Двигателей летательных


Двигатели летательных аппаратов - презентация онлайн

ПРЕЗЕНТАЦИЯ На тему: «двигатели летательных аппаратов»Авиационный двигатель – является основой установки, служащей для создания тяги, с помощью которой ЛА перемещается в пространстве. Авиационная силовая установка (АСУ), кроме двигателя, включает в себя движитель, а также системы и устройства, (топливная, противообледенительная система, насосы и т д) обеспечивающие работу двигателя. Двигатель – устройство, преобразующее химическую энергию топлива в механическую работу на валу .ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ДВИГАТЕЛЯМ 1. Развиваемая двигателем мощность или тяга должны обеспечивать получение высоких летно-технических характеристик; 2. Двигатель должен иметь возможно большую удельную тягу и возможно меньший вес; 3. Двигатель должен иметь хорошую экономичность, т. е. низкий удельный расход топлива; 4. Конструкция двигателя должна быть простой и технологичной с возможно меньшим применением дефицитных материалов; 5. Двигатель должен обладать эксплуатационными качествами: Иметь большой ресурс; Не требовать частых регламентных работ; Допускать разборку и сборку;КЛАССИФИКАЦИЯ АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ1. 2. 3. 4. 5. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ДВИГАТЕЛЯ Воздухозаборник; Компрессор; Камера сгорания; Газовая турбина; Реактивное сопло;ВОЗДУХОЗАБОРНИК Воздухозаборник (входное устройство) - обеспечивает подвод воздуха с заданной производительностью к компрессору или к камере сгорания. дозвуковые трансзвуков ые нерегулируе мые внешнего сжатия сверхзвуков ые регулируем ые смешанного сжатия внутреннего сжатияКОМПРЕССОР Компрессор - это лопаточная машина, в которых осуществляется механическое сжатие воздуха, поступающего в камеру сгорания.КЛАССИФИКАЦИЯ КОМПРЕССОРОВ Компрессоры бывают: осевые, центробежные и комбинированные. Осевые – сжатие воздуха происходит в направлении параллельном оси вращения; Центробежные - сжатие воздуха происходит в направлении перпендикулярно оси вращения; Комбинированные совокупность принципа работы осевой центробежной ступени;КАМЕРА СГОРАНИЯ Камера сгорания - объём, образованный совокупностью деталей двигателя, в котором происходит сжигание горючей смеси или твёрдого топлива. Принцип работы камеры сгоранияОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О КАМЕРЕ СГОРАНИЯ Камеры сгорания бывают периодического действия и непрерывного действия. КС периодического действия КС непрерывного действияОбщая схема и распределение воздуха в камере сгорания 1 – диффузор; 2 – кольцевые каналы; 3 – корпус КС; 4 – жаровая труба; 5 – отверстия зоны горения; 6 – отверстия зоны смешения; 7 – отверстия охлаждения; 8 – топливная форсунка; 9 – фронтовое устройство; 10 – свеча зажигания.ПРИНЦИП РАБОТЫ КАМЕРЫ СГОРАНИЯ Воздух, сжатый в компрессоре путем совершения над ним механической работы, с большой скоростью (до 150 м/с) поступает в диффузор, где тормозится для снижения потерь полного давления при дальнейшем подводе к нему тепла. Далее воздух поступает в кольцевые каналы между корпусом и жаровой трубой, и, наконец, в жаровую трубу. В ней воздух распределяется по отверстиям условных зон – зоны горения и зоны смешения. Воздух также поступает в отверстия охлаждения стенок жаровой трубы. Через форсунки в жаровую трубу подается топливо, которое смешивается с воздухом, образуя топливовоздушную смесь (ТВС). С помощью воспламенителя производится первичное зажигание топливовоздушной смеси, горение которой в дальнейшем поддерживается при помощи фронтового устройства КС. Оно создает зону с малыми скоростями, где процесс горения поддерживается за счет непрерывного циркуляционного течения продуктов сгорания, поджигающих свежую ТВС. Продукты сгорания направляются в зону смешения, где разбавляются воздухом до оптимальной температуры, образуя на выходе из КС стабильное температурное поле.ГАЗОВАЯ ТУРБИНА Газовая турбина,(турбиной сгорания) – это ротационная машина, которая извлекает энергию из нагретой смеси воздуха. Газовая турбина расположена между компрессором и камерой сгорания. ПРИНЦИП РАБОТЫ ГАЗОВОЙ ТУРБИНЫ Энергия сжатого воздуха направляется в камеру сгорания, где топливо смешивается с воздухом и загорается. После отсека камеры сгорания, продукты сгорания поступают в компрессор и вращают его, что создает механическую работу на валу.РЕАКТИВНОЕ СОПЛО Реактивное сопло — профилированный насадок (например, лопаточный канал соплового аппарата) для преобразования потенциальной энергии протекающего рабочего тела в кинетическую. В реактивном сопле происходит расширение газа, выходящего из турбины или форсажной камеры газотурбинного двигателя или из камеры сгорания (или другого устройства для подогрева рабочего тела) реактивного двигателя другого типа, сопровождаемое увеличением его скорости и кинетической энергииРАБОТА И КОНСТРУКЦИЯ Реактивное сопло состоит из переходника, кожуха и сопла, скрепленных между собой болтами и образующих плавный канал. Ось сопла относительно оси двигателя повернута вверх на 6°; поворот оси осуществлен за счет искривления оси переходника. Переходник сварной конструкции состоит из сотовой панели, профилированной обечайки, трех фланцев, двух колец и тройника. Сотовая панель сварной конструкции состоит из наружной гладкой и внутренней перфорированной оболочек, сотоблока и дренажного канала. Передним фланцем переходник крепится к наружному кожуху задней подвески; к заднему фланцу переходника крепится кожух. Кожух состоит из переднего и заднего фланцев и сотовой панели. К заднему фланцу кожуха крепится сопло. Сопло состоит из фланца, профилированной обечайки и профилированной окантовки на срезе для стыковки с мотогондолой ЛА. Работа реактивного сопла совершается следующим образом: после смешения потоков наружного и внутреннего контуров в смесительной камере газ поступает в реактивное сопло, где в результате расширения разгоняется. Таким образом тепловая и потенциальная энергия газа преобразуется в кинетическую энергию вытекающей из двигателя струи. Выходной импульс этой струи создает тягу двигателя.РЕАКТИВНОЕ СОПЛО С ПОНИЖЕННЫМ УРОВНЕМ ЗВУКА Пути сокращения шума реактивных самолётов, могут заключаться, не только в звукоизоляции двигателя внешним обтекателем, а и в изменении формы реактивного сопла. РЕАКТИВНОЕ СОПЛО С ПОНИЖЕННЫМ УРОВНЕМ ЗВУКАНа рисунке показан, один из вариантов решения задачи, уменьшения звука реактивного двигателя, методом рассеивания потока газа, концевыми перьями сопла, различной формы, которые разделяют поток газа на множество отдельных струй и не позволяют образовываться интенсивной звуковой волне, при встрече выходящей реактивной струи с внешним воздухом. Примерна та же идея, используется в стрелковом оружии, но там делаются боковые отверстия, что в нашем случае не подходит. Конструктивных решений может быть очень много, их применение не ограничено только реактивными двигателями, оно применимо и для лопастей вертолётом и винтов самолётов, и для ветро-электростанций.

ppt-online.org

Двигатели летательных аппаратов 160700.62

Срок обученияНа базе 11 класса:Очная - 4 годаЗаочная - 5 летВечерняя - 5 летСмешанная - 5 летВступительные экзамены
Прием абитуриентов в высшие учебные заведения России осуществляется по результатам Единого государственного экзамена (ЕГЭ). Согласно правилам приема в вузы, учебные заведения имеют право устанавливать не менее трех вступительных экзаменов (включая обязательный русский язык и профильный предмет) согласно Перечню вступительных испытаний. Данный перечень формируется Министерством образования и науки.

 

Прием абитуриентов в средние специальные учебные заведения проводится по результатам ГИА или ЕГЭ. Колледжи и техникумы имеют право устанавливать не менее двух вступительных экзаменов, одним из которых должен быть русский язык. Перечень вступительных испытаний в колледжи также устанавливает Министерство образования и науки.

1. Русский язык

2. Математика (профильный)

3. Физика

 или 

Информатика и ИКТ

Будущая квалификация

Это уровень подготовки выпускников средних специальных и высших учебных заведений. Выпускникам, освоившим образовательные программы высшего профессионального образования, присваивается квалификация (степень) бакалавра, специалиста либо магистра по соответствующему направлению подготовки. Степень бакалавра позволяет поступить в магистратуру, а квалификация специалиста и магистра – в аспирантуру.

 

Выпускники техникумов и колледжей получают квалификацию базового или повышенного уровня подготовки. Название квалификации зависит от профессиональной области. Педагогическое образование предполагает получение квалификации учителя, педагога или воспитателя, медицинское – акушера, фельдшера, образование в области искусства – актера, художника, модельера. Во всех остальных областях выпускникам присваивается квалификация техника, технолога, техника-технолога (базовый уровень) или старшего техника, старшего технолога, старшего техника-технолога, специалиста (повышенный уровень).

Бакалавр по направлению подготовки «Двигатели летательных аппаратов»

Будущие профессии

Инженер по авиационным двигателям | Инженер по технической эксплуатации летательных аппаратов и двигателей | Инженер-испытатель двигателей летательных аппаратов | Инженер-конструктор двигателей летательных аппаратов | Инженер-механик по двигателям летательных аппаратов | Специалист по двигателям летательных аппаратов | Специалист по ракетным двигателям | Техник по авиационным двигателям и энергетическим установкам

Чему научат?
  • Заниматься расчетами и конструированием отдельных деталей и узлов двигателей летательных аппаратов
  • Разрабатывать рабочую проектную и техническую документацию
  • Оформлять законченные проектно-конструкторские работы
  • Проводить предварительное технико-экономическое обоснование проектных решений
  • Принимать участие в разработке эскизных, технических и рабочих проектов изделий и технологических процессов
  • Описывать принципы действия и устройства проектируемых изделий и объектов с обоснованием принятых технических решений
  • Разрабатывать методические и нормативные документы по проектированию двигателей летательных аппаратов и проводить мероприятия по их реализации
  • Разрабатывать маршрутные карты технологических процессов изготовления отдельных деталей и узлов двигателей и энергоустановок летательных аппаратов
  • Выбирать основные и вспомогательные материалы для изготовления двигателей летательных аппаратов
  • Выбирать способы реализации основных технологических процессов при изготовлении двигателей летательных аппаратов
  • Контролировать соблюдение технологической дисциплины при изготовлении изделий
  • Принимать участие в работах по доводке и освоению технологических процессов в ходе подготовки производства новой продукции
  • Проверять качество монтажа и наладки при испытаниях и сдаче в эксплуатацию новых образцов изделий, узлов и деталей летательных аппаратов
  • Заниматься техническим оснащением рабочих мест и размещением технологического оборудования
  • Принимать и осваивать вводимое оборудование
  • Контролировать соблюдение экологической безопасности проводимых работ
  • Разрабатывать нормы выработки и технологические нормативы на расход материалов, заготовок, топлива и электроэнергии
  • Составлять техническую документацию (графики работ, инструкции, сметы, планы, заявки на материалы и оборудование)
  • Проводить анализ и оценку производственных и непроизводственных затрат на обеспечение качества продукции
  • Анализировать результаты деятельности производственных подразделений
  • Обеспечивать взаимодействие предприятий различного профиля в процессе разработки летательных аппаратов
  • Составлять заявки на оборудование и запасные части, подготавливать техническую документацию на ремонт оборудования
Важные учебные предметыБезопасность жизнедеятельности | Детали машин и основы конструирования | Материаловедение | Метрология, стандартизация и сертификация | Начертательная геометрия и инженерная графика | Сопротивление материалов | Теоретическая механика | Теория механизмов и машин | Технология конструкционных материалов | Экология | Электротехника и электроника Практика студентов

Студенты в обязательном порядке проходят учебную и производственную практики, которые могут проводиться в организациях, на кафедрах и в лабораториях вуза. Разделом учебной практики может являться научно-исследовательская работа.

Итоговая аттестация студентов:
  • Защита выпускной квалификационной работы (дипломный проект)
  • Государственный экзамен (по решению вуза)
Вы можете освоить эту специальность в следующих регионах:Вся Россия - 10 вузов Похожие специальностиПоищем по тегам?авиастроительное образование, авиастроительные специальности, инженерное образование, инженерные специальности Материал подготовлен сайтом www.moeobrazovanie.ruЛюбое использование материала страницы допускается только с письменного согласия редакции.

moeobrazovanie.ru

Технология производства и эксплуатации двигателей летательных аппаратов

Кафедра «Технология проектирования и производства двигателей летательных аппаратов» ведет подготовку специалистов для авиационной и ракетно-космической отрасли с 1940 года. Процесс становления и развития научно-педагогической школы кафедры решающим образом определялся общей обстановкой в стране – мощной, ведущей индустриальной державе мира. Научная школа кафедры формировалась, в первую очередь, на основе неотложных конструкторско-технологических задач, которые выдвигались при освоении и дальнейшем масштабном производстве авиационной и ракетно-космической техники. Огромную роль в этом процессе играла тесная и обоюдно продуктивная связь коллектива кафедры с ведущими предприятиями отрасли, НИИ, академическими и учебными институтами, как в рамках проведения научных исследований и внедрения разработок в производство, так и в области подготовки и переподготовки кадров. Современное авиационное и космическое двигателестроение – это ключевое и определяющее звено в аэрокосмической промышленности, являющейся наиболее наукоемкой отраслью, в которой накоплен огромный интеллектуальный научно-технологический задел знаний и технологий. Здесь продолжается научно-техническое совершенствование, разработка и внедрение современных инновационных технологий технического прогресса, обеспечивается конкурентоспособность научно-технических разработок и изделий на мировом рынке и сохранение передовых позиций по ряду приоритетных направлений науки и техники. Современный облик кафедры ТППДЛА складывался на протяжении более 75 лет и в настоящее время включает в область своей образовательной и научно-исследовательской деятельности такие направления, как: •    Технология производства авиационных газотурбинных двигателей; •    Технология производства ракетных двигателей; •    Ключевые технологии перспективных изделий авиационной и ракетно-космической техники, в том числе оборонного назначения; •    Проектирование и конструкция двигателей летательных аппаратов и энергетических установок, авиационной и ракетно-космической теплотехники; •    Информационные технологии, системы автоматизированного проектирования и технологической подготовки производства; •    Высокотехнологическое оборудование с числовым программным управлением: программирование, специальное оснащение, инструмент; •    Техническая диагностика, эксплуатационная надежность и технологии восстановления двигателей летательных аппаратов и энергетических установок; •    Контроль и испытания двигателей и агрегатов летательных аппаратов

Социальная значимость и миссия основной образовательной программы высшего образования по направлению подготовки «Двигатели летательных аппаратов» профиля кафедры ТППДЛА заключается в профессиональной подготовке высококвалифицированных кадров для аэрокосмической отрасли, способных обеспечить организацию эффективного, конкурентоспособного производства двигателей летательных аппаратов на основе разработки, внедрения и развития современных прогрессивных технологических процессов, методов и средств создания и использования авиационных и ракетных двигателей с учетом специфических условий производства, испытаний, эксплуатации и восстановления сложной техники стратегического назначения.Комплексная подготовка включает в себя получение учащимися знаний в области конструирования двигателей с учетом анализа технологичности объекта производства, проектирования технологий изготовления двигателей и агрегатов с применением прогрессивных методов формообразования и модификации, нанесения покрытий, технологического обеспечения долговечности деталей и узлов двигателей. Этому способствуют знание вопросов материаловедения, процессов физико-химической обработки и модификации материалов, приобретение знаний в области подбора и проектирования технологического оборудования и оснащения, сквозная подготовка в области информационных технологий сопровождения сложной техники как на стадиях инженерного анализа и проектирования (CAD / CAE - системы), так и на стадиях подготовки производства и изготовления (CAM / PDM – системы).Высокая актуальность на рынке труда профессии инженера-конструктора-технолога по направлению «Двигатели летательных аппаратов» подтверждается тем, что на современном этапе состояния и развития экономики страны сохраняется острая потребность в кадровом обеспечении специалистами, спрофилированными в области технологии изготовления сложной наукоемкой техники. В отношении региона только по предприятиям оборонно-промышленного комплекса потребность в кадрах высшего профессионального образования по направлению «Двигатели летательных аппаратов», специализирующихся в производственно-технологической сфере, оценивается в 200-250 человек в год. Наряду с этим спрос на специалистов высок и в других отраслях промышленности, связанных с проектированием и изготовлением различных технических объектов и систем.Выдающиеся сотрудники, выпускники и соискатели кафедры ТППДЛАЗа годы педагогической деятельности кафедрой подготовлено более 3000 специалистов авиакосмического машиностроения, среди которых руководители высшего звена предприятий отрасли, промышленных корпораций, государственного управления, ректора ведущих авиационных вузов страны, академики и руководители научно-исследовательских центров, доктора технических наук. Среди них:-    Ректора ведущих аэрокосмических вузов страны: три Ректора МАТИ имени К.Э.Циолковского – ЖУРАВЛЕВ А.Н., МЕТЕЛКИН А.Ф., ПРОНИКОВ А.С.; два Ректора РАТИ (Рыбинский авиационно-технологический институт, ныне РГАТУ) – СИЛИН С.С., БЕЗЪЯЗЫЧНЫЙ В.Ф.; Ректор УАИ (Уфимский авиационный институт, ныне УГАТУ) - Р.Р.МАВЛЮТОВ; Ректор РГУИТП – ХАРИН А.А.;-    Академики, заслуженные деятели науки и техники, и организаторы производства – ВЕЙНИК А.И., СУВЕРНЕВ В.Г., ГАЛКИН С.И., КОНОПАТОВ А.Д., РОДИН П.Р., ПЕТУХОВ Е.Н. и др., более 30 Академиков и Членов-корреспондентов Академий наук СССР, Белорусской ССР, Украинской ССР, Российской Федерации.-    Автор первой в мире Системы Качества заместитель Председателя Госстандарта СССР Б.А. ДУБОВИКОВ;-    Генеральные директора и заместители промышленных флагманов (АНТК им.А.Н.Туполева, ММЗ им. Миля, ММПО «Салют», ИМАШ, ТЕХНОМАШ, «345 механический завод», Корпорация МИТ, КБХМ, НПО Энергомаш, ЛМЗ, ИПРОМАШПРОМ) – ПАЛАТНИКОВ А.С., ГОРЕЛОВ А.И., ГУСЕНКОВ А.П., МАХУТОВ Н.А., РОМАНОВ А.Н., КЛИМОВ В.Т., КРЫМОВ В.Т., ЕЛИСЕЕВ Ю.С., БАТЬКОВ А.А., ГАТАУЛЛИН Р.М., НИКУЛИН С.П., ЯКУШКИН И.А., ПАНИН И.Г., ГОЛОВЧЕНКО С.С., НОВИКОВ С.А. и др. Десятки Генеральных директоров и заместителей ведущих промышленных предприятий и корпораций аэрокосмической отрасли страны;-    Более 50 руководителей высшего звена ранга главных инженеров, главных конструкторов и главных технологов ведущих предприятий аэрокосмической отрасли страны;-    Более 10 проректоров вузов страны;-    Более 10 деканов факультетов вузов страны;-    Более 30 заведующих кафедрами ведущих аэрокосмических вузов страны;Редкая кафедра может гордиться такими выпускниками как великолепная хоккейная тройка всех времен и народов: выпускники кафедры ТПДЛА хоккеисты, Заслуженные мастера спорта СССР, многократные олимпийские чемпионы:-    МАЙОРОВ Борис Александрович – Выдающийся советский хоккеист, Заслуженный мастер спорта СССР, двукратный олимпийский чемпион, 6-кратный чемпион мира, Заслуженный тренер РСФСР, спортивный комментатор. Окончил кафедру ТПДЛА МАТИ в 1961 г. (1938 г.р.)-    МАЙОРОВ Евгений Александрович – Выдающийся советский хоккеист, Заслуженный мастер спорта СССР, олимпийский чемпион, 2-кратный чемпион мира, спортивный комментатор, член Союза журналистов СССР. Окончил кафедру ТПДЛА МАТИ в 1963 г. (1938-1997).-    СТАРШИНОВ Вячеслав Иванович – Выдающийся советский хоккеист, Заслуженный мастер спорта СССР, двукратный олимпийский чемпион, 9-кратный чемпион мира, Заслуженный тренер РСФСР, кандидат педагогических наук (1975 г.). Зав. кафедрой физвоспитания Московского инженерно-физического института (с 1979 г.), профессор. Окончил кафедру ТПДЛА МАТИ в 1964 г.

Специальности и направления, на которые ведется прием абитуриентов:Кафедра ведет подготовку и выпуск специалистов по следующим направлениям Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования третьего поколения (плюс) (ФГОС ВО +):Базовое высшее образование (БАКАЛАВРИАТ):24.03.05 – «ДВИГАТЕЛИ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ». Профиль основной образовательной программы: «Технология производства двигателей летательных аппаратов». Срок обучения – 4 года очной формы. Формы обучения – очная и очно-заочная (вечерняя). По результатам обучения присваивается степень (квалификация) «БАКАЛАВР» по направлению «Двигатели летательных аппаратов». Выдается государственный диплом бакалавра.

Высшее образование по программам подготовки магистров (МАГИСТРАТУРА):24.04.05 – «ДВИГАТЕЛИ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ». Срок обучения – 2 года после окончания бакалавриата. Форма обучения – очная. По результатам обучения присваивается квалификация (степень) «МАГИСТР» по направлению «Двигатели летательных аппаратов». Выдается государственный диплом магистра.Подготовка кадров высшей квалификации (АСПИРАНТУРА):24.06.01 – «АВИАЦИОННАЯ И РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА». Профиль научной специальности ВАК 05.07.05 – «Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов». Срок обучения – 4 года очной формы. Форма обучения – очная, заочная. По результатам обучения присваивается квалификация «Исследователь / Преподаватель-исследователь» по направлению «Авиационная и ракетно-космическая техника». Выдается государственный диплом.

 Трудоустройство выпускников кафедрыВыпускники кафедры ТППДЛА пользуются повышенным спросом в авиакосмической отрасли. Заинтересованность в выпускниках кафедры подтверждает сформированный долгосрочный целевой кадровый заказ ведущих предприятия оборонно-промышленного комплекса страны на специалистов направления «Двигатели летательных аппаратов», подготавливаемых кафедрой. Практиканты и выпускники кафедры работают на научно-производственных предприятиях – флагманах авиакосмического машиностроения:    ФГУП «НПО «Техномаш»     ФГУП «НПЦ газотурбостроения «Салют»    ФГУП «ГКНПЦ имени М. В. Хруничева»     ФГУП «ЦИАМ имени П.И.Баранова»     РКК «ЭНЕРГИЯ»     КБхиммаш имени А.М. Исаева     ОАО «МПО имени И. Румянцева»     Лыткаринский машиностроительный завод (ЛМЗ)     ГНЦ РФ ФГУП «Центр Келдыша»     ОАО «ВНИИАЛМАЗ»     ОАО «Авиационная корпорация «Рубин» и других… Научная работа на кафедре ТППДЛАОсновное научное направление кафедры ТППДЛА:«Конструкторско-технологическое совершенствование двигателей летательных аппаратов: исследование и разработка технологий проектирования и производства ДЛА, обеспечения надежности, ресурса, эксплуатационного сопровождения двигателей, энергетических установок и агрегатов ЛА».

Тематика НИР и НИОКР, выполняемых на кафедре:•    Прогрессивные технологии размерной финишной обработки деталей.•    Инновационные технологии формообразования и модификации поверхностей деталей сложных пространственных форм.•    Покрытия и технологии поверхностного упрочнения, применяемые для повышения износостойкости деталей из жаропрочных и титановых сплавов.•    Жаростойкие и теплозащитные покрытия для деталей и узлов газотурбинных двигателей.•    Методики испытаний на фреттингостойкость и оценки повреждаемости при фреттинг-коррозии.•    Автоматизированные системы конструкторско-технологической подготовки наукоемкого производства и оптимизация технологических систем.•    Технологический аудит наукоемких производств.•    Методы тепловых испытаний конвективно-охлаждаемых конструкций на основе жидкометаллической теплометрии и тепловидении.•    Тепломассообмен в турбулентных потоках и пограничных слоях.•    Методы повышения эффективности охлаждения теплонагруженных элементов конструкций двигателей летательных аппаратов.•    Методы повышения эксплуатационных характеристик двигателей летательных аппаратов.

mai.ru

АВИАЦИОННАЯ СИЛОВАЯ УСТАНОВКА | Энциклопедия Кругосвет

Содержание статьи
АВИАЦИОННАЯ СИЛОВАЯ УСТАНОВКА

АВИАЦИОННАЯ СИЛОВАЯ УСТАНОВКА, двигатель и движитель летательного аппарата, единый комплекс устройств и агрегатов, обеспечивающих силу тяги и подъемную силу для полета и ускорения летательного аппарата. Автомобиль движется благодаря трению покоя между колесом и дорогой. Воздушная Среда не обладает трением покоя, поэтому и сила тяги, и подъемная сила летательного аппарата определяются изменением количества движения среды, в которой он движется. Любой авиационный движитель (например, винт) захватывает поток воздуха, натекающий на летательный аппарат, и отбрасывает его с увеличенной скоростью назад, что приводит к возникновению реактивной силы, направленной вперед и равной изменению количества движения в единицу времени. Кроме того, должна существовать поддерживающая сила, благодаря которой летательный аппарат не падает. Самолет поддерживают крылья, которые тоже изменяют количество движения воздуха, отбрасывая его вниз и создавая подъемную силу. При движении самолета в воздушной среде возникает сила сопротивления движению, для преодоления которой нужна сила тяги, создаваемая двигателем. Подъемная сила и сила тяги вертолета создаются вращающимися лопастями. На рис. 1 приведена схема создания этих сил летательными аппаратами.

Физические принципы создания сил летательным аппаратом.

Для создания силы тяги и подъемной силы необходимо выполнение трех условий. Во-первых, необходим источник энергии, поскольку нужно увеличить скорость, а значит, и кинетическую энергию потока воздуха. Почти во всех случаях энергию на борту самолета или вертолета получают при сжигании углеводородного топлива (или водорода) с кислородом воздуха. В качестве вспомогательной используется электрическая энергия, запасенная в аккумуляторах. Первоначальный энтузиазм, вызванный овладением атомной энергией, не привел к созданию практичного ядерного двигателя для летательного аппарата.

Во-вторых, поскольку при горении выделяется тепловая энергия, на борту должно иметься средство преобразования тепловой энергии в механическую, которая может быть использована для увеличения кинетической энергии потока. Преобразование энергии происходит в тепловом двигателе (см. ниже). На небольших винтовых самолетах до сих пор устанавливаются поршневые двигатели. На крупных современных самолетах обычно используются газотурбинные двигатели, основные агрегаты которых – компрессор, камера сгорания и турбина, вращающая компрессор. По второму закону термодинамики доля тепловой энергии, превращаемая в механическую, определяется температурой источника тепла (в данном случае температурой горения топлива) и температурой окружающей среды. Для углеводородных топлив температура горения составляет около 2500 К. Температура в стратосфере, где летают современные самолеты, около 200 К; поэтому теоретический (термический) КПД равен 1 - 200/2500 = 0,92 или 92%, что, конечно, является высоким значением; однако реальный КПД значительно ниже, поскольку эффективная температура рабочего тела в камере сгорания существенно ниже температуры горения топлива, а кроме того, возникают потери на сжатие и расширение в воздухозаборнике и турбокомпрессоре. Реальный КПД современных двигателей летающих в стратосфере самолетов около 40%.

В-третьих, должно быть средство, которое обеспечивало бы передачу механической энергии потоку для увеличения его скорости (или количества движения). Для этого существует несколько возможностей. Энергия двигателя может передаваться воздушному винту, который ометает большую площадь потока, т.е. захватывает большой расход, и несколько увеличивает его скорость. Для привода винта используют поршневые и турбовинтовые (рис. 2) двигатели. Существуют двигатели, которые механическую энергию затрачивают на увеличение кинетической энергии горячих выхлопных газов, расширяющихся в сопле; это – турбореактивные двигатели (рис. 3).

Полезная работа двигателя – работа, затрачиваемая на движение летательного аппарата. Полезная мощность – работа, совершаемая в единицу времени, – равна произведению силы тяги на скорость летательного аппарата. Следовательно, тяговый КПД (КПД движителя) равен отношению полезной мощности к мощности двигателя. Можно показать, что этот КПД равен удвоенной скорости летательного аппарата, деленной на сумму скорости полета и скорости реактивной струи (относительно летательного аппарата). С другой стороны, тяга равна массовому расходу реактивной струи, умноженному на разность скоростей струи и аппарата. Таким образом, высокая скорость реактивной струи приводит к большой тяге на единицу расхода и к малому тяговому КПД. Это соотношение показано на рис. 4.

Воздушный винт, захватывая большой расход и сравнительно ненамного увеличивая скорость струи, обладает высоким КПД. Турбореактивный двигатель представляет другую крайность: расход в нем сравнительно невелик (поперечное сечение двигателя невелико), а скорость струи высока, поэтому он имеет невысокий КПД. Турбовентиляторные двигатели (рис. 5) похожи на турбовинтовые тем, что вентилятор ускоряет дополнительный расход рабочего тела, не проходящий через турбокомпрессор, который затем истекает через сопло. Скорость реактивной струи в турбовентиляторном двигателе ниже, чем в турбореактивном, но выше, чем в турбовинтовом; соответственно, он имеет промежуточное значение КПД. Самое широкое применение турбовентиляторные двигатели нашли в современных дозвуковых транспортных самолетах.

www.krugosvet.ru

Двигатели летательных аппаратов - МАИ (НИУ) — Учёба.ру

Олимпиады для школьников

Перечень, календарь, уровни, льготы.

Закодированный мир

Зачем учить детей программированию и как это влияет на развитие?

Классная экипировка

Полезные и забавные предметы для школьников.

Московский социально-экономический институт

Профессии для общества

Московский технологический университет

Потенциал 3 университетов! Все программы, условия и главные факты.

Кузница кадров

Самые перспективные профессии в колледжах.

Первый экономический

Рассказываем о том, чем живёт и как устроен РЭУ имени Г.В. Плеханова.

Билет в Голландию

Участвуй в конкурсе и выиграй поездку в Голландию на обучение в одной из летних школ Университета Радбауд.

Цифровые герои

Они создают интернет-сервисы, социальные сети, игры и приложения, которыми ежедневно пользуются миллионы людей во всём мире.

Английский язык

Совместно с экспертами Wall Street English мы решили рассказать об английском языке так, чтобы его захотелось выучить.

Работа будущего

Как новые технологии, научные открытия и инновации изменят ландшафт на рынке труда в ближайшие 20-30 лет

Профессии мечты

Совместно с центром онлайн-обучения Фоксфорд мы решили узнать у школьников, кем они мечтают стать и куда планируют поступать.

Экономическое образование

О том, что собой представляет современная экономика, и какие карьерные перспективы открываются перед будущими экономистами.

Гуманитарная сфера

Разговариваем с экспертами о важности гуманитарного образования и областях его применения на практике.

Молодые инженеры

Инженерные специальности становятся всё более востребованными и перспективными.

Новая педагогика

Как меняется главный педагогический вуз страны, и что такое универсальный бакалавриат.

Онлайн-образование

Можно ли получить качественное образование, не выходя из дома.

Федеральные университеты

О том, как получить образование мирового уровня в регионах России.

Табель о рангах

Что такое гражданская служба, кто такие госслужащие и какое образование является хорошим стартом для будущих чиновников.

Карьера в нефтехимии

Нефтехимия — это инновации, реальное производство продукции, которая есть в каждом доме.

www.ucheba.ru

Железные Монстры России - FAQ-двигатели летательных аппаратов

КОМПРЕССОРЫ ГТД;

Что такое двигатель?

Двигатель (иногда движитель, силовая установка) – устройство приводящее в движение механизмы и транспорт. Подразделяются на паровые, внутреннего сгорания, турбинные и электрические.

Какой основной тип двигателей, используется на летательных аппаратах?

Газотурбинный воздушно-реактивный двигатель прямой реакции.

Почему такой двигатель называется газотурбинным воздушно-реактивным прямой реакции?

Такой двигатель создаёт мощную реактивную газовую струю, которая толкает его вперёд. Этим объясняется термин «прямая реакция» (из книги о теории ВРД).

Газовая турбина это один из важных рабочих органов такого двигателя.

Почему распространено выражение «турбина самолёта»?

Это сугубо «колхозное» выражение дилетантов. Так как понятие «Турбина», довольно растяжимое. Турбина это рабочий (чувствительный орган) многих типов двигателей, таких как водяных, паровых и газотурбинных. Поэтому воздушно-реактивные газотурбинные двигатели, называются просто «двигатель». В некоторых толковых словарях, технических терминов, можно встретить термин «Турбина». Однако там сказано, что это мотор, приводящий что либо в механическое движение. А «турбина самолёта», вы там не найдёте.

Кстати, так же как и поршневой двигатель обычного автомобиля. Его же не называют «Поршень» автомобиля.

Что представляет собой турбина?

Любая турбина, как рабочий орган, какого либо двигателя, представляет собой колесо с лопатками. Их количество варьируется в зависимости от назначения и конструкции. Например, на гидротурбинах (гидроэлектростанции), количество лопаток может быть примерно от 4 до 10. В газотурбинных авиационных двигателях, их число очень большое. Так как нужно получить максимальный КПД от горячих газов из камер сгорания. Примерно такие же турбины, устанавливаются на тепловых электростанциях, в турбогенераторах. Только там вращение происходит не от горячих газов сгорающего топлива, а он разогретого водяного пара.

Как устроен простейший воздушно-реактивный двигатель прямой реакции, в «двух словах»?

Газотурбинный воздушно-реактивный двигатель (далее-ВРД), представляет собой два крупных элемента: статор и ротор. Статор это корпус с разными выносными коробками агрегатов для собственных нужд. Ротор это сам агрегат «Турбина-компрессор». Между турбиной и компрессором, установлена камера сгорания. В конце устанавливается сопловой насадок (реактивное сопло).

Как работает такой двигатель и является ли он типом двигателя внутреннего сгорания?

Любой газотурбинный двигатель (далее ГТД), относится к серии двигателей внутреннего сгорания, так как топливо так же горит внутри камеры сгорания. В поршневых двигателях, топливо сгорает в цилиндре.

При работе двигателя, компрессор непрерывно подаёт сжатый воздух в камеру сгорания. В камере сгорания происходит формирование рабочего тела (газа), путём подогрева сжатого атмосферного воздуха, сгорающим жидким топливом. Горячие газы расширяясь, выходят из камеры сгорания на турбину, вращают её и отдают часть энергии. Турбина в свою очередь крутит компрессор, который сидит на одном валу и жёстко связан с ней. После турбины рабочее тело выходит в пространство сопла (соплового насадка), после чего его скорость возрастает, и струя горячих газов истекает из сопла. Тем самым толкая летательный аппарат. Чем выше скорость струи, тем больше возможность развивать скорость самолёта.

Какой тип жидкого топлива потребляют ГТД?

Авиационный керосин марок «ТС», «Т». Но есть некоторые типы наземных ГТД, работающих на природном газе.

Почему ГТД работает в основном, только на керосине, а не на бензине?

Керосин горит не так «агрессивно», как бензин. Поэтому в конструкции ГТД, создаются нормальные условия работы турбин, их температурные напряжения. При сгорании бензина, будет выделяться слишком огромное количество тепла, которое не выдержит ни камера сгорания, ни турбина. Всё просто расплавится или обгорит. К тому же бензин легко детонирует, то есть возможен взрыв. В цилиндре поршневого мотора, процесс горения полностью изолирован от атмосферы в малом пространстве, поэтому даже большие детонации, какое-то время не выведут из строя двигатель. Это объяснение довольно условное, за подробностями обращайтесь в спецлитературу.

Есть ли перспективы развития других видов газотурбинного топлива?

В книге «Теория ВРД», описываются возможности применения жидкого водорода, но есть проблемы с его хранением на борту самолёта, и снова вопрос с тепловой нагрузкой камер сгорания и турбин.

Что за понятие «Реактивное топливо»?

Это аналог простонародного «Турбина самолёта». Достаточно образное выражение об авиационных керосинах и топлив для ракетной техники.

Какая основная роль компрессора в ГТД?

Компрессор ГТД, постоянно нагнетает в камеру сгорания атмосферный воздух, при этом сильно сжимая его. Сжатый воздух обладает значительной энергией, а если его подогревать в камере сгорания, сжигая керосин, он выдаёт мощное рабочее тело, которое образует реактивную струю. Подробности смотрите в отдельном FAQ по компрессорам ГТД.

Воздух подаваемый компрессором, весь уходит на создание рабочего тела?

Далеко нет. Его такое количество, что только 10-20% участвует в непосредственном окислении топлива в камере сгорания. Остальная часть разогревается, дожигает несгоревшие продукты из камер сгорания, охлаждает внутренние части двигателя, не допуская плавления лопаток турбины. Так же часть воздуха, напрямую отбирается из компрессора для собственных нужд самолёта.

Авиационные реактивные двигатели довольно шумные, какие типы шумов они издают и почему?

В большинстве случаев это свист компрессоров, шипение расширяющихся газов из сопел и треск мощных сверхзвуковых струй. Последнее применимо к военной авиации.

Свист компрессора – любая лопаточная машина, прогоняющая газ, создаёт подобные шумы. Типичный пример – бытовой пылесос. Сильный свист порождает сжатие воздуха компрессором.

Шипение расширяющихся газов – основной источник сопло. При любом «ограниченном» расширении, газы шипят.

Треск (сильный грохот и бас) сверхзвуковых струй двигателей военных самолётов. Порождается струёй газов из сопла, скорость которого в разы выше скорости звука. Типичный пример, где можно услышать такое – авиационное шоу на МАКС в подмосковном Жуковском.

Механические звуки, обычно глушатся вышеперечисленными.

Как понимать распространённое выражение "Свист турбины"?

Колхозное и дилетанское выражение, аналогичное "Турбина самолёта". 

Что такое «турбовинтовой» и турбовентиляторный двигатель?

В 21 веке обычный ТРД, простой схемы, уже совсем мало где применяется. Исключение составляют: военная авиация, статические газотурбинные приводы (газоперекачивающие станции), вспомогательные ГТД и ВРД для реактивных моделей самолётов.

В основном преобладают два типа ГТД: турбовентиляторный и турбовинтовой. В турбовентиляторном, обычный ГТД, крутит огромный вентилятор, который создаёт тягу (типичный пример – огромные двигатели пассажирских лайнеров в аэропортах).

В турбовинтовом, ГТД крутит воздушный винт (пропеллер, движетель) через понижающий редуктор.

В чём принципиальное конструктивное отличие обычного ГТД простой схемы, от турбовентиляторных и турбовинтовых?

Турбовентиляторные и турбовинтовые двигатели, сугубо техническим языком, называют «двухконтурными». Как правило турбовинтовой двигатель (далее ТВД), отличается от двухконтурного турбовентилятора (далее ТРДД) тем, что здесь почти вся мощность, уходит на вращение тяжёлого воздушного винта. Эта схема ещё называется «открытая». ГТД в этом случае, выступает в роли обычного «мотора», который вращает воздушный винт. Преимущества ТВД, перед схемой, с вращением винта обычным поршневым мотором, очень высоки. Дело в том, что газовая турбина развивает огромные мощности (в сотни раз больше чем поршневые моторы) и у неё выше КПД. Поэтому появилась возможность, использовать огромные «движители», в том числе и с соосным вращением роторов, в разные стороны. Например бомбардировщик ТУ-95мс. В книге «Отечественные ГТД», автора В.А. Зрелова, описывается история создания «турбовинтовальных» газотурбинных установок СССР, ещё с середины 20 годов прошлого столетия! Однако, особо тяжёлые температурные напряжения в камерах сгорания и на турбинах, тяжело сказывались на ресурсе тех двигателей. Они обогнали своё время, так как тогда, ещё не было промышленных технологий, изготовления  высококачественных  деталей из титановых сплавов. Один из первых, самых мощных в мире (и по сей день) ТВД, был создан в начале 50-х в ОКБ им Н.Д. Кузнецова. Турбовинтовой двигатель с соосными винтами НК-12. Выхлопы таких двигателей, в данном случае, никакой тяги не дают. Здесь максимальная мощность передаётся турбине, для вращения воздушного винта. Как правило, винт вращается через планетарный редуктор.

Турбовентиляторный двигатель (ТРДД) отличается от ТВД тем, что здесь сам ГТД крутит не винт, а огромный вентилятор, который создаёт 75-80% тяги. Выхлоп из сопла, создаёт небольшую дополнительную тягу. Типичный пример такого двигателя – огромные мотогондоллы с вентиляторами внутри у крупных пассажирских лайнеров. В этом двигателе, вентилятор приводится в движение не через редуктор, а отдельной (индивидуальной) турбиной. Эта схема является закрытой, так как вентилятор заключён в кожух «мотогондолла».

Как понять выражение «двухконтурный»?

Обычно называют «Степень двухконтурности». Это отношение прохождения количества воздуха снаружи двигателя (прогоняемого вентилятором), к отношению воздуха проходящего через сам газовоздушный тракт ГТД, или наоборот. Например, в двигателях крупных пассажирских авиалайнеров, степень двухконтурности очень высока. Как и описано выше, там вентилятор создаёт основную тягу. А вот в современных ТРДД для некрупной и военной авиации, степень двухконтурности не очень большая. Там основная тяга, создаётся общим сопловым насадком.

Что такое «мотогондолла»?

Это сам корпус (или кожух), в который заключена силовая установка. Обычно является конструкцией самолёта.

В аэропорту видел импортные самолёты, с двумя мотогондоллами (то есть турбовентиляторный двигатель), но встретил наш отечественный ИЛ-96-300, там одна мотогондолла с огромным вентилятором внутри – как это понимать?

Всё верно, это отечественный турбовентиляторный двигатель ПС-90А. Особенность его конструкции такова, что сопло вентилятора и самого ГТД, объединены в одну общую мотогондоллу. Зарубежные аналоги иногда встречаются на самолётах БОИНГ-747 или А-340.

Почему разработали такую конструкцию, чем она лучше классической?

Такая схема позволяет эффективнее формировать реактивную струю газов, обволакивая горячую струю от ГТД, холодным воздухом вентилятора, тем самым быстрее охлаждая её и снижая шум. Однако в силу некоторых причин, такая схема встречается редко. Так же двигатели SaM-146 самолёта «Суперджет», построены по аналогичной схеме.

Лопасти винтов турбовинтовых двигателей постоянного шага, или могут его изменять?

Шаг лопастей винтов меняется, в зависимости от режима работы двигателя, вплоть до получения обратной тяги. Торможение винтами, после касания самолётом ВПП.

Как вообще останавливаются реактивные и пропеллерные самолёты, после посадки на ВПП?

Когда самолёты были совсем маленькие, они были довольно лёгкие и тормоза не требовались. К тому же большинство аэродромов находилось на полях, где сопротивление движению создавали мелкие ямы, ухабы и трава. С прогрессированием в авиационной технике, вес летательных аппаратов сильно увеличился, так же возросли скорости. Появились гладкие бетонированные ВПП, на которых самолёты разгоняются и тормозят. Самые маленькие самолёты (например ЯК-52) гасят скорость в колёсных фрикционных тормозах. Средние самолёты (например военная авиация) применяют тормозные парашюты. Крупная и тяжёлая авиация (пассажирские и транспортные самолёты) применяют реверс тяги. Он позволяет существенно сократить тормозной путь и помогает фрикционным тормозам шасси.

Как осуществляется реверс тяги в ТРД и ТВД?

На турбовинтовых самолётах, как описано выше, лопасти воздушного винта просто разворачиваются в обратную сторону и гребут назад. На ТРД и ТРДД, применяют специальные щиты, которые поворачивают реактивную струю вперёд. Подробности смотрите в FAQ по соплам ГТД.

На знаменитом советском «Суперсонике» ТУ-144 не было реверса тяги?

Нет, его довести так и не успели. ТУ-144 применял тормозной парашют. Однако на пассажирских перевозках (Москва - Алма-Ата), было доказано, что и парашютная система справляется со своей задачей.

А что если система реверса тяги откажет?

Если полоса очень длинная (например аэродром ЛИИ в Жуковском), тогда ничего страшного. Там найдётся место затормозить шасси, практически любому самолёту. А если полоса довольно короткая, возможна выкатка машины за её пределы. Но далеко не всегда это приводит к аварии.

Поршневые двигатели внутреннего сгорания применяются в 21 веке?

Несомненно. Но обычно это лёгкомоторная, учебно-тренировочная и спортивная авиация.

На многих советских пассажирских и транспортных самолётах, устанавливаются явно не турбовентиляторные двигатели, слишком мал диаметр. Они обычные ТРД?

Нет. Как правило, это те же ТРДД, только с малой степенью двухконтруности. Основная тяга создаётся общим реактивным соплом. Подробности смотрите в FAQ по компрессорам ГТД.

В чём основное качество схемы ТРДД, по сравнению с ТВД?

У ТРДД (особенно у крупных турбовентиляторов) высокий показатель экономичности, лучший показатель удельной тяги. Но подробно это нужно рассматривать, сравнивая разные типы ТРДД.

У ТВД показатель топливной экономичности ещё лучше. Однако ими нельзя достичь очень высоких, даже околозвуковых скоростей.

trainsimpack.ucoz.ru


Смотрите также