ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Жидкостные реактивные двигатели (ЖРД) из "Химия технология и расчет процессов синтеза моторных топлив" Принципиальная схема работы ЖРД состоит в следуюш ем горючее и окислитель в определенных пропорциях подаются под давлением по трубопроводам в камеру сгорания двигателя и разбрызгиваются в ней при помощи форсунок (рис. 30). [c.66] В некоторых двигателях горючее и окислитель подаются в камеру сгорания каким-нибудь сжатым газом или воздухом. В камере сгорания ЖРД горючая смесь зажигается обычно электрической свечой образую-ш иеся в результате сгорания газы иод давлением в 20—30 атм. с большой скоростью вырываются наружу через сопла, создавая реактивную тягу двигателя. [c.67] Сжигание одного килограмма горючей смеси в секунду может дать реактивную тягу до 300 кг. При этом в камере сгорания двигателя развивается температура свыше 2000°, а скорость выходяш их из сопла газов может достигать 2500 м/сек. [c.67] Создание ЖРД позволило значительно повысить скорость самолетов. Самолеты с ЖРД могут совершать полеты со сверхзвуковыми скоростями, недостижимыми для самолетов с поршневыми двигателями. Недостатком жидкостных реактивных двигателей является высокий расход окислителя. [c.67] ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНЫЕ ДВИГАТЕЛИ ВРД). [c.67] В результате дальнейшего развития реактивной техники был создан воздушно-реактивный двигатель ВРД, используюш ий в качестве окислителя кислород воздуха. Воздух, поступающий в двигатель, направ ляется в камеру сгорания но расширяющемуся диффузору. В струю сжатого в диффузоре воздуха впрыскивается горючее. Из камеры газы поступают в сопло. Поскольку воздух проходит по каналу, не встречая на своем пути никаких механизмов, эти двигатели получили название прямоточных двигателей. [c.67] Тяга ВРД возникает в результате давления газа на стенки двигателя. Чем выше скорость движения ВРД, тем больше его коэффициент полезного действия. При скорости 1000 км/час общий к. п. д. составляет всего 8—9%, а при увеличении скорости вдвое к. н. д. достигает 30%, т. е. оказывается более высоким, чем к. п. д. поршневых авиационных двигателей. [c.67] Для того чтобы составить представление о степени использования энергии, выделяющейся в камере сгорания, приведем следующие данные по тепловому балансу реактивного двигателя. [c.67] При скорости полета 500 км/час на высоте И ООО м из 100 единиц тепла, подаваемого в двигатель (рис. 31), уносится с выхлопными газами в виде тепла 35 единиц, теряется в турбине 3,8 расходуется в реактивном сопле 1,5, на работу компрессора 26,7. Потери кинетической энергии струи, истекающей из сопла в атмосферу, составляют 16,6. Таким образом, на полезную мощность остается только 16,4% выделившегося тепла. [c.67] Для того чтобы двигатель был экономичен при работе на малой скорости, необходимо сжимать компрессором воздух, поступаюгций в камеру. Очевидно, что использовать поршневые двигатели для приведения компрессора в действие невыгодно, так как они велики и тяжелы. Весьма плодотворной оказалась идея использовать для привода компрессора) газовую турбину. [c.69] Воздушно-реактивные двигатели с компрессором, приводимым в движение газовой турбиной, носят название турбореактивных или газотурбинных воздушно-реактивных двигателей. [c.69] В первом случае сгорание происходит при постоянном объеме. Га выпускают через клапаны и сопла на лопатки ротора турбины. Движущая сила создается отдельными импульсами. Для обеспечения равномерной работы ротора частоту импульсов увеличивают путем использования нескольких камер. [c.69] Во втором случае, наиболее характерном для соврменных авиационных реактивных двигателей, компрессор подает воздух в камеру сгорания непрерывно, топливо также поступает непрерывно, а продукты сгорания подходят к сопловому аппарату при постоянном давлении. На рис. 32 показана принципиальная схема турбореактивного двигателя с циклом постоянного давления. Отдельные стадии работы двигателя схематически изображены на рис. 33. [c.69] В I стадии воздух, поступивший через входное отверстие, сжимается компрессором и направляется в камеру сгорания (вал при запуске вращается стартером). [c.69] Во II стадии в сжатый воздух, направляющийся в камеру сгорания, впрыскивается топливо. Зажигание смеси производится электрической свечой. В камеру сгорания подается значительно больше воздуха, чем требуется для сжигания топлива. Основная масса избыточного воздуха охлаждает газы в камере сгорания. [c.69] В III стадии смесь горячих газов проходит через сопловый аппарат турбины и через общий вал вращает рабочее колесо турбины. В этот период свеча зажигания выключена, и система продолжает работать до тех пор, пока впрыскивается топливо. [c.69] В последней IV) стадии газовая смесь, пройдя турбину, с большой скоростью выходит через сопло в атмосферу. Еще раз подчеркнем, что в газотурбинном двигателе с циклом постоянного давления забор воздуха,-его сжатие, подача и сгорание топлива и образование струи протекают непрерывно. [c.69] Турбореактивный двигатель способен развивать значительную тягу на месте и обеспечить взлет самолета. Экономичность ТРД много выше, чем прямоточного ВРД, особенно на дозвуковых скоростях полета. Экономичность ВРД и ТРД становится примерно одинаковой только при сверхзвуковых скоростях полета порядка 2000 км/час. [c.70] По весу турбореактивные двигатели превосходят ЖРД и прямоточные ВРД, но расход горючего у ТРД при околозвуковых скоростях полета во много раз меньше. [c.70] Сравнение экономичности самолетов с ТРД и с поршневым авиационным двигателем показывает, что ТРД расходует на 1 км пути лишь незначительно больше топлива. Несомненно, что при дальнейшем совершенствовании турбореактивных двигателей окажется возможным увеличение дальности полетов и повышение скорости самолетов до 1600— 2000 км/час. [c.70] Вернуться к основной статье