Mis on reaktiivmootor? Kuidas lennuki reaktiivmootor töötab.

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 vastupidises suunas liikuma.

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.

Põhimõte reaktiivmootor inimkonnale juba pikka aega tuntud — lihtsad raketid tegid muistsed hiinlased. Aga selleks, et tõusta taevasse kaasaegsed lennukid ja raketid, insenerid pidid lahendama palju tehnilisi probleeme ja tänapäeva reaktiivmootorid on üsna keerulised seadmed.

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

Nii täna reaktiivlennukid lendavad kolme tüüpi mootoritel:

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 tavalises õhus 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 põlemiskambrisse tekib vajalik õhurõhk, siseneb sinna kütus ja süüde aktiveerub. Reaktiivmootor teenitud!

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 juurde, on võllile kinnitatud teine ​​suurte labadega turbiin - ventilaator. Tema on see, kes esmakordselt 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 tänapäeval selliseid mootoreid peamiselt transpordilennundus ja kohalikke lende sooritavatel väikestel reisilennukitel.

Kogemuste 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

Ja mis on selle tähtsus kaasaegne lennundus. Alates Maale ilmumisest on inimene suunanud oma pilgu taevasse. Kui uskumatu kergusega hõljuvad linnud tõusvates sooja õhuvooludes! Ja mitte ainult väikesed isendid, vaid isegi sellised suured nagu pelikanid, kraanad ja paljud teised. Katsed neid jäljendada, kasutades piloodi enda lihasjõul põhinevaid primitiivseid, kui need viisid omamoodi "lennuni", siis arenduse massilisest rakendamisest ei saanud rääkidagi - kujundused olid väga ebausaldusväärsed, neid kasutavale isikule kehtestati liiga palju piiranguid.

Siis tulid sisepõlemismootorid ja propellermootorid. Need osutusid nii edukaks, et tänapäevane reaktiivmootor ja kruvimootoriga (propeller) mootor eksisteerivad endiselt paralleelselt. Muidugi, olles läbinud mitmeid muudatusi.

Kuidas reaktiivmootor tekkis?

Enamik tehnilisi lahendusi, mille leiutamine on inimesele omistatud, on tegelikult loodusest piilutud. Näiteks deltaplaani loomisele eelnes taevas hõljuvate lindude lennu vaatlemine. Hiilgavalt argumenteeriti ka kalade ja lindude voolujoonelisi vorme, kuid juba 2010. aasta 2010. aasta raamistikus. tehnilisi vahendeid. Sarnane lugu ei läinud mööda reaktiivmootorist. See põhimõte liigutusi kasutavad paljud Mereelu- kaheksajalad, kalmaarid, meduusid jne. Tsiolkovski rääkis sellisest mootorist. Veelgi enam – ta põhjendas teoreetiliselt võimalust luua õhulaev lendudeks planeetidevahelises ruumis.

Alusalused Ja rakette tunti Vana-Hiinas. Võime öelda, et reaktiivmootori loomise idee "oli õhus", oli vaja ainult seda näha ja tehnoloogiasse tõlkida.

Mootori ehitus ja tööpõhimõte

Iga reaktiivmootori keskmes on kamber, mille väljalaskeava lõpeb kellatoruga. Kambrisse tarnitakse kütusesegu, mis süttib seal, muutudes gaasiks kõrge temperatuur. Kuna selle rõhk jaotub ühtlaselt kõikides suundades, surudes seintele, saab gaas kambrist väljuda ainult soovitud liikumissuunale vastupidises suunas orienteeritud kella kaudu. See muudab öeldu lihtsamaks arusaadavaks näite varal: mees seisab jääl, käes raske raudkang. Kuid niipea, kui ta viskab kangi külili, saab ta kiirendusimpulsi ja libiseb jääl viskele vastupidises suunas. Kangi lennuulatuse ja inimese nihke erinevus on seletatav ainult nende massiga, jõud ise on võrdsed ja vektorid on vastupidised. Toon analoogia reaktiivmootoriga: inimene on lennuk ja raudkang on kambrikellast ülekuumendatud gaas.

Kogu oma lihtsuse juures on sellel skeemil mitmeid olulisi puudusi - suur kütusekulu ja tohutu surve kambri seintele. Tarbimise vähendamiseks kasutatakse erinevaid lahendusi: kütusena kasutatakse ka oksüdeerijat, mis selle muutmisega agregatsiooni olek, eelistatavam kui vedelkütused; teine ​​võimalus on vedeliku asemel oksüdeeritav pulber.

Kuid parim lahendus on reaktiivmootor. See on läbiv kamber, millel on sisse- ja väljalaskeava (suhteliselt öeldes pesaga silinder). Kui seade liigub, siseneb õhk rõhu all kambrisse väliskeskkond, kuumeneb ja tõmbub kokku. Tarnitud kütusesegu süttib ja teatab lisatemperatuurist. Seejärel murrab see läbi kella ja loob impulsi, nagu tavalises reaktiivmootoris. Selles skeemis on kütus abielement seega on selle kulud palju väiksemad. Just seda tüüpi mootoreid kasutatakse lennukites, kus on näha kambrisse õhku pumpava turbiini labad.

Reaktiivmootorid. Reaktiivmootorite ajalugu.

Reaktiivmootorid.

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

Objekti töökeha koos suur kiirus voolab reaktiivmootorist välja ja vastavalt impulsi jäävuse seadusele tekib reaktiivjõud, mis surub mootorit vastassuunas. Töövedeliku kiirendamiseks saab seda kasutada ühel või teisel viisil kõrge temperatuurini kuumutatud gaasi paisutamiseks (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 kokkupuuteta teiste kehadega. Sellega seoses leidis reaktiivmootor lai rakendus 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 mootorina lennukid. Selle sõnastas esmakordselt Vene revolutsionäär Narodnaja Volja N. I. Kibaltšitš, kes 1881. aasta märtsis, vahetult enne hukkamist, pakkus välja skeemi lennuki (rakettlennuki) jaoks, milles kasutati joa tõukejõud plahvatusohtlikest pulbergaasidest.

N. E. Žukovski arendas oma teostes "Väljavoolava ja sissevoolava vedeliku reaktsioonist" (1880. aastad) ja "Väljavoolava vee reaktsioonijõul liikuma pandud laevade teooriast" (1908) esmakordselt väljavoolu teooria põhiprobleeme. reaktiivmootor.

Huvitavad tööd raketilennu uurimise kohta kuuluvad ka kuulsale vene teadlasele I. V. Meshcherskyle, eriti selles valdkonnas. üldine teooria muutuva massiga kehade liikumine.

1903. aastal andis K. E. Tsiolkovski oma töös "Maailmaruumide uurimine reaktiivseadmetega" raketi lennu teoreetilise põhjenduse, samuti elektriskeem rakettmootor, mis eeldas paljusid fundamentaalseid ja disainifunktsioonid kaasaegsed vedelrakettmootorid (LRE). 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.

Vedelkütuselise mootori eripära on see, et erinevalt teistest reaktiivmootoritest kannab see koos kütusega kaasa kogu oksüdeerija varu, mitte ei 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 vedelkütusel töötavad 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. Nagu elektrijaam lennukis kasutati rakettmootorit. 1941. aastal eestvedamisel Nõukogude disainer Ehitati esimene vedelkütuselise mootoriga hävitaja V. F. Bolkhovitinov. 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 ameeriklast reaktiivlennukid millele paigaldati vedelkütusel töötav mootor. 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. Sellega seoses on kõige olulisemad ja originaalsemad tööd prantsuse teadlase Renault Laurent'i poolt aastatel 1908-1913 läbi viidud uuringud, kes pakkusid 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 tänu kineetiline energiaõhuvool surub õhku 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 vene leitnant merevägi M. N. Nikolskoy kavandas ja ehitas turbopropellerlennuki mootori mudeli. Tärpentini ja lämmastikhappe segu gaasilised põlemisproduktid olid kolmeastmelise turbiini töövedelikuna. Turbiin ei töötanud ainult propelleri peal: saba (joa) otsikusse suunatud heitgaasilised põlemissaadused tekitasid lisaks propelleri tõukejõule ka reaktiivtõukejõu.

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.

Saksa disainerid ja teadlased, kes töötavad selles ja sellega seotud valdkondades (raketiteadus), leidsid end rohkem soodsat positsiooni. 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 oli kiirem (700 km/h) omaaegsetest kolbhävitajatest, mille maksimaalne kiirus ei ületanud 650 km/h, kuid oli vähem ökonoomne ja seetõttu ka lennuulatus lühem. 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 sõjalennundus reaktiivlennukid.

Alates 1944. aasta augustist on reaktiivpommitaja Messerschmitt Me.262 varustatud kahe turboreaktiivmootorid Jumo-004 tootja Junkers. 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 kõigis riikides, kus oli lennundustööstus, algavad intensiivsed arendused õhku hingavate mootorite vallas. Reaktiivmootorite ehitamine on avanud lennunduses uusi võimalusi: lennud helikiirust ületavate kiirustega ning suurema erivõimsuse tulemusel kolblennukite kandevõimest kordades suurema kandevõimega lennukite loomine. gaasiturbiinmootorid võrreldes kolbidega.

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. Sellised kiire tempo Täiesti uue mootoriehituse sfääri arendamisel on seletus: A. M. Ljulka rühmitus on selle teemaga tegelenud juba sõjaeelsest ajast, kuid roheline tuli sai nendele arengutele alles siis, kui riigi juhtkond avastas ootamatult mahajäämuse. NSV Liit selles piirkonnas.

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 seda tüüpi mootoritega erinevatel eesmärkidel.

Sellel mehitatud õhusõidukitel kasutamisel on mitmeid puudusi (null tõukejõud paigas, madal kasutegur madalatel lennukiirustel), on reaktiivlennukist oma lihtsuse tõttu saanud mehitamata ühekordselt kasutatavate mürskude ja tiibrakettide eelistatud reaktiivlennuk. 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.

Tänapäeval kasutatakse üsna laialdaselt erineva konstruktsiooniga reaktiivmootoreid.

Reaktiivmootorid võib jagada kahte kategooriasse: rakettreaktiivmootorid ja õhkreaktiivmootorid.

Tahkekütuse rakettmootor (RDTT) – tahkekütuse rakettmootor – tahkel kütusel töötav mootor, mida 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.

sait ja Rostec mäletavad inimesi, kes raketid lendama panid.

päritolu

"Rakett ei lenda iseenesest" - seda lauset omistatakse paljudele kuulsatele teadlastele. Ja Sergei Korolev, ja Wernher von Braun ja Konstantin Tsiolkovski. Arvatakse, et raketilennu idee sõnastas peaaegu Archimedes ise, kuid isegi tema ei kujutanud ette, kuidas seda lendama panna.

Konstantin Tsiolkovski

Praeguseks on rakettmootoreid palju erinevaid. Keemiline, tuuma-, elektri-, isegi plasma. Raketid ilmusid aga ammu enne seda, kui inimene leiutas esimese mootori. Sõnad "tuumasünteesi" või " keemiline reaktsioon” ei öelnud iidse Hiina elanikele peaaegu midagi. Aga raketid ilmusid sinna. Täpne kuupäev seda on raske nimetada, kuid arvatavasti juhtus see Hani dünastia valitsemisajal (III-II sajand eKr). Nendesse aegadesse kuulub ka püssirohu esmamainimine. Püssirohu plahvatuse tekitatud jõu toimel üles tõusnud raketti kasutati neil päevil eranditult rahumeelsetel eesmärkidel- ilutulestiku jaoks. Neil rakettidel, mis on iseloomulik, oli oma kütusevaru, antud juhul püssirohi.

Konrad Haasi peetakse esimese lahingraketi loojaks

Järgmise sammu astus alles 1556. aastal saksa leiutaja Konrad Haas, kes oli spetsialist tulirelvad armees Ferdinand I - Püha Rooma keisririigi keiser. Haasi peetakse esimese lahinguraketi loojaks. Kuigi rangelt võttes ei loonud leiutaja seda, vaid ainult pani teoreetiline alus. Just Haas tuli välja mitmeastmelise raketi ideega.

Teadlane kirjeldas üksikasjalikult mehhanismi õhusõiduki loomiseks kahest lennu ajal eraldatavast raketist. "Selline aparaat," kinnitas ta, "võib arendada tohutut kiirust." Haasi ideed arendas peagi välja Poola kindral Kazimir Semenovitš.

1650. aastal pakkus ta välja projekti kolmeastmelise raketi loomiseks. Seda ideed ei rakendatud aga kunagi. Nii see muidugi oli, kuid alles kahekümnendal sajandil, mitu sajandit pärast Semenovitši surma.

Raketid sõjaväes

Sõjavägi ei jäta loomulikult kunagi kasutamata võimalust lapsendada uut tüüpi hävitavad relvad. 19. sajandil avanes neil võimalus lahingus raketti kasutada. 1805. aastal demonstreeris Briti ohvitser William Congreve kuninglikus arsenalis tolle aja kohta enneolematu võimsusega püssirohurakette. On oletatud, et Congreve "varastas" suurema osa ideedest Iiri natsionalistilt Robert Emmetilt, kes kasutas 1803. aasta ülestõusu ajal mingit raketti. Sellel teemal võib vaielda igavesti, kuid sellegipoolest nimetatakse raketti, mille Briti väed omaks võtsid, Congreve raketiks, mitte Emmetti raketiks.

Sõjavägi hakkas rakette kasutama 19. sajandi koidikul

Congreve'i raketi start, 1890

Relva kasutati korduvalt Napoleoni sõdade ajal. Venemaal peetakse raketiteaduse pioneeriks kindralleitnant Aleksandr Zasjadkot.

Ta mitte ainult ei täiustanud Congreve raketti, vaid mõtles ka sellele, et selle hävitava relva energiat saaks kasutada rahumeelsetel eesmärkidel. Näiteks Zasyadko oli esimene, kes väljendas mõtet, et raketi abil oleks võimalik kosmosesse lennata. Insener arvutas isegi täpselt välja, kui palju püssirohtu läheb raketi Kuule saamiseks vaja.

Zasyadko tegi esimesena ettepaneku kasutada kosmoselendudeks rakette

Raketiga kosmosesse

Zasyadko ideed olid paljude Konstantin Tsiolkovski teoste aluseks. See kuulus teadlane ja leiutaja põhjendas teoreetiliselt kosmoselennu võimalust raketitehnoloogia abil. Tõsi, ta tegi ettepaneku kasutada kütusena mitte püssirohtu, vaid vedela hapniku ja vedela vesiniku segu. Sarnaseid ideid väljendas ka Tsiolkovski noorem kaasaegne Herman Oberth.

Ta töötas välja ka planeetidevaheliste lendude idee. Oberth oli ülesande keerukusest hästi teadlik, kuid tema töö polnud sugugi fantastiline. Eelkõige pakkus teadlane välja rakettmootori idee. Ta tegi isegi selliste seadmete eksperimentaalseid katseid. 1928. aastal kohtus Oberth noore üliõpilase Wernher von Brauniga. See Berliinist pärit noor füüsik pidi peagi tegema läbimurde raketiteaduses ja äratama paljud Oberthi ideed ellu. Sellest aga lähemalt hiljem, sest kaks aastat enne nende kahe teadlase kohtumist lasti välja ajaloo esimene vedelkütusel töötav rakett.

Raketi ajastu

See märkimisväärne sündmus leidis aset 16. märtsil 1926. aastal. Ja peategelane oli Ameerika füüsik ja insener Robert Goddard. 1914. aastal patenteeris ta mitmeastmelise raketi. Peagi suutis ta Haasi pea nelisada aastat tagasi pakutud idee ellu viia. Goddard tegi ettepaneku kasutada kütusena bensiini ja dilämmastikoksiidi. Pärast mitmeid ebaõnnestunud starte õnnestus tal. 16. märtsil 1926 lasi Goddard oma tädi talus välja raketi suuruse inimese käsi. Veidi enam kui kahe sekundiga lendas ta 12 meetrit õhku. On uudishimulik, et Bazooka luuakse hiljem Goddardi teoste põhjal.

Goddardi, Oberthi ja Tsiolkovski avastustel oli suur vastukaja. USA-s, Saksamaal ja Nõukogude Liidus hakkasid spontaanselt tekkima raketiteadlaste seltsid. NSV Liidus loodi juba 1933. aastal Jeti Instituut. Samal aastal ilmus täiesti uut tüüpi relv - raketid. Nende käivitamiseks mõeldud installatsioon läks ajalukku nimega "Katyusha".

Saksamaal tegeles Oberthi ideede arendamisega meile juba tuttav Wernher von Braun. Ta lõi Saksa armee jaoks rakette ega lahkunud sellest okupatsioonist pärast natside võimuletulekut. Veelgi enam, Brown sai neilt vapustava rahastuse ja piiramatud võimalused töö jaoks.

Uute rakettide loomisel kasutati orjatööjõudu. Teadaolevalt üritas Brown selle vastu protestida, kuid sai vastuseks ähvarduse, et ta võib ise olla sunnitööliste asemel. Nii loodi ballistiline rakett, mille ilmumist Tsiolkovski ennustas. Esimesed katsetused toimusid 1942. aastal. 1944. aastal võttis Wehrmacht kasutusele ballistilise kaugmaaraketi V-2. Selle abiga tulistati peamiselt Suurbritannia territooriumi (rakett lendas Saksamaalt Londonisse 6 minutiga). "V-2" kandis kohutavat hävingut ja sisendas inimeste südametesse hirmu. Selle ohvreid oli vähemalt 2700 tsiviilisikud Udune Albion. Briti ajakirjanduses kutsuti V-2 "tiivuliseks õuduseks".

Natsid kasutasid rakettide ehitamiseks orjatööd

Pärast sõda

Alates 1944. aastast on Ameerika ja Nõukogude sõjaväelased Browni "jahtinud". Mõlemad riigid tundsid tema ideede ja arengute vastu huvi. Teadlane ise mängis selle probleemi lahendamisel võtmerolli. Veel 1945. aasta kevadel kogus ta oma meeskonna nõukogusse, mis otsustas küsimuse, kellel oleks sõja lõppedes parem alistuda. Teadlased on jõudnud järeldusele, et ameeriklastel on parem alistuda. Brown ise tabati peaaegu juhuslikult. Tema vend Magnus jooksis Ameerika sõdurit nähes tema juurde ja ütles: "Minu nimi on Magnus von Braun, mu vend leiutas V-2, me tahame alistuda."

R-7 Koroleva - esimene rakett, mis lendas kosmosesse

USA-s jätkas Wernher von Braun rakettidega töötamist. Nüüd töötas ta aga peamiselt rahumeelsetel eesmärkidel. Just tema andis Ameerika kosmosetööstuse arengule tohutu tõuke, konstrueerides USA jaoks esimesed kanderaketid (loomulikult lõi Brown ka sõjalisi ballistilisi rakette). Tema meeskond käivitas 1958. aasta veebruaris esimese ameeriklase tehissatelliit Maa. Nõukogude Liit edestas satelliidi orbiidiga USA-d peaaegu poole aastaga. 4. oktoobril 1957 saadeti Maa orbiidile esimene tehissatelliit. Selle käivitamisel kasutati Sergei Korolevi loodud Nõukogude raketti R-7.

R-7-st sai maailma esimene mandritevaheline lennuk ballistiline rakett, samuti esimene rakett, mida kasutati kosmoselend.

Rakettmootorid Venemaal

1912. aastal avati Moskvas lennukimootorite tootmise tehas. Ettevõte oli osa Prantsuse seltsist "Gnome". Siin loodi muu hulgas lennukite mootorid. Vene impeerium Esimese maailmasõja ajal. Tehas elas edukalt üle revolutsiooni, sai uue nime "Icarus" ja jätkas tööd Nõukogude režiimi all.

Lennukimootorite tootmise tehas ilmus Venemaal 1912. aastal

lennukimootorid loodi siin nii 1930. kui ka 1940. aastatel, sõja-aastatel. Icaruses toodetud mootorid paigaldati täiustatud Nõukogude lennukitele. Ja juba 1950. aastatel hakkas ettevõte tootma turboreaktiivmootoreid, sealhulgas kosmosetööstuse jaoks mõeldud mootoreid. Nüüd kuulub tehas OJSC Kuznetsovile, mis sai oma nime silmapaistva Nõukogude lennukikonstruktori Nikolai Dmitrijevitš Kuznetsovi auks. Ettevõte on osa riiklikust korporatsioonist Rostec.

Praegune seis

Rostec jätkab raketimootorite, sealhulgas raketitööstuse jaoks mõeldud mootorite tootmist. AT viimased aastad tootmismahud kasvavad. Eelmisel aastal ilmus info, et Kuznetsov sai 20 aastaks ette tellimused mootorite tootmiseks. Mootoreid ei looda mitte ainult kosmosetööstuse, vaid ka lennunduse, energeetika ja kauba raudteetranspordi jaoks.

2012. aastal katsetas Rostec Kuu mootorit

2012. aastal viis Rostec läbi Kuu mootori katsed. Spetsialistidel õnnestus taaselustada tehnoloogiad, mis loodi Nõukogude kuuprogrammi jaoks. Programm ise, nagu me teame, lõpuks kärbiti. Kuid tundub, et unustatud on nüüdseks arengud leidnud uus elu. Eeldatakse, et kuumootorit hakatakse laialdaselt kasutama Venemaa kosmoseprogrammis.

Reaktiivmootoreid kasutatakse praegu laialdaselt seoses kosmoseuuringutega. Neid kasutatakse ka erineva ulatusega meteoroloogiliste ja sõjaliste rakettide jaoks. Lisaks on kõik kaasaegsed kiired lennukid varustatud reaktiivmootoritega.

Kosmoses on võimatu kasutada muid mootoreid, välja arvatud reaktiivmootorid: tuge pole (tahke vedelik või gaasiline), millest alates kosmoselaev võiks saada tõuke. Reaktiivmootorite kasutamine õhusõidukite ja rakettide jaoks, mis ei välju atmosfäärist, on seotudmida reaktiivmootorid pakkuda suudavad tippkiirus lendu.

Reaktiivmootori seade.

Lihtsalt vastavalt tööpõhimõttele: välisõhk (sisse rakettmootorid- vedel hapnik) imetakse sisseturbiin, seal seguneb see kütusega ja põleb, turbiini otsas moodustub nn. “töökeha” (joavool), mis autot liigutab.

Turbiini alguses on fänn, mis imeb väliskeskkonnast õhku turbiini. Kaks peamist ülesannet- kogu mootori esmane õhu sissevõtt ja jahutusmootorile tervikuna, pumbates õhku mootori väliskesta ja sisemiste osade vahele. See jahutab segamis- ja põlemiskambrit ning hoiab ära nende kokkuvarisemise.

Ventilaatori taga on võimas kompressor mis surub kõrge rõhu all õhku põlemiskambrisse.

Põlemiskamber segab kütust õhuga. Pärast kütuse-õhu segu moodustumist see süüdatakse. Süüteprotsessis toimub segu ja ümbritsevate osade märkimisväärne kuumenemine, samuti mahupaisumine. tegelikult reaktiivmootor kasutab enda liikumiseks kontrollitud plahvatust. Reaktiivmootori põlemiskamber on üks selle kuumemaid osi. Ta vajab pidevat intensiivset jahutamist.. Kuid isegi sellest ei piisa. Temperatuur selles ulatub 2700 kraadini, nii et see on sageli valmistatud keraamikast.

Pärast põlemiskambrit suunatakse põlev kütuse-õhu segu otse turbiin. Turbiin koosneb sadadest labadest, mida jugavool surub, pannes turbiini pöörlema. Turbiin omakorda pöörleb võll mille peal on fänn ja kompressor. Seega on süsteem suletud ja vajab ainult toiteallikat kütus ja õhk selle toimimise eest.

Reaktiivmootoreid on kaks peamist klassi kehad:

Õhureaktiivmootorid- reaktiivmootor peamise töövedelikuna kasutatakse atmosfääriõhku termodünaamilises tsüklis, samuti mootori joa tõukejõu loomisel. Sellised mootorid kasutavad atmosfäärist võetud õhust pärineva põleva hapniku oksüdatsioonienergiat. Nende mootorite töövedelik on toodete segupõlemine ülejäänud sissepuhkeõhuga.

rakettmootorid- sisaldama kõiki pardal oleva töövedeliku komponente ja võimeline töötama igas keskkonnas, sealhulgas õhuvabas ruumis.

Reaktiivmootorite tüübid.

- klassikaline reaktiivmootor- kasutatakse peamiselt hävitajatel erinevates modifikatsioonides.