Какво е реактивен двигател? ✒ Реактивен двигател.

ВНИМАНИЕ! Остарял формат на новините. Възможно е да има проблеми с правилното показване на съдържанието.

Реактивен двигател

Ранни самолети с реактивни двигатели: Me.262 и Як-15

Идеите за създаване на топлинен двигател, който включва реактивен двигател, са известни на човека от древни времена. Така в трактата на Херон от Александрия, озаглавен „Пневматика“, има описание на Еолипиле - топката „Еол“. Този дизайнне е нищо повече от парна турбина, в която парата се подава през тръби в бронзова сфера и излизайки от нея, завърта тази сфера. Най-вероятно устройството е използвано за забавление.

Великият Леонардо също не пренебрегва идеята, възнамерявайки да използва горещ въздух, подаван към остриетата, за да върти шиш за пържене.

Идеята за газотурбинен двигател е предложена за първи път през 1791 г. от английския изобретател J. Barber: неговият дизайн на газотурбинен двигател е оборудван с газов генератор, бутален компресор, горивна камера и газова турбина.

Използван като електроцентралаза своя самолет, разработен през 1878 г., топлинен двигател и A.F. Можайски: две парни машини задвижваха витлата на машината. Поради ниската ефективност не може да се постигне желаният ефект.

Друг руски инженер - П.Д. Кузмински - през 1892 г. развива идеята за газотурбинен двигател, в който горивото изгаря при постоянно налягане. След като стартира проекта през 1900 г., той решава да инсталира газотурбинен двигател с многостепенна газова турбина на малка лодка. Смъртта на дизайнера обаче му попречи да завърши започнатото.

Те започват да създават реактивен двигател по-интензивно едва през ХХ век: първо теоретично, а няколко години по-късно - практически.

През 1903 г. в работата „Изследване на световните пространства с реактивни инструменти“ К.Е. Циолковски са разработени теоретична основатечност ракетни двигатели(LPRE) с описание на основните елементи на реактивен двигател, използващ течно гориво.

Идеята за създаване на въздушно-дишащ двигател (WRE) принадлежи на Р. Лорин, който патентова проекта през 1908 г. Когато се опитва да създаде двигател, след като чертежите на устройството са публикувани през 1913 г., изобретателят се проваля: скоростта, необходима за работата на реактивния двигател, никога не е постигната.

Опитите за създаване на газотурбинни двигатели продължиха и по-нататък. И така, през 1906 г. руският инженер В.В. Караводин разработи и две години по-късно построи безкомпресорен газотурбинен двигател с четири периодични горивни камери и газова турбина. Въпреки това, мощността, развивана от устройството, дори при 10 000 оборота в минута, не надвишава 1,2 kW (1,6 к.с.).

Създаден газотурбинен двигателпериодично горене и немският дизайнер Х. Холварт. След като построи газотурбинен двигател през 1908 г., до 1933 г., след много години работа за подобряването му, той донесе Ефективност на двигателядо 24%. Идеята обаче не намери широко приложение.

Идеята за турбореактивен двигател е изразена през 1909 г. от руския инженер Н.В. Герасимов, който получи патент за газотурбинен двигател за създаване на реактивна тяга. Работата по осъществяването на тази идея не спира в Русия и впоследствие: през 1913 г. М.Н. Николской проектира газотурбинен двигател с мощност 120 kW (160 к.с.) с тристепенна газова турбина; през 1923 г. V.I. предлага Базаров схематична диаграмагазотурбинен двигател, подобен по конструкция на съвременните турбовитлови двигатели; през 1930 г. V.V. Уваров заедно с Н.Р. Briling проектира и през 1936 внедрява газотурбинен двигател с центробежен компресор.

Огромен принос за създаването на теорията на реактивния двигател направи работата на руските учени S.S. Неждановски, И.В. Мещерски, Н.Е. Жуковски. френски учен R. Hainault-Peltry, немски учен G. Oberth. Създаването на двигател с въздушно дишане също е повлияно от работата на известния съветски учен B.S. Стечкин, който публикува своя труд „Теорията на въздушно-реактивния двигател“ през 1929 г.

Работата по създаването на течен реактивен двигател не спира: през 1926 г. американският учен Р. Годард изстрелва ракета, използваща течно гориво. Работата по тази тема се провежда и в Съветския съюз: от 1929 до 1933 г. V.P. Глушко разработи и тества електротермичен реактивен двигател в Лабораторията по газова динамика. През този период той създава и първите домашни течни реактивни двигатели - ORM, ORM-1, ORM-2.

Най-голям принос за практическото прилагане на реактивния двигател имаха немски дизайнери и учени. Имайки подкрепа и финансиране от държавата, която се надяваше да постигне техническо превъзходство в предстоящата война по този начин, инженерният корпус III райхс максимална ефективност и кратко времеподходи към създаването на бойни системи, базирани на идеи реактивно задвижване.

Концентрирайки вниманието върху авиационния компонент, можем да кажем, че още на 27 август 1939 г. пилотът-изпитател Heinkel, капитан Е. Варсиц, издигна He.178 - реактивен самолет, чиито технологични разработки впоследствие бяха използвани при създаването на Heinkel He.280 и Messerschmitt Me.262 Schwalbe.

Двигателят Heinkel Strahltriebwerke HeS 3, инсталиран на Heinkel He.178, проектиран от H.-I. фон Охайна, въпреки че не притежаваше висока мощност, успя да отвори ерата на реактивните полети на военните самолети. Постигнато от He.178 максимална скоростпри 700 km/h, използвайки двигател, чиято мощност не надвишава 500 kgf обем на спиците. Напред лежеше неограничени възможности, което лиши буталните двигатели от бъдеще.

Цяла серия от реактивни двигатели, създадени в Германия, например Jumo-004, произведени от Junkers, му позволиха да има серийни реактивни изтребители и бомбардировачи в края на Втората световна война, изпреварвайки други страни в тази посока с няколко години. След поражението на Третия райх немската технология дава тласък на развитието на реактивните самолети в много страни по света.

Единствената страна, която успя да отговори на германското предизвикателство, беше Великобритания: турбореактивният двигател Rolls-Royce Derwent 8, създаден от Ф. Уитъл, беше инсталиран на изтребителя Gloster Meteor.

Трофей Джумо 004

Първият турбовитлов двигател в света беше унгарският двигател Jendrassik Cs-1, проектиран от Д. Йендрашик, който го построи през 1937 г. в завода Ganz в Будапеща. Въпреки проблемите, възникнали по време на изпълнението, двигателят трябваше да бъде инсталиран на унгарския двумоторен щурмови самолет Varga RMI-1 X/H, специално проектиран за тази цел от авиоконструктора Л. Варго. Унгарските специалисти обаче не успяха да завършат работата - предприятието беше пренасочено към производството на немски двигатели Daimler-Benz DB 605, избрани за монтиране на унгарския Messerschmitt Me.210.

Преди началото на войната в СССР продължава работата по създаването различни видовереактивни двигатели. И така, през 1939 г. е тествана ракета, задвижвана от ramjet двигатели, проектирани от I.A. Меркулова.

През същата година в Ленинградския завод Киров започва работа по изграждането на първия домашен турбореактивен двигател, проектиран от A.M. Люлки. Избухването на войната обаче спря експерименталната работа по двигателя, насочвайки цялата производствена мощност към нуждите на фронта.

Истинската ера на реактивните двигатели започва след края на Втората световна война, когато за кратък период от време е преодоляна не само звуковата бариера, но и гравитацията, което прави възможно извеждането на човечеството в открития космос.

Замисляли ли сте се как работи един двигател? реактивен самолет? Реактивната тяга, която го захранва, е била известна още в древността. Те успяха да го приложат на практика едва в началото на миналия век, в резултат на надпреварата във въоръжаването между Англия и Германия.

Принципът на работа на реактивния двигател е доста прост, но има някои нюанси, които се спазват стриктно при производството им. За да може самолетът да остане надеждно във въздуха, те трябва да работят перфектно. В крайна сметка животът и безопасността на всички на борда на самолета зависят от това.

Задвижва се с реактивна тяга. Това изисква някаква течност да бъде изтласкана от задната част на системата и да й даде движение напред. Работи тук Третият закон на Нютон, който гласи: „Всяко действие предизвиква еднаква реакция“.

На реактивния двигател вместо течност се използва въздух. Той създава силата, която осигурява движение.

То използва горещи газове и смес от въздух и горимо гориво.Тази смес излиза с висока скорост и избутва самолета напред, позволявайки му да лети.

Ако говорим за структурата на реактивен двигател, това е така свързване на четирите най-важни части:

• компресор;
• горивни камери;
• турбини;
• ауспух

Компресорът се състои от няколко турбини, които засмукват въздух и го компресират, докато преминава през ъглови лопатки. Когато се компресира, температурата и налягането на въздуха се повишават. Част от сгъстения въздух навлиза в горивната камера, където се смесва с гориво и се запалва. Увеличава се топлинна енергия на въздуха.

Реактивен двигател.

Гореща смес на висока скоростнапуска камерата и се разширява. Там тя преминава през още една турбина с лопатки, които се въртят благодарение на газовата енергия.

Турбината е свързана към компресора в предната част на двигателя, и по този начин го привежда в движение. Горещият въздух излиза през ауспуха. В този момент температурата на сместа е много висока. И се увеличава още повече, благодарение на дроселиращ ефект. След това въздухът излиза от него.

Започна разработването на самолети с реактивен двигател през 30-те години на миналия век.Британците и германците започнаха да разработват подобни модели. Германски учени спечелиха тази надпревара. Следователно първият самолет с реактивен двигател беше "Лястовица" в Луфтвафе. "Глостър метеор"излетя малко по-късно. Подробно са описани първите самолети с такива двигатели

Двигателят на свръхзвуковия самолет също е реактивен, но в съвсем различна модификация.

Как работи турбореактивен двигател?

Навсякъде се използват реактивни двигатели, а в по-големите се монтират турбореактивни двигатели. Разликата им е в това първият носи със себе си запас от гориво и окислител, а дизайнът осигурява доставката им от резервоарите.

Самолетен турбореактивен двигател носи само гориво, а окислителят - въздух - се изпомпва от турбина от атмосферата.Иначе принципът на действие е същият като на реактивния.

Една от най-важните им подробности е Това е турбинна перка.Мощността на двигателя зависи от това.

Схема на турбореактивен двигател.

Именно те произвеждат теглителните сили, необходими за самолета. Всяка от лопатките произвежда 10 пъти повече енергия от най-обикновения автомобилен двигател.Те са монтирани зад горивната камера, в частта на двигателя, където най-много високо налягане, а температурата достига до 1400 градуса по Целзий.

По време на производствения процес на остриета те преминават чрез процеса на монокристализация, което им придава твърдост и здравина.

Всеки двигател се тества за пълна тяга, преди да бъде инсталиран на самолет. Той трябва да мине сертификация от Европейския съвет по безопасност и компанията, която го е произвела.Една от най-големите компании, които ги произвеждат, е Rolls-Royce.

Какво е самолет с ядрен двигател?

По време на Студена война Бяха направени опити за създаване на реактивен двигател, който не се основава на химическа реакция, но върху топлината, която би генерирала ядрен реактор. Той е монтиран вместо горивна камера.

Въздухът преминава през активната зона на реактора, като понижава температурата си и повишава собствената си.Той се разширява и изтича от дюзата със скорост, по-голяма от скоростта на полета.

Комбиниран турбореактивно-ядрен двигател.

Тестван е в СССР на базата на ТУ-95.Съединените щати също не изоставаха от учените в Съветския съюз.

През 60-те годиниИзследванията и от двете страни постепенно престанаха. Основните три проблема, които възпрепятстваха развитието, бяха:

• безопасност на пилотите по време на полет;
• изпускане на радиоактивни частици в атмосферата;
• в случай на самолетна катастрофа радиоактивният реактор може да избухне, причинявайки непоправима вреда на всички живи същества.

Как се правят реактивни двигатели за модели на самолети?

Производството им за модели на самолети отнема около 6 часа.Първо се смила алуминиева основна плоча, към който са прикрепени всички останали части. Има същия размер като хокейна шайба.

Към него е прикрепен цилиндър, така че се получава нещо като тенекия. Това е бъдещият двигател с вътрешно горене.След това се инсталира захранващата система. За да го закрепите, винтовете се завинтват в основната плоча, предварително потопена в специален уплътнител.

Двигател за модел на самолет.

Стартерните канали са прикрепени към другата страна на камератаза пренасочване на газовите емисии към турбинното колело. Монтира се в отвора отстрани на горивната камера намотка с нажежаема жичка.Той запалва горивото вътре в двигателя.

След това монтират турбината и централната ос на цилиндъра.Те залагат на това компресорно колело, който нагнетява въздух в горивната камера. Проверява се с помощта на компютър, преди стартовият панел да бъде защитен.

Готовият двигател се проверява отново за мощност. Звукът му не се различава много от звука на двигател на самолет. Той, разбира се, е по-малко мощен, но напълно го напомня, придавайки повече сходство с модела.

Идеите за създаване на топлинен двигател, който включва реактивен двигател, са известни на човека от древни времена. Така в трактата на Херон от Александрия, озаглавен „Пневматика“, има описание на Еолипиле - топката „Еол“. Този дизайн не е нищо повече от парна турбина, в която парата се подава през тръби в бронзова сфера и излизайки от нея, завърта тази сфера. Най-вероятно устройството е използвано за забавление.

Топка "Еол" Китайците напреднаха малко по-далеч, създавайки през 13 век един вид "ракети". Първоначално използван като фойерверки, новият продукт скоро беше приет и използван за бойни цели. Великият Леонардо също не пренебрегва идеята, възнамерявайки да използва горещ въздух, подаван към остриетата, за да върти шиш за пържене. Идеята за газотурбинен двигател е предложена за първи път през 1791 г. от английския изобретател J. Barber: неговият дизайн на газотурбинен двигател е оборудван с газов генератор, бутален компресор, горивна камера и газова турбина. Той използва топлинен двигател и A.F. като електроцентрала за своя самолет, разработен през 1878 г. Можайски: две парни машини задвижваха витлата на машината. Поради ниската ефективност не може да се постигне желаният ефект. Друг руски инженер – П.Д. Кузмински - през 1892 г. развива идеята за газотурбинен двигател, в който горивото изгаря при постоянно налягане. След като стартира проекта през 1900 г., той решава да инсталира газотурбинен двигател с многостепенна газова турбина на малка лодка. Смъртта на дизайнера обаче му попречи да завърши започнатото. Те започнаха да създават реактивен двигател по-интензивно едва през 20 век: първо теоретично, а няколко години по-късно - практически. През 1903 г. в работата „Изследване на световните пространства с реактивни инструменти“ К.Е. Циолковски разработи теоретичните основи на течните ракетни двигатели (LPRE) с описание на основните елементи на реактивен двигател, използващ течно гориво. Идеята за създаване на въздушно-дишащ двигател (WRE) принадлежи на Р. Лорин, който патентова проекта през 1908 г. Когато се опитва да създаде двигател, след като чертежите на устройството са публикувани през 1913 г., изобретателят се проваля: скоростта, необходима за работата на реактивния двигател, никога не е постигната. Опитите за създаване на газотурбинни двигатели продължиха и по-нататък. И така, през 1906 г. руският инженер В.В. Караводин разработи и две години по-късно построи безкомпресорен газотурбинен двигател с четири периодични горивни камери и газова турбина. Въпреки това, мощността, развивана от устройството, дори при 10 000 оборота в минута, не надвишава 1,2 kW (1,6 к.с.). Газотурбинният двигател с прекъсващо горене също е създаден от немския конструктор Х. Холварт. След като построи газотурбинен двигател през 1908 г., до 1933 г., след много години работа за подобряването му, той доведе ефективността на двигателя до 24%. Идеята обаче не намери широко приложение.

В.П. Глушко Идеята за турбореактивен двигател е изразена през 1909 г. от руския инженер Н.В. Герасимов, който получи патент за газотурбинен двигател за създаване на реактивна тяга. Работата по осъществяването на тази идея не спира в Русия и впоследствие: през 1913 г. М.Н. Николской проектира газотурбинен двигател с мощност 120 kW (160 к.с.) с тристепенна газова турбина; през 1923 г. V.I. Базаров предлага принципна схема на газотурбинен двигател, подобен по конструкция на съвременните турбовитлови двигатели; през 1930 г. V.V. Уваров заедно с Н.Р. Briling проектира и през 1936 внедрява газотурбинен двигател с центробежен компресор. Огромен принос за създаването на теорията на реактивния двигател направи работата на руските учени S.S. Неждановски, И.В. Мещерски, Н.Е. Жуковски. френски учен R. Hainault-Peltry, немски учен G. Oberth. Създаването на двигател с въздушно дишане също е повлияно от работата на известния съветски учен B.S. Стечкин, който публикува своя труд „Теорията на въздушно-реактивния двигател“ през 1929 г. Работата по създаването на течен реактивен двигател не спира: през 1926 г. американският учен Р. Годард изстрелва ракета, използваща течно гориво. Работата по тази тема се провежда и в Съветския съюз: от 1929 до 1933 г. V.P. Глушко разработи и тества електротермичен реактивен двигател в Лабораторията по газова динамика. През този период той създава и първите домашни течни реактивни двигатели - ORM, ORM-1, ORM-2. Най-голям принос за практическото прилагане на реактивния двигател имаха немски дизайнери и учени. Имайки подкрепа и финансиране от държавата, която се надяваше да постигне техническо превъзходство в предстоящата война по този начин, инженерният корпус на III Райх се приближи с максимална ефективност и за кратко време до създаването на бойни системи, базирани на идеите на реактивното задвижване. . Концентрирайки вниманието върху авиационния компонент, можем да кажем, че още на 27 август 1939 г. пилотът-изпитател Heinkel, капитан Е. Варсиц, издигна He.178 - реактивен самолет, чиито технологични разработки впоследствие бяха използвани при създаването на Heinkel He.280 и Messerschmitt Me.262 Schwalbe. Двигателят Heinkel Strahltriebwerke HeS 3, инсталиран на Heinkel He.178, проектиран от H.-I. фон Охайна, въпреки че не притежаваше висока мощност, успя да отвори ерата на реактивните полети на военните самолети. Максималната скорост от 700 km/h, постигната от He.178 с помощта на двигател, чиято мощност не надвишава 500 kgf обем на спиците. Предстояха неограничени възможности, което лиши буталните двигатели от бъдеще. Цяла серия от реактивни двигатели, създадени в Германия, например Jumo-004, произведени от Junkers, му позволиха да има серийни реактивни изтребители и бомбардировачи в края на Втората световна война, изпреварвайки други страни в тази посока с няколко години. След поражението на Третия райх немската технология дава тласък на развитието на реактивните самолети в много страни по света. Единствената страна, която успя да отговори на германското предизвикателство, беше Великобритания: турбореактивният двигател Rolls-Royce Derwent 8, създаден от Ф. Уитъл, беше инсталиран на изтребителя Gloster Meteor.

Заловен Jumo 004 Първият турбовитлов двигател в света е унгарският двигател Jendrassik Cs-1, проектиран от Д. Йендрашик, който го конструира през 1937 г. в завода Ganz в Будапеща. Въпреки проблемите, възникнали по време на изпълнението, двигателят трябваше да бъде инсталиран на унгарския двумоторен щурмови самолет Varga RMI-1 X/H, специално проектиран за тази цел от авиоконструктора Л. Варго. Унгарските специалисти обаче не успяха да завършат работата - предприятието беше пренасочено към производството на немски двигатели Daimler-Benz DB 605, избрани за монтиране на унгарския Messerschmitt Me.210. Преди началото на войната в СССР продължи работата по създаването на различни видове реактивни двигатели. И така, през 1939 г. е тествана ракета, задвижвана от ramjet двигатели, проектирани от I.A. Меркулова. През същата година в Ленинградския завод Киров започва работа по изграждането на първия домашен турбореактивен двигател, проектиран от A.M. Люлки. Избухването на войната обаче спря експерименталната работа по двигателя, насочвайки цялата производствена мощност към нуждите на фронта. Истинската ера на реактивните двигатели започва след края на Втората световна война, когато за кратък период от време е преодоляна не само звуковата бариера, но и гравитацията, което прави възможно извеждането на човечеството в открития космос.

Реактивни двигатели. История на реактивните двигатели.

Реактивни двигатели.

Реактивен двигател е устройство, чиято конструкция позволява да се получи реактивна тяга, чрез преобразуване на вътрешната енергия на захранването с гориво в кинетична енергияструйна струя на работния флуид.

Работната течност на обекта с висока скоростизтича от реактивния двигател и в съответствие със закона за запазване на импулса се генерира реактивна сила, която тласка двигателя в обратна посока. За ускоряване на работния флуид може да се използва като разширение на газ, нагрят по един или друг начин до висока температура(термореактивни двигатели) и др физически принципи, например ускоряване на заредени частици в електростатично поле (йонен двигател).

Реактивният двигател ви позволява да създавате теглителна сила само поради взаимодействието на струйния поток с работния флуид, без опора или контакт с други тела. В тази връзка реактивният двигател е намерен широко приложениев авиацията и космонавтиката.

История на реактивните двигатели.

Китайците са първите, които са се научили да използват реактивно задвижване; ракетите с твърдо гориво се появяват в Китай през 10 век от н.е. д. Такива ракети са били използвани на Изток, а след това и в Европа за фойерверки, сигнализация и като бойни ракети.

Ракетите на древен Китай.

Важен етап в развитието на идеята за реактивно задвижване беше идеята за използване на ракета като двигател за самолет. За първи път е формулиран от руския революционер Н. И. Кибалчич, който през март 1881 г., малко преди екзекуцията си, предлага дизайн на самолет (ракета), използващ реактивно задвижване от експлозивни прахови газове.

Н. Е. Жуковски, в своите трудове „За реакцията на изтичащи и втичащи течности“ (1880 г.) и „За теорията на корабите, задвижвани от силата на реакция на изтичащата вода“ (1908 г.), за първи път разработва основните въпроси на теорията на струята. двигател.

Интересни трудове по изучаване на ракетния полет принадлежат и на известния руски учен И. В. Мещерски, по-специално в областта обща теориядвижение на тела с променлива маса.

През 1903 г. К. Е. Циолковски в работата си „Изследване на световните пространства с реактивни инструменти“ дава теоретична обосновка за полета на ракета, както и принципна схема на ракетен двигател, която предвижда много фундаментални и характеристики на дизайнасъвременни течни ракетни двигатели (LPRE). Така Циолковски предвижда използването на течно гориво за реактивен двигател и подаването му към двигателя със специални помпи. Той предложи да се управлява полета на ракетата с помощта на газови рулове - специални плочи, поставени в поток от газове, излизащи от дюзата.

Особеността на течния реактивен двигател е, че за разлика от други реактивни двигатели, той носи със себе си целия запас от окислител заедно с горивото и не отнема въздуха, съдържащ кислород, необходим за изгаряне на горивото от атмосферата. Това е единственият двигател, който може да се използва за полети на свръхвисока височина извън земната атмосфера.

Първата в света ракета с течен ракетен двигател е създадена и изстреляна на 16 март 1926 г. от американеца Р. Годард. Тежеше около 5 килограма, а дължината му достигаше 3 м. Горивото в ракетата на Годард беше бензин и течен кислород. Полетът на тази ракета продължи 2,5 секунди, през които тя прелетя 56 m.

Систематичната експериментална работа върху тези двигатели започва през 30-те години.

Първите съветски ракетни двигатели с течно гориво са разработени и създадени през 1930-1931 г. в Ленинградската газодинамична лаборатория (GDL) под ръководството на бъдещия академик V.P.Glushko. Тази серия беше наречена ORM - експериментален ракетен двигател. Глушко използва някои нови иновации, например охлаждане на двигателя с един от горивните компоненти.

Успоредно с това разработването на ракетни двигатели се извършва в Москва от групата за изследване на реактивните двигатели (GIRD). Негов идеен вдъхновител е Ф. А. Цандер, а организатор - младият С. П. Королев. Целта на Королев беше да построи ново ракетно превозно средство - ракетоплан.

През 1933 г. F. A. Zander конструира и успешно тества ракетния двигател OR1, работещ с бензин и сгъстен въздух, а през 1932-1933 г. двигателят OR2, работещ с бензин и течен кислород. Този двигател е проектиран да бъде инсталиран на планер, който е предназначен да лети като ракетен самолет.

Развивайки работата, която са започнали, съветските инженери впоследствие продължават да работят върху създаването на течни реактивни двигатели. Общо от 1932 до 1941 г. в СССР са разработени 118 дизайна на течни реактивни двигатели.

В Германия през 1931 г. се провеждат тестове на ракети от И. Винклер, Ридел и др.

Първият полет на ракетен самолет с двигател с течно гориво е извършен в Съветския съюз през февруари 1940 г. Като силова установка на самолета е използван ракетен двигател с течно гориво. През 1941 г. под ръководството съветски дизайнерВ. Ф. Болховитинов построи първия реактивен самолет - изтребител с двигател с течно гориво. Тестовете му са извършени през май 1942 г. от пилота Г. Я. Бахчиваджи. По същото време се състоя и първият полет на немски изтребител с такъв двигател.

През 1943 г. Съединените щати тестват първия американски реактивен самолет, задвижван от реактивен двигател с течно гориво. В Германия през 1944 г. са построени няколко изтребителя с тези двигатели, проектирани от Messerschmitt.

В допълнение, течни ракетни двигатели са използвани на немски ракети V2, създадени под ръководството на В. фон Браун.

През 50-те години са монтирани течни ракетни двигатели балистични ракети, и след това нататък космически ракети, изкуствени спътници, автоматични междупланетни станции.

Ракетният двигател с течно гориво се състои от горивна камера с дюза, турбопомпа, газогенератор или парогазогенератор, система за автоматизация, елементи за управление, система за запалване и спомагателни възли (топлообменници, миксери, задвижвания).

Идеята за двигатели с дишане на въздух (WRE) е излагана повече от веднъж в различни страни. Най-важните и оригинални произведения в това отношение са изследванията, извършени през 1908-1913 г. от френския учен Рено Лоран, който предлага редица дизайни за линейно реактивни двигатели (въздушно-реактивни двигатели). Тези двигатели се използват като окислител атмосферен въздух, а компресията на въздуха в горивната камера се осигурява от динамично налягане на въздуха.

През май 1939 г. в СССР за първи път е тествана ракета с ПВРД, проектирана от П. А. Меркулов. Това беше двустепенна ракета (първата степен е прахова ракета) с излетно тегло 7,07 kg, а теглото на горивото за втората степен на ramjet беше само 2 kg. По време на тестовете ракетата достигна височина от 2 км.

През 1939-1940 г. за първи път в света Съветският съюз провежда летни изпитания на двигатели с въздушно дишане, монтирани като допълнителни двигатели на самолет, проектиран от Н. П. Поликарпов. През 1942 г. в Германия са тествани линейно реактивни двигатели, проектирани от Е. Зенгер.

Въздушният двигател се състои от дифузор, в който въздухът се компресира поради кинетичната енергия на настъпващия въздушен поток. Горивото се впръсква в горивната камера през дюза и сместа се запалва. Струйната струя излиза през дюзата.

Процесът на работа на реактивните двигатели е непрекъснат, поради което те нямат стартова тяга. В тази връзка при скорости на полета, по-малки от половината от скоростта на звука, двигателите с дишане на въздух не се използват. Най-ефективното използване на реактивните двигатели е при свръхзвукови скорости и големи височини. Самолет, задвижван от реактивен двигател, излита с помощта на ракетни двигатели, работещи с твърдо или течно гориво.

Друга група двигатели с дишане на въздух - турбокомпресорни двигатели - получи по-голямо развитие. Делят се на турбореактивни, при които тягата се създава от струя газове, изтичащи от реактивното сопло, и турбовитлови, при които основната тяга се създава от витлото.

През 1909 г. проектът на турбореактивен двигател е разработен от инженер Н. Герасимов. През 1914 г. руски лейт военноморски флотМ. Н. Николской проектира и построи модел на турбовитлов двигател самолетен двигател. Работната течност за задвижване на тристепенната турбина беше газообразните продукти от изгарянето на смес от терпентин и азотна киселина. Турбината работи не само върху витлото: изгорелите газове, насочени към опашната (струйна) дюза, създават реактивна тяга в допълнение към силата на тягата на витлото.

През 1924 г. В. И. Базаров разработва дизайн на авиационен турбокомпресорен реактивен двигател, който се състои от три елемента: горивна камера, газова турбина и компресор. Потокът от сгъстен въздух тук за първи път беше разделен на два клона: по-малката част отиваше в горивната камера (към горелката), а по-голямата част се смесваше с работните газове, за да се понижи температурата им пред турбината. Това гарантира безопасността на лопатките на турбината. Мощността на многостепенната турбина се изразходва за задвижване на центробежния компресор на самия двигател и отчасти за въртене на перката. В допълнение към витлото, тягата се създава поради реакцията на поток от газове, преминаващ през опашната дюза.

През 1939 г. в завода Киров в Ленинград започва изграждането на турбореактивни двигатели, проектирани от А. М. Люлка. Изпитанията му са прекъснати от войната.

През 1941 г. в Англия е извършен първият полет на експериментален боен самолет, оборудван с турбореактивен двигател, проектиран от Ф. Уитъл. Той беше оборудван с двигател с газова турбина, която задвижваше центробежен компресор, който доставяше въздух в горивната камера. Продуктите от горенето са използвани за създаване на реактивна тяга.

До края на Втората световна война става ясно, че по-нататъшното ефективно развитие на авиацията е възможно само с въвеждането на двигатели, които използват изцяло или частично принципите на реактивното задвижване.

Първите самолети с реактивни двигатели са създадени в нацистка Германия, Великобритания, САЩ и СССР.

В СССР първият проект на изтребител с реактивен двигател, разработен от А. М. Люлка, е предложен през март 1943 г. от ръководителя на ОКБ-301 М. И. Гудков. Самолетът се казваше Gu-VRD. Проектът беше отхвърлен от експерти поради недоверие в уместността и предимствата на WFD в сравнение с буталните авиационни двигатели.

Германски дизайнери и учени, работещи в тази и сродни области (ракетна наука), се оказаха в повече изгодна позиция. Третият райх планира война и се надява да я спечели поради техническо превъзходство в оръжията. Ето защо в Германия новите разработки, които биха могли да укрепят армията в областта на авиацията и ракетната техника, бяха субсидирани по-щедро, отколкото в други страни.

Първият самолет, оборудван с турбореактивен двигател HeS 3, проектиран от von Ohain, беше He 178 (Heinkel Германия). Това се случва на 27 август 1939 г. Този самолет превъзхожда буталните изтребители на своето време по скорост (700 км/ч), чиято максимална скорост не надвишава 650 км/ч, но е по-малко икономичен и в резултат на това има по-малък обсег. Освен това той имаше високи скорости на излитане и кацане в сравнение с буталните самолети, поради което се нуждаеше от по-дълга писта с висококачествена настилка.

Работата по тази тема продължи почти до края на войната, когато Третият райх, загубил предишното си предимство във въздуха, направи неуспешен опит да го възстанови, доставяйки военна авиацияреактивен самолет.

От август 1944 г. реактивният изтребител-бомбардировач Messerschmitt Me.262, оборудван с две турбореактивни двигатели Jumo-004, произведен от Junkers. Самолетът Messerschmitt Me.262 значително превъзхождаше всички свои „съвременници“ по скорост и скорост на изкачване.

От ноември 1944 г. започва да се произвежда първият реактивен бомбардировач Arado Ar 234 Blitz със същите двигатели.

Единственият реактивен самолет на съюзниците от антихитлеристката коалиция, който официално участва във Втората световна война, е Gloucester Meteor (Великобритания) с турбореактивен двигател Rolls-Royce Derwent 8, проектиран от Ф. Уитъл.

След войната във всички страни, които са имали авиационна индустрия, започва интензивно развитие в областта на въздушно-дишащите двигатели. Конструкцията на реактивни двигатели разкри нови възможности в авиацията: полети със скорости, надвишаващи скоростта на звука, и създаване на самолети с товароносимост многократно по-голяма от тази на буталните самолети, в резултат на по-високата плътност на мощността на газотурбинните двигатели в сравнение с буталните двигатели.

Първият реактивен самолет за местно производство беше изтребителят Як-15 (1946 г.), разработен за рекордно кратко време на базата на корпуса на Як-3 и адаптация на уловения двигател Jumo-004, направен в бюрото за проектиране на двигатели на V. Ya , Климов.

И година по-късно първият, напълно оригинален, домашен турбореактивен двигател TR-1, разработен в конструкторското бюро на А. М. Люлка, премина държавни тестове. Такива бърза скоростразвитието на напълно нова област на машиностроенето има обяснение: групата на А. М. Люлка работи по този въпрос от предвоенните времена, но „зелената светлина“ за тези разработки беше дадена едва когато ръководството на страната внезапно откри, че СССР изоставаше в тази област.

Първият местен реактивен пътнически самолет беше Ту-104 (1955 г.), оборудван с два турбореактивни двигателя РД-3М-500 (АМ-3М-500), разработени в конструкторското бюро на А. А. Микулин. По това време СССР вече беше сред световните лидери в областта на авиационното двигателостроене.

Пътновъздушният двигател (ramjet engine), изобретен през 1913 г., също започна активно да се подобрява. От 50-те години на миналия век в САЩ са създадени редица експериментални и производствени самолети. крилати ракетиразлични цели с този тип двигател.

Имайки редица недостатъци за използване на пилотирани летателни апарати (нулева тяга при покой, ниска ефективност при ниски скорости на полета), ПВРД се превърна в предпочитания тип ПВРД за безпилотни снаряди за еднократна употреба и крилати ракети, поради своята простота и, следователно, , ниска цена и надеждност.

В турбореактивния двигател (TRE) въздухът, влизащ по време на полет, се компресира първо във въздухозаборника и след това в турбокомпресора. Въздух под наляганесе подава към горивната камера, където се впръсква течно гориво (най-често авиационен керосин). Частично разширяване на газовете, образувани по време на горенето, става в турбината, въртяща компресора, а окончателното разширение се извършва в струйната дюза. Между турбината и реактивния двигател може да се монтира доизгаряне, за да се осигури допълнително изгаряне на гориво.

В наши дни повечето военни и граждански самолети, както и някои хеликоптери, са оборудвани с турбореактивни двигатели (ТРД).

При турбовитлов двигател основната тяга се генерира от витлото, а допълнителната тяга (около 10%) се генерира от поток от газове, изтичащ от реактивната дюза. Принципът на работа на турбовитловия двигател е подобен на турбореактивния (TR), с тази разлика, че турбината върти не само компресора, но и витлото. Тези двигатели се използват в дозвукови самолети и хеликоптери, както и за задвижване на високоскоростни кораби и автомобили.

Най-ранните твърди ракетни двигатели (SRM) са използвани в бойни ракети. Широкото им използване започва през 19 век, когато в много армии се появяват ракетни единици. IN края на XIXвек е създаден първият бездимен барут с по-стабилно горене и по-голяма производителност.

През 1920-1930 г. се извършва работа за създаване на реактивни оръжия. Това доведе до появата на реактивни минохвъргачки - Катюши в Съветския съюз, шестцевни реактивни минохвъргачки в Германия.

Разработването на нови видове барут направи възможно използването на реактивни двигатели с твърдо гориво в бойни ракети, включително балистични. Освен това те се използват в авиацията и космонавтиката като двигатели за първите степени на ракети-носители, стартови двигатели за самолети с ПВРД и спирачни двигатели. космически кораб.

Реактивен двигател на твърдо гориво (SFRE) се състои от корпус (горивна камера), който съдържа цялото захранване с гориво и реактивна дюза. Тялото е изработено от стомана или фибростъкло. Дюзата е изработена от графит или огнеупорни сплави. Горивото се запалва от запалително устройство. Тягата може да се регулира чрез промяна на горивната повърхност на заряда или критичната площ на напречното сечение на дюзата, както и чрез инжектиране на течност в горивната камера. Посоката на тягата може да се променя от газови кормила, дефлектор (дефлектор), спомагателни двигатели за управление и др.

Реактивните двигатели на твърдо гориво са много надеждни, не изискват сложна поддръжка, могат да се съхраняват дълго време и винаги са готови за стартиране.

Видове реактивни двигатели.

Днес реактивни двигатели с различни конструкции се използват доста широко.

Реактивните двигатели могат да бъдат разделени на две категории: ракетно-реактивни двигатели и двигатели с дишане на въздух.

Ракетен двигател с твърдо гориво (ракетен двигател с твърдо гориво) - ракетен двигател с твърдо гориво - двигател, работещ с твърдо гориво, използван най-често в ракетната артилерия и много по-рядко в космонавтиката. Това е най-старият от топлинните двигатели.

Течният ракетен двигател (LPRE) е химически ракетен двигател, който използва течности, включително втечнени газове, като ракетно гориво. Броят на използваните компоненти разграничава едно-, дву- и трикомпонентни двигатели с течно гориво.

Пътновъздушна струя;

Импулсна въздушна струя;

турбореактивен;

Турбовитлов двигател.

Съвременни реактивни двигатели.

Снимката показва самолетен реактивен двигател по време на тестване.

Снимката показва процеса на сглобяване на ракетни двигатели.

Реактивни двигатели. История на реактивните двигатели. Видове реактивни двигатели.

Бутане на двигателя в обратна посока. За ускоряване на работния флуид може да се използва като разширение на газ, нагрят по един или друг начин до висока температура (т.нар. термореактивни двигатели), както и други физични принципи, например ускорението на заредени частици в електростатично поле (виж йонен двигател).

Реактивният двигател съчетава самия двигател със задвижващо устройство, тоест създава теглителна сила само чрез взаимодействие с работната течност, без опора или контакт с други тела. Поради тази причина най-често се използва за задвижване на самолети, ракети и космически кораби.

Класове реактивни двигатели

Има два основни класа реактивни двигатели:

• Реактивни двигатели- топлинни двигатели, които използват енергията на окисляване на горивото с кислород от въздуха, взет от атмосферата. Работната течност на тези двигатели е смес от продукти на горенето с останалите компоненти на входящия въздух.
• Ракетни двигатели- съдържат всички компоненти на работната течност на борда и са способни да работят във всяка среда, включително в безвъздушно пространство.

Компоненти на реактивен двигател

Всеки реактивен двигател трябва да има поне два компонента:

• Горивна камера („химически реактор“) - това е мястото, където се случва освобождаването химична енергиягориво и превръщането му в топлинна енергия на газовете.
• Струйна дюза („газов тунел“) - в която Термална енергиягазовете се преобразуват в тяхната кинетична енергия, когато газовете изтичат от дюзата с висока скорост, като по този начин създават реактивна тяга.

Основни технически параметри на реактивен двигател

Основен технически параметърхарактеризиращ реактивен двигател е сцепление(известна още като теглителна сила) е силата, която двигателят развива в посоката на движение на превозното средство.

В допълнение към тягата, ракетните двигатели се характеризират със специфичен импулс, който е показател за степента на усъвършенстване или качество на двигателя. Този показател също е мярка за ефективността на двигателя. Графиката по-долу графично представя горните стойности на този показател за различните видове реактивни двигатели, в зависимост от скоростта на полета, изразена под формата на число на Мах, което ви позволява да видите диапазона на приложимост на всеки тип двигател.

История

Реактивният двигател е изобретен от д-р Ханс фон Охайн, виден немски инженер-конструктор, и сър Франк Уитъл. Първият патент за работещ газотурбинен двигател е получен през 1930 г. от Франк Уитъл. Първият обаче работещ моделОхайн беше този, който го събра.

На 2 август 1939 г. първият реактивен самолет Heinkel He 178, оборудван с двигател, се издига в небето на Германия HeS 3, разработен от Ohain.

Вижте също

Фондация Уикимедия. 2010 г.

• Реактивен двигател
• Газотурбинен двигател

Вижте какво е „реактивен двигател“ в други речници:

РЕАКТИВЕН ДВИГАТЕЛ- РЕАКТИВЕН ДВИГАТЕЛ, двигател, който осигурява задвижване напред чрез бързо изпускане на поток от течност или газ в посока, обратна на посоката на движение. За да създаде високоскоростен поток от газове, реактивен двигател използва гориво... ... Научно-технически енциклопедичен речник

Реактивен двигател- двигател, който създава теглителната сила, необходима за движение, чрез преобразуване на първоначалната енергия в кинетичната енергия на струйния поток на работния флуид (виж Работен флуид); в резултат на изтичане на работната течност от дюзата на двигателя,... ... Велика съветска енциклопедия

РЕАКТИВЕН ДВИГАТЕЛ- (двигател с директна реакция) двигател, чиято тяга се създава от реакцията (отката) на работния флуид, изтичащ от него. Делят се на въздушно-реактивни и ракетни двигатели... Голям енциклопедичен речник

Реактивен двигател- двигател, който преобразува всякакъв вид първична енергия в кинетичната енергия на работната течност (реактивна струя), която създава реактивна тяга. Реактивният двигател съчетава самия двигател и задвижващото устройство. Основната част от всеки... ... Морски речник

РЕАКТИВЕН ДВИГАТЕЛ- JET двигател, двигател, чиято тяга се създава от директната реакция (откат) на работния флуид, изтичащ от него (например продукти от горенето химическо гориво). Те се разделят на ракетни двигатели (ако се намират запасите от работна течност... ... Съвременна енциклопедия

Реактивен двигател- РЕАКТИВЕН ДВИГАТЕЛ, двигател, чиято тяга се създава от директната реакция (откат) на работния флуид, изтичащ от него (например продукти от изгаряне на химическо гориво). Те се разделят на ракетни двигатели (ако се намират запасите от работна течност... ... Илюстрован енциклопедичен речник

РЕАКТИВЕН ДВИГАТЕЛ- двигател с директна реакция, чиято реактивна (виж) се създава от отката на струята на работния флуид, изтичаща от него. Има въздушна струя и ракета (виж) ... Голяма политехническа енциклопедия

реактивен двигател- - Теми: нефтена и газова промишленост EN реактивен двигател... Ръководство за технически преводач

реактивен двигател- двигател, чиято тяга се създава от реакцията (отката) на струята на работния флуид, изтичаща от него. По отношение на двигателите работната течност се разбира като вещество (газ, течност, твърдо), с помощта на които топлинната енергия, отделена по време на... ... Енциклопедия на техниката

реактивен двигател- (двигател с директна реакция), двигател, чиято тяга се създава от реакцията (отката) на работния флуид, изтичащ от него. Делят се на въздушно-реактивни и ракетни двигатели. * * * РЕАКТИВЕН ДВИГАТЕЛ РЕАКТИВЕН ДВИГАТЕЛ (директен двигател... ... енциклопедичен речник

Книги

• Авиомодел пулсиращ въздушно-дишащ двигател, В. А. Бородин. Книгата обхваща дизайна, работата и елементарната теория на пулсиращите реактивни двигатели. Книгата е илюстрирана със схеми на реактивни летящи авиомодели. Възпроизведено в оригинал...