, kuni suruõhk ei sisene põlemiskambrisse, ei hakka kütus põlema. See tähendab, et kompressori turbiini pöörlema ​​panevat kuuma gaasi ei teki. Kuid kuni kompressori turbiin pöörleb, pole suruõhku.

Tuleb välja, mootor käivitatakse elektrimootoriga mis on ühendatud turbiini võlliga. Elektrimootor paneb kompressori pöörlema ​​ja niipea, kui põlemiskamber ilmub vajalik rõhkõhku, kütus siseneb ja süüde aktiveerub. Reaktiivmootor töötab!

Turboreaktiivmootori seade.

Turboreaktiivmootorid on väga võimsad ja kaaluvad suhteliselt vähe. Seetõttu paigaldatakse need tavaliselt ülehelikiirusega sõjalennukitele, aga ka ülehelikiirusega reisijalaevadele. Kuid sellistel mootoritel on tõsiseid puudujääke Nad teevad palju müra ja põletavad liiga palju kütust.

Seetõttu on allahelikiirusel (alla 1200 kilomeetri tunnis) lendavatel lennukitel nn.

Turboventilaatormootori seade.

Erinev need on turboreaktiivmootorist selle poolest, et ees, kompressori külge, on võllile kinnitatud teine ​​suurte labadega turbiin - ventilaator. Tema on see, kes esimesena kohtub vastutuleva õhuvooluga ja ajab selle jõuga tagasi. Osa sellest õhust, nagu turboreaktiivmootoris, siseneb kompressorisse ja sealt edasi põlemiskambrisse ning teine ​​osa "ümber keerata" kaamera ja visatakse samuti tagasi, luues täiendava veojõu. Täpsemalt selleks turboventilaatori mootor põhijoa tõukejõu (umbes 3/4) tekitab just see õhuvool, mis ventilaatorit käitab. Ja ainult 1/4 tõukejõust annavad düüsist väljuvad kuumad gaasid.

Selline mootor on palju vähem mürarikas ja põletab palju vähem kütust, mis on reisijateveoks kasutatavate lennukite jaoks väga oluline.

Turbopropellermootori seade.

Turbiini võlli pöörlemine edastatakse propellerile - propellerile, mis surub lennukit edasi. Hiiglaslike labadega sõukruvi ei saa pöörlema ​​sama meeletu kiirusega kui turbiini võll. Seetõttu on sõukruvi võlliga ühendatud käigukastiga, mis vähendab pöörlemiskiirust. Ja kuigi turbopropellermootor "sööb" kütust on vähe, mis tähendab, et see muudab lennu maksumuse odavamaks, ei suuda lennukit suurele kiirusele kiirendada. Seetõttu kasutatakse selliseid mootoreid tänapäeval peamiselt transpordilennunduses ja kohalikke lende sooritavatel väikestel reisilennukitel.

Kogemuse saamiseks vajate:

1. tugevam niit;

2. lai kõrs kokteili jaoks;

3. õhupall piklik kuju;

4. kleeplindi tokk;

5. pesulõks.

Tõmmake niit (see võib olla nurga all), juhtides selle eelnevalt läbi põhu. Täitke õhupall täis ja, et see tühjaks ei tuleks, pigistage seda pesulõksuga, nagu on näidatud vasakpoolsel joonisel. Nüüd kleepige pall kõrre külge. Reaktiivmootor on valmis!

Sinu märkide järgi! Keerake pesulõks lahti. Pallist väljub õhuvool ja ta libiseb koos õlgedega mööda niiti edasi.

© Selle artikli osalise või täieliku kasutamise korral - aktiivne hüperlink saidile on KOHUSTUSLIK

TÄHELEPANU! Aegunud uudiste formaat. Sisu õige kuvamisega võib esineda probleeme.

Reaktiivmootor

Varased reaktiivlennukid: Me.262 ja Yak-15

Soojusmasina loomise ideed, mille hulka kuulub ka reaktiivmootor, on inimestele teada juba iidsetest aegadest. Nii on Aleksandria Heroni traktaadis pealkirja "Pneumaatika" all kirjeldus Eolipilist - "Eoli" pallist. See disain See ei olnud midagi muud kui auruturbiin, milles aur juhiti torude kaudu pronkssfääri ja sealt välja pääsedes seda kera keerutati. Tõenäoliselt kasutati seadet meelelahutuseks.

Ideest ei läinud mööda ka suur Leonardo, kavatsedes teradele juhitava kuuma õhu abil sülitada praadimiseks.

Gaasiturbiinmootori idee pakkus esmakordselt välja 1791. aastal inglise leiutaja J. Barber: tema gaasiturbiinmootori konstruktsioon oli varustatud gaasigeneraatori, kolbkompressori, põlemiskambri ja gaasiturbiiniga.

Ta kasutas oma 1878. aastal välja töötatud lennuki elektrijaamana soojusmootorit ja A.F.-i. Mozhaisky: kaks aurujõul töötavat mootorit panevad masina propellerid liikuma. Madala efektiivsuse tõttu ei saavutatud soovitud efekti.

Teine vene insener - P.D. Kuzminsky - aastal 1892 töötas ta välja idee gaasiturbiinmootorist, milles kütus põles konstantsel rõhul. 1900. aastal projektiga alustades otsustas ta paigaldada väikesele paadile mitmeastmelise gaasiturbiiniga gaasiturbiinmootori. Kuid disaineri surm takistas tal alustatut lõpetamast.

Intensiivsemalt hakati reaktiivmootorit looma alles kahekümnendal sajandil: esmalt teoreetiliselt ja paar aastat hiljem - juba praktikas.

1903. aastal ilmus teoses “Maailmaruumide uurimine reaktiivseadmetega” K.E. Tsiolkovski arenes teoreetiline alus vedelkütusega rakettmootorid (LRE) koos vedelkütust kasutava reaktiivmootori põhielementide kirjeldusega.

Õhkreaktiivmootori (VRD) loomise idee kuulub R. Lorinile, kes patenteeris projekti 1908. aastal. Mootori loomise katsel pärast seadme jooniste avaldamist 1913. aastal leiutaja ebaõnnestus: VRE tööks vajalikku kiirust ei saavutatudki.

Gaasiturbiinmootorite loomise katsed jätkusid. Niisiis, aastal 1906, vene insener V.V. Karavodin töötas välja ja kaks aastat hiljem ehitas nelja vahelduva põlemiskambriga ja gaasiturbiiniga kompressorita gaasiturbiinmootori. Seadme arendatav võimsus aga isegi 10 000 p/min juures ei ületanud 1,2 kW (1,6 hj).

Loonud gaasiturbiini vahelduvpõlemismootori ja Saksa disainer H. Holvart. Olles 1908. aastal ehitanud gaasiturbiinmootori, viis ta 1933. aastaks pärast aastatepikkust tööd selle täiustamisel mootori kasuteguri 24%-ni. Idee pole aga leidnud laialdast rakendust.

Turboreaktiivmootori idee avaldas 1909. aastal vene insener N.V. Gerasimov, kes sai reaktiivjõu tekitamiseks patendi gaasiturbiinmootorile. Töö selle idee elluviimisel ei peatunud Venemaal ja hiljem: 1913. aastal M.N. Nikolskoy projekteerib gaasiturbiinmootorit võimsusega 120 kW (160 hj) koos kolmeastmelise gaasiturbiiniga; 1923. aastal V.I. Bazarov pakub elektriskeem gaasiturbiinmootor, konstruktsioonilt sarnane tänapäevaste turbopropellermootoritega; 1930. aastal V.V. Uvarov koos N.R. Briling kavandas ja rakendab 1936. aastal tsentrifugaalkompressoriga gaasiturbiinmootorit.

Suure panuse reaktiivmootori teooria loomisse andsid Venemaa teadlaste S.S. Neždanovski, I.V. Meshchersky, N.E. Žukovski. Prantsuse teadlane R. Eno-Peltri, Saksa teadlane G. Oberth. Õhkreaktiivmootori loomist mõjutas ka kuulsa Nõukogude teadlase B.S. Stechkin, kes avaldas 1929. aastal oma teose "Õhku hingava mootori teooria".

Töö vedelkütusega reaktiivmootori loomisel ei katkenud ka: 1926. aastal lasi Ameerika teadlane R. Goddard välja vedelkütusel töötava raketi. Töö sellel teemal toimus ka Nõukogude Liidus: ajavahemikul 1929–1933 töötas V.P. Glushko töötas välja ja katsetas gaasidünaamika laboris elektrotermilist reaktiivmootorit. Sel perioodil lõi ta ka esimesed kodumaised vedelkütuse reaktiivmootorid - ORM, ORM-1, ORM-2.

Suurima panuse reaktiivmootori praktilisse rakendamisse andsid Saksa disainerid ja teadlased. Sel viisil tulevases sõjas tehnilist üleolekut saavutada lootnud riigi toel ja rahastusel lähenes III Reichi insenerikorpus maksimaalse efektiivsusega ja lühikese ajaga lahingukomplekside loomisele, mis põhinesid 2010. aasta märtsis. reaktiivmootor.

Lennukomponendile keskendudes võib öelda, et juba 27. augustil 1939 tõusis Heinkeli kompanii katsepiloot lendkapten E. Warzitz õhku He.178 - reaktiivlennuki, mille tehnoloogilised arengud olid hiljem kasutati hävitajate Heinkel He.280 ja Messerschmitt Me.262 Schwalbe loomiseks.

Paigaldatud Heinkel He.178-le, Heinkel Strahltriebwerke HeS 3 mootor, mille projekteeris H.-I. von Ohaina, kuigi mitte väga võimas, suutis avada lahingulennunduse reaktiivlendude ajastu. Maksimaalne kiirus, mille He.178 saavutas kiirusel 700 km/h, kasutades mootorit, mille võimsus ei ületanud 500 kgf kodaramahtu. Ees ootasid piiramatud võimalused, mis röövisid kolbmootorite tuleviku.

Terve seeria Saksamaal loodud reaktiivmootoreid, näiteks Junkersi toodetud Jumo-004, võimaldas tal juba II maailmasõja lõpus omada seerialennukeid ja pommitajaid, edestades teisi riike selles suunas mitme aastaga. Pärast III Reichi lüüasaamist oli saksa tehnoloogia andis tõuke reaktiivlennukite ehituse arengule paljudes maailma riikides.

Ainus riik, kes suutis Saksamaa väljakutsele vastata, oli Suurbritannia: hävitajale Gloster Meteor paigaldati F. Whittle'i loodud Rolls-Royce Derwent 8 turboreaktiivmootor.

Trofee Jumo 004

Maailma esimene turbopropellermootor oli Ungari Jendrassik Cs-1 mootor, mille konstrueeris D. Jendrashik, kes ehitas selle 1937. aastal Ganzi tehases Budapestis. Vaatamata rakendamisel tekkinud probleemidele pidi mootor olema paigaldatud Ungari kahemootorilisele ründelennukile Varga RMI-1 X / H, mis oli spetsiaalselt selle lennukidisaineri L. Vargo jaoks loodud. Kuid Ungari spetsialistidel ei õnnestunud tööd lõpetada - ettevõte suunati ümber Saksa Daimler-Benz DB 605 mootorite tootmisele, mis valiti paigaldamiseks Ungari Messerschmitt Me.210-le.

Enne sõja algust NSV Liidus jätkus töö loomise kallal erinevat tüüpi reaktiivmootorid. Nii katsetati 1939. aastal rakette, millel I.A. konstrueeritud ramjetmootorid. Merkulov.

Samal aastal alustati Leningradi Kirovi tehases esimese kodumaise turboreaktiivmootori ehitamisega, mille projekteeris A.M. Hällid. Sõja puhkemine aga peatus eksperimentaalne tööüle mootori, suunates kogu tootmisvõimsuse esiosa vajadustele.

Tõeline reaktiivmootorite ajastu algas pärast Teise maailmasõja lõppu, kui lühikese aja jooksul suudeti vallutada mitte ainult helibarjäär, vaid ka maa gravitatsioon, mis võimaldas inimkonna avakosmosesse tuua.

Reaktiivmootorid. Reaktiivmootorite ajalugu.

Reaktiivmootorid.

Reaktiivmootor on seade, mille konstruktsioon võimaldab saada joa tõukejõudu, muutes kütuse etteande siseenergia töövedeliku joa kineetiliseks energiaks.

Objekti töökeha voolab suurel kiirusel reaktiivmootorist välja ja vastavalt impulsi jäävuse seadusele tekib reaktiivjõud, mis surub mootorit vastassuunas. Töövedeliku kiirendamiseks saab seda kasutada ühel või teisel viisil kuumutatud gaasi paisutamiseks. kõrge temperatuur(termilised reaktiivmootorid) ja teised füüsikalised põhimõtted, näiteks laetud osakeste kiirendamine elektrostaatilises väljas (ioonmootor).

Reaktiivmootor võimaldab teil luua tõmbejõudu ainult reaktiivjoa ja töövedeliku koostoime tõttu, ilma toe või kontaktita teiste kehadega. Sellega seoses on reaktiivmootor leidnud laialdast rakendust lennunduses ja astronautikas.

Reaktiivmootorite ajalugu.

Hiinlased olid esimesed, kes õppisid kasutama reaktiivjõudu, tahkekütuse raketid ilmusid Hiinas 10. sajandil pKr. e. Selliseid rakette kasutati idas ja seejärel Euroopas ilutulestikuks, signaalimiseks ja lahingurakettidena.

Vana-Hiina raketid.

Reaktiivjõu idee arendamise oluline etapp oli idee kasutada raketti lennuki mootorina. Selle sõnastas esmakordselt Vene revolutsionäär Narodnaja Volja N. I. Kibaltšitš, kes 1881. aasta märtsis vahetult enne hukkamist pakkus välja skeemi lennuki (rakettlennuki) jaoks, mis kasutaks plahvatusohtlikest pulbergaasidest reaktiivjõudu.

N. E. Žukovski arendas oma töödes "Väljavoolava ja sissevoolava vedeliku reaktsioonist" (1880. aastad) ja "Väljavoolava vee reaktsioonijõul liikuma pandud laevade teooriast" (1908) esmakordselt välja reaktiivlennuki teooria põhiküsimused. mootor.

Huvitav töö raketilennu uurimisel kuulub ka kuulsale vene teadlasele I. V. Meshcherskyle, eriti muutuva massiga kehade liikumise üldteooria valdkonnas.

1903. aastal esitas K. E. Tsiolkovski oma teoses "Maailmaruumide uurimine reaktiivinstrumentidega" raketi lennu teoreetilise põhjenduse, samuti raketimootori skemaatilise diagrammi, mis nägi ette paljusid põhi- ja konstruktsioonipõhimõtteid. kaasaegsete vedelkütusega rakettmootorite (LRE) omadused. Niisiis nägi Tsiolkovski ette vedelkütuse kasutamise reaktiivmootori jaoks ja selle tarnimise mootorisse spetsiaalsete pumpadega. Ta tegi ettepaneku juhtida raketi lendu gaasitüüride abil - spetsiaalsed plaadid, mis asetati düüsist eralduvate gaaside juga.

Vedelkütusel töötava mootori eripäraks on see, et erinevalt teistest reaktiivmootoritest kannab see koos kütusega kaasa kogu oksüdeerija varu ega võta atmosfäärist kütuse põletamiseks vajalikku hapnikku sisaldavat õhku. See on ainus mootor, mida saab kasutada ülikõrgetel lendudel väljaspool Maa atmosfääri.

Maailma esimese vedelkütusega rakettmootoriga raketi lõi ja lasi 16. märtsil 1926 välja ameeriklane R. Goddard. See kaalus umbes 5 kilogrammi ja selle pikkus ulatus 3 m. Goddardi raketi kütuseks oli bensiin ja vedel hapnik. Selle raketi lend kestis 2,5 sekundit, mille jooksul lendas see 56 m.

Süstemaatiline eksperimentaalne töö nende mootoritega algas 1930. aastatel.

Esimesed Nõukogude vedelkütuse rakettmootorid töötati välja ja loodi aastatel 1930–1931 Leningradi gaasidünaamika laboris (GDL) tulevase akadeemiku V. P. Glushko juhendamisel. Selle seeria nimi oli ORM - kogenud raketimootor. Glushko rakendas mõningaid uuendusi, näiteks jahutas mootorit ühe kütusekomponendiga.

Paralleelselt tegeles Moskvas rakettmootorite väljatöötamisega Jet Propulsion Study Group (GIRD). Selle ideoloogiline inspireerija oli F. A. Zander, korraldaja noor S. P. Korolev. Korolevi eesmärk oli ehitada uus raketiaparaat – rakettlennuk.

1933. aastal ehitas F. A. Zander ja katsetas edukalt bensiini ja suruõhuga töötavat rakettmootorit OR1 ning aastatel 1932–1933 bensiini ja vedelhapniku jõul töötavat OP2 mootorit. See mootor oli mõeldud paigaldamiseks purilennukile, mis pidi lendama rakettlennukina.

Alustatud tööd arendades jätkasid Nõukogude insenerid seejärel vedelkütuse reaktiivmootorite loomisega. Kokku töötati NSV Liidus aastatel 1932–1941 välja 118 vedelkütuse reaktiivmootori konstruktsiooni.

Saksamaal katsetasid 1931. aastal rakette I. Winkler, Riedel jt.

Esimene lend vedelkütuselise mootoriga rakettmootoriga lennukiga tehti Nõukogude Liidus 1940. aasta veebruaris. LRE-d kasutati lennuki elektrijaamana. 1941. aastal ehitati Nõukogude disaineri V. F. Bolkhovitinovi juhtimisel esimene vedelkütuselise mootoriga reaktiivlennuk. Tema katsed viis 1942. aasta mais läbi piloot G. Ya. Bakhchivadzhi. Samal ajal toimus sellise mootoriga Saksa hävitaja esimene lend.

1943. aastal katsetasid USA esimest Ameerika reaktiivlennukit, mis oli varustatud vedelikreaktiivmootoriga. Saksamaal ehitati 1944. aastal nende Messerschmitti konstrueeritud mootoritega mitu hävitajat.

Lisaks kasutati W. von Brauni juhtimisel loodud Saksa V2 rakettidel vedelkütusega rakettmootoreid.

1950. aastatel paigaldati ballistilistele rakettidele vedelad rakettmootorid ja seejärel edasi kosmoseraketid, tehissatelliidid, automaatsed planeetidevahelised jaamad.

Raketimootor koosneb otsikuga põlemiskambrist, turbopumba agregaadist, gaasigeneraatorist või auru-gaasi generaatorist, automaatikasüsteemist, juhtelementidest, süütesüsteemist ja abisõlmedest (soojusvahetid, segistid, ajamid).

Õhkreaktiivmootorite (VRD) idee on välja pakutud rohkem kui üks kord erinevad riigid Oh. Kõige olulisem ja originaalteosed selles osas on 1908.–1913. aastal läbi viidud uuringud prantsuse teadlase Renaud Loreni poolt, kes pakkus välja mitmeid skeeme reaktiivmootorite (ramjet-mootorite) jaoks. Neid mootoreid kasutatakse oksüdeerijana atmosfääriõhk ja õhu kokkusurumise põlemiskambris tagab õhu dünaamiline rõhk.

1939. aasta mais katsetati esimest korda NSV Liidus P. A. Merkulovi konstrueeritud reaktiivmootoriga raketti. Tegemist oli kaheastmelise raketiga (esimene aste oli pulberrakett), stardimassiga 7,07 kg ja ramjeti teise astme kütusekaal oli vaid 2 kg. Katse käigus jõudis rakett 2 km kõrgusele.

Aastatel 1939-1940 viis Nõukogude Liit esimest korda maailmas läbi N. P. Polikarpovi konstrueeritud lennukile lisamootoritena paigaldatud reaktiivmootorite suviseid katseid. 1942. aastal katsetati Saksamaal E. Sengeri konstrueeritud ramjetmootoreid.

Reaktiivmootor koosneb difuusorist, milles surutakse õhku vastutuleva õhuvoolu kineetilise energia tõttu kokku. Kütus süstitakse põlemiskambrisse läbi otsiku ja segu süttib. Jugavool väljub läbi düüsi.

Veepoliitika raamdirektiivi töö on pidev, seega puudub neis käivitusjõud. Sellega seoses ei kasutata lennukiirustel, mis on alla poole helikiirusest, reaktiivmootoreid. WFD kasutamine on kõige tõhusam ülehelikiirusel ja suurtel kõrgustel. Reaktiivmootoriga lennuki õhkutõusmine toimub tahke- või vedelkütusega rakettmootorite abil.

Veel üks reaktiivmootorite rühm, turbokompressormootorid, sai rohkem arendust. Need jagunevad turboreaktiivmootoriteks, milles tõukejõu tekitab reaktiivdüüsist voolav gaasijuga, ja turbopropellermootoriteks, mille puhul põhitõukejõu tekitab propeller.

1909. aastal töötas turboreaktiivmootori konstruktsiooni välja insener N. Gerasimov. 1914. aastal kavandas ja ehitas Vene mereväe leitnant M.N. Nikolskoi turbopropellerlennuki mootori mudeli. Tärpentini ja lämmastikhappe segu gaasilised põlemisproduktid olid kolmeastmelise turbiini töövedelikuna. Turbiin ei töötanud ainult propelleri peal: heitgaasilised põlemissaadused, mis olid suunatud saba (joa) düüsile, tekitasid lisaks sõukruvi tõukejõule ka joa tõukejõu.

1924. aastal töötas V. I. Bazarov välja lennuki turbokompressor-reaktiivmootori konstruktsiooni, mis koosnes kolmest elemendist: põlemiskambrist, gaasiturbiinist ja kompressorist. Esimest korda jagati siin suruõhuvool kaheks haruks: väiksem osa läks põlemiskambrisse (põletisse) ja suurem osa segati töögaasidega, et alandada nende temperatuuri turbiini ees. See tagas turbiini labade ohutuse. Mitmeastmelise turbiini võimsust kasutati mootori enda tsentrifugaalkompressori käitamiseks ja osaliselt propelleri pööramiseks. Lisaks propellerile tekkis tõukejõud sabadüüsi läbinud gaasijoa reaktsioonil.

1939. aastal alustati Leningradis Kirovi tehases A. M. Ljulka projekteeritud turboreaktiivmootorite ehitamist. Tema katsumused katkestas sõda.

1941. aastal tehti Inglismaal esimene lend F. Whittle'i konstrueeritud turboreaktiivmootoriga varustatud eksperimentaalsel hävitajal. See oli varustatud gaasiturbiinmootoriga, mis käivitas tsentrifugaalkompressori, mis andis põlemiskambrisse õhku. Põlemisprodukte kasutati joa tõukejõu tekitamiseks.

Teise maailmasõja lõpuks sai selgeks, et lennunduse edasine tõhus areng on võimalik ainult täielikult või osaliselt reaktiivjõu põhimõtteid kasutavate mootorite kasutuselevõtuga.

Esimesed reaktiivmootoriga lennukid loodi Natsi-Saksamaal, Suurbritannias, USA-s ja NSV Liidus.

NSV Liidus pakkus 1943. aasta märtsis OKB-301 juht M. I. Gudkov välja esimese hävitajaprojekti koos A. M. Lyulka välja töötatud vee raamdirektiiviga. Lennuki nimi oli Gu-VRD. Eksperdid lükkasid projekti tagasi, kuna ei usaldatud vee raamdirektiivi asjakohasust ja eeliseid võrreldes kolblennukite mootoritega.

Selles ja sellega seotud valdkondades (raketiteadus) töötavad Saksa disainerid ja teadlased leidsid end paremas olukorras. Kolmas Reich kavandas sõda ja lootis selle võidule tänu relvade tehnilisele paremusele. Seetõttu subsideeriti Saksamaal lennunduse ja raketitööstuse uusi arendusi, mis võiksid armeed tugevdada, heldemalt kui teistes riikides.

Esimene von Ohaini projekteeritud HeS 3 turboreaktiivmootoriga (TRD) varustatud lennuk oli He 178 (Heinkel Saksamaa). See juhtus 27. augustil 1939. aastal. See lennuk ületas kiiruselt (700 km/h) omaaegseid kolbvõitlejaid, mille maksimaalne kiirus ei ületanud 650 km/h, kuid oli vähem ökonoomne ja seetõttu ka lühema lennuulatusega. Lisaks oli sellel suurem stardi- ja maandumiskiirus kui kolblennukitel, mis vajasid pikemat ja parema kattega lennurada.

Töö sellel teemal jätkus peaaegu sõja lõpuni, mil Kolmas Reich, olles kaotanud oma endise eelise õhus, tegi ebaõnnestunud katse seda taastada, varustades sõjalennundusele reaktiivlennukeid.

Alates 1944. aasta augustist hakati masstootma reaktiivpommitajat Messerschmitt Me.262, mis oli varustatud kahe Junkersi toodetud turboreaktiivmootoriga Jumo-004. Messerschmitt Me.262 lennuk ületas kiiruse ja tõusukiiruse poolest märkimisväärselt kõiki oma "kaasaegseid".

Alates 1944. aasta novembrist hakati tootma samade mootoritega esimest reaktiivpommitajat Arado Ar 234 Blitz.

Ainus Hitleri-vastase koalitsiooni liitlaste reaktiivlennuk, mis ametlikult Teises maailmasõjas osales, oli F. Whittle'i konstrueeritud Rolls-Royce Derwent 8 turboreaktiivmootoriga Gloucester Meteor (Suurbritannia).

Pärast sõda algas kõikides riikides, kus oli lennundustööstus, intensiivne areng õhku hingavate mootorite vallas. Reaktiivmootorite ehitamine avas lennunduses uusi võimalusi: lennud helikiirust ületavate kiirustega ning gaasiturbiini suurema erivõimsuse tõttu kolblennukite kandevõimest kordades suurema kandevõimega lennukite loomine. mootorid võrreldes kolbmootoritega.

Esimene kodumaine seeriareaktiivlennuk oli hävitaja Yak-15 (1946), mis töötati välja rekordilise ajaga Yak-3 lennukikere ja hõivatud Jumo-004 mootori kohandamise põhjal, mis valmistati V mootoriehituse projekteerimisbüroos. Ja Klimov.

Aasta hiljem läbis A. M. Lyulka disainibüroos välja töötatud esimene, täiesti originaalne kodumaine turboreaktiivmootor TR-1 riiklikud testid. Täiesti uue mootoriehituse valdkonna nii kiirel arengutempol on seletus: A. M. Ljulka rühmitus on selle teemaga tegelenud juba sõjaeelsest ajast, kuid nendele arengutele anti roheline tuli alles siis, kui riigi juhtkond ühtäkki avastas NSV Liidu mahajäämus selles valdkonnas.

Esimene kodumaine reaktiivreisilennuk oli Tu-104 (1955), mis oli varustatud kahe turboreaktiivmootoriga RD-3M-500 (AM-3M-500), mis töötati välja A. A. Mikulini disainibüroos. Selleks ajaks oli NSV Liit juba lennukimootorite ehitamise alal maailma liidrite seas.

1913. aastal leiutatud ramjet-mootorit (ramjet) hakati samuti aktiivselt täiustama. Alates 1950. aastatest on Ameerika Ühendriikides loodud mitmeid katse- ja tootmislennukeid. tiibraketid erinevatel eesmärkidel seda tüüpi mootoriga.

Kuna reaktiivmootoritel on mehitatud õhusõidukitel kasutamisel mitmeid puudusi (null tõukejõud, madal kasutegur madalatel lennukiirustel), on reaktiivmootoritest oma lihtsuse tõttu saanud eelistatud reaktiivmootori tüüp mehitamata kulumürskude ja tiibrakettide jaoks ning seetõttu odavus ja töökindlus.

Turboreaktiivmootoris (TRD) surutakse lennu ajal sisenev õhk kõigepealt kokku õhu sisselaskeavas ja seejärel turboülelaaduris. Suruõhk juhitakse põlemiskambrisse, kuhu süstitakse vedelkütust (enamasti lennukipetrooleumi). Põlemisel tekkivate gaaside osaline paisumine toimub kompressorit pöörlevas turbiinis ja lõplik paisumine toimub jugaotsikus. Turbiini ja reaktiivmootori vahele saab paigaldada järelpõleti, mis on ette nähtud kütuse täiendavaks põletamiseks.

Nüüd on turboreaktiivmootorid (TRD) varustatud enamiku sõjaväe- ja tsiviillennukitega, aga ka mõne helikopteriga.

Turbopropellermootoris loob peamise tõukejõu propeller ja täiendava (umbes 10%) - reaktiivdüüsist voolava gaasijuga. Turbopropellermootori tööpõhimõte on sarnane turboreaktiivmootoriga (TR), selle erinevusega, et turbiin ei pööra mitte ainult kompressorit, vaid ka propellerit. Neid mootoreid kasutatakse allahelikiirusega lennukites ja helikopterites, samuti kiirlaevade ja autode liikumiseks.

Varaseimaid tahkekütuse reaktiivmootoreid (RTTD) kasutati lahingurakettides. Nende laialdane kasutamine algas 19. sajandil, kui paljudes armeedes ilmusid raketiüksused. AT XIX lõpus sajandil loodi esimesed suitsuvabad pulbrid, millel on stabiilsem põlemine ja suurem efektiivsus.

Aastatel 1920-1930 käis töö reaktiivrelvade loomisel. See tõi kaasa raketiheitjate ilmumise - Nõukogude Liidus "Katyusha", Saksamaal kuue toruga rakettmördid.

Uut tüüpi püssirohu hankimine võimaldas kasutada tahkekütuse reaktiivmootoreid lahingurakettides, sealhulgas ballistilistes. Lisaks kasutatakse neid lennunduses ja astronautikas kanderakettide esimeste etappide mootoritena, reaktiivmootoritega lennukite käivitusmootoritena ja kosmoseaparaatide pidurmootoritena.

Tahkekütuse reaktiivmootor (RTTZ) koosneb korpusest (põlemiskambrist), mis sisaldab kogu kütusevarustust ja reaktiivdüüsi. Korpus on valmistatud terasest või klaaskiust. Düüs on valmistatud grafiidist või tulekindlatest sulamitest. Kütus süüdatakse süüturiga. Tõukejõudu saab juhtida laengu põlemispinna või düüsi kriitilise osa ala muutmisega, samuti vedeliku süstimisega põlemiskambrisse. Tõukejõu suunda saab muuta gaasitüüride, kõrvalekaldotsiku (deflektori), abijuhtmootorite jms abil.

Tahkekütuse reaktiivmootorid on väga töökindlad, ei vaja keerulist hooldust, neid saab pikka aega säilitada ja need on alati käivitamiseks valmis.

Reaktiivmootorite tüübid.

Meie ajal on reaktiivmootorid kõige rohkem erinevad kujundused kasutatakse üsna laialdaselt.

Reaktiivmootorid võib jagada kahte kategooriasse: rakettreaktiivmootorid ja õhkreaktiivmootorid.

Tahkekütuse rakettmootor (SSRM) – raketimootor tahke kütus- tahkekütusemootorit kasutatakse kõige sagedamini raketisuurtükiväes ja palju harvem astronautikas. See on soojusmasinatest vanim.

Vedelkütusega rakettmootor (LRE) on keemiline rakettmootor, mis kasutab raketikütusena vedelikke, sealhulgas veeldatud gaase. Kasutatavate komponentide arvu järgi eristatakse ühe-, kahe- ja kolmekomponendilisi rakettmootoreid.

Otsevooluga õhujuga;

Pulseeriv õhujoa;

Turboreaktiivmootor;

Turbopropeller.

Kaasaegsed reaktiivmootorid.

Fotol on lennuki reaktiivmootor katsetamise ajal.

Foto näitab rakettmootorite kokkupanemise protsessi.

Reaktiivmootorid. Reaktiivmootorite ajalugu. Reaktiivmootorite tüübid.

ESSEE

SELLEL TEEMAL:

Reaktiivmootorid .

KIRJUTATUD: Kiselev A.V.

KALININGRAD

Sissejuhatus

Reaktiivmootor, mootor, mis loob liikumiseks vajaliku tõmbejõu, muutes algenergia töövedeliku joa kineetiliseks energiaks; töövedeliku väljahingamise tulemusena mootori düüsist tekib joa reaktsiooni (tagasilöögi) kujul reaktiivjõud, mis liigutab mootorit ja sellega struktuurselt seotud aparaati vastassuunas. joa väljavoolule. Erinevat tüüpi energiat (keemiline, tuumaenergia, elektrienergia, päikeseenergia) saab muuta raketimootoris reaktiivvoolu kineetiliseks (kiirus)energiaks. Otsese reaktsiooni mootor (otsereaktsioonimootor) ühendab mootori enda liikuriga, see tähendab, et see tagab oma liikumise ilma vahemehhanismide osaluseta.

R. d. kasutatava joa tõukejõu loomiseks vajate:

algenergia (esmane) allikas, mis muundatakse joa kineetiliseks energiaks;

töövedelik, mis väljutatakse R. d.-st jugavooluna;

R. D. ise on energiamuundur.

Algenergia salvestatakse õhusõiduki või muu RD-ga (keemiline kütus, tuumkütus) varustatud aparatuuri pardal või (põhimõtteliselt) võib see tulla väljast (päikeseenergia). R. d. töövedeliku saamiseks võib kasutada keskkonnast (näiteks õhust või veest) võetud ainet;

aine, mis on seadme paakides või otse d. R. kambris; keskkonnast pärit ja sõidukis hoitav ainete segu.

Kaasaegses R. d.-s kasutatakse keemiat kõige sagedamini primaarsena

Rakettide tulistamiskatsed

mootor Kosmosesüstik

Turboreaktiivmootorid AL-31F lennukid Su-30MK. klassi kuuluma reaktiivmootorid

energiat. Sel juhul on töövedelikuks hõõggaasid - keemilise kütuse põlemisproduktid. Raketimootori töötamise ajal muundatakse põlevate ainete keemiline energia põlemisproduktide soojusenergiaks ning kuumade gaaside soojusenergia reaktiivvoolu translatsiooniliikumise mehaaniliseks energiaks ja järelikult seade, millele mootor on paigaldatud. Mis tahes R. d. põhiosa on põlemiskamber, milles töövedelik genereeritakse. Kambri otsaosa, mis on ette nähtud töövedeliku kiirendamiseks ja joavoolu saamiseks, nimetatakse jugaotsikuks.

Sõltuvalt sellest, kas rakettmootorite töötamise ajal kasutatakse keskkonda või mitte, jagatakse need kahte põhiklassi - õhkreaktiivmootorid (WRD) ja rakettmootorid (RD). Kõik WFD-d on soojusmasinad, mille töövedelik moodustub põleva aine oksüdatsioonireaktsioonil õhuhapnikuga. Atmosfäärist tulev õhk moodustab suurema osa vee raamdirektiivi töövedelikust. Seega kannab vee raamdirektiiviga seade pardal energiaallikat (kütust) ja tõmbab suurema osa töövedelikust keskkonnast. Erinevalt vee raamdirektiivist on kõik RD töövedeliku komponendid RD-ga varustatud seadmes. Propelleri puudumine, mis suhtleb keskkond, ja kõigi töövedeliku komponentide olemasolu seadme pardal muudavad RD ainsaks kosmoses töötamiseks sobivaks. Samuti on kombineeritud rakettmootorid, mis on justkui kombinatsioon mõlemast põhitüübist.

Reaktiivmootorite ajalugu

Reaktiivjõu põhimõte on tuntud juba väga pikka aega. Heroni palli võib pidada R. d. Tahked rakettmootorid – pulberraketid ilmusid Hiinas 10. sajandil. n. e. Sadu aastaid kasutati selliseid rakette esmalt idas ja seejärel Euroopas ilutulestikuna, signaalina, lahinguna. 1903. aastal esitas K. E. Tsiolkovski oma teoses "Maailmaruumi uurimine reaktiivsete seadmetega" esimesena maailmas vedelkütuse rakettmootorite teooria põhisätted ja pakkus välja vedelkütuse põhielemendid. raketi mootor. Esimesed Nõukogude vedelad rakettmootorid - ORM, ORM-1, ORM-2 konstrueeris V. P. Glushko ja loodi tema juhtimisel aastatel 1930-31 Gas Dynamics Laboratory (GDL) juures. 1926. aastal lasi R. Goddard välja raketi, kasutades vedelkütust. Esimest korda lõi elektrotermilise RD ja katsetas Glushko GDL-is aastatel 1929-33.

1939. aastal katsetati NSV Liidus I. A. Merkulovi konstrueeritud reaktiivmootoritega rakette. Esimene turboreaktiivmootori skeem? pakkus välja vene insener N. Gerasimov 1909. aastal.

1939. aastal alustati Leningradis Kirovi tehases A. M. Ljulka projekteeritud turboreaktiivmootorite ehitamist. Loodud mootori katseid takistas Suur Isamaasõda aastatel 1941-45. 1941. aastal paigaldati F. Whittle'i (Suurbritannia) konstrueeritud turboreaktiivmootor esmakordselt lennukile ja seda katsetati. Suur tähtsus R. D. loomisel kasutati vene teadlaste S. S. Neždanovski, I. V. Meshchersky ja N. E. Žukovski teoreetilisi töid, samuti prantsuse teadlase R. Eno-Peltri ja Saksa teadlase G. Oberthi töid. Oluline panus VRD loomisse oli Nõukogude teadlase B. S. Stechkini töö "Õhku hingava mootori teooria", mis avaldati 1929. aastal.

R. d.-l on erinev eesmärk ja nende rakendusala laieneb pidevalt.

R. d. kasutatakse kõige laialdasemalt erinevat tüüpi õhusõidukitel.

Turboreaktiivmootorid ja kaheahelalised turboreaktiivmootorid on varustatud enamiku sõja- ja tsiviillennukitega üle maailma, neid kasutatakse helikopterites. Need rakettmootorid sobivad lendudeks nii allahelikiirusel kui ka ülehelikiirusel; neid paigaldatakse ka mürsuga lennukitele, ülehelikiirusega turboreaktiivmootoreid saab kasutada kosmoselennukite esimestes etappides. Ramjet-mootorid on paigaldatud õhutõrjejuhitavatele rakettidele, tiibrakettidele, ülehelikiirusega hävitajatele. Helikopterites kasutatakse allahelikiirusega reaktiivmootoreid (paigaldatud pearootori labade otstesse). Pulseerivatel reaktiivmootoritel on väike tõukejõud ja need on mõeldud ainult allahelikiirusega lennukitele. Teise maailmasõja ajal 1939-45 olid need mootorid varustatud V-1 mürskudega.

RD-d kasutatakse enamikul juhtudel kiirlennukitel.

Vedelkütusega rakettmootoreid kasutatakse kosmoselaevade kanderakettidel ja kosmoselaevadel marsi-, pidurdus- ja juhtimismootoritena, samuti juhitavatel ballistilistel rakettidel. Tahkekütuse rakettmootoreid kasutatakse ballistilistes, õhutõrje-, tankitõrje- ja muudes sõjalistes rakettides, samuti kanderakettidel ja kosmoselaevadel. Väikeseid tahkekütuse mootoreid kasutatakse õhusõidukite õhkutõusmisel võimenditena. Kosmoselaevades saab kasutada elektrilisi rakettmootoreid ja tuumarakettmootoreid.

See võimas tüvi, otsereaktsiooni põhimõte andis aga elu suurele võrale reaktiivmootorite perekonna "sugupuust". Tutvuda selle võra peamiste harudega, kroonides otsereaktsiooni "pagasiruumi". Peagi, nagu jooniselt näha (vt allpool), jaguneb see tüvi kaheks osaks, justkui pikselöögist poolitatud. Mõlemad uued tüved on võrdselt kaunistatud võimsate kroonidega. See jagunemine tekkis seetõttu, et kõik "keemilised" reaktiivmootorid on jagatud kahte klassi, olenevalt sellest, kas nad kasutavad oma tööks välisõhku või mitte.

Üks äsja moodustatud pagasiruumi on õhku hingavate mootorite klass (VRD). Nagu nimigi ütleb, ei saa nad töötada väljaspool atmosfääri. Seetõttu on need mootorid nii mehitatud kui ka mehitamata kaasaegse lennunduse selgroog. WFD-d kasutavad kütuse põletamiseks õhuhapnikku, ilma selleta ei toimu mootoris põlemisreaktsioon. Kuid siiski on praegu kõige laialdasemalt kasutusel turboreaktiivmootorid.

(TRD), mis on paigaldatud peaaegu kõigile kaasaegsetele lennukitele ilma eranditeta. Nagu kõik mootorid, mis kasutavad atmosfääriõhku, vajavad turboreaktiivmootorid spetsiaalset seadet õhu kokkusurumiseks enne selle sisenemist põlemiskambrisse. Lõppude lõpuks, kui rõhk põlemiskambris ei ületa oluliselt atmosfäärirõhku, siis gaasid ei voola mootorist suuremal kiirusel välja - see on rõhk, mis surub need välja. Kuid väikese heitgaasikiiruse korral on mootori tõukejõud väike ja mootor tarbib palju kütust, selline mootor ei leia rakendust. Turboreaktiivmootoris kasutatakse õhu kokkusurumiseks kompressorit ja mootori konstruktsioon sõltub suuresti kompressori tüübist. Mootoreid on aksiaal- ja tsentrifugaalkompressoritega, aksiaalkompressoritel võib tänu meie süsteemi kasutamisele olla vähem või rohkem kompressiooniastmeid, olla ühe-kaheastmelised jne. Kompressori juhtimiseks on turboreaktiivmootoril gaasiturbiin, mis andis mootorile nime. Kompressori ja turbiini tõttu on mootori konstruktsioon väga keeruline.

Kompressoriteta õhkreaktiivmootorid on disainilt palju lihtsamad, kus vajalik rõhu tõstmine toimub muul viisil, millel on nimed: pulseerivad ja ramjetmootorid.

Pulseerivas mootoris teeb seda tavaliselt mootori sisselaskeavasse paigaldatud klapivõre, kui uus osa kütuse-õhu segu täidab põlemiskambri ja selles tekib sähvatus, sulguvad klapid, isoleerides põlemiskambri põlemiskambrist. mootori sisselaskeava. Selle tulemusena tõuseb rõhk kambris ja gaasid tormavad läbi joaotsiku välja, misjärel kogu protsessi korratakse.

Teist tüüpi, ramjet-kompressorita mootoris pole isegi seda klapivõret ja rõhk põlemiskambris tõuseb dünaamilise rõhu tagajärjel, s.t. lennu ajal mootorisse siseneva vastutuleva õhuvoolu aeglustumine. Selge on see, et selline mootor on võimeline tööle alles siis, kui lennuk lendab juba piisavalt suurel kiirusel, parklas tõukejõudu see ei arenda. Kuid teisest küljest, väga suurel kiirusel, 4-5-kordsel helikiirusel, arendab ramjet väga suurt tõukejõudu ja tarbib sellistes tingimustes vähem kütust kui ükski teine ​​"keemiline" reaktiivmootor. Sellepärast ramjetmootorid.

Reaktiivmootoriga ülehelikiirusega lennukite (ramjet-mootorite) aerodünaamilise skeemi eripära on tingitud spetsiaalsete kiirendusmootorite olemasolust, mis tagavad reaktiivmootori stabiilse töö alustamiseks vajaliku kiiruse. See muudab konstruktsiooni sabaosa raskemaks ja nõuab stabilisaatorite paigaldamist, et tagada vajalik stabiilsus.

Reaktiivmootori tööpõhimõte.

Kaasaegsete võimsate erinevat tüüpi reaktiivmootorite keskmes on otsereaktsiooni põhimõte, s.o. põhimõte tekitada liikumapanev jõud (või tõukejõud) mootorist välja voolava "tööaine", tavaliselt kuumade gaaside, joa reaktsiooni (tagasilöögi) kujul.

Kõigis mootorites on kaks energia muundamise protsessi. Esmalt muundatakse kütuse keemiline energia põlemisproduktide soojusenergiaks ning seejärel kasutatakse soojusenergiat mehaaniliste tööde tegemiseks. Selliste mootorite hulka kuuluvad autode kolbmootorid, diiselvedurid, elektrijaamade auru- ja gaasiturbiinid jne.

Mõelge sellele protsessile seoses reaktiivmootoritega. Alustame mootori põlemiskambrist, milles olenevalt mootori tüübist ja kütuseliigist on ühel või teisel viisil juba tekkinud põlev segu. See võib olla näiteks õhu ja petrooleumi segu, nagu tänapäevase reaktiivlennuki turboreaktiivmootoris, või vedela hapniku ja alkoholi segu, nagu mõnes vedelas rakettmootoris, või lõpuks mingi tahke raketikütus. pulberrakettide jaoks. Põlev segu võib põleda, s.t. Sisenevad keemilisesse reaktsiooni, millega kaasneb kiire energia vabanemine soojuse kujul. Võime vabastada energiat keemilise reaktsiooni käigus on segu molekulide potentsiaalne keemiline energia. Molekulide keemiline energia on seotud nende struktuuri iseärasustega, täpsemalt nende elektronkestade ehitusega, s.t. elektronipilv, mis ümbritseb molekuli moodustavate aatomite tuumasid. Keemilise reaktsiooni tulemusena, mille käigus mõned molekulid hävivad, teised moodustuvad, toimub loomulikult elektronkestade ümberpaigutamine. Selle ümberkorraldamise käigus on see vabaneva keemilise energia allikas. On näha, et reaktiivmootorite kütusena saavad kasutada ainult ained, mis mootoris toimuva keemilise reaktsiooni (põlemise) käigus eraldavad piisavalt palju soojust ja moodustavad ka suure hulga gaase. Kõik need protsessid toimuvad põlemiskambris, kuid peatume reaktsioonil mitte molekulaarsel tasemel (sellest on juba eespool juttu olnud), vaid töö "faasides". Kuni põlemise alguseni on segul suur potentsiaalse keemilise energia varu. Siis aga haaras leek segu endasse, veel hetk – ja keemiline reaktsioon on läbi. Nüüd on kamber põleva segu molekulide asemel täidetud põlemisproduktide molekulidega, mis on tihedamalt "pakitud". Liigne sidumisenergia, mis on toimunud põlemisreaktsiooni keemiline energia, on vabanenud. Seda liigset energiat omavad molekulid kandsid selle sagedaste kokkupõrgete tagajärjel peaaegu koheselt üle teistele molekulidele ja aatomitele. Kõik molekulid ja aatomid põlemiskambris hakkasid juhuslikult, kaootiliselt liikuma palju suurema kiirusega, gaaside temperatuur tõusis. Seega toimus kütuse potentsiaalse keemilise energia üleminek põlemisproduktide soojusenergiaks.

Sarnane üleminek viidi läbi kõigis teistes soojusmootorites, kuid reaktiivmootorid erinevad neist põhimõtteliselt kuumade põlemisproduktide edasise saatuse osas.

Pärast seda, kui soojusmasinas on tekkinud kuumad gaasid, mis sisaldavad suurt soojusenergiat, tuleb see energia muundada mehaaniliseks energiaks. Mootorite eesmärk on ju mehhaanilist tööd teha, midagi "liigutada", tööle panna, vahet pole kas dünamo nõudmisel elektrijaama jooniste täiendamiseks, diisel vedur, auto või lennuk.

Selleks, et gaaside soojusenergia muutuks mehaaniliseks energiaks, peab nende maht suurenema. Sellise paisumise korral teevad gaasid ära töö, milleks kulutatakse nende sise- ja soojusenergiat.

Kolbmootori puhul suruvad paisuvad gaasid silindri sees liikuvale kolvile, kolb surub kepsu, mis juba mootori väntvõlli pöörleb. Võll on ühendatud dünamo rootoriga, diiselveduri või auto veotelgedega või lennuki propelleriga - mootor teeb kasulikku tööd. Aurumasinas ehk gaasiturbiinis panevad paisuvad gaasid võlliga ühendatud ratta pöörlema ​​– puudub vajadus vända-varda jõuülekandemehhanismi järele, mis on turbiini üks suuri eeliseid.

Gaasid paisuvad muidugi reaktiivmootoris, sest ilma selleta nad tööd ei tee. Kuid sel juhul ei kulu paisutustööd võlli pöörlemisele. Seotud ajamimehhanismiga, nagu ka teistel soojusmootoritel. Reaktiivmootori eesmärk on erinev - tekitada reaktiivtõukejõud ja selleks on vaja, et mootorist voolaks suurel kiirusel välja gaasijuga - põlemisproduktid: selle reaktiivjoa reaktsioonijõud on mootori tõukejõud. . Järelikult tuleb mootoris kütuse põlemisel tekkivate gaasiliste saaduste paisutamise töö kulutada gaaside endi kiirendamisele. See tähendab, et gaaside soojusenergia reaktiivmootoris tuleb teisendada nende kineetiliseks energiaks – molekulide juhuslik kaootiline soojusliikumine tuleb asendada nende organiseeritud vooluga ühes kõigile ühises suunas.

Sel eesmärgil töötab mootori üks olulisemaid osi, nn reaktiivotsik. Ükskõik, mis tüüpi konkreetne reaktiivmootor kuulub, on see tingimata varustatud düüsiga, mille kaudu voolavad mootorist suurel kiirusel välja kuumad gaasid - mootoris kütuse põlemisproduktid. Mõnes mootoris sisenevad gaasid düüsi kohe pärast põlemiskambrit, näiteks rakett- või reaktiivmootorites. Teistes, turboreaktiivmootorites, läbivad gaasid esmalt turbiini, millele nad loovutavad osa oma soojusenergiast. Sel juhul kulub kompressori käitamiseks, mille ülesandeks on õhu kokkusurumine põlemiskambri ees. Aga igatahes on otsik mootori viimane osa – gaasid voolavad sealt läbi enne mootorist väljumist.

Reaktiivdüüsil võib olenevalt mootori tüübist olla erineva kujuga ja pealegi erinev disain. Peamine on kiirus, millega gaasid mootorist välja voolavad. Kui see väljavoolukiirus ei ületa kiirust, millega helilained levivad väljavoolavates gaasides, siis on düüsiks lihtne silindriline või aheneva toruosa. Kui väljavoolu kiirus peab ületama heli kiirust, antakse düüsile paisuva toru kuju või kõigepealt ahenemine ja seejärel laienemine (Love'i otsik). Ainult sellise kujuga torus, nagu näitavad teooria ja kogemus, on võimalik gaasi hajutada ülehelikiiruseni, astuda üle "helibarjääri".

Reaktiivmootori skeem

Turboventilaatormootorit kasutatakse enim tsiviillennundus reaktiivmootor.

Mootorisse (1) sisenev kütus segatakse suruõhuga ja põletatakse põlemiskambris (2). Paisuvad gaasid pöörlevad suure kiirusega (3) ja väikese kiirusega turbiine, mis omakorda käitavad kompressorit (5), surudes õhku põlemiskambrisse, ja ventilaatoreid (6), juhtides õhku läbi selle kambri ja suunates seda. väljalasketoru juurde. Õhku välja tõrjudes annavad ventilaatorid täiendava tõukejõu. Seda tüüpi mootor on võimeline arendama tõukejõudu kuni 13 600 kg.

Järeldus

Reaktiivmootoril on palju tähelepanuväärseid omadusi, kuid peamine on järgmine. Rakett ei vaja liikumiseks maad, vett ega õhku, kuna see liigub koosmõjul kütuse põlemisel tekkivate gaasidega. Seetõttu võib rakett liikuda õhuvabas ruumis.

K. E. Tsiolkovski on kosmoselendude teooria rajaja. Vene teadlane ja leiutaja Konstantin Eduardovitš Tsiolkovski andis esimest korda teadusliku tõestuse raketi kasutamise võimaluse kohta lendudeks avakosmosesse, väljaspool maakera atmosfääri ja teistele päikesesüsteemi planeetidele.

Bibliograafia

Noore tehniku ​​entsüklopeediline sõnaraamat.

Soojusnähtused tehnoloogias.

Materjalid saidilt http://goldref.ru/;

1. jet liikumine (2)

   Abstraktne >> Füüsika

   Mis on vormis reaktiivne jet väljub reaktiivne mootor; mina ise reaktiivne mootor- energiamuundur ... millega reaktiivne mootor mõjutab sellega varustatud seadet reaktiivne mootor. tõukejõud reaktiivne mootor sõltub...

2. jet liikumine looduses ja tehnikas

   Abstraktne >> Füüsika

   Salp edasi. Suurimat huvi pakub reaktiivne mootor kalmaar. Kalmaar on kõige...s.t. aparaat koos reaktiivne mootor kasutades kütust ja oksüdeerijat, mis asuvad seadmel endal. Reaktiivne mootor- see on mootorümberkujundamine...

3. Reaktiivne mitmekordne raketisüsteem BM-13 Katyusha

   Abstraktne >> Ajaloolised tegelased

   pea ja püssirohi reaktiivne mootor. Peaosa omamoodi ... süütenöör ja lisadetonaator. Reaktiivne mootor on põlemiskambriga, sisse ... järsult suurenenud tulevõime reaktiivne

Juba 20. sajandi alguses. Vene teadlane K.E. Tsiolkovski ennustas, et pärast propellerlennukite ajastut saabub reaktiivlennukite ajastu. Ta uskus, et ainult reaktiivmootoriga on võimalik saavutada ülehelikiirusi.

1937. aastal asus noor ja andekas disainer A.M. Lyulka pakkus välja esimese Nõukogude turboreaktiivmootori projekti. Tema arvutuste kohaselt võis selline mootor kiirendada lennuki tol ajal enneolematu kiiruseni – 900 km/h! See tundus fantastiline ja noore disaineri ettepanekusse suhtuti ettevaatlikult. Kuid sellegipoolest algas töö selle mootoriga ja 1941. aasta keskpaigaks oli see peaaegu valmis. Kuid sõda algas ja disainibüroo, kus A.M. Lyulka evakueeriti sügavale NSV Liitu ja disainer ise suunati tööle tankimootorite kallal.

Kuid A.M. Ljulka polnud reaktiivmootori loomise soovis üksi. Vahetult enne sõda projekteerimisbüroo insenerid V.F. Bolkhovitinov - A.Ya. Bereznyak ja A.M. Isaev - pakkus välja vedelkütuse reaktiivmootoriga hävitaja-püüduri BI-1 projekti.

Projekt kiideti heaks ja projekteerijad asusid tööle. Vaatamata kõigile Suure esimese perioodi raskustele Isamaasõda, kogenud "BI-1" ehitati sellegipoolest.

15. mail 1942 tõstis EY katsepiloot õhku maailma esimese raketihävitaja. Bahtšivandži. Katsed kestsid 1943. aasta lõpuni ja lõppesid kahjuks katastroofiga. Ühel katselennul saavutas Bahtšivandži kiirus 800 km/h. Kuid sellisel kiirusel läks lennuk ootamatult kontrolli alt välja ja tormas maapinnale. Uus masin ja selle vapper testija hukkusid.

Esimene reaktiivmootoriga lennuk "Messer-schmitt Me-262" ilmus taevasse vahetult enne Teise maailmasõja lõppu. Seda toodeti metsas asuvates hästi maskeeritud tehastes. Üks neist tehastest Gorgaus – Augsburgist 10 km läänes kiirteel – varustas lennuki tiibade, nina ja sabaosadega lähedal asuvat teist "metsa" tehast, mis viis läbi lõpliku kokkupaneku ja tõstis valmis lennuki otse kiirteelt üles. . Hoonete katused värviti roheline värv, ja sellist "metsa" taime oli õhust peaaegu võimatu tuvastada. Kuigi liitlastel õnnestus avastada Me-262 õhkutõusid ja pommitati mitut katmata lennukit, suutsid nad tehase asukoha kindlaks teha alles pärast metsa hõivamist.

Inglane Frank Whittle, reaktiivmootori avastaja, sai oma patendi juba aastal 7930. Esimene reaktiivlennuk Glosteri lennuk ehitati 1941. aastal ja seda testiti mais. Valitsus loobus sellest – ei olnud piisavalt võimas. Ainult sakslased paljastasid selle leiutise potentsiaali täielikult, 1942. aastal panid nad kokku Messerschmitt Me-262, mille peal nad võitlesid sõja lõpuni. Esimene Nõukogude reaktiivlennuk oli MiG-9 ja selle "järglane" - MiG-15 - kirjutas Korea sõja (1950-1953) lahinguajalukku palju hiilgavaid lehekülgi.

Nõukogude-Saksa rindel õhuüleoleku kaotanud fašistlikul Saksamaal arendati samadel aastatel üha intensiivsemalt tööd reaktiivlennukitega. Hitler lootis, et nende lennukite abil haarab ta sõjas taas initsiatiivi ja saavutab võidu.

1944. aastal pandi masstootmisse reaktiivmootoriga varustatud Messerschmitt Me-262, mis ilmus peagi esiotsa. Saksa piloodid olid selle ebatavalise masina suhtes väga ettevaatlikud, millel polnud tavalist propellerit. Lisaks tõmmati see kiirusel 800 km / h lähedale ja autot oli võimatu sellest olekust välja saada. Lisaks ilmusid lennuüksustes kõige rangemad juhised - mitte mingil juhul ei tohiks kiirust suurendada 800 km / h-ni.

Sellegipoolest edestas Me-262 kiiruselt isegi sellise piiranguga kõiki teisi nende aastate hävitajaid. See võimaldas natside hävitajate lennunduse komandöril kindral Hollandil kuulutada, et Me-262 oli "ainus võimalus korraldada vaenlasele tegelik vastupanu".

Idarindel ilmus "Me-262" sõja lõpus. Sellega seoses said disainibürood kiireloomulise ülesande luua seadmed Saksa reaktiivlennukite vastu võitlemiseks.

A.I. Mikoyan ja P.O. Aparaadi vööris asuva tavapärase kolbmootori abistamiseks lisas Sukhoi K.V. konstrueeritud mootor-kompressormootori. Kholštševnikov, paigaldades selle lennuki sabasse. Täiendav mootor tuli käivitada, kui lennukile oli vaja anda märkimisväärne kiirendus. Seda tingis asjaolu, et K.V. Hholštševnikov töötas mitte rohkem kui kolm kuni viis minutit.

Esimesena lõpetas töö kiirhävitaja A.I. Mikojan. Tema lennuk I-250 lendas märtsis 1945. Selle masina katsetuste käigus registreeriti rekordkiirus 820 km/h, mis saavutati esmakordselt NSV Liidus. Võitleja P.O. Sukhoi Su-5 katsetati 1945. aasta aprillis ja pärast täiendava sabamootori sisselülitamist saavutati kiirus üle 800 km/h.

Nende aastate olud aga ei võimaldanud uusi kiirhävitajaid masstootmisse viia. Esiteks lõppes sõda, isegi kiidetud Me-262 ei aidanud natsidel kaotatud õhuülemust taastada.

Teiseks võimaldas Nõukogude pilootide oskus kogu maailmale tõestada, et tavalise seeriahävitajaga lennates saab alla tulistada isegi reaktiivlennukeid.

Paralleelselt "tõukava" mootor-kompressormootoriga varustatud lennuki arendamisega töötas P.O. projekteerimisbüroo. Loodi hävitaja Su-7 Sukhoi, milles koos kolbmootoriga oli vedeljuga RD-1, mille töötas välja disainer V.P. Glushko.

Lennud Su-7-ga algasid 1945. aastal. Selle piloot G. Komarov katsetas seda. Kui "RD-1" sisse lülitati, suurenes lennuki kiirus keskmiselt 115 km/h. See oli hea tulemus, kuid peagi tuli katsed reaktiivmootori sagedase rikke tõttu katkestada.

Sarnane olukord on välja kujunenud aastal disainibürood S.A. Lavochkin ja AS. Jakovlev. Ühel La-7R lennuki prototüübil plahvatas lennul kiirendi, katsepiloodil õnnestus imekombel põgeneda. Kuid Yak-3 katsetamisel RD-1 kiirendiga lennuk plahvatas ja selle piloot hukkus. Sagedased õnnetused viisid selleni, et RD-1 lennukite katsetused lõpetati. Lisaks selgus, et kolbmootorid kavatsetakse asendada uute mootoritega – reaktiivmootoritega.

Pärast Saksamaa lüüasaamist võeti Saksa mootoritega reaktiivlennukid NSV Liidu trofeedeks. Lääne liitlased ei saanud mitte ainult reaktiivlennukite ja nende mootorite näidiseid, vaid ka nende arendajaid ja seadmeid fašistlikest tehastest.

Reaktiivlennukite ehitamise kogemuse saamiseks otsustati kasutada Saksa JUMO- 004" ja "BMW-003" ning seejärel looge nende põhjal oma. Need mootorid kandsid nimesid "RD-10" ja "RD-20". Lisaks on disainerid A.M. Lyulke, A.A. Mikulin, V.Ya. Klimov sai ülesandeks luua "täiesti nõukogudeaegne" lennuki reaktiivmootor.

Sel ajal kui "mootorid" töötasid, oli P.O. Sukhoi töötas välja hävitaja Su-9. Selle disain tehti kahe mootoriga lennukite skeemi järgi - tiibade alla paigutati kaks kinnipüütud JUMO-004 (RD-10) mootorit.

Tushino lennuvälja lennuväljal viidi läbi reaktiivmootori RA-7 maapealsed katsed. Töötamise ajal tegi ta kohutavat häält ja paiskas oma düüsist välja suitsu- ja tulepilved. Leekidest kohin ja kuma oli märgatav isegi Moskva Sokoli metroojaamas. Mitte ilma uudishimuta. Kord kihutas lennuväljale mitu tuletõrjeautot, keda moskvalased tuld kustutama kutsusid.

Vaevalt saaks lennukit Su-9 lihtsalt hävitajaks nimetada. Piloodid nimetasid seda tavaliselt "raskehävitajaks", kuna täpsem nimi - hävitaja-pommitaja - ilmus alles 50. aastate keskpaigaks. Kuid selle võimsa kahuri ja pommrelvastuse poolest võiks Su-9 pidada sellise lennuki prototüübiks.

Sellel mootorite paigutusel oli nii puudusi kui ka eeliseid. Puuduste hulgas on suur vedama, mis on loodud tiibade all asuvate mootorite poolt. Kuid teisest küljest avas mootorite paigutamine spetsiaalsetesse päramootorite gondlitesse neile takistamatu juurdepääs, mis oli oluline remondi- ja reguleerimistöödel.

Lennuk Su-9 sisaldas lisaks reaktiivmootoritele palju "värskeid" disainilahendusi. Nii näiteks P.O. Sukhoi paigaldas oma lennukile spetsiaalse elektromehhanismi abil juhitava stabilisaatori, käivituspulbervõimendid, piloodi väljaviskeistme ja kokpitti katva laterna hädaolukorra lähtestamise seadme, maandumiskilbiga õhkpidurid ja pidurduslangevarju. Võib öelda, et Su-9 loodi täielikult uuendustest.

Varsti eksperimentaalne versioon ehitati hävitaja "Su-9". Tähelepanu juhiti aga asjaolule, et pöörete sooritamine sellel on piloodile füüsiliselt raske.

Selgus, et kiiruste ja lennukõrguse kasvades on piloodil aina keerulisem juhtimisega toime tulla ning seejärel võeti lennuki juhtimissüsteemi kasutusele uus seade - roolivõimendile sarnanev võimendus. Kuid neil aastatel tekitas vaidlusi keeruka hüdraulikaseadme kasutamine lennukis. Isegi kogenud lennukidisainerid olid tema suhtes skeptilised.

Ja ometi paigaldati võimendi Su-9-le. Sukhoi oli esimene, kes suunas täielikult jõupingutused lennuki juhtimispulgadelt hüdrosüsteemile. Pilootide positiivne reaktsioon ei lasknud end kaua oodata. Lennuki juhtimine on muutunud meeldivamaks ja mitte väsitavaks. Manööver lihtsustati ja sai võimalikuks kõigil lennukiirustel.

Olgu lisatud, et disaini täiuslikkuse saavutamiseks on P.O. Sukhoi "kaotas" Mikojani ja Jakovlevi büroode vahelises konkurentsis. NSV Liidu esimesed reaktiivhävitajad - "MiG-9" ja "Yak-15" tõusid õhku samal päeval - 26. aprillil 1946. Nad võtsid osa õhuparaadist Tushino linnas ja võeti kohe tootmisse. Ja Su-9 ilmus õhku alles novembris 1946. Sõjaväelastele see aga väga meeldis ja 1947. aastal soovitati seda masstootmiseks. Kuid ta ei läinud seeriasse - lennukitehased olid juba koormatud reaktiivlennukite MiG-de ja Yakovide tootmisega. Jah, ja P.O. Selleks ajaks oli Dry juba lõpetamas tööd uue, arenenuma masina - hävitaja Su-11 kallal.

XX sajandi esimese kümnendi lõpuks. Britid jäid lennukiehituse vallas oma prantslastest kolleegidest kõvasti maha. Mobilisatsiooni väljakuulutamise ajaks 1914. aastal koosnes suurem osa riigi lennupargist välismaal toodetud, peamiselt Prantsuse lennukitest. See viivitus oli aga lühiajaline. Riigi suur majanduslik, tehniline ja teaduslik potentsiaal võimaldas Esimese maailmasõja keskpaigaks ...

20. sajandi teine ​​pool on alanud. Lennuki disain, läbinud palju muudatusi, omandas lõpuks meile tuttava vormi. Nelik- ja kolmlennukid on unustusehõlma vajunud ning kahetasandilise skeemi järgi ehitatud seadmeid praktiliselt ei kasutata. Ja seetõttu, kui tekstis esineb termin "tiib", ei joonista me oma kujutlusvõimesse 20. sajandi alguses taevasse tõusnud fantastilisi "misid", vaid ...

Piloote üle maailma ühendab peale lendamise armastuse veel üks asjaolu - olenemata sellest, kas nad on praegu sõjaväe- või tsiviillennunduses, algas nende teekond taevasse väikese õppelennuki-õpetaja juhtimisest. Lennuk "AIR-14" loodi A.S.i juhtimisel. Jakovlev aastal 1937. See oli üheistmeline treening- ja spordilennuk, mis läks ...

Edasine areng helikopteritööstuse katkestas Esimene maailmasõda. Kuna sellel hämmastaval seadmel polnud enne selle algust aega sõjaväe jaoks oma "kasulikkust" tõestada, unustasid nad mõneks ajaks rootorlennuki ja panid kõik oma jõupingutused lennukiehituse arendamisse. Kuid niipea, kui inimkond verise sõja lõpetas, ilmus teave ...

"Inimene lendab, tuginedes mitte oma lihaste, vaid mõistuse tugevusele." MITTE. Žukovski Termin "lennundus" tähendas tayuke'i ja lendamist õhust raskematel seadmetel (lennukid, purilennukid). Inimesed hakkasid aga lendamisest unistama palju varem. Olles ehitanud maal liikuvaid, kiireimatest loomadest mööduvaid masinaid ja veeelemendi elanikega vaidlevaid laevu, jätkas ta pikka aega ...

Verise Esimese maailmasõja õudused üle elanud, uskusid inimesed, et nüüd saab maa peal rahu pikaks ajaks, sest selle eest maksti väga kõrget hinda. Aga see oli vaid soovunelma katse. Ajaloolased, poliitikud ja sõjaväelased mõistsid, et see pole veel rahu, vaid suure tõenäosusega hingetõmbeaeg kahe sõja vahel. Ja selleks olid põhjused. Esiteks…

Kui keegi teist on pidanud lasketiirus püssist laskma, siis teate, mida tähendab mõiste "tagasilöögid". Ülejäänu selgitan. Olete ilmselt rohkem kui korra näinud, kuidas paadist vette hüppav sukelduja seda vastassuunda lükkab. Rakett lendab sama, kuid keerukama põhimõtte järgi ja selle protsessi lihtsustatud versioon esindab lihtsalt ...

Meie planeedi pindala on 510,2 miljonit km2, millest ainult 29,2% moodustab maismaa. Ülejäänud Maa territooriumi katab Maailma ookean, mis loob täiesti tasase pinna, mille pindala on sadu miljoneid ruutkilomeetreid. Nii hiiglaslike proportsioonidega lennurada on raske ette kujutada. Ja mis kõige tähtsam - takistusi pole: startige sealt, kus teile mugavam on, ärge istuge ...

Esimene Nõukogude helikopter ehitati TsAGI müüride vahel A.M. juhtimisel. Tšeremuhhin augustis 1930. Samas kohas tuletõrjuja A.M. juuresolekul. TsAGI 1-EA katseaparaadi osalise tööajaga piloot Cheremukhin viis läbi esimesed maapealsed katsed. Pärast seda transporditi seade ühele Moskva lähedal asuvale sõjaväelennuväljale. 1925. aasta kevadel oli üks Venemaa vanimaid kopteripiloote ...

Kahjuks ei tea keegi, millal inimene esimest korda pea taeva poole tõstis ja selle hirmuäratavale suurusele ja samas fantastilisele ilule tähelepanu juhtis. Me ei tea aega, millal inimene esimest korda õhus lendlevaid linde märkas ja peas tekkis mõte neile järgneda. Nagu iga, algab ka pikim teekond ...