Reaktiivmootor: tööpõhimõte (lühidalt). Lennuki reaktiivmootori tööpõhimõte

Reaktiivmootorid. Reaktiivmootorite ajalugu.

Reaktiivmootorid.

Reaktiivmootor- see on seade, mille konstruktsioon võimaldab teil saada joa tõukejõudu, muutes kütusevarustuse 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 kuumutatud gaasi paisutamiseks. kõrge temperatuur(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 kontaktita 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.

Idee arendamise oluline etapp reaktiivmootor tekkis idee kasutada raketti lennuki mootorina. Selle sõnastas esmakordselt Vene revolutsionäär N. I. Kibalchich, kes 1881. aasta märtsis vahetult enne hukkamist pakkus välja lennuki (rakettlennuki) skeemi, mis kasutab plahvatusohtlikest pulbergaasidest reaktiivjõudu.

N. E. Žukovski arendas oma töödes "Väljavoolava ja sissevoolava vedeliku reaktsioonist" (1880. aastad) ja "Väljavoolava vee reaktsioonijõul liikuma pandud laevade teooriast" (1908) esmakordselt välja reaktiivlennuki teooria põhiküsimused. mootor.

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 nägi ette palju kaasaegsete vedelkütusega rakettmootorite (LRE) põhi- ja konstruktsiooniomadusi. 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 vedelkütusel töötava 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 vedelkütuse 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 Ameerika reaktiivlennukit, mis oli varustatud vedelikreaktiivmootoriga. Saksamaal ehitati 1944. aastal nende Messerschmitti konstrueeritud mootoritega mitu hävitajat.

Lisaks kasutati W. von Brauni juhtimisel loodud Saksa V2 rakettidel vedelkütusega rakettmootoreid.

1950. aastatel vedel rakettmootorid installitud ballistilised raketid ja siis kosmoserakettidel, tehissatelliite, 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 ning 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 surutakse õhku vastutuleva õhuvoolu kineetilise energia tõttu 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 turbopropellermootori mudeli lennuki mootor. 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.

Selles ja sellega seotud valdkondades (raketiteadus) töötavad Saksa disainerid ja teadlased leidsid end paremas olukorras. 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 ületas kiiruselt (700 km/h) omaaegseid kolbvõitlejaid, mille maksimaalne kiirus ei ületanud 650 km/h, kuid oli vähem ökonoomne ja seetõttu ka lühema lennuulatusega. 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 hakati masstootma hävitajat-pommitajat Messerschmitt Me.262, mis oli varustatud kahe Junkersi toodetud turboreaktiivmootoriga Jumo-004. 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 algas kõikides riikides, kus oli lennundustööstus, intensiivne areng 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.

Tahkekütusega 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.

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 (rakettmootorites - vedel hapnik) imetakse sisseturbiin, seal seguneb see kütusega ja põleb, turbiini otsas moodustub nn. “töökeha” (joavool), mis autot liigutab.

Turbiini alguses on fänn millest õhku ammutab väliskeskkond turbiinideks. 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.

To klassikaline reaktiivmootor

- Turbopropeller.

Sellised mootorid võimaldavad suurtel lennukitel lennata vastuvõetava kiirusega ja kasutada vähem kütust.

Kahe labaga turbopropellermootor

- Turboventilaatoriga reaktiivmootor.

Seda tüüpi mootor on klassikalise tüübi ökonoomsem sugulane. peamine erinevus seisneb selles, et sisend on seatud suurema läbimõõduga ventilaator, kuni mis varustab õhku mitte ainult turbiini, vaid kaloob sellest väljapoole piisavalt võimsa voolu. Seega saavutatakse tõhususe suurendamine tõhususe parandamisega.

Juba 20. sajandi alguses. Vene teadlane K.E. Tsiolkovski ennustas, et pärast propellerlennukite ajastut saabub reaktiivlennukite ajastu. Ta uskus, et ainult reaktiivmootoriga on võimalik saavutada ülehelikiirusi.

1937. aastal asus noor ja andekas disainer A.M. Lyulka pakkus välja esimese Nõukogude turboreaktiivmootori projekti. Tema arvutuste kohaselt võis selline mootor kiirendada lennuki tol ajal enneolematu kiiruseni – 900 km/h! See tundus fantastiline ja noore disaineri ettepanekusse suhtuti ettevaatlikult. Kuid sellegipoolest algas töö selle mootoriga ja 1941. aasta keskpaigaks oli see peaaegu valmis. Kuid sõda algas ja disainibüroo, kus A.M. Lyulka evakueeriti sügavale NSV Liitu ja disainer ise suunati tööle tankimootorite kallal.

Kuid A.M. Ljulka polnud reaktiivmootori loomise soovis üksi. Vahetult enne sõda projekteerimisbüroo insenerid V.F. Bolkhovitinov - A.Ya. Bereznyak ja A.M. Isaev - pakkus välja vedelkütuse reaktiivmootoriga hävitaja-püüduri BI-1 projekti.

Projekt kiideti heaks ja projekteerijad asusid tööle. Vaatamata kõigile Suure esimese perioodi raskustele Isamaasõda, kogenud "BI-1" ehitati sellegipoolest.

15. mail 1942 tõstis EY katsepiloot õhku maailma esimese raketihävitaja. Bahtšivandži. Katsed kestsid 1943. aasta lõpuni ja lõppesid kahjuks katastroofiga. Ühel katselennul saavutas Bahtšivandži kiirus 800 km/h. Kuid sellisel kiirusel läks lennuk ootamatult kontrolli alt välja ja tormas maapinnale. Uus auto ja tema vapper testija hukkus.

Esimene reaktiivmootoriga lennuk "Messer-schmitt Me-262" ilmus taevasse vahetult enne Teise maailmasõja lõppu. Seda toodeti metsas asuvates hästi maskeeritud tehastes. Üks neist tehastest Gorgaus – Augsburgist 10 km läänes kiirteel – varustas lennuki tiibade, nina ja sabaosadega lähedal asuvat teist "metsa" tehast, mis viis läbi lõpliku kokkupaneku ja tõstis valmis lennuki otse kiirteelt üles. . Hoonete katus värviti roheliseks ja sellist "metsa" taime oli õhust peaaegu võimatu tuvastada. Kuigi liitlastel õnnestus avastada Me-262 õhkutõusid ja pommitati mitut katmata lennukit, suutsid nad tehase asukoha kindlaks teha alles pärast metsa hõivamist.

Inglane Frank Whittle, reaktiivmootori avastaja, sai oma patendi juba aastal 7930. Esimene reaktiivlennuk Glosteri lennuk ehitati 1941. aastal ja seda testiti mais. Valitsus loobus sellest – ei olnud piisavalt võimas. Ainult sakslased paljastasid täielikult selle leiutise potentsiaali, 1942. aastal panid nad kokku Messerschmitt Me-262, mille peal nad võitlesid sõja lõpuni. Esimene Nõukogude reaktiivlennuk oli MiG-9 ja selle "järglane" - MiG-15 - kirjutas Korea sõja (1950-1953) lahinguajalukku palju hiilgavaid lehekülgi.

Nõukogude-Saksa rindel õhuüleoleku kaotanud fašistlikul Saksamaal arendati samadel aastatel üha intensiivsemalt tööd reaktiivlennukitega. Hitler lootis, et nende lennukite abil haarab ta sõjas taas initsiatiivi ja saavutab võidu.

1944. aastal pandi masstootmisse reaktiivmootoriga varustatud Messerschmitt Me-262, mis ilmus peagi esiotsa. Saksa piloodid olid selle ebatavalise masina suhtes väga ettevaatlikud, millel polnud tavalist propellerit. Lisaks tõmmati see kiirusel 800 km / h lähedale ja autot oli võimatu sellest olekust välja saada. Lisaks ilmusid lennuüksustes kõige rangemad juhised - mitte mingil juhul ei tohiks kiirust suurendada 800 km / h-ni.

Sellegipoolest edestas Me-262 kiiruselt isegi sellise piiranguga kõiki teisi nende aastate hävitajaid. See võimaldas natside hävitajalennunduse komandöril kindral Hollandil kuulutada, et Me-262 oli "ainus võimalus korraldada vaenlasele tegelik vastupanu".

peal Ida rinne"Me-262" ilmus päris sõja lõpus. Sellega seoses said disainibürood kiireloomulise ülesande luua seadmed Saksa reaktiivlennukite vastu võitlemiseks.

A.I. Mikoyan ja P.O. Aparaadi vööris asuva tavapärase kolbmootori abistamiseks lisas Sukhoi K.V. konstrueeritud mootor-kompressormootori. Kholštševnikov, paigaldades selle lennuki sabasse. Täiendav mootor tuli käivitada, kui lennukile oli vaja anda märkimisväärne kiirendus. Seda tingis asjaolu, et K.V. Hholštševnikov töötas mitte rohkem kui kolm kuni viis minutit.

Esimesena lõpetas töö kiirhävitaja A.I. Mikojan. Tema lennuk I-250 lendas märtsis 1945. Selle masina katsetuste käigus registreeriti rekordkiirus 820 km/h, mis saavutati esmakordselt NSV Liidus. Võitleja P.O. Sukhoi Su-5 katsetati 1945. aasta aprillis ja pärast täiendava sabamootori sisselülitamist saavutati kiirus üle 800 km/h.

Nende aastate olud aga ei võimaldanud uusi kiirhävitajaid masstootmisse viia. Esiteks lõppes sõda, isegi kiidetud Me-262 ei aidanud natsidel kaotatud õhuülemust taastada.

Teiseks võimaldas Nõukogude pilootide oskus kogu maailmale tõestada, et tavalise seeriahävitajaga lennates saab alla tulistada isegi reaktiivlennukeid.

Paralleelselt "tõukava" mootor-kompressormootoriga varustatud lennuki arendamisega töötas P.O. projekteerimisbüroo. Loodi hävitaja Su-7 Sukhoi, milles koos kolbmootoriga oli vedeljuga RD-1, mille töötas välja disainer V.P. Glushko.

Lennud Su-7-ga algasid 1945. aastal. Selle piloot G. Komarov katsetas seda. Kui "RD-1" sisse lülitati, suurenes lennuki kiirus keskmiselt 115 km/h. See oli hea tulemus, kuid peagi tuli katsed reaktiivmootori sagedase rikke tõttu katkestada.

Sarnane olukord on välja kujunenud S.A. projekteerimisbüroodes. Lavochkin ja AS. Jakovlev. Ühel La-7R lennuki prototüübil plahvatas lennul kiirendi, katsepiloodil õnnestus imekombel põgeneda. Kuid Yak-3 katsetamisel RD-1 kiirendiga lennuk plahvatas ja selle piloot hukkus. Sagedased õnnetused viisid selleni, et RD-1 lennukite katsetused lõpetati. Lisaks selgus, et kolbmootorid kavatsetakse asendada uute mootoritega – reaktiivmootoritega.

Pärast Saksamaa lüüasaamist võeti Saksa mootoritega reaktiivlennukid NSV Liidu trofeedeks. Lääne liitlased ei saanud mitte ainult reaktiivlennukite ja nende mootorite näidiseid, vaid ka nende arendajaid ja seadmeid fašistlikest tehastest.

Reaktiivlennukite ehitamise kogemuse saamiseks otsustati kasutada Saksa JUMO- 004" ja "BMW-003" ning seejärel looge nende põhjal oma. Need mootorid kandsid nimesid "RD-10" ja "RD-20". Lisaks on disainerid A.M. Lyulke, A.A. Mikulin, V.Ya. Klimov sai ülesandeks luua "täiesti nõukogudeaegne" lennuki reaktiivmootor.

Sel ajal kui "mootorid" töötasid, oli P.O. Sukhoi töötas välja hävitaja Su-9. Selle disain tehti kahe mootoriga lennukite skeemi järgi - tiibade alla paigutati kaks kinnipüütud JUMO-004 (RD-10) mootorit.

Tushino lennuvälja lennuväljal viidi läbi reaktiivmootori RA-7 maapealsed katsed. Töötamise ajal tegi ta kohutavat häält ja paiskas oma düüsist välja suitsu- ja tulepilved. Leekidest kohin ja kuma oli märgatav isegi Moskva Sokoli metroojaamas. Mitte ilma uudishimuta. Kord kihutas lennuväljale mitu tuletõrjeautot, keda moskvalased tuld kustutama kutsusid.

Vaevalt saaks lennukit Su-9 lihtsalt hävitajaks nimetada. Piloodid nimetasid seda tavaliselt "raskehävitajaks", kuna täpsem nimi - hävitaja-pommitaja - ilmus alles 50. aastate keskpaigaks. Kuid oma võimsas kahuris ja pommirelvad"Su-9" võiks vabalt pidada sellise lennuki prototüübiks.

Sellel mootorite paigutusel oli nii puudusi kui ka eeliseid. Puuduste hulka kuulub suur eesmine takistus, mille tekitavad tiibade all asuvad mootorid. Kuid teisest küljest avas mootorite paigutamine spetsiaalsetesse päramootorite gondlitesse neile takistamatu juurdepääs, mis oli oluline remondi- ja reguleerimistöödel.

Lennuk Su-9 sisaldas lisaks reaktiivmootoritele palju "värsket" disainilahendused. Nii näiteks P.O. Sukhoi paigaldas oma lennukile spetsiaalse elektromehhanismi abil juhitava stabilisaatori, käivituspulbervõimendid, piloodi väljaviskeistme ja kokpitti katva laterna hädaseadistusseadme, maandumiskilbiga õhkpidurid ja pidurilangevarju. Võib öelda, et Su-9 loodi täielikult uuendustest.

Varsti ehitati hävitaja Su-9 eksperimentaalne versioon. Tähelepanu juhiti aga asjaolule, et pöörete sooritamine sellel on piloodile füüsiliselt raske.

Selgus, et kiiruste ja lennukõrguse kasvades on piloodil aina keerulisem juhtimisega toime tulla ning seejärel võeti lennuki juhtimissüsteemi kasutusele uus seade - roolivõimendi sarnane võimendi. Kuid neil aastatel tekitas vaidlusi keeruka hüdraulikaseadme kasutamine lennukis. Isegi kogenud lennukidisainerid olid tema suhtes skeptilised.

Ja ometi paigaldati võimendi Su-9-le. Sukhoi oli esimene, kes suunas täielikult jõupingutused lennuki juhtimispulgadelt hüdrosüsteemile. Pilootide positiivne reaktsioon ei lasknud end kaua oodata. Lennuki juhtimine on muutunud meeldivamaks ja mitte väsitavaks. Manööver lihtsustati ja sai võimalikuks kõigil lennukiirustel.

Olgu lisatud, et disaini täiuslikkuse saavutamiseks on P.O. Sukhoi "kaotas" Mikojani ja Jakovlevi büroode vahelises konkurentsis. NSV Liidu esimesed reaktiivhävitajad - "MiG-9" ja "Yak-15" tõusid õhku samal päeval - 26. aprillil 1946. Nad võtsid osa õhuparaadist Tushino linnas ja võeti kohe tootmisse. Ja Su-9 ilmus õhku alles novembris 1946. Sõjaväelastele see aga väga meeldis ja 1947. aastal soovitati seda seeriatootmiseks. Kuid ta ei läinud seeriasse - lennukitehased olid juba koormatud reaktiivlennukite MiG-de ja Yakovide tootmisega. Jah, ja P.O. Selleks ajaks oli Dry juba lõpetamas tööd uue, arenenuma masina - hävitaja Su-11 kallal.

XX sajandi esimese kümnendi lõpuks. Britid jäid lennukiehituse vallas oma prantslastest kolleegidest kõvasti maha. Mobilisatsiooni väljakuulutamise ajaks 1914. aastal koosnes suurem osa riigi lennupargist lennukitest välismaist toodangut, enamasti prantsuse keel. See viivitus oli aga lühiajaline. Riigi suur majanduslik, tehniline ja teaduslik potentsiaal võimaldas Esimese maailmasõja keskpaigaks ...

20. sajandi teine pool on alanud. Lennuki disain, läbinud palju muudatusi, omandas lõpuks meile tuttava vormi. Nelik- ja kolmlennukid on unustusehõlma vajunud ning kahetasandilise skeemi järgi ehitatud seadmeid praktiliselt ei kasutata. Ja seetõttu, kui tekstis esineb termin "tiib", ei joonista me oma kujutlusvõimesse 20. sajandi alguses taevasse tõusnud fantastilisi "misid", vaid ...

Piloote üle kogu maailma ühendab peale lendamise armastuse veel üks asjaolu – olenemata sellest, kas nad on praegu sõjaväeteenistuses või tsiviillennundus, algas nende teekond taevasse väikese õppelennuki juhtimisega-õpetajaga. Lennuk "AIR-14" loodi A.S.i juhtimisel. Jakovlev aastal 1937. See oli üheistmeline treening- ja spordilennuk, mis läks ...

Edasine areng helikopteritööstuse katkestas Esimene maailmasõda. Kuna sellel hämmastaval seadmel polnud enne selle algust aega sõjaväe jaoks oma "kasulikkust" tõestada, unustasid nad mõneks ajaks rootorlennuki ja panid kõik oma jõupingutused lennukiehituse arendamisse. Kuid niipea, kui inimkond verise sõja lõpetas, ilmus teave ...

"Inimene lendab, tuginedes mitte oma lihaste, vaid mõistuse tugevusele." MITTE. Žukovski Termin "lennundus" tähendas tayuke'i ja lendamist õhust raskematel seadmetel (lennukid, purilennukid). Inimesed hakkasid aga lendamisest unistama palju varem. Olles ehitanud masinaid, mis suudavad liikuda maal, edestada kiireimaid loomi ja laevu, mis vaidlevad veeelemendi elanikega, kaua aega jätkas...

Verise Esimese maailmasõja õudused üle elanud, uskusid inimesed, et nüüd saab maa peal rahu pikaks ajaks, sest selle eest maksti väga kõrget hinda. Aga see oli vaid soovunelma katse. Ajaloolased, poliitikud ja sõjaväelased mõistsid, et see pole veel rahu, vaid suure tõenäosusega hingetõmbeaeg kahe sõja vahel. Ja selleks olid põhjused. Esiteks…

Kui keegi teist on pidanud lasketiirus püssist laskma, siis teate, mida tähendab mõiste "tagasilöögid". Ülejäänu selgitan. Olete ilmselt rohkem kui korra näinud, kuidas paadist vette hüppav sukelduja seda vastassuunda lükkab. Rakett lendab sama, kuid keerukama põhimõtte järgi ja selle protsessi lihtsustatud versioon esindab lihtsalt ...

Meie planeedi pindala on 510,2 miljonit km2, millest ainult 29,2% moodustab maismaa. Ülejäänud Maa territooriumi katab Maailma ookean, mis loob täiesti tasase pinna, mille pindala on sadu miljoneid ruutkilomeetreid. Lennurada selline hiiglaslik suurus seda on raske isegi ette kujutada. Ja mis kõige tähtsam - takistusi pole: startige sealt, kus teile mugavam on, ärge istuge ...

Esimene Nõukogude helikopter ehitati TsAGI müüride vahel A.M. juhtimisel. Tšeremuhhin augustis 1930. Samas kohas tuletõrjuja A.M. juuresolekul. TsAGI 1-EA katseaparaadi osalise tööajaga piloot Cheremukhin viis läbi esimesed maapealsed katsed. Pärast seda transporditi seade ühele Moskva lähedal asuvale sõjaväelennuväljale. 1925. aasta kevadel oli üks Venemaa vanimaid kopteripiloote ...

Kahjuks ei tea keegi, millal inimene esimest korda pea taeva poole tõstis ja selle hirmuäratavale suurusele ja samas fantastilisele ilule tähelepanu juhtis. Me ei tea aega, millal inimene esimest korda õhus lendlevaid linde märkas ja peas tekkis mõte neile järgneda. Nagu igaüks, isegi kõige rohkem pikk tee algab…

Reaktiivmootor on mootor, mis loob liikumiseks vajaliku veojõu, muutes kütuse siseenergia töövedeliku joa kineetiliseks energiaks.

Töövedelik voolab mootorist välja suurel kiirusel ja vastavalt impulsi jäävuse seadusele tekib reaktiivjõud, mis surub mootorit vastassuunas. Töövedeliku kiirendamiseks on nii ühel või teisel viisil kõrge termilise temperatuurini kuumutatud gaasi paisumine (nn termilised reaktiivmootorid) kui ka muud füüsikalised põhimõtted, näiteks laetud osakeste kiirendamine elektrostaatilises väljas ( vt ioonmootor), saab kasutada.

Reaktiivmootor ühendab mootori enda propelleriga, see tähendab, et see loob veojõu ainult koostoimel töövedelikuga, ilma toe või kontaktita teiste kehadega. Sel põhjusel kasutatakse seda kõige sagedamini õhusõidukite, rakettide ja kosmoselaevade liikumapanemiseks.

Reaktiivmootoris tekitatakse liikumiseks vajalik tõukejõud algenergia muutmisel töövedeliku kineetiliseks energiaks. Mootori düüsist töövedeliku väljahingamise tulemusena moodustub reaktiivjõud tagasilöögi (joa) kujul. Tagasilöök liigutab mootorit ja sellega struktuurselt ühendatud seadet ruumis. Liikumine toimub joa väljavoolule vastupidises suunas. Joa kineetiliseks energiaks saab muundada erinevat tüüpi energiat: keemilist, tuumaenergiat, elektrienergiat, päikeseenergiat. Reaktiivmootor tagab oma liikumise ilma vahemehhanismide osaluseta.

Joa tõukejõu tekitamiseks on vaja algenergia allikat, mis muundatakse joa kineetiliseks energiaks, mootorist joa kujul välja paisatavat töövedelikku ja reaktiivmootorit ennast, mis muundab esimese energia tüüp teiseks.

Reaktiivmootori põhiosa moodustab põlemiskamber, milles tekib töövedelik.

Kõik reaktiivmootorid jagunevad kahte põhiklassi, olenevalt sellest, kas nad kasutavad oma töös keskkonda või mitte.

Esimene klass on reaktiivmootorid (WFD). Kõik need on termilised, milles töövedelik tekib põleva aine oksüdatsioonireaktsiooni käigus ümbritseva õhu hapnikuga. Töövedeliku põhimass on atmosfääriõhk.

Rakettmootoris on kõik töövedeliku komponendid sellega varustatud seadme pardal.

Samuti on kombineeritud mootoreid, mis ühendavad mõlemad ülaltoodud tüübid.

Esimest korda kasutati auruturbiini prototüübis Heroni kuulis reaktiivjõudu. Tahkekütuse reaktiivmootorid ilmusid Hiinas 10. sajandil. n. e. Selliseid rakette kasutati idas ja seejärel Euroopas ilutulestikuks, signaalimiseks ja seejärel lahingurakettidena.

Reaktiivjõu idee arendamise oluline etapp oli idee kasutada raketti lennuki mootorina. Selle sõnastas esmakordselt Vene revolutsionäär N. I. Kibalchich, kes 1881. aasta märtsis vahetult enne hukkamist pakkus välja lennuki (rakettlennuki) skeemi, mis kasutab plahvatusohtlikest pulbergaasidest reaktiivjõudu.

Huvitav töö raketilennu uurimisel kuulub ka kuulsale vene teadlasele I. V. Meshcherskyle, eriti muutuva massiga kehade liikumise üldteooria valdkonnas.

1903. aastal esitas K. E. Tsiolkovski oma töös "Maailmaruumide uurimine reaktiivinstrumentidega" raketi lennu teoreetilise põhjenduse, samuti raketimootori skemaatilise diagrammi, mis nägi ette paljusid põhi- ja konstruktsioonipõhimõtteid. kaasaegsete vedelkütusega rakettmootorite (LRE) omadused. 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.

Süstemaatiline eksperimentaalne töö nende mootoritega algas XX sajandi 30ndatel.

Esimesed Nõukogude rakettmootorid projekteeriti ja ehitati aastatel 1930–1931. Leningradi Gas Dynamic Laboratory (GDL) tulevase akadeemiku V.P. Glushko juhendamisel. Selle seeria nimi oli ORM - kogenud raketimootor. Glushko rakendas mõningaid uuendusi, näiteks jahutas mootorit ühe kütusekomponendiga.

1933. aastal ehitas F.A.Zander ja katsetas edukalt OR1 rakettmootorit, mis töötas bensiini ja suruõhuga ning 1932.–1933. - mootor OP2, bensiinil ja vedelal hapnikul. See mootor oli mõeldud paigaldamiseks purilennukile, mis pidi lendama rakettlennukina.

1933. aastal loodi esimene Nõukogude vedelkütuse rakett, mida katsetati GIRDis.

Saksamaal katsetasid 1931. aastal rakette I. Winkler, Riedel jt.

Esimene lend vedelkütuselise mootoriga rakettmootoriga lennukiga tehti Nõukogude Liidus veebruaris 1940. Lennuki jõujaamana kasutati LRE-d. 1941. aastal ehitati Nõukogude disaineri V. F. Bolkhovitinovi juhtimisel esimene reaktiivlennuk - vedelkütusemootoriga hävitaja. 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 Ameerika reaktiivlennukit, millele paigaldati vedelkütusel töötav mootor. Saksamaal ehitati 1944. aastal mitu nende Messerschmitti konstrueeritud mootoritega hävitajat ja samal aastal kasutati neid lahinguolukorras läänerindel.

Lisaks kasutati W. von Brauni juhtimisel loodud Saksa V2 rakettidel vedelkütusega rakettmootoreid.

1950. aastatel paigaldati ballistilistele rakettidele ja seejärel Maa, Päikese, Kuu ja Marsi tehissatelliitidele, automaatsetele planeetidevahelistele jaamadele, vedelad rakettmootorid.

Reaktiivmootorite ideed on erinevates riikides esitatud rohkem kui üks kord. Olulisemad ja originaalsemad tööd selles osas on aastatel 1908–1913 tehtud uurimused. Prantsuse teadlane R. Loren, kes pakkus 1911. aastal välja reaktiivmootorite jaoks mitmeid skeeme. Need mootorid kasutavad oksüdeerijana atmosfääriõhku ja põlemiskambris olevat õhku surub kokku dünaamiline õhurõhk.

1939. aasta mais toimus NSV Liidus P. A. Merkulovi konstrueeritud reaktiivmootoriga raketi esimene katsetus. Tegemist oli kaheastmelise raketiga (esimene aste oli pulberrakett), stardimassiga 7,07 kg ja reaktiivmootori teise astme kütuse kaal vaid 2 kg. Katse käigus jõudis rakett 2 km kõrgusele.

Aastatel 1939–1940 Nõukogude Liidus viidi esmakordselt maailmas läbi N.P.Polikarpovi konstrueeritud lennukile lisamootoritena paigaldatud reaktiivmootorite suvised katsetused. 1942. aastal katsetati Saksamaal E. Sengeri konstrueeritud ramjetmootoreid.

Veel üks reaktiivmootorite rühm, turbokompressormootorid, on saanud 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 kavandas ja ehitas Vene mereväe leitnant M.N. Nikolskoi 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.

1939. aastal alustati Leningradis Kirovi tehases A. M. Ljulka projekteeritud turboreaktiivmootorite ehitamist. Tema katsumused katkestas sõda.

Whittle's Glosteri lennuk (E.28/39)

Turboreaktiivmootoris surutakse lennu ajal sisenev õhk kokku esmalt 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.

Tänapäeval on enamik sõjaväe- ja tsiviillennukeid ning ka mõned helikopterid varustatud turboreaktiivmootoritega.

Turbopropellermootoris loob peamise tõukejõu propeller ja täiendava (umbes 10%) - reaktiivdüüsist voolava gaasijuga. Turbopropellermootori tööpõhimõte on sarnane turboreaktiivmootoriga, 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 kasutati lahingurakettides. Nende laialdane kasutamine algas 19. sajandil, kui paljudes armeedes ilmusid raketiüksused. XIX sajandi lõpus. loodi esimesed suitsuvabad pulbrid, millel on stabiilsem põlemine ja suurem efektiivsus.

1920.–1930. aastatel tehti tööd reaktiivrelvade loomisega. 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 kosmonautikas kanderakettide esimeste etappide mootoritena, reaktiivmootoriga lennukite käivitusmootoritena ja kosmoselaevade pidurimootoritena.

Tahkekütuse reaktiivmootor koosneb korpusest (põlemiskambrist), milles asuvad kogu kütusevarustus ja reaktiivdüüs. Korpus on valmistatud terasest või klaaskiust. Düüs - valmistatud grafiidist, tulekindlatest sulamitest, grafiidist.

Kütus süüdatakse süüturiga.

Tõukejõudu juhitakse 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, neid saab pikka aega säilitada ja seetõttu on nad pidevalt käivitamiseks valmis.

JET MOOTORI, mootor, mis loob liikumiseks vajaliku tõmbejõu, muutes potentsiaalse energia töövedeliku joa kineetiliseks energiaks. Töövedeliku m all, seoses mootoritega, mõista ainet (gaas, vedelik, tahke), abiga soojusenergia, mis vabaneb kütuse põlemisel, muudetakse kasulikuks mehaaniline töö. Mootori düüsist töövedeliku väljahingamise tulemusena moodustub reaktiivjõud, mis on suunatud kosmosesse joa väljavoolule vastupidises suunas suunatud joa reaktsiooni (tagasilöögi) kujul. Erinevat tüüpi energiat (keemiline, tuumaenergia, elektrienergia, päikeseenergia) saab reaktiivmootoris muuta reaktiivvoolu kineetiliseks (kiiruse) energiaks.

Reaktiivmootor (otsereaktsioonimootor) ühendab mootori enda propelleriga, see tähendab, et see tagab oma liikumise ilma vahemehhanismide osaluseta. Reaktiivmootori poolt kasutatava reaktiivtõukejõu (mootori tõukejõu) tekitamiseks on vaja: alg- (esma)energia allikat, mis muundatakse reaktiivlennuki kineetiliseks energiaks; töövedelik, mis väljutatakse reaktiivmootorist reaktiivjoana; reaktiivmootor ise on energiamuundur. Mootori tõukejõud - see on reaktiivne jõud, mis tuleneb mootori sise- ja välispindadele mõjutavatest gaasidünaamiliste rõhu- ja hõõrdejõududest. Eristada sisemist tõukejõudu (reaktiivne tõukejõud) - kõigi mootorile rakendatavate gaasidünaamiliste jõudude resultant, võtmata arvesse välistakistust ja efektiivset tõukejõudu, võttes arvesse elektrijaama välistakistust. Algenergia salvestatakse lennuki või muu reaktiivmootoriga varustatud aparatuuri pardale (keemiline kütus, tuumakütus) või võib (põhimõtteliselt) tulla väljastpoolt (päikeseenergia).

Reaktiivmootoris töövedeliku saamiseks aine, mis on võetud keskkond(näiteks õhk või vesi); aine, mis asub aparaadi paakides või otse reaktiivmootori kambris; ainete segu, mis on pärit keskkonnast ja mida hoitakse seadme pardal. Kaasaegsetes reaktiivmootorites on kõige sagedamini kasutatav primaarenergia keemiline energia. Sel juhul on töövedelikuks hõõggaasid - põlemisproduktid keemiline kütus. Reaktiivmootori töö käigus muudetakse põlevate ainete keemiline energia põlemisproduktide soojusenergiaks ja kuumade gaaside soojusenergia mehaaniliseks energiaks. edasi liikumine reaktiivvool ja sellest tulenevalt ka seade, millele mootor on paigaldatud.

Reaktiivmootori tööpõhimõte

Reaktiivmootoris (joonis 1) siseneb mootorisse õhujuga, mis kohtub suurel kiirusel pöörlevate turbiinidega kompressor , mis imeb väliskeskkonnast õhku (kasutades sisseehitatud ventilaatorit). Seega on lahendatud kaks ülesannet - primaarne õhu sissevõtt ja kogu mootori jahutus tervikuna. Kompressori turbiini labad suruvad õhku kokku umbes 30 korda või rohkem ja "suruvad" selle (sunnivad) põlemiskambrisse (tekib töövedelik), mis on iga reaktiivmootori põhiosa. Põlemiskamber toimib ka karburaatorina, segades kütust õhuga. See võib olla näiteks õhu ja petrooleumi segu, nagu tänapäevase reaktiivlennuki turboreaktiivmootoris, või vedela hapniku ja alkoholi segu, nagu mõnes vedelas rakettmootoris, või mõni tahke raketikütus pulberrakettide jaoks. . Pärast kütuse-õhu segu moodustumist see süüdatakse ja soojuse kujul eraldub energiat, st ainult aineid, mis keemiline reaktsioon mootoris (põlemisel) eraldavad nad palju soojust ja tekivad ka suur hulk gaasid.

Süüteprotsessis toimub segu ja ümbritsevate osade märkimisväärne kuumenemine, samuti mahupaisumine. Tegelikult kasutab reaktiivmootor tõukejõuks kontrollitud plahvatust. Reaktiivmootori põlemiskamber on üks selle kuumemaid osi (temperatuur selles ulatub 2700 ° C), tuleb seda pidevalt intensiivselt jahutada. Reaktiivmootor on varustatud düüsiga, mille kaudu voolavad mootorist suurel kiirusel välja kuumad gaasid, kütuse põlemisproduktid mootoris. Mõnes mootoris sisenevad gaasid düüsi kohe pärast põlemiskambrit, näiteks rakett- või reaktiivmootorites. Turboreaktiivmootorites läbivad esmalt põlemiskambrijärgsed gaasid turbiin , millele antakse osa oma soojusenergiast kompressori käitamiseks, mis surub põlemiskambri ees õhku kokku. Aga igatahes on otsik mootori viimane osa – gaasid voolavad sealt läbi enne mootorist väljumist. See moodustab otsese joa. Kompressori poolt pealesurutud külm õhk suunatakse düüsisse, et jahutada mootori sisemisi osi. Jugaotsikul võib olla erinevaid vorme ja konstruktsioon olenevalt mootori tüübist. Kui väljavoolu kiirus peab ületama heli kiirust, siis antakse düüsile paisuva toru kuju ehk esmalt kitsenev ja seejärel laienev (Lavali otsik). Ainult sellise kujuga torus saab gaasi kiirendada ülehelikiiruseni, et astuda üle "helibarjääri".

Sõltuvalt sellest, kas reaktiivmootori töötamise ajal keskkonda kasutatakse või mitte, jagatakse need kahte põhiklassi - reaktiivmootorid(vee raamdirektiiv) ja rakettmootorid(RD). Kõik vee raamdirektiiv - soojusmasinad, mille töövedelik tekib põleva aine oksüdatsioonireaktsiooni käigus õhuhapnikuga. Atmosfäärist tulev õhk moodustab suurema osa vee raamdirektiivi töövedelikust. Seega kannab vee raamdirektiiviga seade pardal energiaallikat (kütust) ja tõmbab suurema osa töövedelikust keskkonnast. Nende hulka kuuluvad turboreaktiivmootor (TRD), reaktiivmootor (ramjet), impulssreaktiivmootor (PuVRD), hüperhelikiirusega reaktiivmootor (scramjet). Erinevalt vee raamdirektiivist on kõik RD töövedeliku komponendid RD-ga varustatud sõidukis. Keskkonnaga suhtleva sõukruvi puudumine ja kõigi töövedeliku komponentide olemasolu sõidukis muudavad RD sobivaks kosmoses kasutamiseks. Samuti on kombineeritud rakettmootorid, mis on justkui kombinatsioon mõlemast põhitüübist.

Reaktiivmootorite peamised omadused

Peamine tehniline parameeter reaktiivmootorit iseloomustab tõukejõud - jõud, mida mootor arendab seadme liikumissuunas, eriimpulss - mootori tõukejõu suhe 1 s jooksul kulunud raketikütuse (töövedeliku) massi või identne karakteristik - kütuse erikulu (kütuse kogus, mida kulub 1 s reaktiivmootori poolt välja töötatud tõukejõu 1 N kohta), mootori erimass (tööseisundis reaktiivmootori mass tema poolt arendatava tõukejõu ühiku kohta). Paljudele reaktiivmootoritüüpidele olulised omadused on mõõtmed ja ressurss. Spetsiifiline impulss on mootori täiuslikkuse või kvaliteedi näitaja. Ülaltoodud diagramm (joonis 2) esitab graafiliselt selle indikaatori ülemised väärtused erinevat tüüpi reaktiivmootorite jaoks, sõltuvalt lennukiirusest, väljendatuna Machi numbri kujul, mis võimaldab teil näha iga tüübi ulatust. mootorist. See indikaator on ka mootori efektiivsuse näitaja.

Tõukejõud – jõud, millega reaktiivmootor selle mootoriga varustatud seadmele mõjub – määratakse järgmise valemiga: $$P = mW_c + F_c (p_c - p_n), $$ kus $m$ on töövedeliku massivoolukiirus (massivoolukiirus) 1 sekundi jooksul; $W_c$ on töövedeliku kiirus düüsi sektsioonis; $F_c$ on düüsi väljalaskeava ala; $p_c$ – gaasirõhk düüsisektsioonis; $p_n$ – ümbritseva õhu rõhk (tavaliselt Atmosfääri rõhk). Nagu valemist näha, sõltub reaktiivmootori tõukejõud ümbritsevast rõhust. See on suurim tühjuses ja kõige vähem atmosfääri tihedamates kihtides, st see varieerub sõltuvalt reaktiivmootoriga varustatud aparaadi lennu kõrgusest merepinnast, kui arvestada lendu Maa atmosfääris. Reaktiivmootori eriimpulss on otseselt võrdeline töövedeliku düüsist väljavoolu kiirusega. Väljavoolu kiirus suureneb väljavoolava töövedeliku temperatuuri tõusuga ja kütuse molekulmassi vähenemisega (mida vähem molekulmass kütus, seda suurem on selle põlemisel tekkivate gaaside maht ja sellest tulenevalt nende aegumise kiirus). Kuna põlemisproduktide (töövedeliku) väljalaskekiiruse määrab füüsilised ja keemilised omadused kütuse komponendid ja mootori konstruktsiooniomadused, mis on konstantne väärtus koos mitte väga suurte muutustega reaktiivmootori töörežiimis, siis määratakse reaktiivjõu suurus peamiselt kütusekulu massist sekundis ja see muutub väga laias vahemikus (minimaalne elektriline – maksimum vedel- ja tahkete rakettmootorite puhul). Väikeseid tõukejõu reaktiivmootoreid kasutatakse peamiselt stabiliseerimis- ja juhtimissüsteemides. lennukid. Kosmoses, kus gravitatsioonijõud on nõrgalt tuntavad ja praktiliselt puudub keskkond, mille vastupanu tuleks ületada, saab neid kasutada ka kiirendamiseks. Maksimaalse tõukejõuga RD on vajalik rakettide saatmiseks pikkadel kaugustel ja kõrgustel ning eriti lennukite kosmosesse saatmiseks, st nende kiirendamiseks esimese kosmosekiiruseni. Sellised mootorid tarbivad väga palju kütust; nad töötavad tavaliselt väga lühikest aega, kiirendades rakette etteantud kiiruseni.

Veepoliitika raamdirektiivid kasutavad töövedeliku põhikomponendina välisõhku, mis on palju säästlikum. WJD-d võivad töötada pidevalt mitu tundi, muutes need sobivaks kasutamiseks lennunduses. Erinevad skeemid võimaldasid neid kasutada erinevatel lennurežiimidel töötavate õhusõidukite jaoks. Laialdaselt kasutatakse turboreaktiivmootoreid (TRD), mis paigaldatakse eranditult peaaegu kõigile kaasaegsetele lennukitele. Nagu kõik mootorid, mis kasutavad atmosfääriõhku, vajavad turboreaktiivmootorid spetsiaalset seadet õhu kokkusurumiseks enne selle sisenemist põlemiskambrisse. Turboreaktiivmootoris kasutatakse õhu kokkusurumiseks kompressorit ja mootori konstruktsioon sõltub suuresti kompressori tüübist. Kompressorivabad reaktiivmootorid on disainilt palju lihtsamad, milles vajalik rõhu tõstmine toimub muul viisil; need on pulseerivad ja otsevoolumootorid. Pulseerivas reaktiivmootoris (PUVRD) teeb seda tavaliselt mootori sisselaskeavasse paigaldatud klapivõre, kui uus osa kütuse-õhu segu täidab põlemiskambri ja selles tekib sähvatus, klapid sulguvad, isoleerides põlemiskambrisse mootori sisselaskeavast. Selle tulemusena tõuseb rõhk kambris ja gaasid tormavad läbi joaotsiku välja, misjärel kogu protsessi korratakse. Teist tüüpi kompressorita mootoris, ramjet, pole isegi seda klapivõret ja atmosfääriõhku, mis siseneb mootori sisselaskeavasse kiirusega võrdne kiirus lendu, surutakse kiirusrõhu tõttu kokku ja siseneb põlemiskambrisse. Sissepritsitud kütus põleb, suureneb voolu soojussisaldus, mis voolab läbi reaktiivdüüsi välja lennukiirusest suurema kiirusega. Tänu sellele tekib ramjeti joa tõukejõud. Ramjeti peamiseks puuduseks on suutmatus iseseisvalt tagada lennuki õhkutõusmist ja kiirendust (LA). Esmalt tuleb õhusõiduk kiirendada kiiruseni, millega ramjet käivitatakse ja selle stabiilne töö on tagatud. Reaktiivmootoriga ülehelikiirusega lennukite (ramjet) aerodünaamilise skeemi eripära on tingitud spetsiaalsete kiirendusmootorite olemasolust, mis tagavad reaktiivmootori stabiilse töö alustamiseks vajaliku kiiruse. See muudab konstruktsiooni sabaosa raskemaks ja nõuab stabilisaatorite paigaldamist, et tagada vajalik stabiilsus.

Ajaloo viide

Reaktiivjõu põhimõte on tuntud juba pikka aega. Heroni palli võib pidada reaktiivmootori esivanemaks. Tahked rakettmootorid(RDTT – tahkekütuse raketmootor) – pulberraketid ilmusid Hiinas 10. sajandil. n. e. Sadu aastaid kasutati selliseid rakette esmalt idas ja seejärel Euroopas ilutulestikuna, signaalina, lahinguna. Reaktiivjõu idee arendamise oluline etapp oli idee kasutada raketti lennuki mootorina. Selle sõnastas esmakordselt Vene revolutsionäär Narodnaja Volja N. I. Kibaltšitš, kes 1881. aasta märtsis vahetult enne hukkamist pakkus välja skeemi lennuki (rakettlennuki) jaoks, mis kasutaks plahvatusohtlikest pulbergaasidest reaktiivjõudu. Tahkekütuse rakettmootoreid kasutatakse kõigis sõjaliste rakettide klassides (ballistika, õhutõrje, tankitõrje jne), kosmoses (näiteks käivitus- ja tugimootoritena) ja lennutehnoloogia(õhusõiduki stardikiirendid, süsteemides väljutamine) jne. Väikesi tahkekütuse mootoreid kasutatakse õhusõidukite õhkutõusmise võimenditena. Kosmoselaevades saab kasutada elektrilisi rakettmootoreid ja tuumarakettmootoreid.

Turboreaktiivmootorid ja kaheahelalised turboreaktiivmootorid on varustatud enamiku sõja- ja tsiviillennukitega üle maailma, neid kasutatakse helikopterites. Need reaktiivmootorid sobivad lendudeks nii allahelikiirusel kui ka ülehelikiirusel; neid paigaldatakse ka mürsuga lennukitele, esimestel etappidel saab kasutada ülehelikiirusega turboreaktiivmootoreid kosmoselennukid, raketi- ja kosmosetehnoloogia jne.

Suur tähtsus reaktiivmootorite loomiseks olid teoreetilised tööd vene teadlased S. S. Neždanovski, I. V. Meshchersky, N. E. Žukovski, prantsuse teadlase R. Enot-Peltri, saksa teadlase G. Oberthi tööd. Oluline panus VRD loomisesse oli Nõukogude teadlase B. S. Stechkini 1929. aastal avaldatud töö "Õhureaktiivmootori teooria". Praktiliselt enam kui 99% lennukitest kasutab ühel või teisel määral reaktiivmootorit.