Настоящее и будущее авиационных двигателей Б.А. Пономарёв (1014179)
Текст из файла
Б. А. ПОНОМАРЕВ НАСтОЯ ШЕЕ И БИУШЕЕ АВИАЦИОННЫХ АВИГАП/ЕЙ ОРдена Трудового Красного Знаменн ВОЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ СССР МОСКВА 1982 ББК 89.55 П56 УДК 629.7.036(022) Рецензент — кииднднт технических наук В. Ф. Сиуаростин. Пономарев Б. А, В перл 93 к.
В «инге рассматриваются современные ГТД для военных и граждансках ле. тательных аппаратов, анализируется влияние параметров рабочего процесса на конструкцию двигателей. Большое внвмание уделено проблемам, воаинквюшим пр» создации Гтд. Рассмотрены особенности наиболее распространенных серийных н Ряда опытных зарубежных двигателей. Книга написана па материалам открытой отечественное н иностранной печати н предназначена для инженерно-техпического н летного состава ввс я мГА, ра. ботников авиационная промышлеиаости, учашнхся авиационных учебаых заведеиня.
3606000000 — 117 068(02) — 82 ББК 39Л6 6Т6.1 © Воениздат, 1982 П56 Настоящее и будущее авиационных двигателеИ. — Мд Воениздат, 1982. — 240 с., ил. ВВВДВИИВ Все наиболее важные достижения авиации в той или иной степени связаны с улучшением параметров и характеристик двигателей или с созданием двигателей принципиально новых схем.
В частности, в послевоенные годы на смену поршневым пришли газотурбинные двигатели (ГТД), которые позволили существенно увеличить скорость, высоту и дальность полета самолетов. Газотурбинные двигатели обладают благоприятным изменением тягово-экономических характеристик по скорости полета: их тяга при увеличении скорости возрастает, достигая максимума при высоких сверхзвуковых скоростях, что обеспечивает большие мощности при приемлемых расходах топлива, габаритных размерах н массе силовой установки. На военных самолетах (истребителях и бомбардировщиках) первых послевоенных лет применялись в основном турбореактивные двигатели (ТРД).
Позже на военных самолетах стали применяться турбореактивные двигатели с форсажной камерой (ТРДФ). Вместе с совершенствованием аэродинамики самолетов это позволило вначале достигнуть звуковых, а затем н высоких сверхзвуковых скоростей полета. В начале 50-х годов в СССР были созданы отличные самолеты с ТРД (ТРДФ): истребители МиГ-15 и МиГ-17, бомбардировшики Ил-28 и Ту-16 и несколько позднее превосходный по своим летно-тактическим данным сверхзвуковой истребитель МиГ-21, а для гражданской авиации — первый в мире реактивный пассажирский самолет Ту-104. При росте скорости полета тяга ТРД (ТРДФ) на дозвуковых скоростях меняется мало.
При дальнейшем возрастании скорости тяга существенно увеличивается, достигая максимума на высоких сверхзвуковых скоростях, что позволяет эффективно использовать эти двигатели для сверхзвуковых полетов. Однако экономичность ТРД н особенно ТРДФ на малых дозвуковых скоростях полета низкая. Вследствие этого в первый послевоенный период на гражданских и военно-транспортных самолетах широкое распространение получили турбовинтовые двигатели (ТВД), имеющие низкий расход топлива на малых дозвуковых скоростях полета и большую тяговую мощность на взлете.
В Советском Союзе были созданы первоклассные по параметрам и надежности пассажирские самолеты с ТВД: Ту-114, Ил-18, Ан-24 и другие, часть из которых до сих пор успешно эксплуатируется Аэрофлотом и авиакомпаниями ряда зарубежных стран. На вооружение Военно-Воздушных Сил были приняты стратегический бомбардировшик с ТВД, военно-транспортные самолеты Ан-8, Ан-12 и самолет-гигант Ан-22 с четырьмя мощными ТВД. Однако наличие в конструкции ТВД редуктора, ухудшение экономичности двигателя с увеличением скорости полета, высокий уровень шума, развиваемого воздушным винтом, потребовали применения двигателей других схем, в связи с чем в настоящее время ТВД используются лишь на некоторых типах самолетов с невысокой дозвуковой скоростью полета.
В последние годы наибольшее распространение получили двух- контурные турбореактивные двигатели (ДТРД) ', устанавливаемые на самолетах разных типов. На дозвуковых скоростях полета эти двигатели сочетают преимущества ТРД по тяговой мощности и ТВД вЂ” по экономичности. Двухконтурный двигатель с форсажной камерой (ДТРДФ) обеспечивает высокие значения тяги, необходимые для достижения сверхзвуковых скоростей полета, при приемлемой экономичности и низкие расходы топлива (с выключенной форсажной камерой) на дозвуковых скоростях.
Двухконтурные двигатели удовлетворяют одному из важнейших требований, предъявляемых к силовым установкам современных военных самолетов,— миогорежнмности. Эти достоинства ДТРД н ДТРДФ обусловили их широкое применение в современной военной и гражданской авиации. На воздушных трассах Лэрофлота успешно эксплуатируется межконтинентальный пассажирский самолет Ил-62 с четырьмя мощнымн ДТРД, обеспечивающими крейсерскую скорость полета 850 км(ч и дальность свыше 10000 км.
В девятой пятилетке начали регулярные полеты магистральный пассажирский самолет с двухконтурными двигателями — Ту-154 и тяжелый транспортный самолет Ил-76. На пассажирских линиях небольшой протяженности успешно эксплуатируется реактивный самолет Як-40 с тремя двухконтурными двигателями. В начале десятой пятилетки принят в эксплуатацию сверхзвуковой пассажирский самолет Ту-144 с ДТРДФ, в конце пятилетки — широкофюзеляжный самолет-аэробус Ил-86 с ДТРД и пассажирский самолет Як-42 средней дальности полета с экономичными и малошумными ДТРД, Двухконтурные турбореактивные двигатели широко применяются и в военной авиации на дозвуковых и сверхзвуковых самолетах различного назначения.
С начала 70-х годов интерес к двухконтурным двигателям возрос настолько, что для большинства проектируемых военных и гражданских самолетов, а также других летательных аппаратов предлагаются только ДТРД и ДТРДФ различных схем, наиболее полно удовлетворяющие требованиям, предъявляемым к двигателям современных и перспективных летательных аппаратов. На военных н гражданских вертолетах в основном применяется еще одна разновиднос~ь газотурбинного двигателя — турбовальный ГТД, в котором для вращения несущего винта используется специальная свободная турбина. Примером такого мощ* В соответствии с ГОСТ 23851 — 79, введенным в пропессе издания книги, обозначение турбореактивных двухконтурных двигателей — ТРЛЛ, с форсажной камерой — ТРЛЛФ.
4 ~6эп «Н 200 г50 г00 50 о 640 ~950 19БО /970 ГодЫ й Суд, «г/Н ч 0,2 0,15 09 0.05 0 Щ40 ИО ИБО ГОУО гадЫ б ЙО, кг/Н 0,09 0.02 0 7940 (950 500 !970 Годы в Рне. !. Изменение основных параметров авиационных ГТД на взлетном режиме по годам их выпуска: а — тнгн; б — удельный Пасьсд тпнлннн; а — удельная масса ного турбовального ГТД может служить двигатель, устанавливаемый на вертолете Ми-б.
Авиационные газотурбинные двигатели различных типов достигли очень высокой степени газодннамического, конструктивного и технологического совершенства, однако они имеют хорошие перспективы развития. Об этом свидетельствуют и статистические данные об изменении тяги, удельного расхода топлива и удельной массы газотурбинных двигателей по времени нх создания (рис. 1), показывающие тенденцию непрерывного улучшения их параметров. Это улучшение происходит как в результате совершенствования эксплуатирующихся двигателей, так и вследствие появления новых авиационных ГТД. Развитию теории и совершенствованию конструкции авиационных газотурбинных двигателей в значительной мере способствовали труды отечественных ученых, работников научно-исследовательских и учебных институтов, конструкторских бюро.
Основы теории воздушно-реактивных двигателей были разработаны и опубликованы еще в 1929 г. советским ученым Б. С. Стечкиным. В 1937 г. советский авиационный конструктор А. М. Люлька предложил схему и проект ДТРД со смешением потоков. В послевоенные годы усилиями специалистов научно-исследовательских институтов, и прежде всего Центрального института авиационного моторостроения нм. П. И. Баранова, конструкторских бюро, руководимых известными конструкторами В. Я. Климовым, А.
А. Микулиным, С. К. Туманским, А. М. Люлькой, Н. Д. Кузнецовым, В. А. Добрыниным, А. Г. Ивченко, С. П. Изотовым, П. А. Соловьевым, В. А. Лотаревым и другими, н заводов в Советском Союзе были созданы совершенные реактивные двигатели с современным уровнем технических данных, большим. ресурсом и высокой надежностью. Крупнейшие авиадвигателестроительные Фирмы капиталистических стран — «Дженерал электрик» и «Пратт-Уитни» (США), «Роллс-Ройс» (Великобритания), БХЕСМА (Франция) и другие также добились определенных успехов в создании двигателей различного назначения, для которых был найден ряд оригинальных конструктивно-технологических решений.
В последние годы за рубежом используется интересная методология разработки новых двигателей. Параметры, методология создания и конструкция современных авиационных газотурбинных двигателей имеют характерные особенности по сравнению с параметрами, методологией создания н конструкцией ГТД предыдущих поколений. Предлагаемая книга на примерах наиболее распространенных зарубежных серийных и некоторых опытных двигателей знакомит читателей с параметрами, особенностями конструкции и перспективами развития авиационных ГТД. При этом следует отметить, что данные для одного и того же двигателя, заимствованные из разных источников, могут несколько отличаться. Кроме того, они изменяются по мере развития двигателя, Глава 1 РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС, ПАРАМЕТРЫ, ОСОБЕННОСТИ СХЕМ И ХАРАКТЕРИСТИКИ СОВРЕМЕННЫХ АВИАЦИОННЫХ ГТД Рабочий процесс.
Основой рабочего процесса в ГТД являются термодинамические циклы. Все авиационные ГТД работают по общему термодинамическому циклу, состоящему из термодинамнческих процессов сжатия воздуха в воздухозаборнике и компрессоре, подогрева воздуха в камере сгорания при сгорании топлива и расширения образовавшегося сжатого н нагретого газа ,т 4 о Рис. 2. Принципттальная схема ТРД: у — входное устройство; у — «омпрессор 3 — камера ссоранна: а — турйнна; 5 — вмходкас устройство в турбине н выходном устройстве. В каждом ГТД имеется газогенератор, образуемый компрессором, камерой сгорания и турбиной. На выходе из газогенератора газовый поток имеет высокие температуру и давление, т. е.
Характеристики
Тип файла DJVU
Этот формат был создан для хранения отсканированных страниц книг в большом количестве. DJVU отлично справился с поставленной задачей, но увеличение места на всех устройствах позволили использовать вместо этого формата всё тот же PDF, хоть PDF занимает заметно больше места.
Даже здесь на студизбе мы конвертируем все файлы DJVU в PDF, чтобы Вам не пришлось думать о том, какой программой открыть ту или иную книгу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
