40176
4
1
Пост из серии - хочу все знать. О самолетах.
Вы когда-нибудь пытались задуматься, а за счет чего самолет способен пролетать тысячи километров на скорости, близкой к звуковой? Пожалуй сегодня, мой читатель, я попробую рассказать о том, как же устройство с грозным названием ТурбоРеактивный Двигатель работает и почему же ему удается толкать десятки тонн.
ТРД (турбореактивный двигатель) приводит самолет движение за счет реактивной тяги. Реактивная тяга - это сила отдачи газовой струи, вылетающей из сопла турбореактивной установки. Стало быть двигатели самолета толкают находящихся внутри пассажиров газовой струей, но тут же возникает вопрос - а каким образом это происходит? Вопрос хороший, постараюсь объяснить.
Все ведь помнят, что любое вещество имеет собственную плотность, и даже воздух подобной обладает. Так стало быть реактивная струя, летящая из сопла двигателей отталкивается от воздуха и тем самым приводит наше авиасудно в движение. Соответственно чем быстрее струя, тем сильнее тяга, чем сильнее тяга, тем больше скорость.
Конструктивно:
Любой реактивный двигатель имеет продолговатую форму, как правило, похожую на баклажан. Подобного рода обстоятельство вызвано конструктивными особенностями самой установки. Практически любой ТРД имеет 2 зоны работы, холодную и горячую. Почему? Давайте разберемся. Если нарисовать блок-схему движка, то тут окажется не очень много деталей, а казалось то... Мы имеем: компрессор, турбину, камеры сгорания, связующий вал, сопло. Так называемые компрессор и турбина представляют собой кучу вентиляторов, которые имеют разное количество и геометрию лопаток. Компрессор (от слова compress - сжимать) загоняет массу воздуха в воздухозаборник и создает приличное давление. Далее сжатый воздух попадает в камеры сгорания, где особым образом смешивается с впрыскнутым керосином. Именно в камере сгорания, как можно понять из ее названия, происходит поджег и дальнейшее возгорание смеси. Далее, уже образованный в камере сгорания горяченный газ вылетает из камер прямо в сопло...именно он и называется реактивной струей. Теперь, когда все более или менее стало понятно возникает вопрос - а кто крутит компрессор?
Отлично, я как раз собирался об этом рассказать. Как мы помним, газ, вылетающий и камер сгорания летит прямо в сопло. Но, как оказывается, между соплом и камерами есть еще вентиляторы, штуки так 3, или больше, в зависимости от двигателя, что называются - турбиной. Лопатки турбин имеют изогнутую форму, обратную направлению изгиба лопаток компресора. Соответственно, если летящая с бешеной скоростью газ столкнется с лопатками компрессора, то к гадалке не ходи она не остановиться и даже напротив, станет раскручивать турбину до достаточно высоких скоростей (±100000 об/мин). Казалось бы, что за бестолковая деталь, какого черта она там крутиться. На самом деле турбина напрямую связана валом с компрессором. Следовательно турбина передаст по валу свой крутящий момент, тем самым предавая его компрессору и не позволяя остановиться процессу работы двигателя.
Надоело читать?
Потратьте четыре минуты своего времени и все встанет на свои места! перевод корявенький, но зато, за этот короткий промежуток времени вы поймете основной принцип работы современных двигателей:
Теперь вы спросите, а зачем это все нужно? Ведь летают же на винтах самолеты, зачем все так усложнять? Отвечу - даже в сравнении с одним из самых мощных ДВС (двигателей внутреннего сгорания) "реактивник" имеет в десятки раз больше мощи. К примеру, ну даже очень мощный ДВС будет выдавать ну дай бог - 1500-2000 л.с., а, к примеру, средненький такой ТРД выдаст 20000-25000 л.с. Что касательно тяги, то тут все просто - как правило среднестатистический ТРД выдает тягу в 20000 тонн. Надеюсь вопрос отныне исчерпан.
Вот приблизительно я описал основные свойства и принцип работы реактивных установок и искренне надеюсь, что теперь, мой читатель, тебе понятно за счет чего железные птицы покоряют воздух и доставляют нас в любую точку земного шара за считанные часы.
По мотивам http://www.liveinternet.ru/users/alexey_kazyulin/post123298386/
Ссылки по теме:
1. Само собой суждение автора "Все ведь помнят, что любое вещество имеет собственную плотность, и даже воздух подобной обладает. Так стало быть реактивная струя, летящая из сопла двигателей отталкивается от воздуха и тем самым приводит наше авиасудно в движение" безграмотно и неверно.
Реактивный двигатель сочетает в себе собственно двигатель с движителем, то есть он создаёт тяговое усилие только за счёт взаимодействия с рабочим телом, без опоры или контакта с другими телами. По этой причине чаще всего он используется для приведения в движение самолётов, ракет и космических аппаратов.
2. "как правило среднестатистический ТРД выдает тягу в 20000 тонн".
Тонна - единица измерения массы.
В авиации тяга - сила, которая вырабатывается двигателями и толкает самолёт сквозь воздушную среду. Силу измерить в тоннах невозможно.
Есть такая единица измерения как тонна-сила (тс), равна округленно 10000 ньютонов. Напомню, что один ньютон - сила, изменяющая за 1 секунду скорость тела массой 1 кг на 1 м/с в направлении действия силы.
Так вот, если автор вдруг имел бы в виду тягу двигателя в 20000 тс, это получалось бы округленно 20000 * 10000 = 200 000 000 (Двести миллионов!) ньютонов.
При том, что рекордный показатель тяги допустим в книге рекордов Гиннеса у двигателя General Electric GE90-115B равен 569 000 (Пятьсот шестьдесят девять тысяч) ньютонов (примерно 56,9 тс), ни о каких миллионах ньютонов или десятках тысяч тс речи быть не может.
Учитывая подобные грубейшие ляпы автора, которые ни один адекватный технический специалист просто не допустил бы, общее впечатление от статьи оставляет желать лучшего. Мягко говоря.
Закон сохранения импульса? Школьный курс физики? Не?
Товарищ Kostik354 чуть ниже запостил хороший рисунок с правильной формулой. Так и ТОЛЬКО ТАК нужно объяснять принцип работы реактивного двигателя. Другие варианты от лукавого. (На транспортерную ленту не отвлекайтесь)
дальше я читать не стал.
.
Кроме осевого компрессора представленного в этом посте, существует центробежный. В начале реактивной эры ТРД для самолетов делали с обоими типами компрессоров.
Осевые компрессоры - немецкая школа, центробежные - английская. Именно центробежные компрессоры были на ТРД знаменитого МиГ-15.
Центробежные компрессоры более просты и надежны, однако имеют худшую весовую отдачу и поэтому постепенно сошли со сцены авиационных ТРД. Однако в других областях их применяют с успехом и поныне, например в турбонагнетателях для автомобильных двигателей.
Осевые же компрессоры, поначалу помучив создателей ТРД, постепенно стали надежнее и заняли всю нишу авиационных ТРД.
.
В США ещё в конце Второй мировой построили 28-цилиндровый, звездообразный, воздушного охлаждения двигатель Pratt & Whitney R-4360-4 Wasp Major с взлетной мощностью 3000 л.с. при 2700 об/мин и 3650 л.с. на высоте.
.
Кроме ТРД существуют ТВД - турбо-винтовые двигатели. На подобных летают наши основные "стратеги" Ту-95 и ещё куча гражданских самолетов. Основная проблема ТВД - невозможность летать с большими скоростями, однако у него есть огромный "+" - экономичность, которая позволяет совершать дальние перелеты. А изобретение винтовентилятора позволило приблизить скорость винтовых самолетов к субзвуковой.
Рабочее тело с большой скоростью истекает из двигателя, и, в соответствии с законом сохранения импульса, образуется реактивная сила, толкающая двигатель в противоположном направлении. Для разгона рабочего тела может использоваться как расширение газа, нагретого тем или иным способом до высокой термотемпературы (т. н. тепловые реактивные двигатели), так и другие физические принципы, например, ускорение заряженных частиц в электростатическом поле (см. ионный двигатель).
Реактивный двигатель сочетает в себе собственно двигатель с движителем, то есть он создаёт тяговое усилие только за счёт взаимодействия с рабочим телом, без опоры или контакта с другими телами. По этой причине чаще всего он используется для приведения в движение самолётов, ракет и космических аппаратов.
Существует два основных класса реактивных двигателей:
1.Воздушно-реактивные двигатели — тепловые двигатели, которые используют энергию окисления горючего кислородом воздуха, забираемого из атмосферы. Рабочее тело этих двигателей представляет собой смесь продуктов горения с остальными компонентами забранного воздуха.
2. Ракетные двигатели — содержат все компоненты рабочего тела на борту и способны работать в любой среде, в том числе и в безвоздушном пространстве.
Бегом к учебнику физики! Если не удастся понять, хотя бы честно прочитай про ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА.
Ну причем тут газ?
Ты можешь повиснув в космосе, просто бросить камень, а сам полететь по закону сохранения импульса в противоположную сторону. И твое перемещение тоже будет вызвано реактивной силой, а реактивным Движителем будут мышцы, распрямляющие руку. :)
С уважением, Кумар Акисович!
Автору срочно в нобелевский комитет!
Новое открытие по уровню граничащее с "теорией относительности", ломающее все представления о физике!
А, нет. В школу! На урок физики 5 класс.
Чего можно ждать от поста, в самом начале которого такой детский ляп.
Но принцип реактивной тяги автор не понимает вообще.
Что-то вы тут запутались немножко, перечитайте мотивы, чтоли. ;)