Содержание
Принцип работы реактивного и турбореактивного двигателя самолета и ракеты
Современный мир трудно представить без самолетов. Авиация прочно вошла в нашу жизнь и помогает путешественникам преодолевать тысячи километров за считанные часы, что, в еще недавнем прошлом, казалось фантастикой. Не говоря уже о полетах в космос и путешествиях к дальним планетам. Все это стало возможным благодаря изобретению реактивных двигателей. Давайте разберемся в принципе их работы.
Первые двигатели появились давным-давно и преобразовывали мускульную силу животных в полезную для достижения конкретной цели энергию. Простейший пример – лошадь, помогающая крутить эернова мельницы. Затем появились ветряные мельницы, где жернова приходили в движение за счет энергии ветра, иди водяные мельницы, использующие течение рек.
Двигатели, работающие на топливе
Общество сразу по достоинству оценило преимущества использование простейших двигателей и в последующие годы многие ученые трудились над разработкой моделей, работа которых не зависела бы от природных и погодных условий, усталости животного, выступающего в качестве источника энергии.
Гюйгенс ван Зейлихем
Наибольшего успеха на этом поприще добился голландский физик Христиан Гюйгенс ван Зейлихем, который в 1687 году первым предложил использовать порох в качестве источника энергии. Согласно замыслу, в двигателе создавалась камера внутреннего сгорания, в которой должен был сжигаться порох, а выделенная в результате горения энергия, преобразовываться в силу, приводящую определенный элемент в движение. Порох являлся первым прототипом современного топлива.
Примечательно, что идея была позаимствована у артиллеристов, наблюдая за которыми, Гюйгенс обратил внимание на то, что после выстрела, орудия откатывались в сторону, противоположную выстрелу.
Наработки голландца, а также ряда других заслуженных ученых, значительно облегчили путь создания топливных двигателей, которыми мы пользуемся до сих пор. На место пороха пришли бензин и солярка, обладающие иными физическими свойствами и температурами горения, необходимыми для выделения энергии.
Явление отдачи
Шло время, наука не стояла на месте. На смену простейшим механическим двигателям пришли паровые, топливные, электрические.
Но научные поиски и разработки на этом не прекращались. Как всегда, на помощь пришла природа, которая, в большинстве случаев и наталкивает изобретателей на удивительные открытия.
Наблюдения за морскими жителями, такими как осьминоги, кальмары и каракатицы, привели к неожиданным результатам. Манера движения этих морских обитателей, была схожа с кратковременным толчком. Будто тело отталкивается отчего – то и продвигается вперед.
Эти наблюдения были чем-то схожи с замечаниями Гюегенса про выстрел и пушку, которые мы упоминали выше.
Таким образом, в физики появилось понятие «явление отдачи». В ходе дальнейших научных исследований было выяснено, что именно благодаря явлению отдачи происходит все движение на планете Земля: автомобиль отталкивается от земли, корабль – от воды и т. д.
Движение тел происходит благодаря передаче импульса от одного объекта другому. Для объяснения явления приведем простейший пример: вы решили толкнуть своего товарища в плечо, приложили определенную силу, в результате которой, он сдвинулся с места, но и вы испытали силу, отталкивающую вас в противоположную сторону.
Конечно, расстояние, на которое сдвинетесь вы и ваш друг, будет зависеть от ряда факторов: сколько вы весите, как сильно вы его толкнули.
Реактивный двигатель и принцип его работы
Таким образом, мы постепенно подошли к рассмотрению самого распространенного в самолетостроении и ракетной отрасли типа двигателя – реактивный двигатель.
Любой из нас способен воочию наблюдать явление реактивной реакции. Все что необходимо, надуть воздушный шарик и отпустить. Каждый знает, что произойдет далее: из шарика будет вырываться поток воздуха, который будет двигать тело шарика в противоположном направлении.
Согласитесь, очень похоже на то, как кальмар, сокращая свои мышцы, создает струю воды, толкающую его в противоположном направлении.
Наблюдения, описанные выше, получили точные научные объяснения, были отображены в физических законах:
- закон сохранения импульса;
- третий закон Ньютона.
Именно на них основывается принцип работы реактивного двигателя: в двигатель поступает поток воздуха, который сгорает в камере внутреннего сгорания, смешиваясь с топливом, в результате чего образуется реактивная струя, заставляющая тело двигаться вперед.
Принцип работы достаточно прост, однако устройство подобного двигателя довольно сложное и требует точнейших расчетов.
Устройство реактивного двигателя
Реактивный двигатель состоит из следующих основных элементов:
- компрессор, который засасывает в двигатель поток воздуха;
- камера внутреннего сгорания, где происходит смешивание топлива с воздухом, их горение;
- турбина – придает дополнительное ускорение потоку тепловой энергии, полученной в результате горения топлива и воздуха;
- сопло, важнейший элемент, который преобразует внутреннюю энергию в «движущую силу» – кинетическую энергию.
Благодаря совместному взаимодействию этих элементов, на выходе реактивного двигателя образуется мощнейшая реактивная струя, придающая объектам, на которых установлен двигатель, высочайшую скорость.
Реактивные двигатели в самолете
В преддверии Мировой Войны, ученые ведущих стран старательно трудились над разработками самолетов с реактивными двигателями, которые бы позволили их странам безоговорочно диктовать свои условия на небесном фронте.
Первый реактивный самолет был разработан немцами в 1937 году, а его испытания начались лишь в 1939 году. Однако имеющиеся на то время двигатели потребляли невероятно большое количество топлива и запас хода такого самолета составлял всего лишь 60 км.
В это же время Японии и Великобритании удалось создать собственные самолеты с реактивными двигателями. Но это были лишь опытные экземпляры, так и не поступившие в серийное производство.
Первым серийным реактивным самолетом стал немецкий «Мессершмит», который, однако, не позволил гитлеровской коалиции взять верх в развязанной ими войне.
Мессершмитт Me-262 Швальбе/Штурмфогель
В гражданской же авиации реактивные самолеты появились лишь в 1952 году в Великобритании.
С тех пор и по настоящие дни, реактивные двигатели являются основными двигателями, применяемыми в самолетостроении. Именно благодаря им, современны лайнеры развивают скорость до 800 километров в час.
Реактивные двигатели в космосе
После освоения неба человечество поставило перед собой задачу покорить космос.
Как вы уже поняли, наиболее мощным двигателем, способным поднять ракету на высоту во много тысяч километров, являлся именно реактивный двигатель.
Конечно, возникает вопрос: как может работать реактивный двигатель в космосе, в безвоздушном пространстве?
В устройстве ракеты предусмотрен резервуар с кислородом, который смешивается с ракетным топливом и образует необходимую тягу полета ракеты, когда космический корабль покидает атмосферу Земли.
Затем приходит в действие закон сохранения импульса: масса ракеты постепенно уменьшается, сгоревшая смесь топлива и кислорода выбрасывается через сопло в одну сторону, а тело ракеты движется в противоположную.
Содержание
- Двигатели, работающие на топливе
- Явление отдачи
- Принцип работы
- Устройство реактивного двигателя
- Реактивные двигатели в самолете
- Реактивные двигатели в космосе
Пламенный мотор
Реактивные авиадвигатели во второй половине XX века открыли новые возможности в авиации: полеты на скоростях, превышающих скорость звука, создание самолетов с высокой грузоподъемностью, а также сделали возможным массовые путешествия на большие расстояния. Турбореактивный двигатель по праву считается одним из самых важных механизмов ушедшего века, несмотря на простой принцип работы.
История
Первый самолет братьев Райт, самостоятельно оторвавшийся от Земли в 1903 году, был оснащен поршневым двигателем внутреннего сгорания. И на протяжении сорока лет этот тип двигателя оставался основным в самолетостроении. Но во время Второй мировой войны стало ясно, что традиционная поршнево-винтовая авиация подошла к своему технологическому пределу – как по мощности, так и по скорости. Одной из альтернатив был воздушно-реактивный двигатель.
Идею применения реактивной тяги для преодоления земного притяжения впервые довел до практической осуществимости Константин Циолковский. Еще в 1903 году, когда братья Райт запускали свой первый самолет «Флайер-1», российский ученый опубликовал труд «Исследование мировых пространств реактивными приборами», в котором разработал основы теории реактивного движения. Опубликованная в «Научном обозрении» статья утвердила за ним репутацию мечтателя и не была воспринята всерьез. Циолковскому потребовались годы трудов и смена политического строя, чтоб доказать свою правоту.
Реактивный самолет Су-11 с двигателями ТР-1, разработки КБ Люльки
Тем не менее, родиной серийного турбореактивного двигателя суждено было стать совсем другой стране – Германии. Создание турбореактивного двигателя в конце 1930-х было своеобразным хобби немецких компаний. В этой области отметились практически все известные ныне бренды: Heinkel, BMW, Daimler-Benz и даже Porsche. Основные лавры достались компании Junkers и ее первому в мире серийному турбореактивному двигателю 109-004, устанавливаемому на первый же в мире турбореактивный самолет Me 262.
Несмотря на невероятно удачный старт в реактивной авиации первого поколения, немецкие решения дальнейшего развития нигде в мире не получили, в том числе и в Советском Союзе.
В СССР разработкой турбореактивных двигателей наиболее удачно занимался легендарный авиаконструктор Архип Люлька. Еще в апреле 1940 года он запатентовал собственную схему двухконтурного турбореактивного двигателя, позже получившую мировое признание. Архип Люлька не нашел поддержки у руководства страны. С началом войны ему вообще предложили переключиться на танковые двигатели. И только когда у немцев появились самолеты с турбореактивными двигателями, Люльке было приказано в срочном порядке возобновить работы по отечественному турбореактивному двигателю ТР-1.
Уже в феврале 1947 года двигатель прошел первые испытания, а 28 мая свой первый полет совершил реактивный самолет Су-11 с первыми отечественными двигателями ТР-1, разработки КБ А.М. Люльки, ныне филиала Уфимского моторостроительного ПО, входящего в Объединенную двигателестроительную корпорацию (ОДК).
Принцип работы
Турбореактивный двигатель (ТРД) работает по принципу обычной тепловой машины. Не углубляясь в законы термодинамики, тепловой двигатель можно определить как машину для преобразования энергии в механическую работу. Этой энергией обладает так называемое рабочее тело – используемый внутри машины газ или пар. При сжатии в машине рабочее тело получает энергию, а при последующем его расширении мы имеем полезную механическую работу.
При этом понятно, что работа, затрачиваемая на сжатие газа должна быть всегда меньше работы, которую газ может совершить при расширении. Иначе никакой полезной «продукции» не будет. Поэтому газ перед расширением или во время него нужно еще и нагревать, а перед сжатием – охладить. В итоге за счет предварительного нагрева энергия расширения значительно повысится и появится ее излишек, который можно использовать для получения необходимой нам механической работы. Вот собственно и весь принцип работы турбореактивного двигателя.
Таким образом, любой тепловой двигатель должен иметь устройство для сжатия, нагреватель, устройство для расширения и охлаждения. Все это есть у ТРД, соответственно: компрессор, камера сгорания, турбина, а в роли холодильника выступает атмосфера.
Рабочее тело – воздух, попадает в компрессор и сжимается там. В компрессоре на одной вращающейся оси укреплены металлические диски, по венцам которых размещены так называемые «рабочие лопатки». Они «захватывают» наружный воздух, отбрасывая его внутрь двигателя.
Далее воздух поступает в камеру сгорания, где нагревается и смешивается с продуктами сгорания (керосина). Камера сгорания опоясывает ротор двигателя после компрессора сплошным кольцом, либо в виде отдельных труб, которые называются жаровыми трубами. В жаровые трубы через специальные форсунки и подается авиационный керосин.
Из камеры сгорания нагретое рабочее тело поступает на турбину. Она похожа на компрессор, но работает, так сказать, в противоположном направлении. Ее раскручивает горячий газ по тому же принципу, как воздух детскую игрушку-пропеллер. Ступеней у турбины немного, обычно от одной до трех-четырех. Это самый нагруженный узел в двигателе. Турбореактивный двигатель имеет очень большую частоту вращения – до 30 тысяч оборотов в минуту. Факел из камеры сгорания достигает температуры от 1100 до 1500 градусов Цельсия. Воздух здесь расширяется, приводя турбину в движение и отдавая ей часть своей энергии.
После турбины – реактивное сопло, где рабочее тело ускоряется и истекает со скоростью большей, чем скорость встречного потока, что и создает реактивную тягу.
Поколения турбореактивных двигателей
Несмотря на то, что точной классификации поколений турбореактивных двигателей в принципе не существует, можно в общих чертах описать основные типы на различных этапах развития двигателестроения.
К двигателям первого поколения относят немецкие и английские двигатели времен Второй мировой войны, а также советский ВК-1, который устанавливался на знаменитый истребитель МИГ-15 и на самолеты ИЛ-28, ТУ-14.
Истребитель МИГ-15
ТРД второго поколения отличаются уже возможным наличием осевого компрессора, форсажной камеры и регулируемого воздухозаборника. Среди советских примеров двигатель Р-11Ф2С-300 для самолета МиГ-21.
Двигатели третьего поколения характеризуются увеличенной степенью сжатия, что достигалось увеличением ступеней компрессора и турбин, и появлением двухконтурности. Технически это самые сложные двигатели.
Появление новых материалов, которые позволяют значимо поднять рабочие температуры, привело к созданию двигателей четвертого поколения. Среди таких двигателей – отечественный АЛ-31 разработки ОДК для истребителя Су-27.
Сегодня на уфимском предприятии ОДК начинается выпуск авиационных двигателей пятого поколения. Новые агрегаты установят на истребитель Т-50 (ПАК ФА), который приходит на смену Су-27. Новая силовая установка на Т-50 с увеличенной мощностью сделает самолет еще более маневренным, а главное – откроет новую эпоху в отечественном авиастроении.
Как двигатели крепятся к самолетам
Все мы привыкли видеть два или четыре двигателя, установленных в отсеках под крылом самолета. Это стало стандартным креплением двигателя для всех больших коммерческих самолетов. Однако их привязанность интересна и сложна. Это не так просто, как просто прикрутить двигатели к крылу настолько надежно, насколько это возможно. Есть важные соображения безопасности, которые меняют это.
Размещение двигателей в контейнерах
Двигатели большинства коммерческих самолетов размещаются в отсеках под крылом. Это имеет несколько преимуществ. Во-первых, это обеспечивает облегчение изгиба крыла. Вес крыльев (включая топливо и двигатели) противодействует подъемной силе, изгибающей законцовки крыльев вверх. Это также обеспечивает более легкий доступ и обслуживание, но подвергает крылья большему риску повреждения посторонними предметами.
Двигатели обычно устанавливаются немного впереди крыла, чтобы предотвратить трепетание крыла (это также позволяет сделать общую конструкцию крыла легче).
На некоторых небольших самолетах двигатели установлены в хвостовой части фюзеляжа (включая, например, семейство Embraer ERJ и региональный реактивный самолет COMAC ARJ21).
737 MAX и его двигатели в гондолах. Фото: Белавиа
Будьте в курсе: Подпишитесь на наши ежедневные и еженедельные дайджесты авиационных новостей.
Двигатели крепятся к пилону
Двигатель в гондоле крепится не непосредственно к крылу, а к пилону. Конструкции, конечно, различаются между типами самолетов, но принцип остается одинаковым. Пилон закреплен в конструкции крыла прочным и очень надежным креплением.
Пилон создает некоторое расстояние между двигателем и крылом. Это жизненно важно в случае возгорания двигателя для защиты крыла (и топлива, хранящегося в нем) до тех пор, пока возгорание двигателя не будет потушено.
Двигатели 787 и более эффективные, а также введены зубчатые гондолы. Фото: Гетти Изображений
Соединение гондолы двигателя с пилоном
Блоки двигателей затем соединяются с пилонами с помощью болтов. Блоки обычно соединяются всего в двух точках — в верхней части рамы вентилятора и в верхней части рамы турбины. Эти соединения рассчитаны на то, чтобы воспринимать массивные силы двигателя, как силу прямой тяги, так и направленную вниз силу веса двигателя.
Важнейшей частью этой конструкции является безопасное выдерживание максимальных усилий, но не слишком больших усилий. Привязанность, по сути, не так сильна, как могла бы быть. Болты, которые крепятся к конструкции пилона, невероятно прочны (по крайней мере, на 737 они сделаны из суперсплава, никелевого сплава 718), но это тщательно сбалансированная и рассчитанная конструкция. На Stack Exchange есть хорошее обсуждение этих сильных сторон и цифр.
На этом эскизе показаны типичные крепления пилона и гондолы (это для самолета DC-10, но принцип одинаков для всех самолетов). Изображение: Федеральное авиационное управление через Викимедиа
Эти болты будут выдерживать усилия, значительно превышающие максимально ожидаемые усилия, даже в случае очень жесткой посадки или экстремальной турбулентности. Но они будут срезаны в случае экстремальных сил.
Если двигатели соприкоснутся с землей при посадке (например, при посадке без шасси или выезде за пределы ВПП), возникающие силы сломают болты и вызовут отрыв двигателей от пилонов. Это предпочтительнее, чем если бы они оставались прикрепленными (значительный риск возгорания) или чтобы силы передавались крылу и вызывали его отрыв.
Почему бы не встроить двигатель в крыло?
Это также поднимает вопрос, почему двигатели не встроены в крыло. Так было с некоторыми ранними самолетами (включая первый реактивный самолет de Havilland Comet). Такая конструкция может показаться более прочной и обтекаемой, но у нее есть несколько проблем, и в коммерческих самолетах ее не используют.
У кометы де Хэвилленда двигатели устанавливались внутри крыльев. Вы должны признать, что это выглядит великолепно! Фото: Ян Данстер через Wikimedia
Во-первых, это главный вопрос безопасности. Возгорание двигателя внутри крыла потенциально может быть более разрушительным, чем в отдаленном двигателе в гондоле. Надеюсь, что в гондоле огонь можно будет потушить до того, как он повредит крыло. Размещение двигателей в крыле также использует пространство, необходимое для топлива. Кроме того, поскольку турбовентиляторные двигатели усовершенствовались и увеличились в размерах, было бы просто нецелесообразно размещать их в конструкции крыла.
Если вы хотите узнать больше об авиационных двигателях, посмотрите наши статьи о том, как запускать реактивные двигатели, как их мыть или где на них обычно нарисованы спирали. Или для самых больших двигателей, используемых сегодня, смотрите эту статью.
GE9X на новом 777X — самый большой двигатель на данный момент. Фото: Дэн Невил через Wikimedia
Хотите поделиться своими мыслями или получить дополнительную информацию о двигателях, корпусе и навесном оборудовании? Мы не часто обсуждаем эту тему, поэтому дайте нам знать, что вы думаете в комментариях.
Как работает турбовентиляторный двигатель? — Структура двигателя
хорошо знать
Какую роль играют компрессоры, турбины и т.п. в перспективном турбовентиляторном двигателе? Мы объясняем ключевые функции выбранных компонентов двигателя.
08.2021 | автор:
Изабель Хенрих
автор:
Изабель Хенрих
studierte Mechatronik, besuchte die Deutsche Journalistenschule und gründete das digitale Wissenschaftsmagazin Substanz. Er schreibt über verschiedenste Themen aus Technik und Wissenschaft.
Обладая тягой до 35 000 фунтов, современные двигатели PW1100G-JM из семейства двигателей Pratt & Whitney GTF™ могут поднять A320neo в воздух. Ротор вентилятора, хорошо видимый ротор компрессора спереди, обеспечивает основную тягу. Он приводится в движение турбиной низкого давления, которая особенно быстро работает в двигателе GTF и обеспечивает большую эффективность. Это стало возможным благодаря установленному в ГТФ редуктору, который развязывает турбину низкого давления и вентилятор друг от друга. Это позволяет обоим работать с оптимальной скоростью — вентилятор медленнее, турбина низкого давления быстрее. Турбина, редуктор и вентилятор являются важными компонентами современного турбовентиляторного двигателя. И какую роль на самом деле играют компрессор и камера сгорания?
Нажмите на наш виртуальный турбовентиляторный двигатель с редуктором и узнайте больше об отдельных компонентах и их задачах:
Ротор вентилятора
Ротор вентилятора — это первый и очень большой ротор компрессора. Его первостепенной задачей является разгон большого массового расхода воздуха в обходном потоке и обеспечение таким образом основной тяги. Вентилятор приводится в действие турбиной низкого давления через вал низкого давления. В турбовентиляторном двигателе с редуктором вентилятор оптимизирован для максимального расхода воздуха.
Знаете ли вы?
Для инженеров всегда особое зрелище, когда лопасти вентилятора двигателя Boeing 777 GE90 поступают в техническое обслуживание MTU: эти лопасти достигают полных 1,25 метра и весят 25 кг каждая.
Коробка передач
В обычных двигателях турбина низкого давления и вентилятор расположены на одном валу, но здесь коробка передач разделяет два компонента. Это позволяет компонентам работать с оптимальной скоростью: вентилятор большого диаметра работает медленнее, а компрессор низкого давления и турбина низкого давления меньшего размера значительно быстрее. Коробка передач представляет собой планетарную передачу с передаточным числом 3:1 или выше.
Знаете ли вы?
Pratt & Whitney, MTU и Fiat Avio начали свои первые предварительные исследования турбовентиляторного двигателя с редуктором в 1990-х годах.
Компрессор низкого давления
Задача этого компрессора состоит в том, чтобы всасывать воздух и сжимать его перед подачей в камеру сгорания. Усовершенствованные двигатели имеют как компрессор низкого, так и высокого давления. Компрессор низкого давления, также известный как бустер, отвечает за предварительное сжатие воздуха. Разработка технологии расширения рабочего диапазона и изготовление лопастей из композитных материалов для снижения общего веса приведут к дальнейшим улучшениям.
Знаете ли вы?
Компрессор низкого давления EJ200, двигателя Eurofighter, является первым компрессором с блисковой конструкцией, когда-либо запущенным в производство. MTU разработала в то время линейную сварку трением специально для изготовления блисков.
Компрессор высокого давления
Высокоэффективный компрессор высокого давления обеспечивает основное сжатие. Что отличает усовершенствованный турбовентиляторный двигатель, так это то, что лопасти и диск изготавливаются как единая деталь, известная как «блиск». Эти высокотехнологичные компоненты не только экономят место и весят меньше, чем обычные роторы с отдельными лопастями, но и обеспечивают лучшую аэродинамику лопастей. Кроме того, они сокращают сборочные работы и, следовательно, затраты.
Знаете ли вы?
Компания MTU построила специально спроектированный цех по производству блисков на своей производственной площадке в Мюнхене, где компания выпускает до 6000 блисков в год.
Камера сгорания
Внутри камеры сгорания сжатый воздух, поступающий в камеру, смешивается с топливом, где сгорает при температуре около 1700 градусов Цельсия. Разрабатываются новые концепции камеры сгорания с обедненной смесью для снижения выбросов оксидов азота; они требуют передовых концепций охлаждения.
Знаете ли вы?
В МТУ разработана специальная технология лазерной сварки для ремонта камеры сгорания двигателя Т64, которая используется, например, в транспортном вертолете Sikorsky CH-53. Затем этот метод был адаптирован для других программ движка.
Турбина высокого давления
В турбине энергия, содержащаяся в газовом потоке, выходящем при высоком давлении и температуре из камеры сгорания, преобразуется в механическую энергию. Турбина разделена на секции высокого и низкого давления: турбина высокого давления приводит в действие компрессор высокого давления. Передовые технологии, такие как новые материалы, новые концепции охлаждения и воздушное охлаждение, помогут еще больше повысить эффективность двигателя в будущем.
Знаете ли вы?
MTU производит детали турбины высокого давления для GP7000 с момента запуска программы в 2005 году. Двухступенчатая конструкция турбины высокого давления для мегалайнера A380 основана на GE90 — двигателе для Boeing 777.
Турбина низкого давления
Турбина низкого давления приводит в действие компрессор низкого давления и вентилятор, который, в свою очередь, создает большую часть тяги. Турбина низкого давления ГТФ вращается намного быстрее, чем у обычного газотурбинного двигателя. Это позволяет значительно уменьшить количество ступеней и, следовательно, размер и вес двигателя.
Знаете ли вы?
Компания MTU получила две награды Германии за инновации за высокоскоростную турбину низкого давления. Это единственная компания в мире, освоившая эту технологию.
Ротор вентилятора
Ротор вентилятора
Ротор вентилятора — это первый и очень большой ротор компрессора. Его первостепенной задачей является разгон большого массового расхода воздуха в обходном потоке и обеспечение таким образом основной тяги. Вентилятор приводится в действие турбиной низкого давления через вал низкого давления. В турбовентиляторном двигателе с редуктором вентилятор оптимизирован для максимального расхода воздуха.
Знаете ли вы?
Для инженеров всегда особое зрелище, когда лопасти вентилятора двигателя Boeing 777 GE90 поступают в техническое обслуживание MTU: эти лопасти достигают полных 1,25 метра и весят 25 кг каждая.
Коробка передач
Коробка передач
В обычных двигателях турбина низкого давления и вентилятор расположены на одном валу, но здесь коробка передач разделяет два компонента. Это позволяет компонентам работать с оптимальной скоростью: вентилятор большого диаметра работает медленнее, а компрессор низкого давления и турбина низкого давления меньшего размера значительно быстрее. Коробка передач представляет собой планетарную передачу с передаточным числом 3:1 или выше.
Знаете ли вы?
Pratt & Whitney, MTU и Fiat Avio начали свои первые предварительные исследования турбовентиляторного двигателя с редуктором в 1990-х годах.
Компрессор низкого давления
Компрессор низкого давления
Задача этого компрессора состоит в том, чтобы всасывать воздух и сжимать его перед подачей в камеру сгорания. Усовершенствованные двигатели имеют как компрессор низкого, так и высокого давления. Компрессор низкого давления, также известный как бустер, отвечает за предварительное сжатие воздуха. Разработка технологии расширения рабочего диапазона и изготовление лопастей из композитных материалов для снижения общего веса приведут к дальнейшим улучшениям.
Знаете ли вы?
Компрессор низкого давления EJ200, двигателя Eurofighter, является первым компрессором с блисковой конструкцией, когда-либо запущенным в производство. MTU разработала в то время линейную сварку трением специально для изготовления блисков.
Компрессор высокого давления
Компрессор высокого давления
Высокоэффективный компрессор высокого давления обеспечивает основное сжатие. Что отличает усовершенствованный турбовентиляторный двигатель, так это то, что лопасти и диск изготавливаются как единая деталь, известная как «блиск». Эти высокотехнологичные компоненты не только экономят место и весят меньше, чем обычные роторы с отдельными лопастями, но и обеспечивают лучшую аэродинамику лопастей. Кроме того, они сокращают сборочные работы и, следовательно, затраты.
Знаете ли вы?
Компания MTU построила специально спроектированный цех по производству блисков на своей производственной площадке в Мюнхене, где компания выпускает до 5000 блисков в год.
Камера сгорания
Камера сгорания
Внутри камеры сгорания сжатый воздух, поступающий в камеру, смешивается с топливом, где сгорает при температуре около 1700 градусов Цельсия. Разрабатываются новые концепции камеры сгорания с обедненной смесью для снижения выбросов оксидов азота; они требуют передовых концепций охлаждения.
Знаете ли вы?
МТУ разработала специальную технологию лазерной сварки для ремонта камеры сгорания двигателя Т64, которая используется, например, в транспортном вертолете Sikorsky CH-53. Затем этот метод был адаптирован для других программ движка.
Турбина высокого давления
Турбина высокого давления
В турбине энергия, содержащаяся в газовом потоке, выходящем при высоком давлении и температуре из камеры сгорания, преобразуется в механическую энергию. Турбина разделена на секции высокого и низкого давления: турбина высокого давления приводит в действие компрессор высокого давления. Передовые технологии, такие как новые материалы, новые концепции охлаждения и воздушное охлаждение, помогут еще больше повысить эффективность двигателя в будущем.
Знаете ли вы?
MTU производит детали турбины высокого давления для GP7000 с момента запуска программы в 2005 году.