| Статистика |
|---|
Онлайн всього: 1 Гостей: 1 Користувачів: 0 |
|
Головна » 2013 » Квітень » 28 » Принцип роботи і класифікація реактивних двигунів
19:35 Принцип роботи і класифікація реактивних двигунів |
Щоб зрозуміти принцип роботи реактивного двигуна, згадаємо, що відбувається при пострілі з будь-якого вогнепальної зброї. Кожному, хто стріляв з рушниці чи пістолета, відомо дію віддачі. У момент пострілу порохові гази з величезною силою рівномірно тиснуть на всі боки. Внутрішні стінки стовбура, дно кулі або снаряда і дно гільзи, що утримується затвором, переживають це тиск.
Сили тиску на стінки стовбура взаємно врівноважуються. Давшиня порохових газів на кулю (снаряд) ви-брасивает її з вин-товки (знаряддя), а дав-ня газів на дно гільзи і є причиною віддачі.
Віддачу легко зробити і джерелом безперервного руху. Уявімо собі, наприклад, що ми поставили на легку візок станковий піхотний кулемет. Тоді при безперервної стрільби з кулемета вона покотиться під впливом поштовхів віддачі в сторону, протилежну напрямку стрільби. На такому принципі і заснована дія реактивного двигуна. Джерелом руху в реактивному двигуні служить реакція або віддача газового струменя.
У закритій посудині знаходиться стиснутий газ. Тиск газу рівномірно розподіляється на стінки судини, який при цьому залишається нерухомим. Але якщо видалити одну з торцевих стінок судини, то стиснений газ, прагнучи розширитися, почне швидко витікати з отвору назовні.
Тиск газу на протилежну по відношенню до отвору стінку вже не буде врівноважуватися, і посудина, якщо він не закріплений, почне рухатися. Важливо відзначити, що чим більше тиск газу, тим більше швидкість його закінчення, і тим швидше буде рухатися судину.
Для роботи реактивного двигуна достатньо спалювати в резервуарі порох або інше горючою речовиною. Тоді надлишковий тиск в посудині змусить гази безперервно витікати у вигляді струменя продуктів згоряння в атмосферу зі швидкістю тим більшою, чим вище тиск усередині самого резервуара і чим менше тиск зовні. Закінчення газів з судини відбувається під впливом сили тиску, совподающей з направленням що виходить через отвір струменя. Отже неминуче з'явиться і інша сила рівної величини і протилежного напрямку. Вона-то і змусить резервуар рухатися. Ця сила має назву сили реактивної тяги.
Всі реактивні двигуни можна розділити на декілька основних класів. Розглянемо угруповання реактивних двигунів за родом використовуваного в них окислювача.
У першу групу входити-дят реактивні двигуни з власним окислювачем, так звані ракетні двигуни. Ця група в свою чергу складається з двох класів: ПРД - порохових реактивних дви-гунів та ЖРД - рідинних реактивних двигунів.
У порохових реактив-них двигунах паливо од-новременно містить горю-чее і потрібний для його згорання окислювач. Найпростішими ПРР є добре всім відома фейерве-рочная ракета. У такому двигуні порох згоряє протягом декількох секунд або навіть часток секунди. Розвиваємо, при цьому реактивна тяга досить значна. Запас палива обмежений об'ємом камери згорання.
У конструктивному відношенні ПРД виключно простий. Він може застосовуватися як нетривало працює, але створює все-таки досить велику силу тяги установка.
У рідинних реактивних двигунах до складу палива до складу палива входить яка-небудь горюча рідина (зазвичай гас або спирт) і рідкий кисень або яке-небудь кисневмісні речовина (наприклад, перекис водню або азотна кислота). Кисень або замінює його речовина, необхідне для спалювання пального, прийнято називати окислювачем. При роботі ЖРД пальне і окислювач безперервно надходять у камеру згоряння; продукти згоряння викидаються назовні через сопло.
Рідинний і пороховий реактивні двигуни, на відміну від інших, здатні працювати в безповітряному просторі.
Другу групу утворюють повітряно-реактивні двигуни - ВРД, що використовують окислювач з повітря. Вони у свою чергу підрозділяються на три класи: прямоточні ВРД (ПВРД), пульсуючі ВРД (ПуВРД), і турбогвинтові двигуни (ТРД).
У прямоточним (або бескомпрессорном) ВРД го-рючее спалюється в камері згоряння в атмосферному повітрі, стислому своїм власним швидкісним на-пором. Стиснення воз-духу здійснюється по за-кону Бернуллі. Згідно з цим законом, при русі рідини або газу по розширюється каналу ско-зростання струменя зменшується, що веде до підвищення дав-лення газу або рідини.
Для цього в ПВРД передбачений дифузор - розширюється канал, по якому атмосферне повітря потрапляє в камеру згоряння.
Площа вихідного перерізу сопла звичайно значно більше площі вхідного перетину дифузора. Кроме того по поверхности диффузора давление распределяется иначе и имеет большие значения, чем на стенках сопла. В результаті дії всіх цих сил виникає реактивна тяга.
ККД прямоточного ВРД при швидкості польоту 1000 кілометрів на годину дорівнює приблизно 8-9%. А при збільшенні цієї швидкості в 2 рази ККД в ряді випадків може досягти 30% - вище, ніж у поршневого авіадвигуна. Але треба зауважити, що ПВРД володіє істотним недоліком: такий двигун не дає тяги на місці і не може, отже, забезпечити самостійний зліт літака.
Складніше влаштований турбореактивний двигун (ТРД). У польоті зустрічний повітря проходить через переднє вхідний отвір до компресора і стискається у декілька разів. Стислий компресором повітря потрапляє в камеру згоряння, куди впорскується рідке пальне (зазвичай гас); що утворюються при згоранні цієї суміші гази подаються до лопаток газової турбіни.
Диск турбіни за-міцніла на одному валу з колесом компресора, тому гарячі гази, що проходять через турбо-ну, приводять її під вра-щення разом з компрес-сором. З турбіни гази потрапляють в сопло. Тут тиск їх падає, а швидкість зростає. Вихідна з двигуна газовий струмінь створює реактивну тягу.
На відміну від прямоточного ВРД турбореактивний двигун здатний розвивати тягу і під час роботи на місці. Він може самостійно забезпечити зліт літака. Для запуску ТРД застосовуються спеціальні пускові пристрої: електростартери і газотурбостартери.
Економічність ТРД на дозвукових швидкостях польоту набагато вище, ніж прямоточного ВРД. І тільки на надзвукових швидкостях близько 2000 кілометрів на годину витрата пального для обох типів двигунів стає приблизно однаковим.
|
|
Переглядів: 2687 |
Додав: Фізік
| Рейтинг: 0.0/0 |
|
| Календар |
|---|
| « Квітень 2013 » |
| Пн |
Вт |
Ср |
Чт |
Пт |
Сб |
Нд |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | | 29 | 30 | |
|