Военная авиация России
Военная авиация
Авиационное вооружение

Авиационные двигатели

поршневые двигатели турбовинтовые двигатели турбореактивные двигатели (I)
турбореактивные двигатели (II) турбовальные двигатели  
 

АВИАЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, основная часть силовой установки авиационного летательного аппарата.
Первым авиационным двигателем был паровой двигатель на самолёте А. Ф. Можайского. Однако широкое применение в авиации нашли только двигатели внутреннего сгорания. В 1-й половине 20 века под влиянием постоянно растущих требований к самолётостроению, связанных с увеличением скорости, высоты и дальности полёта, ростом грузоподъёмности ЛА, в авиационной промышленности шло быстрое развитие поршневых двигателей (ПД) с водяным и воздушным охлаждением. Двигатели с водяным охлаждением создавались в основном по «блочной» схеме. Наибольшее распространение получили V-образные двигатели - 2 блока по 6 цилиндров. Одновременно шло развитие двигателей с воздушным охлаждением, конструируемых главным образом по «звездообразным» схемам - однорядные и двухрядные «звёзды», по 5, 7 и 9 цилиндров в каждом ряду. Мощность авиационного ПД была доведена до 3000 кВт (около 4000 л.с.). В авиационной силовой установке с ПД для создания силы тяги использовался воздушный винт (пропеллер), эффективность которого ограничивалась скоростью полёта до 800 км/ч. К середине 40-х гг. 20 века ПД из-за присущих им особенностей - периодичности рабочего процесса и создания силы тяги посредством воздушного винта в значительной мере исчерпали свои возможности для совершенствования авиационных ЛА. Для достижения околозвуковых скоростей полёта, а затем и преодоления звукового барьера необходимо было не только резкое увеличение мощности, но и коренные качественные изменения характеристик авиационного двигателя. Дальнейшее совершенствование авиационного двигателя было достигнуто переходом к воздушно-реактивным двигателям (ВРД), подразделяющимся на компрессорные газотурбинные двигатели (ГТВРД) и бескомпрессорные ВРД. К ГТВРД, получившим наибольшее распространение в авиации, относятся турбореактивные двигатели (ТРД), к бескомпрессорным - прямоточные (ПВРД) и пульсирующие (ПуВРД), а также гиперзвуковые прямоточные (ГПВРД) двигатели. Кроме ПД и ВРД на авиационных ЛА используются также ракетные двигатели - в качестве стартовых ускорителей и ускорителей в полёте для самолётов. Ведутся работы по созданию комбинированных (турбопрямоточных, ракетно-прямоточных) авиационных двигателей.

К авиационным ГТД относятся турбовинтовые и турбовальные двигатели. В турбовинтовом двигателе (ТВД) тяга создаётся в основном воздушным винтом, приводимым во вращение через редуктор от газовой турбины, общей для компрессора и винта, или отдельной ( «свободной») турбины. Главное преимущество ТВД - высокая экономичность на малых (дозвуковых) скоростях (до 800 км/ч). В туpбовальном двигателе (ТВаД) мощность газовой турбины передаётся на вал для привода через редуктор несущего винта вертолёта в вертолётном газотурбинном двигателе (ВГТД) или для привода самолёт, агрегатов в случае использования ГТД в качестве вспомогательной силовой установки. Турбореактивные двигатели (ТРД) одноконтурные создают тягу только за счёт реакции выходящих из реактивного сопла газов. Это делает ТРД эффективными на больших скоростях полёта ЛА, хотя по экономичности на малых скоростях полёта они намного уступают ТВД. Существенное увеличение тяги (в 1,4–1,5 раза в стендовых условиях) достигается при переходе к турбореактивному двигателю с форсажной камерой (ТРДФ), располагаемой за турбиной. В форсажной камере дополнительно подогревается газ за счёт сжигания топлива, что увеличивает скорость истечения газов из сопла и соответственно тягу. Из-за ухудшения экономичности ТРДФ форсажный режим его работы обычно используют кратковременно. ТРДФ позволили получить большие сверхзвуковые скорости полёта самолётов - до 3000 км/ч. ТРД и ТРДФ выполняются как одновальные, так и двухвальные. Широкое распространение получили турбореактивные двигатели двухконтурные без форсажной камеры (ТРДД) для самолётов с дозвуковой скоростью полёта и с форсажной камерой (ТРДДФ) для самолётов со сверхзвуковой скоростью полёта. ТРДД и ТРДДФ конструируют как по двухвальной, так и по трёхвальной схеме. В наружный контур двигателя часть воздуха (тем большая, чем больше степень двухконтурности) поступает от компрессора низкого давления (вентилятора), что увеличивает общую массу воздуха, участвующего в создании силы тяги. Это позволяет повысить экономичность ТРДД во всём эксплуатационном диапазоне высот и скоростей полёта ЛА. ТРДД с большими степенями двухконтурности применяются на транспортных самолётах, а ТРДДФ с малыми степенями двухконтурности - на сверхзвуковых самолётах. Одновременное улучшение характеристик двигателей на малых и больших скоростях полёта ЛА достигается увеличением числа регулирующих факторов, что имеет место в турбореактивных двухконтурных двигателях с изменяемым рабочим процессом (ТРДДИ и ТРДД ФИ), а также в турбореактивных трёхконтурных двигателях (ТРТД).

Продолжается интенсивное развитие авиационных двигателей различных типов и назначений, особенно ТРДД и ТРДДФ. Создаются малые ГТД для крылатых ракет, подъёмные и подъёмно-маршевые двигатели для самолётов вертикального взлёта и посадки. Повышение газодинамических параметров (степени повышения давления в компрессоре и температуры газов перед турбиной) в сочетании с применением новых материалов и совершенствованием технологии производства способствует снижению удельной массы авиационных двигателей и повышению экономичности, а также надёжности и ресурса. Наибольший вклад в теорию и конструкцию отечественных авиационных двигателей внесли учёные Н.В. Иноземцев, A.B. Квасников, И.И. Кулагин, B.C. Стечкин, видные конструкторы В.А. Добрынин, А.Г. Ивченко, С.П. Изотов, В.Я. Климов, Н.Д. Кузнецов, В.А. Лотарев, А.М. Люлька, A.А.Микулин, H.A. Соловьёв, С.К. Туманский, А.Д. Швецов.
Самолеты
Вертолеты
Летательные аппараты
Авиационные двигатели
Реклама
кондитерская Славишна

(кондитерская Славишна - торты, пирожные и другие кондитерские изделия на заказ в Москве и Московской области)
Люди в авиации