Namai Naudingos vaisių savybės Turboreaktyvinio variklio sukūrimo istorija ir veikimo principas. Reaktyvinio variklio schema

Turboreaktyvinio variklio sukūrimo istorija ir veikimo principas. Reaktyvinio variklio schema

Jau XX amžiaus pradžioje. Rusų mokslininkas K.E. Ciolkovskis prognozavo, kad po propelerinių lėktuvų eros ateis reaktyvinių lėktuvų era. Jis tikėjo, kad tik su reaktyviniu varikliu galima pasiekti viršgarsinį greitį.

1937 metais jaunas ir talentingas dizaineris A.M. Lyulka pasiūlė pirmojo sovietinio turboreaktyvinio variklio projektą. Jo skaičiavimais, toks variklis galėtų pagreitinti orlaivį iki tuo metu neregėto greičio – 900 km/h! Tai atrodė fantastiška, o į jaunos dizainerės pasiūlymą buvo žiūrima atsargiai. Tačiau vis dėlto buvo pradėtas darbas su šiuo varikliu, o 1941 m. viduryje jis buvo beveik paruoštas. Tačiau prasidėjo karas, o projektavimo biuras, kuriame A.M. Lyulka buvo evakuotas giliai į SSRS, o pats dizaineris buvo perkeltas į tankų variklius.

Tačiau A.M. Lyulka nebuvo vienas, norėdamas sukurti reaktyvinio lėktuvo variklį. Prieš pat karą projektavimo biuro inžinieriai V.F. Bolkhovitinovas - A.Ya. Bereznyakas ir A.M. Isajevas - pasiūlė naikintuvo BI-1 projektą su skysto kuro reaktyviniu varikliu.

Projektas buvo patvirtintas, projektuotojai kibo į darbą. Nepaisant visų pirmojo Didžiojo laikotarpio sunkumų Tėvynės karas, patyręs „BI-1“ vis dėlto buvo pastatytas.

1942 m. gegužės 15 d. EY pilotas bandytojas į orą iškėlė pirmąjį pasaulyje raketinį naikintuvą. Bachčivandži. Bandymai tęsėsi iki 1943 m. pabaigos ir, deja, baigėsi katastrofa. Viename iš bandomųjų skrydžių Bachchivandžis pasiekė 800 km/val. greitį. Tačiau tokiu greičiu lėktuvas staiga tapo nevaldomas ir puolė ant žemės. Nauja mašina ir jos drąsus bandytojas žuvo.

Pirmasis reaktyvinis lėktuvas „Messer-schmitt Me-262“ pasirodė danguje prieš pat Antrojo pasaulinio karo pabaigą. Jis buvo gaminamas gerai užmaskuotose gamyklose, esančiose miške. Viena iš šių gamyklų Gorgau mieste – 10 km į vakarus nuo Augsburgo prie greitkelio – tiekė lėktuvo sparnus, nosį ir uodegą į kitą netoliese esančią „miško“ gamyklą, kuri atliko galutinį surinkimą ir iškėlė gatavą orlaivį tiesiai iš greitkelio. . Pastatų stogas buvo nudažytas žaliai, o aptikti tokį „miško“ augalą iš oro buvo beveik neįmanoma. Nors sąjungininkams pavyko aptikti Me-262 pakilimus ir subombardavo kelis neuždengtus lėktuvus, gamyklos vietą jiems pavyko nustatyti tik užėmus mišką.

Reaktyvinio variklio atradėjas anglas Frankas Whittle'as patentą gavo dar 7930 m. Pirmasis reaktyvinis lėktuvas lėktuvas Gloster buvo pagamintas 1941 metais ir buvo išbandytas gegužės mėnesį. Valdžia jo atsisakė – nepakankamai galinga. Tik vokiečiai iki galo atskleidė šio išradimo galimybes, 1942 metais jie surinko Messerschmitt Me-262, ant kurio kovojo iki karo pabaigos. Pirmasis sovietų reaktyvinis lėktuvas buvo MiG-9, o jo „palikuonis“ – MiG-15 – parašė daug šlovingų puslapių Korėjos karo (1950–1953) kovos istorijoje.

Tais pačiais metais m nacistinė Vokietija, kuris prarado oro pranašumą sovietų ir vokiečių fronte, vis intensyviau plėtojamas darbas su reaktyviniais lėktuvais. Hitleris tikėjosi, kad šių orlaivių pagalba jis vėl imsis iniciatyvos kare ir pasieks pergalę.

1944 m. Messerschmitt Me-262 su reaktyviniu varikliu buvo pradėtas masiškai gaminti ir netrukus pasirodė priekyje. Vokiečių pilotai labai atsargiai žiūrėjo į šią neįprastą mašiną, kuri neturėjo įprasto sraigto. Be to, važiuojant beveik 800 km / h greičiu, jis buvo įtrauktas į nardymą ir nebuvo įmanoma ištraukti automobilio iš šios būsenos. Be to, aviacijos padaliniuose pasirodė griežčiausios instrukcijos - jokiu būdu negalima didinti greičio iki 800 km / h.

Nepaisant to, net ir esant tokiam apribojimui, Me-262 greičiu pranoko visus kitus tų metų naikintuvus. Tai leido nacių naikintuvų aviacijos vadui generolui Hollandui pareikšti, kad Me-262 yra „vienintelė galimybė organizuoti tikrą pasipriešinimą priešui“.

Rytų fronte „Me-262“ pasirodė pačioje karo pabaigoje. Šiuo atžvilgiu projektavimo biurai gavo skubią užduotį sukurti prietaisus, skirtus kovai su vokiečių reaktyviniais lėktuvais.

A.I. Mikojanas ir P.O. Sukhoi, norėdamas padėti įprastam stūmokliniam varikliui, esančiam aparato lanke, pridėjo variklio-kompresoriaus variklį, kurį sukūrė K.V. Cholščevnikovas, įdėdamas jį į orlaivio uodegą. Reikėjo paleisti papildomą variklį, kai orlaiviui reikėjo gerokai pagreitinti. Tai lėmė tai, kad K.V. Cholščevnikovas dirbo ne ilgiau kaip tris ar penkias minutes.

Pirmasis, baigęs darbą su greitaeigiu naikintuvu A.I. Mikojanas. Jo lėktuvas I-250 skrido 1945 metų kovą. Šios mašinos bandymų metu buvo užfiksuotas rekordinis 820 km/h greitis, kuris pirmą kartą buvo pasiektas SSRS. Kovotojas P.O. Sukhoi Su-5 buvo išbandytas 1945 m. balandžio mėn., o įjungus papildomą uodegos variklį, greitis viršijo 800 km / h.

Tačiau tų metų aplinkybės neleido pradėti naujų greitųjų naikintuvų masinei gamybai. Pirma, karas baigėsi, net išliaupsintas Me-262 nepadėjo naciams atgauti prarastą pranašumą ore.

Antra, sovietų lakūnų įgūdžiai leido įrodyti visam pasauliui, kad netgi reaktyvinis lėktuvas gali būti numuštas valdant eilinį serijinį naikintuvą.

Lygiagrečiai kuriant orlaivį su „stumiančiu“ variklio-kompresoriaus varikliu, projektavimo biuras P.O. Sukhoi buvo sukurtas naikintuvas Su-7, kuriame kartu su stūmokliniu varikliu buvo sukurtas dizainerio V.P. Gluško.

Skrydžiai su-7 prasidėjo 1945 m.. Jo pilotas G. Komarovas jį išbandė. Įjungus „RD-1“, orlaivio greitis padidėjo vidutiniškai 115 km/val. Tai buvo geras rezultatas, tačiau netrukus bandymus teko nutraukti dėl dažno reaktyvinio variklio gedimo.

Panaši situacija susidarė ir S.A. projektavimo biuruose. Lavočkinas ir AS. Jakovlevas. Viename iš prototipų La-7R lėktuvo akceleratorius sprogo skrydžio metu, pilotui bandytojui per stebuklą pavyko pabėgti. Tačiau bandant Jak-3 su greitintuvu RD-1, lėktuvas sprogo ir jo pilotas žuvo. Dažnos avarijos lėmė tai, kad buvo nutraukti orlaivių su „RD-1“ bandymai. Be to, paaiškėjo, kad stūmoklinius variklius ketinama pakeisti naujais – reaktyviniais.

Po Vokietijos pralaimėjimo vokiečių reaktyviniai lėktuvai su varikliais buvo paimti kaip SSRS trofėjai. Vakarų sąjungininkai iš fašistinių gamyklų gavo ne tik reaktyvinių lėktuvų ir jų variklių pavyzdžius, bet ir jų kūrėjus bei įrangą.

Norint įgyti patirties reaktyvinių lėktuvų statyboje, buvo nuspręsta naudoti vokišką JUMO- 004“ ir „BMW-003“, tada pagal juos sukurkite savo. Šie varikliai buvo pavadinti „RD-10“ ir „RD-20“. Be to, dizaineriai A.M. Lyulke, A.A. Mikulinas, V.Ya. Klimovui buvo pavesta sukurti „visiškai sovietinį“ lėktuvo reaktyvinį variklį.

Kol „varikliai“ dirbo, P.O. Sukhoi sukūrė reaktyvinį naikintuvą Su-9. Jo konstrukcija buvo sukurta pagal dviejų variklių lėktuvo schemą – po sparnais buvo patalpinti du užfiksuoti JUMO-004 (RD-10) varikliai.

Tušino aerodromo aerodrome buvo atlikti reaktyvinio variklio RA-7 antžeminiai bandymai. Dirbdamas jis kėlė baisų triukšmą ir iš purkštuko išmetė dūmų ir ugnies debesis. Liepsnų riaumojimas ir švytėjimas buvo pastebimi net Maskvos Sokol metro stotyje. Ne be smalsumo. Kartą į aerodromą atskubėjo kelios ugniagesių mašinos, kurias maskviečiai iškvietė gesinti gaisro.

Vargu ar lėktuvą Su-9 būtų galima pavadinti tik naikintuvu. Pilotai jį paprastai vadino „sunkiuoju naikintuvu“. tikslus pavadinimas- naikintuvas-bombonešis - pasirodė tik šeštojo dešimtmečio viduryje. Tačiau pagal savo galingą patranką ir bombų ginkluotę Su-9 būtų galima laikyti tokio orlaivio prototipu.

Toks variklių išdėstymas turėjo ir trūkumų, ir privalumų. Trūkumai apima didelį priekinį pasipriešinimą, kurį sukuria po sparnais esantys varikliai. Bet kita vertus, variklių įdėjimas į specialius užbortinių variklių naceles atvėrė netrukdomą prieigą prie jų, o tai buvo svarbu remonto ir derinimo metu.

Be reaktyvinių variklių, lėktuve Su-9 buvo daug „šviežių“ dizaino sprendimų. Taigi, pavyzdžiui, P.O. Sukhoi savo lėktuve sumontavo specialiu elektromechanizmu valdomą stabilizatorių, paleidimo miltelių stiprintuvus, katapultavimo sėdynę pilotui ir kabiną dengiančio žibinto avarinio atstatymo įrenginį, oro stabdžius su tūpimo skydu ir stabdžių parašiutą. Galima sakyti, kad Su-9 buvo visiškai sukurtas iš naujovių.

Netrukus buvo sukurta eksperimentinė naikintuvo Su-9 versija. Tačiau atkreiptas dėmesys į tai, kad posūkių vykdymas pilotui yra fiziškai sunkus.

Tapo akivaizdu, kad didėjant greičiams ir skrydžio aukščiui, pilotui bus vis sunkiau susitvarkyti su valdymu, tada į orlaivio valdymo sistemą buvo pristatytas naujas įrenginys – stiprintuvas, panašus į vairo stiprintuvą. Tačiau tais metais sudėtingo hidraulinio įrenginio naudojimas orlaivyje sukėlė ginčų. Net patyrę orlaivių dizaineriai į jį žiūrėjo skeptiškai.

Ir vis dėlto stiprintuvas buvo sumontuotas Su-9. Sukhoi buvo pirmasis, kuris visiškai perkėlė pastangas nuo orlaivio valdymo strypų prie hidraulinės sistemos. Teigiamos pilotų reakcijos netruko sulaukti. Lėktuvo valdymas tapo malonesnis ir nevargina. Manevras buvo supaprastintas ir tapo įmanomas bet kokiu skrydžio greičiu.

Reikia pridurti, kad siekiant dizaino tobulumo, P.O. Sukhoi „pralaimėjo“ konkurencijoje tarp Mikojano ir Jakovlevo biurų. Pirmieji SSRS reaktyviniai naikintuvai – „MiG-9“ ir „Yak-15“ pakilo tą pačią dieną – 1946 m. ​​balandžio 26 d. Jie dalyvavo oro parade Tušino mieste ir iškart buvo pradėti gaminti. O ore Su-9 pasirodė tik 1946 metų lapkritį, tačiau kariškiams jis labai patiko ir 1947 metais buvo rekomenduotas serijinei gamybai. Tačiau jis nesileido į seriją - orlaivių gamyklos jau buvo apkrautos reaktyvinių MiG ir Jakovų gamyba. Taip, ir P.O. Tuo metu Dry jau baigė kurti naują, pažangesnę mašiną - naikintuvą Su-11.

Iki XX amžiaus pirmojo dešimtmečio pabaigos. Lėktuvų statybos srityje britai gerokai atsiliko nuo savo kolegų prancūzų. Tuo metu, kai buvo paskelbta mobilizacija 1914 m. daugumaŠalies aviacijos laivyną sudarė užsienyje pagaminti lėktuvai, daugiausia prancūzų. Tačiau šis delsimas buvo trumpalaikis. Didelis ekonominis, techninis ir mokslinis šalies potencialas leido įpusėjus Pirmajam pasauliniam karui ...

Prasidėjo XX amžiaus antroji pusė. Daug pakeitimų patyręs lėktuvo dizainas pagaliau įgavo mums pažįstamą formą. Keturkampiai ir triplaniai nukeliavo į užmarštį, o įrenginiai, pagaminti pagal dviplanę schemą, praktiškai nenaudojami. Ir todėl, jei tekste pasitaikys terminas „sparnas“, savo vaizduotėje nupieštume ne fantastiškus „niekšybes“, iškilusias į dangų XX amžiaus pradžioje, o ...

Pilotus visame pasaulyje, be meilės skraidyti, vienija dar viena aplinkybė – nesvarbu, ar jie dabar tarnauja kariuomenėje, ar Civiline aviacija, jų kelionė į dangų prasidėjo nuo mažo mokomojo lėktuvo valdymo – mokytojo. Lėktuvas „AIR-14“ buvo sukurtas vadovaujant A.S. Jakovlevas 1937 m. Tai buvo vienvietis mokomasis ir sportinis lėktuvas, skridęs į ...

Tolesnę sraigtasparnių pramonės plėtrą nutraukė Pirmasis pasaulinis karas. Kadangi šis nuostabus prietaisas neturėjo laiko įrodyti savo „naudingumo“ kariuomenei prieš pradėdamas veikti, jie kurį laiką pamiršo rotorinį lėktuvą ir atidavė visas pastangas orlaivių konstrukcijų plėtrai. Tačiau kai tik žmonija baigė kruviną karą, informacija apie ...

„Žmogus skris, pasikliaudamas ne raumenų, o proto jėga“. NE. Žukovskis Terminas „aeronautika“ reiškė tayuke ir skraidymą sunkesniais už orą įrenginiais (lėktuvais, sklandytuvais). Tačiau apie skrydį žmonės pradėjo svajoti daug anksčiau. Statydamas mašinas, galinčias judėti sausumoje, aplenkdamas greičiausius gyvūnus ir laivus, kurie ginčijasi su gyventojais vandens elementas, ar jis ilgas laikas tęsė su...

Kruvinojo Pirmojo pasaulinio karo baisumus išgyvenę žmonės tikėjo, kad dabar taika žemėje įsitvirtins ilgam, nes už tai buvo sumokėta labai didelė kaina. Bet tai buvo tik bandymas svajoti apie norus. Istorikai, politikai, kariškiai suprato, kad tai dar ne taika, o, greičiausiai, atokvėpis tarp dviejų karų. Ir tam buvo priežasčių. Iš pradžių…

Jei kam nors iš jūsų yra tekę šaudyti šaudykloje su šautuvu, žinote, ką reiškia terminas „atatranka“. Dėl kitų aš paaiškinsiu. Tikriausiai ne kartą matėte, kaip naras, iššokęs į vandenį iš valties, stumia jį priešinga kryptimi. Raketa skrenda pagal tą patį, bet sudėtingesnį principą, o supaprastinta šio proceso versija tiesiog atspindi ...

Mūsų planetos paviršiaus plotas yra 510,2 milijono km2, iš kurių tik 29,2% sudaro sausuma. Likusią Žemės teritorijos dalį dengia Pasaulio vandenynas, sukuriantis idealiai lygų paviršių, kurio plotas siekia šimtus milijonų. Kvadratiniai kilometrai. Kilimo ir tūpimo takas toks milžiniško dydžio sunku net įsivaizduoti. Ir svarbiausia - jokių kliūčių: kilkite ten, kur jums patogiau, nesėskite...

Pirmasis sovietinis sraigtasparnis buvo pastatytas tarp TsAGI sienų, vadovaujant A.M. Čeremuchinas 1930 m. rugpjūčio mėn. Toje pačioje vietoje, dalyvaujant ugniagesiui A.M. Cheremukhin, ne visą darbo dieną dirbantis eksperimentinio aparato TsAGI 1-EA pilotas, atliko pirmuosius žemės bandymus. Po to prietaisas buvo nugabentas į vieną iš karinių aerodromų netoli Maskvos. 1925 m. pavasarį vienas seniausių sraigtasparnių pilotų Rusijoje ...

Deja, niekas nežino, kada žmogus pirmą kartą pakėlė galvą į dangų ir atkreipė dėmesį į jo bauginantį dydį ir kartu fantastišką grožį. Nežinome, kada žmogus pirmą kartą pastebėjo ore sklandančius paukščius ir galvoje kilo mintis juos sekti. Kaip ir bet kuri, net ilgiausia kelionė prasideda nuo...

O kokia jo reikšmė šiuolaikinei aviacijai. Nuo tada, kai pasirodė Žemėje, Žmogus nukreipė savo žvilgsnį į dangų. Su kokiu neįtikėtinu lengvumu paukščiai skrenda aukštyn kylančiose šilto oro srovėse! Ir ne tik maži egzemplioriai, bet net tokie dideli kaip pelikanai, gervės ir daugelis kitų. Bandymai juos imituoti, naudojant primityvius, pagrįstus paties piloto raumenų jėga, jei jie paskatino savotišką „skrydį“, tada apie masinį kūrimo įgyvendinimą negalėjo būti nė kalbos - dizainai buvo labai nepatikimi, jais besinaudojančiam asmeniui buvo nustatyta per daug apribojimų.

Tada atsirado varikliai vidaus degimas ir propeleriniai varikliai. Jie pasirodė tokie sėkmingi, kad modernus reaktyvinis variklis ir sraigtinis (sraigtinis) variklis vis dar egzistuoja lygiagrečiai. Žinoma, atlikus daugybę modifikacijų.

Kaip atsirado reaktyvinis variklis?

Dauguma techniniai sprendimai, kurių išradimas priskiriamas Žmogui, iš tikrųjų buvo pažvelgti iš gamtos. Pavyzdžiui, prieš kuriant deltasparnį buvo stebimas danguje skrendančių paukščių skrydis. Supaprastintos žuvų ir paukščių formos taip pat buvo puikiai ginčytos, tačiau jau atsižvelgiant į techninėmis priemonėmis. Panaši istorija neaplenkė ir reaktyvinio variklio. Šis principas judesius naudoja daugelis jūrų augalija ir gyvūnija- aštuonkojai, kalmarai, medūzos ir tt Ciolkovskis kalbėjo apie tokį variklį. Dar daugiau – jis teoriškai pagrindė galimybę sukurti dirižablią skrydžiams tarpplanetinėje erdvėje.

Raketos buvo žinomos senovės Kinijoje. Galima sakyti, kad idėja sukurti reaktyvinį variklį „buvo ore“, tereikėjo ją pamatyti ir paversti technologija.

Variklio sandara ir veikimo principas

Bet kurio reaktyvinio variklio centre yra kamera su išleidimo anga, kuri baigiasi varpo vamzdžiu. Kuro mišinys tiekiamas kameros viduje, ten užsidega, virsdamas aukštos temperatūros dujomis. Kadangi jo slėgis tolygiai pasklinda visomis kryptimis, spaudžiant sienas, dujos gali išeiti iš kameros tik per varpą, nukreiptą priešinga norimai judėjimo krypčiai. Tai leidžia lengviau suprasti tai, kas buvo pasakyta pavyzdžiu: vyras stovi ant ledo, rankose laiko sunkų laužtuvą. Tačiau vos numetęs laužtuvą į šoną gaus pagreičio impulsą ir slys ant ledo priešinga metimo kryptimi. Skirtumas tarp laužtuvo skrydžio nuotolio ir žmogaus poslinkio paaiškinamas tik jų mase, pačios jėgos yra lygios, o vektoriai priešingi. Piešiame analogiją su reaktyviniu varikliu: žmogus yra lėktuvas, o laužtuvas – perkaitintos dujos iš kameros varpo.

Dėl viso savo paprastumo šią schemą turi keletą reikšmingų trūkumų - didelės degalų sąnaudos ir didžiulis slėgis kameros sienelėms. Naudokite vartojimui sumažinti įvairių sprendimų: kaip kuras taip pat naudojamas oksidatorius, kuris, keičiantis jų agregacijos būsenai, yra geresnis nei skystasis kuras; kitas variantas yra oksiduojantys milteliai, o ne skystis.

Bet geriausias sprendimas yra reaktyvinis variklis. Tai yra kiaurymė su įėjimo ir išleidimo anga (santykinai kalbant, cilindras su lizdu). Kai aparatas juda, oras patenka į kamerą esant slėgiui išorinė aplinka, įkaista ir susitraukia. Tiekiamas kuro mišinys užsidega ir praneša apie papildomą temperatūrą. Tada jis išsiveržia per skambutį ir sukuria impulsą, kaip įprastame reaktyviniame variklyje. Šioje schemoje kuras yra pagalbinis elementas, todėl jo sąnaudos yra žymiai mažesnės. Būtent tokio tipo varikliai naudojami lėktuvuose, kuriuose matosi turbinos mentes, kurios pumpuoja orą į kamerą.

Reaktyviniame variklyje judėjimui reikalinga traukos jėga sukuriama pradinę energiją paverčiant darbinio skysčio kinetine energija. Pasibaigus darbiniam skysčiui iš variklio antgalio, susidaro reaktyvioji jėga atatrankos (čiurkšlės) pavidalu. Atatranka perkelia variklį ir su juo struktūriškai susietą įrenginį erdvėje. Judėjimas vyksta priešinga kryptimi nei srovės ištekėjimas. Reaktyvinio srauto kinetinė energija gali būti konvertuojama Skirtingos rūšys energija: cheminė, branduolinė, elektros, saulės. Reaktyvinis variklis suteikia savo judėjimą nedalyvaujant tarpiniams mechanizmams.

Norint sukurti reaktyvinę trauką, reikia pradinės energijos šaltinio, kuris paverčiamas reaktyvinės srovės kinetine energija, darbinio skysčio, išleidžiamo iš variklio reaktyvinio srauto pavidalu, ir paties reaktyvinio variklio, kuris paverčia pirmąjį. energijos rūšis į antrą.

Pagrindinė reaktyvinio variklio dalis yra degimo kamera, kurioje susidaro darbinis skystis.

Visi reaktyviniai varikliai skirstomi į dvi pagrindines klases, priklausomai nuo to, ar jie savo darbe naudoja aplinką, ar ne.

Pirmoji klasė yra oro reaktyviniai varikliai (WFD). Visi jie yra terminiai, kuriuose darbinis skystis susidaro vykstant degiosios medžiagos oksidacijos reakcijai su deguonimi iš aplinkinio oro. Didžioji dalis darbinio skysčio yra atmosferos oras.

Raketos variklyje visi darbinio skysčio komponentai yra aparate, kuriame jis yra.

Taip pat yra kombinuotų variklių, kurie derina abu aukščiau išvardintus tipus.

Pirmą kartą reaktyvinis variklis buvo panaudotas Herono rutulyje – garo turbinos prototipe. Kietojo kuro reaktyviniai varikliai Kinijoje atsirado 10 amžiuje. n. e. Tokios raketos buvo naudojamos Rytuose, o vėliau ir Europoje fejerverkams, signalizavimui, o vėliau kaip kovinės.

Svarbus reaktyvinio varymo idėjos vystymosi etapas buvo idėja panaudoti raketą kaip variklį lėktuvas. Pirmą kartą ją suformulavo rusų revoliucionierius N. I. Kibalchichas, kuris 1881 m. kovo mėn., prieš pat jo egzekuciją, pasiūlė lėktuvo (raketinio lėktuvo), naudojančio reaktyvinį variklį iš sprogstamųjų miltelinių dujų, schemą.

NE Žukovskis savo darbuose „Apie ištekančio ir įtekančio skysčio reakciją“ (1880 m.) ir „Apie teoriją apie laivus, paleidžiamus veikiant ištekančio vandens reakcijos jėga“ (1908 m.) pirmą kartą išplėtojo pagrindinius reaktyvinio lėktuvo teorijos klausimus. variklis.

Įdomūs raketų skrydžio tyrimo darbai taip pat priklauso garsiajam rusų mokslininkui I. V. Meshchersky, ypač šioje srityje. bendroji teorija kintamos masės kūnų judėjimas.

1903 metais K. E. Ciolkovskis veikale „Pasaulio erdvių tyrimas reaktyviniais įtaisais“ pateikė teorinį raketos skrydžio pagrindimą, taip pat 1903 m. grandinės schema raketinis variklis, numatantis daugelį šiuolaikinio skysčio pagrindinių ir dizaino savybių? raketų varikliai(LPRE). Taigi, Tsiolkovskis numatė skystojo kuro naudojimą reaktyviniam varikliui ir jo tiekimą į variklį specialiais siurbliais. Jis pasiūlė raketos skrydį valdyti dujų vairo pagalba – specialiomis plokštelėmis, įdėtomis į iš purkštuko skleidžiamų dujų srovę.

Skystojo kuro variklio ypatumas yra tas, kad, skirtingai nuo kitų reaktyvinių variklių, jis kartu su degalais nešiojasi visą oksidatoriaus atsargą ir nepaima iš atmosferos deguonies turinčio oro, reikalingo kurui deginti. Tai vienintelis variklis, kuris gali būti naudojamas skrydžiams itin dideliame aukštyje už žemės atmosferos ribų.

Pirmąją pasaulyje raketą su skysto kuro raketiniu varikliu sukūrė ir 1926 metų kovo 16 dieną paleido amerikietis R. Goddardas. Ji svėrė apie 5 kilogramus, o ilgis siekė 3 m. Goddardo raketa buvo varoma benzinu ir skystu deguonimi. Šios raketos skrydis truko 2,5 sekundės, per kurį ji nuskriejo 56 m.

Sistemingas eksperimentinis darbasšie varikliai prasidėjo XX amžiaus 30-aisiais.

Pirmieji sovietiniai raketų varikliai buvo suprojektuoti ir pagaminti 1930–1931 m. Leningrado dujų dinaminėje laboratorijoje (LDL), vadovaujant būsimam akademikui V.P. Gluško. Ši serija vadinosi ORM – patyręs raketinis variklis. Glushko pritaikė keletą naujovių, pavyzdžiui, aušino variklį vienu iš degalų komponentų.

Lygiagrečiai raketų variklių kūrimą Maskvoje vykdė Reaktyvinio judėjimo tyrimo grupė (GIRD). Jo idėjinis įkvėpėjas buvo F. A. Zanderis, o organizatorius – jaunas S. P. Korolevas. Korolevo tikslas buvo sukurti naują raketinį aparatą – raketinį lėktuvą.

1933 metais F. A. Zanderis sukonstravo ir sėkmingai išbandė raketinį variklį OR?1, kuris veikė benzinu ir suslėgtu oru, o 1932–1933 m. - variklis OR? 2, varomas benzinu ir skystu deguonimi. Šis variklis buvo skirtas montuoti į sklandytuvą, kuris turėjo skristi kaip raketinis lėktuvas.

1933 metais GIRD buvo sukurta ir išbandyta pirmoji sovietinė skystojo kuro raketa.

Plėtodami pradėtą ​​darbą, sovietų inžinieriai toliau dirbo kurdami skysto kuro reaktyvinius variklius. Iš viso 1932–1941 metais SSRS buvo sukurta 118 skysto kuro reaktyvinių variklių konstrukcijų.

1931 metais Vokietijoje raketas išbandė I. Winkleris, Riedelis ir kt.

1940 m. vasario mėn. Sovietų Sąjungoje buvo atliktas pirmasis skrydis lėktuvu - raketinis lėktuvas su skystojo reaktyviniu varikliu. LRE buvo naudojamas kaip orlaivio jėgainė. 1941 m., vadovaujant sovietų konstruktoriui V. F. Bolkhovitinovui, buvo pastatytas pirmasis reaktyvinis lėktuvas – naikintuvas su skysto kuro raketiniu varikliu. Jo bandymus 1942 m. gegužę atliko lakūnas G. Ya. Bakhchivadzhi.

Tuo pat metu įvyko pirmasis vokiečių naikintuvo su tokiu varikliu skrydis. 1943 metais JAV buvo išbandytas pirmasis amerikietiškas reaktyvinis lėktuvas, kuriame buvo sumontuotas skysto kuro variklis. Vokietijoje 1944 metais buvo pagaminti keli naikintuvai su šiais Messerschmitt sukonstruotais varikliais ir tais pačiais metais jie buvo panaudoti kovinėje situacijoje Vakarų fronte.

Be to, skysto kuro raketų varikliai buvo naudojami vokiškose V-2 raketose, sukurtose vadovaujant W. von Braun.

1950-aisiais buvo sumontuoti skysto kuro raketų varikliai balistinių raketų ir tada toliau dirbtiniai palydovaiŽemė, Saulė, Mėnulis ir Marsas, automatinės tarpplanetinės stotys.

Raketos variklis susideda iš degimo kameros su antgaliu, turbosiurblio bloko, dujų generatoriaus arba garo-dujų generatoriaus, automatikos sistemos, valdymo elementų, uždegimo sistemos ir pagalbinių mazgų (šilumokaičių, maišytuvų, pavarų).

Oro reaktyvinių variklių idėja buvo iškelta ne kartą skirtingos salys. Svarbiausias ir originalūs darbaišiuo požiūriu yra tyrimai, atlikti 1908-1913 m. Prancūzų mokslininkas R. Lorenas, kuris, visų pirma, 1911 m. pasiūlė daugybę reaktyvinių reaktyvinių variklių schemų. Šiuose varikliuose kaip oksidatorius naudojamas atmosferos oras, o degimo kameroje esantis oras suspaudžiamas dinaminio oro slėgio.

1939 m. gegužę pirmą kartą SSRS buvo išbandyta P. A. Merkulovo sukurta raketa su reaktyviniu varikliu. Tai buvo dviejų pakopų raketa (pirmoji pakopa buvo parako raketa), kurios kilimo svoris siekė 7,07 kg, o antrosios pakopos rametinio variklio degalų svoris buvo tik 2 kg. Bandymo metu raketa pasiekė 2 km aukštį.

1939–1940 metais pirmą kartą pasaulyje Sovietų Sąjungoje buvo atlikti vasaros reaktyvinių variklių bandymai, sumontuoti kaip papildomi varikliai N. P. Polikarpovo suprojektuotame lėktuve. 1942 metais E. Sengerio sukurti reaktyviniai varikliai buvo išbandyti Vokietijoje.

Oro reaktyvinis variklis susideda iš difuzoriaus, kuriame oras suspaudžiamas dėl artėjančio oro srauto kinetinės energijos. Per antgalį į degimo kamerą įpurškiamas kuras ir mišinys užsidega. Srovės srovė išeina per purkštuką.

VPD veikia nepertraukiamai, todėl juose nėra pradinės traukos. Šiuo atžvilgiu, kai skrydžio greitis mažesnis nei pusė garso greičio, reaktyviniai varikliai nenaudojami. BPD naudojimas yra efektyviausias esant viršgarsiniam greičiui ir dideliam aukščiui. Orlaivio su oro reaktyviniu varikliu kilimas vyksta naudojant kietojo arba skystojo kuro raketinius variklius.

Kita oro reaktyvinių variklių grupė – turbokompresoriniai varikliai – buvo labiau išplėtota. Jie skirstomi į turboreaktyvinius, kuriuose trauką sukuria dujų srovė, tekanti iš reaktyvinio antgalio, ir turbosraigtinius, kuriuose pagrindinę trauką sukuria propeleris.

1909 metais turboreaktyvinio variklio konstrukciją sukūrė inžinierius N. Gerasimovas. 1914 m. rusų leitenantas karinis jūrų laivynas M. N. Nikolskojus suprojektavo ir pagamino turbopropelerinio lėktuvo variklio modelį. Darbinis skystis trijų pakopų turbinai varyti buvo dujiniai produktai terpentino ir azoto rūgšties mišinio deginimas. Turbina dirbo ne tik propelerį: išmetamieji dujiniai degimo produktai, nukreipti į uodegos (reaktyvinį) antgalį, kartu su sraigto trauka sukūrė ir reaktyvinę trauką.

1924 metais V. I. Bazarovas sukūrė lėktuvo turbokompresoriaus reaktyvinio variklio konstrukciją, kurią sudarė trys elementai: degimo kamera, dujų turbina ir kompresorius. Pirmą kartą suspausto oro srautas čia buvo padalintas į dvi šakas: mažesnė dalis patekdavo į degimo kamerą (į degiklį), o didesnė dalis buvo sumaišyta su darbinėmis dujomis, siekiant sumažinti jų temperatūrą priešais turbiną. Tai užtikrino turbinos menčių saugumą. Daugiapakopės turbinos galia buvo naudojama paties variklio išcentriniam kompresoriui varyti ir iš dalies sraigtui sukti. Be sraigto, trauka buvo sukurta reaguojant į dujų srovę, praleistą per uodegos antgalį.

1939 metais Kirovo gamykloje Leningrade pradėti statyti A. M. Liulkos suprojektuoti turboreaktyviniai varikliai. Jo išbandymus nutraukė karas.

1941 metais Anglijoje buvo atliktas pirmasis skrydis eksperimentiniu naikintuvu, aprūpintu F. Whittle'o suprojektuotu turboreaktyviniu varikliu. Jame buvo sumontuotas dujų turbininis variklis, kuris varė išcentrinį kompresorių, kuris tiekė orą į degimo kamerą. Degimo produktai buvo naudojami reaktyvinei traukai sukurti.

Turboreaktyviniame variklyje oras, patenkantis skrydžio metu, pirmiausia suspaudžiamas oro įsiurbimo angoje, o paskui – turbokompresoriuje. Suslėgtas oras tiekiamas į degimo kamerą, kur įpurškiamas skystasis kuras (dažniausiai aviacinis žibalas). Degimo metu susidarančių dujų dalinis išsiplėtimas vyksta turbinoje, kuri suka kompresorių, o galutinis išsiplėtimas vyksta reaktyviniame antgalyje. Tarp turbinos ir reaktyvinio variklio gali būti įrengtas papildomas degiklis, skirtas papildomam kuro deginimui.

Šiandien dauguma karinių ir civilinių orlaivių, taip pat kai kurie sraigtasparniai yra aprūpinti turboreaktyviniais varikliais.

Turbosraigtiniame variklyje pagrindinę trauką sukuria sraigtas, o papildomą (apie 10%) - dujų srovę, tekantį iš reaktyvinio antgalio. Turboreaktyvinio variklio veikimo principas panašus į turboreaktyvinį, tik tuo skirtumu, kad turbina suka ne tik kompresorių, bet ir sraigtą. Šie varikliai naudojami ikigarsiniuose orlaiviuose ir sraigtasparniuose, taip pat greitaeigių laivų ir automobilių judėjimui.

Ankstyviausi kietojo kuro reaktyviniai varikliai buvo naudojami kovinėse raketose. Plačiai juos naudoti pradėta XIX amžiuje, kai daugelyje armijų atsirado raketų daliniai. IN pabaigos XIX in. Pirmas bedūmių miltelių, su stabilesniu degimu ir didesniu efektyvumu.

1920–1930 metais buvo vykdomi reaktyviniai ginklai. Dėl to Sovietų Sąjungoje atsirado raketų paleidimo įrenginiai – „Katyusha“, Vokietijoje – šešiavamzdžiai raketiniai minosvaidžiai.

Naujų rūšių parako gavimas leido panaudoti kietojo kuro reaktyvinius variklius kovinėse raketose, įskaitant balistines. Be to, jie naudojami aviacijoje ir astronautikoje kaip pirmųjų nešančių raketų pakopų varikliai, paleidžiantys variklius orlaiviams su reaktyviniais varikliais ir stabdžių varikliai erdvėlaiviams.

Kietojo kuro reaktyvinis variklis susideda iš korpuso (degimo kameros), kuriame yra visas degalų tiekimas ir reaktyvinis antgalis. Korpusas pagamintas iš plieno arba stiklo pluošto. Antgalis – iš grafito, ugniai atsparių lydinių, grafito.

Kuras uždegamas degikliu.

Trauka valdoma keičiant įkrovos degimo paviršių arba kritinės antgalio dalies plotą, taip pat į degimo kamerą įpurškiant skystį.

Traukos kryptį galima keisti dujiniais vairais, nukreipimo antgaliu (deflektoriumi), pagalbiniais valdymo varikliais ir kt.

Reaktyviniai kietojo kuro varikliai yra labai patikimi, juos galima laikyti ilgą laiką, todėl yra nuolat paruošti paleidimui.

Puikus apibrėžimas

Neišsamus apibrėžimas ↓

Reaktyviniai varikliai XX amžiaus antroje pusėje atvėrė naujas galimybes aviacijoje: skrydžiai viršijančiu garso greitį, sukurti orlaivius, turinčius didelę naudingąją apkrovą, tapo įmanoma masiškai nukeliauti dideliais atstumais. Turboreaktyvinis variklis pagrįstai laikomas vienu iš svarbiausių praėjusio amžiaus mechanizmų, nepaisant paprasto veikimo principo.

Istorija

Pirmasis brolių Wrightų lėktuvas, savarankiškai pakilęs iš Žemės 1903 m., buvo aprūpintas stūmoklinis variklis vidaus degimas. Ir keturiasdešimt metų tokio tipo varikliai išliko pagrindiniai orlaivių konstrukcijoje. Tačiau per Antrąjį pasaulinį karą tapo aišku, kad tradicinė stūmoklinė aviacija pasiekė savo technologinę ribą – tiek galios, tiek greičio atžvilgiu. Viena iš alternatyvų buvo oro reaktyvinis variklis.

Idėją panaudoti reaktyvinę trauką gravitacijai įveikti pirmą kartą praktiškai įgyvendino Konstantinas Ciolkovskis. Dar 1903 m., kai broliai Wrightai paleido savo pirmąjį lėktuvą Flyer-1, rusų mokslininkas paskelbė savo darbą „Pasaulio erdvių tyrinėjimas reaktyviniais instrumentais“, kuriame sukūrė reaktyvinio judėjimo teorijos pagrindus. Straipsnyje, paskelbtame žurnale „Scientific Review“, buvo patvirtinta jo, kaip svajotojo, reputacija ir jis nebuvo vertinamas rimtai. Ciolkovskiui prireikė metų darbo ir pokyčių politinė sistemaįrodyti, kad tu teisus.

Reaktyvinis lėktuvas Su-11 su TR-1 varikliais, sukurtas Lyulka dizaino biuro

Nepaisant to, serijinio turboreaktyvinio variklio gimtine buvo lemta visai kitai šaliai – Vokietijai. Turboreaktyvinio variklio sukūrimas XX amžiaus trečiojo dešimtmečio pabaigoje buvo savotiškas Vokietijos kompanijų pomėgis. Šioje srityje buvo pažymėti beveik visi šiuo metu žinomi prekių ženklai: Heinkel, BMW, Daimler-Benz ir net Porsche. Pagrindinius laurus nuskynė „Junkers“ ir pirmasis pasaulyje serijinis turboreaktyvinis lėktuvas 109-004, sumontuotas ant pirmojo pasaulyje turboreaktyvinio „Me 262“.

Nepaisant neįtikėtinai sėkmingo starto reaktyvinė aviacija pirma karta Vokiški sprendimai niekur pasaulyje, įskaitant Sovietų Sąjungą, nebuvo toliau vystoma.

SSRS turboreaktyvinių variklių kūrimą sėkmingiausiai atliko legendinis lėktuvų konstruktorius Arkhipas Lyulka. Dar 1940 m. balandį jis užpatentavo savo apėjimo turboreaktyvinio variklio schemą, kuri vėliau sulaukė pasaulinio pripažinimo. Arkhipas Lyulka nesulaukė palaikymo iš šalies vadovybės. Prasidėjus karui, jam apskritai buvo pasiūlyta pereiti prie tankų variklių. Ir tik tada, kai vokiečiai turėjo orlaivių su turboreaktyviniais varikliais, Lyulka buvo įsakyta skubiai atnaujinti darbą su vietiniu TR-1 turboreaktyviniu varikliu.

Jau 1947 metų vasarį variklis atlaikė pirmuosius bandymus, o gegužės 28 dieną pirmąjį skrydį atliko A.M. Design Bureau sukurtas reaktyvinis lėktuvas Su-11 su pirmaisiais vietiniais TR-1 varikliais. Lyulka, dabar Ufa variklių kūrimo programinės įrangos filialas, priklausantis United Engine Corporation (UEC).

Veikimo principas

Turboreaktyvinis variklis (TRD) veikia įprasto šiluminio variklio principu. Nesigilinant į termodinamikos dėsnius, šilumos variklį galima apibrėžti kaip mašiną, energiją paverčiančią mechaniniu darbu. Šią energiją turi vadinamasis darbinis skystis – mašinos viduje naudojamos dujos arba garai. Suspaudus mašinoje, darbinis skystis gauna energiją, o vėliau jį išplečiant, turime naudingą mechaninį darbą.

Tuo pačiu akivaizdu, kad darbas, skirtas dujoms suspausti, visada turi būti mažesnis nei darbas, kurį dujos gali atlikti besiplečiant. Priešingu atveju nebus naudingo „produkto“. Todėl dujos taip pat turi būti šildomos prieš plėtimąsi arba jos metu, o prieš suspaudimą atvėsinamos. Dėl to dėl pakaitinimo ženkliai padidės plėtimosi energija ir atsiras jos perteklius, kurį panaudoti bus galima gauti mums reikalingą mechaninį darbą. Tai iš tikrųjų yra visas turboreaktyvinio variklio veikimo principas.

Taigi, bet kuris šilumos variklis turi turėti suspaudimo įtaisą, šildytuvą, plėtimosi įtaisą ir aušinimo įrenginį. Turboreaktyvinis variklis atitinkamai turi visa tai: kompresorių, degimo kamerą, turbiną, o atmosfera veikia kaip šaldytuvas.



Darbinis skystis, oras, patenka į kompresorių ir ten suspaudžiamas. Kompresoriuje ant vienos sukimosi ašies pritvirtinami metaliniai diskai, išilgai kurių ratlankių dedami vadinamieji „darbiniai peiliukai“. Jie "užfiksuoja" lauko oro, mesti jį į variklį.

Toliau oras patenka į degimo kamerą, kur jis pašildomas ir sumaišomas su degimo produktais (žibalu). Degimo kamera apjuosia variklio rotorių po kompresoriaus ištisiniu žiedu arba atskirų vamzdžių pavidalu, kurie vadinami liepsnos vamzdžiais. Aviacinis žibalas į liepsnos vamzdelius paduodamas per specialius purkštukus.

Iš degimo kameros įkaitęs darbinis skystis patenka į turbiną. Jis panašus į kompresorių, bet veikia, taip sakant, priešinga kryptimi. Jis sukasi karštas dujas tuo pačiu principu kaip ir žaislas su oro sraigtu. Turbina turi keletą pakopų, dažniausiai nuo vienos iki trijų ar keturių. Tai yra labiausiai apkrautas variklio mazgas. Turboreaktyvinis variklis turi labai didelį sūkių skaičių – iki 30 tūkstančių apsisukimų per minutę. Degiklis iš degimo kameros pasiekia 1100–1500 laipsnių Celsijaus temperatūrą. Čia oras plečiasi, pajudėdamas turbiną ir suteikdamas jai dalį energijos.

Po turbinos - reaktyvinis antgalis, kuriame darbinis skystis įsibėgėja ir nutekėja greičiu, didesniu už artėjančio srauto greitį, kuris sukuria srovės trauką.

Turboreaktyvinių variklių kartos

Nepaisant to, kad iš esmės nėra tikslios turboreaktyvinių variklių kartų klasifikacijos, tai įmanoma bendrais bruožais apibūdinti pagrindinius tipus įvairiuose variklių gamybos vystymosi etapuose.

Pirmosios kartos varikliai apima vokiškus ir angliškus Antrojo pasaulinio karo variklius, taip pat sovietinį VK-1, kuris buvo sumontuotas garsiajame naikintuve MIG-15, taip pat orlaiviuose IL-28 ir TU-14.

Naikintuvas MiG-15

Antrosios kartos TRD jau išsiskiria galimu ašiniu kompresoriumi, papildomu degikliu ir reguliuojamu oro įsiurbimu. Tarp sovietinių pavyzdžių yra variklis R-11F2S-300, skirtas MiG-21 lėktuvui.

Trečiosios kartos varikliai pasižymi padidintu suspaudimo laipsniu, kuris buvo pasiektas padidinus kompresoriaus ir turbinų etapus, bei atsiradus aplinkkeliui. Techniškai tai yra patys sudėtingiausi varikliai.

Atsiradus naujoms medžiagoms, kurios gali žymiai pakelti darbinę temperatūrą, buvo sukurti ketvirtos kartos varikliai. Tarp šių variklių yra vietinis AL-31, kurį UEC sukūrė naikintuvui Su-27.

Šiandien Ufos įmonėje UEC pradedami gaminti penktosios kartos orlaivių varikliai. Nauji agregatai bus montuojami ant naikintuvo T-50 (PAK FA), kuris pakeičia Su-27. Nauja maitinimo taškas padidintos galios T-50 padarys orlaivį dar manevringesnį, o svarbiausia – atvers naują erą vidaus orlaivių pramonėje.

Išradėjas: Frank Whittle (variklis)
Šalis: Anglija
Išradimo laikas: 1928 m

Turboreaktyvinė aviacija atsirado Antrojo pasaulinio karo metais, kai buvo pasiekta ankstesnių sraigtu varomų orlaivių tobulumo riba.

Kiekvienais metais lenktynės dėl greičio darėsi vis sunkesnės, nes net ir nedidelis greičio padidėjimas reikalavo šimtų papildomų arklio galių variklio galios ir automatiškai lėmė orlaivio svorį. Vidutiniškai galia padidėja 1 AG. lėmė varomosios sistemos (pačio variklio, sraigto ir pagalbinės įrangos) masės padidėjimą vidutiniškai 1 kg. Paprasti skaičiavimai parodė, kad praktiškai neįmanoma sukurti propelerinio naikintuvo, kurio greitis būtų maždaug 1000 km/h.

Reikiamą 12 000 arklio galių variklio galią buvo galima pasiekti tik su maždaug 6 000 kg variklio svoriu. Ateityje paaiškėjo, kad tolesnis greičio didinimas sukels kovinių orlaivių degeneraciją, paversdama juos transporto priemonėmis, galinčiomis gabenti tik save.

Laive nebeliko vietos ginklams, radijo įrangai, šarvams ir kurui. Bet net ir toks tokia kaina buvo neįmanoma labai padidinti greičio. Padidėjo sunkesnis variklis Bendras svoris, kuris privertė padidinti sparnų plotą, dėl to padidėjo jų aerodinaminis pasipriešinimas, kurį įveikti reikėjo padidinti variklio galią.

Taigi ratas buvo uždarytas ir 850 km/h greitis pasirodė esąs didžiausias įmanomas orlaiviui su . išeiti iš šito pikta situacija galėjo būti tik vienas – reikėjo sukurti iš esmės naujos konstrukcijos lėktuvo variklį, kas buvo padaryta turboreaktyviniams lėktuvams pakeitus stūmoklinius lėktuvus.

Paprasto reaktyvinio variklio veikimo principą galima suprasti, jei atsižvelgsime į gaisrinės žarnos veikimą. Slėginis vanduo per žarną tiekiamas į žarną ir išteka iš jos. Vidinė žarnos antgalio dalis siaurėja link galo, todėl ištekančio vandens srovė yra didesnė nei žarnoje.

Atgalinio slėgio (reakcijos) jėga šiuo atveju yra tokia didelė, kad ugniagesiui dažnai tenka įtempkite visas jėgas, kad žarna išliktų reikiama kryptimi. Tas pats principas gali būti taikomas ir lėktuvo varikliui. Paprasčiausias reaktyvinis variklis yra reaktyvinis variklis.

Įsivaizduokite vamzdį atvirais galais, sumontuotą ant judančio orlaivio. Priekinė vamzdžio dalis, į kurią oras patenka dėl orlaivio judėjimo, turi besiplečiantį vidinį skerspjūvį. Dėl vamzdžio išsiplėtimo mažėja į jį patenkančio oro greitis, atitinkamai didėja slėgis.

Tarkime, kad besiplečiančioje dalyje kuras įpurškiamas ir sudeginamas į oro srovę. Ši vamzdžio dalis gali būti vadinama degimo kamera. Labai įkaitusios dujos greitai plečiasi ir išeina per siaurėjantį purkštuką greičiu, daug kartų didesniu nei oro srautas prie įėjimo. Šis greičio padidėjimas sukuria traukos jėgą, kuri stumia orlaivį į priekį.

Nesunku pastebėti, kad toks variklis gali veikti tik tada, kai juda ore su didelis greitis, tačiau jo negalima įjungti, kai jis nejuda. Orlaivis su tokiu varikliu turi būti arba paleidžiamas iš kito orlaivio, arba pagreitinamas naudojant specialų užvedimo variklį. Šis trūkumas įveikiamas sudėtingesniame turboreaktyviniame variklyje.

Svarbiausias šio variklio elementas – dujų turbina, kuri varo ant to paties veleno sėdintį oro kompresorių. Į variklį patenkantis oras pirmiausia suspaudžiamas įleidimo difuzoriuje, po to ašiniame kompresoriuje ir tada patenka į degimo kamerą.

Kuras dažniausiai yra žibalas, kuris per purkštuką purškiamas į degimo kamerą. Iš kameros degimo produktai, besiplečiantys, pirmiausia patenka į dujų mentes, sukeldami jas, o po to į purkštuką, kuriame jie įsibėgėja iki labai didelio greičio.

Dujų turbina naudoja tik nedidelę oro-dujų srovės energijos dalį. Likusios dujos sukuria reaktyviąją traukos jėgą, kuri atsiranda dėl srauto ištekėjimo dideliu greičiu. degimo produktai iš purkštuko. Turboreaktyvinio variklio trauką galima padidinti, ty trumpam padidinti, įvairiais būdais.

Pavyzdžiui, tai galima padaryti naudojant vadinamąjį afterdeginimą (tokiu atveju degalai papildomai įpurškiami į už turbinos esantį dujų srautą, kuris dega dėl degimo kamerose nenaudojamo deguonies). Galimas papildomas deginimas trumpalaikis papildomai padidinkite variklio trauką 25-30% važiuojant mažu greičiu ir iki 70% važiuojant dideliu greičiu.

Dujų turbininiai varikliai, pradedant 1940 m., padarė tikrą revoliuciją aviacijos technikoje, tačiau pirmieji jų kūrimo pokyčiai pasirodė dešimčia metų anksčiau. turboreaktyvinio variklio tėvas Anglų išradėjas Frankas Whittle'as pagrįstai laikomas. Dar 1928 m., būdamas Cranwell Aviation School studentas, Whittle'as pasiūlė pirmąjį reaktyvinio variklio su dujų turbina dizainą.

1930 metais gavo už tai patentą. Valstybė tuo metu nesidomėjo jos raida. Tačiau Whittle'as sulaukė pagalbos iš kai kurių privačių firmų, o 1937 m., pagal savo projektą, britas Thomson-Houston pastatė pirmąjį istorijoje turboreaktyvinį variklį, kuris gavo pavadinimą „U“. Tik po to Oro ministerija atkreipė dėmesį į Whittle'o išradimą. Siekiant toliau tobulinti jos konstrukcijos variklius, buvo sukurta „Power Company“, kuriai buvo suteikta valstybės parama.

Tuo pačiu metu Whittle'o idėjos apvaisino Vokietijos dizaino mintis. 1936 m. vokiečių išradėjas Ohainas, tuo metu Getingeno universiteto studentas, sukūrė ir užpatentavo savo turboreaktyvinį lėktuvą. variklis. Jo dizainas beveik nesiskyrė nuo Whittle's. 1938 m. Heinkelio firma, pasamdžiusi Ohainą, jam vadovaujant sukūrė turboreaktyvinį variklį HeS-3B, kuris buvo sumontuotas He-178 lėktuve. 1939 metų rugpjūčio 27 dieną šis lėktuvas atliko pirmąjį sėkmingą skrydį.

He-178 dizainas iš esmės numatė būsimų reaktyvinių lėktuvų dizainą. Oro įsiurbimo anga buvo priekiniame fiuzeliaže. Oras, išsišakojęs, aplenkė kabiną ir tiesiogine srove pateko į variklį. Karštos dujos tekėjo per antgalį uodegos dalyje. Šio lėktuvo sparnai vis dar buvo mediniai, tačiau korpusas buvo pagamintas iš duraliuminio.

Variklis, sumontuotas už kabinos, veikė benzinu ir išvystė 500 kg trauką. Maksimalus orlaivio greitis siekė 700 km/val. 1941 m. pradžioje Hansas Ohainas sukūrė pažangesnį HeS-8 variklį, kurio trauka buvo 600 kg. Du iš šių variklių buvo sumontuoti kitame He-280V lėktuve.

Jo bandymai prasidėjo tų pačių metų balandį ir parodė geras rezultatas- orlaivis išvystė iki 925 km/h greitį. Tačiau šio naikintuvo serijinė gamyba taip ir neprasidėjo (iš viso buvo pagaminta 8 vnt.) dėl to, kad variklis vis tiek pasirodė nepatikimas.

Tuo tarpu britas Thomson Houston pagamino W1.X variklį, specialiai sukurtą pirmajam britų turboreaktyviniam lėktuvui Gloucester G40, kuris pirmą kartą skrido 1941 m. gegužę (tuomet orlaivyje buvo sumontuotas patobulintas Whittle W.1 variklis). . Anglų pirmagimis buvo toli gražu ne vokietis. Didžiausias jo greitis buvo 480 km/val. 1943 metais buvo pagamintas antrasis Gloucester G40 su galingesniu varikliu, pasiekiančiu iki 500 km/val. greitį.

Savo dizainu Gloucester stebėtinai priminė vokišką Heinkelį. G40 turėjo visiškai metalinė konstrukcija su oro įleidimo anga priekiniame fiuzeliaže. Įleidžiamo oro kanalas buvo padalintas ir apėjo kabiną iš abiejų pusių. Dujos nutekėjo per antgalį fiuzeliažo uodegoje.

Nors G40 parametrai ne tik neviršijo tų, kuriuos tuo metu turėjo greitaeigiai propeleriniai lėktuvai, bet ir buvo pastebimai prastesni už juos, reaktyvinių variklių panaudojimo perspektyvos pasirodė tokios daug žadančios, kad „British Air“ Ministerija nusprendė pradėti serijinę turboreaktyvinių naikintuvų gamybą. Firma "Gloucester" gavo užsakymą sukurti tokį orlaivį.

Vėlesniais metais kelios Anglijos firmos iš karto pradėjo gaminti įvairias Whittle turboreaktyvinio variklio modifikacijas. „Rover“ W.1 variklio pagrindu sukūrė variklius W2B/23 ir W2B/26. Tada šiuos variklius įsigijo „Rolls-Royce“, kuri pagal juos sukūrė savo modelius – Welland ir Derwent.

Tačiau pirmasis serijinis turboreaktyvinis lėktuvas istorijoje buvo ne angliškas Gloucester, o vokiškas Messerschmitt Me-262. Iš viso buvo pagaminta apie 1300 tokių įvairių modifikacijų lėktuvų, aprūpintų Junkers Yumo-004B varikliu. Pirmasis šios serijos lėktuvas buvo išbandytas 1942 m. Jis turėjo du variklius, kurių trauka siekė 900 kg, o maksimalus greitis – 845 km/val.

Anglų gamybos lėktuvas „Gloucester G41 Meteor“ pasirodė 1943 m. Su dviem „Derwent“ varikliais, kurių kiekvieno trauka po 900 kg, „Meteor“ išvystė iki 760 km/h greitį, o skrydžio aukštis siekė iki 9000 m. Vėliau orlaivyje buvo pradėti montuoti galingesni Derventai, kurių trauka siekė apie 1600 kg, o tai leido padidinti greitį iki 935 km/val. Šis lėktuvas pasirodė esąs puikus, todėl įvairių G41 modifikacijų gamyba tęsėsi iki 40-ųjų pabaigos.

JAV plėtojant reaktyvinę aviaciją iš pradžių gerokai atsiliko Europos šalys. Iki Antrojo pasaulinio karo iš viso nebuvo bandoma sukurti reaktyvinį lėktuvą. Tik 1941 m., kai iš Anglijos buvo gauti Whittle variklių pavyzdžiai ir brėžiniai, šie darbai prasidėjo visu greičiu.

„General Electric“ pagal Whittle modelį sukūrė turboreaktyvinį variklį I-A variklis, kuris buvo sumontuotas pirmame amerikiečių reaktyviniame lėktuve P-59A „Erkomet“. Pirmą kartą Amerikos pirmagimis į orą pakilo 1942 metų spalį. Jis turėjo du variklius, kurie buvo patalpinti po sparnais arti fiuzeliažo. Tai vis tiek buvo netobulas dizainas.

Lėktuvą išbandžiusių amerikiečių pilotų teigimu, P-59 skraidyti buvo gera, tačiau jo skrydžio charakteristikos liko nesvarbios. Variklis pasirodė per mažai galingas, todėl tai buvo daugiau sklandytuvas nei tikras kovinis lėktuvas. Iš viso buvo pagamintos 33 tokios mašinos. Juos Maksimalus greitis buvo 660 km/h, o skrydžio aukštis – iki 14000 m.

Pirmasis serijinis turboreaktyvinis naikintuvas JAV buvo Lockheed F-80 Shooting Star su varikliu. General Electric I-40 ( I-A modifikacija). Iki 40-ųjų pabaigos buvo pagaminta apie 2500 šių naikintuvų įvairių modelių. Jų vidutinis greitis buvo apie 900 km/val. Tačiau 1947 metų birželio 19 dieną viena iš šio XF-80B lėktuvo modifikacijų pirmą kartą istorijoje pasiekė 1000 km/h greitį.

Pasibaigus karui reaktyviniai lėktuvai daugeliu atžvilgių vis dar buvo prastesni už patikrintus sraigtu varomų orlaivių modelius ir turėjo daug savo specifinių trūkumų. Apskritai, statant pirmąjį turboreaktyvinį lėktuvą, visų šalių dizaineriai susidūrė su dideliais sunkumais. Karts nuo karto išdegdavo degimo kameros, lūždavo mentės, kompresoriai ir, atsiskyrus nuo rotoriaus, virsdavo sviediniais, kurie sutraiškė variklio korpusą, fiuzeliažą ir sparną.

Tačiau nepaisant to, reaktyviniai lėktuvai turėjo didžiulį pranašumą prieš sraigtus - greičio padidėjimas, padidėjus turboreaktyvinio variklio galiai ir jo svoriui, įvyko daug greičiau nei stūmoklinio variklio. Tai nusprendė tolesnis likimas greitoji aviacija – ji visur tampa reaktyvine.

Padidėjęs greitis netrukus lėmė visišką pasikeitimą išvaizda lėktuvas. Esant transoniniam greičiui, pasirodė, kad sena sparno forma ir profilis negalėjo nešti orlaivio - jis pradėjo „kapstyti“ nosimi ir pateko į nekontroliuojamą nardymą. Aerodinaminių bandymų rezultatai ir skrydžių nelaimingų atsitikimų analizė konstruktorius pamažu atvedė prie naujo tipo sparno – plono, nušluoto.

Pirmą kartą šios formos sparnai pasirodė sovietiniuose naikintuvuose. Nepaisant to, kad SSRS vėlesnė už Vakarų valstybės pradėjo kurti turboreaktyvinius lėktuvus, sovietiniai konstruktoriai labai greitai sugebėjo sukurti aukštos klasės kovinės mašinos. Pirmasis sovietų reaktyvinis naikintuvas, pradėtas gaminti, buvo Jak-15.

Jis pasirodė 1945 m. pabaigoje ir buvo perdarytas Jak-3 (karo metu gerai žinomas naikintuvas su stūmokliniu varikliu), ant kurio buvo sumontuotas turboreaktyvinis variklis RD-10 - pagrobto vokiško Yumo-004B kopija su 900 kg trauka. Jis išvystė apie 830 km/val. greitį.

1946 m. ​​MiG-9 pradėjo tarnybą sovietų armijoje, aprūpintas dviem Yumo-004B turboreaktyviniais varikliais (oficialus pavadinimas RD-20), o 1947 m. pasirodė MiG-15 - pirmasis plaukiojančiais sparnais kovinis reaktyvinis lėktuvas, aprūpintas RD-45 varikliu (taip vadinosi variklis Rolls-Royce Nin, įsigytas pagal licenciją ir modernizuotas sovietinių lėktuvų konstruktorių), kurio trauka 2200 kg.

„MiG-15“ stulbinančiai skyrėsi nuo savo pirmtakų ir nustebino kovos pilotus neįprastais, atgal pasvirusiais sparnais, didžiuliu kiliu su tuo pačiu nubraukiamu stabilizatoriumi ir cigaro formos fiuzeliažu. Lėktuvas turėjo ir kitų naujovių: išmetimo sėdynę ir hidraulinį vairo stiprintuvą.

Jis buvo ginkluotas greitašaudėmis ir dviem (vėlesnėse modifikacijose - trimis ginklai). Su 1100 km/h greičiu ir 15000 m lubomis šis naikintuvas keletą metų išliko geriausiu koviniu orlaiviu pasaulyje ir sukėlė didelį susidomėjimą. (Vėliau MiG-15 konstrukcija turėjo didelės įtakos naikintuvų dizainui Vakarų šalyse.)

IN trumpam laikui MiG-15 tapo plačiausiai paplitusiu naikintuvu SSRS, jį taip pat priėmė sąjungininkų armijos. Šis lėktuvas puikiai pasitvirtino Korėjos karo metu. Daugeliu atžvilgių jis buvo pranašesnis už Amerikos „Sabres“.

Atsiradus MiG-15, turboreaktyvinės aviacijos vaikystė baigėsi ir naujas etapas jos istorijoje. Iki to laiko reaktyviniai lėktuvai buvo įvaldę visus ikigarsinius greičius ir priartėjo prie garso barjero.

Nauja vietoje

>

Populiariausias