Producția de rachete, avioane și sisteme de propulsie la sol. Producția de motoare de aeronave în Rusia sau producție neevreiască

Din e-mailul primit (copie după original):

„Dragă Vitaly, poți să-mi spui ceva mai mult

despre modelele de motoare cu turboreacție, ce sunt ele exact și cu ce se mănâncă?”

Să începem cu gastronomie, turbinele nu mănâncă nimic, sunt admirate! Sau, pentru a-l parafraza pe Gogol într-un mod modern: „Ei bine, ce modelator de avioane nu visează să construiască un avion de luptă cu reacție?!”

Mulți visează, dar nu îndrăznesc. O mulțime de lucruri noi, lucruri și mai de neînțeles, o mulțime de întrebări. Citiți adesea pe diverse forumuri cum reprezentanții LII și institutele de cercetare de renume insuflă inteligent frica și încearcă să demonstreze cât de dificil este totul! Dificil? Da, poate, dar nu imposibil! Și dovadă în acest sens sunt sute de modele de casă și mii de modele industriale de microturbine pentru modelare! Trebuie doar să abordați această problemă în mod filozofic: totul ingenios este simplu. De aceea a fost scris acest articol, în speranța de a reduce temerile, de a ridica vălul incertitudinii și de a vă oferi mai mult optimism!

Ce este un motor turboreactor?

Un motor cu turboreacție (TRE) sau o acționare a turbinei cu gaz se bazează pe munca de expansiune a gazului. La mijlocul anilor treizeci, un inginer englez inteligent a venit cu ideea de a crea un motor de avion fără elice. La acea vreme, acesta era pur și simplu un semn de nebunie, dar toate motoarele moderne cu turboreacție încă funcționează pe acest principiu.

La un capăt al arborelui rotativ se află un compresor care pompează și comprimă aerul. Eliberat din statorul compresorului, aerul se dilată, iar apoi, intrând în camera de ardere, este încălzit acolo de combustibilul care arde și se extinde și mai mult. Deoarece acest aer nu are unde să meargă altundeva, se străduiește să părăsească spațiul închis cu mare viteză, strângând rotorul turbinei situate la celălalt capăt al arborelui și făcându-l să se rotească. Deoarece energia acestui curent de aer încălzit este mult mai mare decât cea necesară compresorului pentru funcționarea sa, restul acestuia este eliberat în duza motorului sub forma unui impuls puternic îndreptat înapoi. Și cu cât aerul se încălzește în camera de ardere, cu atât mai repede tinde să o părăsească, accelerând și mai mult turbina și, prin urmare, compresorul situat la celălalt capăt al arborelui.

Toate turbocompresoarele pentru motoarele pe benzină și diesel, atât în ​​doi cât și în patru timpi, se bazează pe același principiu. Gazele de evacuare accelerează rotorul turbinei, rotind arborele, la celălalt capăt al căruia se află un rotor compresor care alimentează motorul cu aer proaspăt.

Principiul de funcționare nu ar putea fi mai simplu. Dar dacă ar fi atât de simplu!

Motorul turboreactor poate fi împărțit clar în trei părți.

  • O. Etapa compresorului
  • B. Camera de ardere
  • ÎN. Etapa turbinei

Puterea unei turbine depinde în mare măsură de fiabilitatea și performanța compresorului acesteia. Există în principiu trei tipuri de compresoare:

  • O. Axială sau liniară
  • B. Radial sau centrifugal
  • ÎN. Diagonală

A. Compresoare liniare cu mai multe trepte s-au răspândit doar în avioanele moderne și turbinele industriale. Cert este că este posibil să se obțină rezultate acceptabile cu un compresor liniar doar dacă instalați mai multe trepte de compresie în serie, una după alta, iar acest lucru complică foarte mult proiectarea. În plus, trebuie îndeplinite o serie de cerințe pentru proiectarea difuzorului și a pereților canalului de aer pentru a evita întreruperea fluxului și supratensiunea. Au existat încercări de a crea turbine model pe baza acestui principiu, dar din cauza complexității producției, totul a rămas la stadiul de experimente și încercări.

B. Compresoare radiale sau centrifuge. În ele, aerul este accelerat de un rotor și, sub influența forțelor centrifuge, este comprimat - comprimat în sistemul redresor-stator. Cu ei a început dezvoltarea primelor motoare cu turboreacție în funcțiune.

Simplitatea designului, mai puțină susceptibilitate la întreruperi ale fluxului de aer și puterea relativ ridicată a unei singure etape au fost avantajele care i-au împins pe ingineri anterior să înceapă dezvoltarea cu acest tip de compresor. În prezent, acesta este principalul tip de compresor din microturbine, dar mai multe despre asta mai târziu.

B. Diagonală, sau un tip mixt de compresor, de obicei cu o singură treaptă, similar ca principiu de funcționare cu radial, dar întâlnit destul de rar, de obicei în dispozitivele de turbocompresoare pentru motoarele cu piston cu ardere internă.

Dezvoltarea motoarelor turboreactor în modelarea aeronavei

Există multe dezbateri în rândul modelatorilor de avioane despre care turbină a fost prima în modelarea aeronavelor. Pentru mine, primul model de turbină de avion este americanul TJD-76. Prima dată când am văzut acest dispozitiv a fost în 1973, când doi aspiranți pe jumătate beți au încercat să se conecteze butelie de gaz la un lucru rotund, de aproximativ 150 mm în diametru și 400 mm lungime, legat cu sârmă obișnuită de tricotat de o barcă controlată prin radio, un set de ținte pentru Corpul Marin. La întrebarea: „Ce este asta?” ei au răspuns: „Este o mini-mamă! American... nenorocit, nu va începe...”

Mult mai târziu am aflat că era un Mini Mamba, cântărind 6,5 kg și cu o tracțiune de aproximativ 240 N la 96.000 rpm. A fost dezvoltat în anii 50 ca motor auxiliar pentru planoare ușoare și drone militare. Particularitatea acestei turbine este că folosea un compresor diagonal. Dar nu a găsit niciodată o aplicație largă în modelarea aeronavelor.

Primul motor zburător „poporului” a fost dezvoltat de către strămoșul tuturor microturbinelor, Kurt Schreckling, în Germania. După ce a început să lucreze cu mai bine de douăzeci de ani în urmă la crearea unui motor turborreactor simplu, avansat din punct de vedere tehnologic și ieftin de produs, a creat mai multe mostre care au fost îmbunătățite constant. Repetând, suplimentând și îmbunătățindu-și evoluțiile, producătorii la scară mică au format aspectul și designul modern al modelului de motor turboreactor.

Dar să revenim la turbina lui Kurt Schreckling. Design remarcabil cu un rotor de compresor din lemn ranforsat cu fibră de carbon. O cameră de ardere inelară cu un sistem de injecție prin evaporare, în care combustibilul era furnizat printr-o bobină de aproximativ 1 m lungime. Roată de turbină de casă din tablă de 2,5 mm! Cu o lungime de doar 260 mm și un diametru de 110 mm, motorul cântărea 700 de grame și producea o tracțiune de 30 Newton! Este încă cel mai silentios motor turboreactor din lume. Deoarece viteza gazului care iese din duza motorului a fost de numai 200 m/s.

Pe baza acestui motor, au fost create mai multe versiuni de kituri pentru auto-asamblare. Cel mai faimos a fost FD-3 al companiei austriece Schneider-Sanchez.

Cu doar 10 ani în urmă, un modelator de aeronave s-a confruntat cu o alegere serioasă - rotor sau turbină?

Caracteristicile de tracțiune și accelerație ale primelor turbine de model de aeronavă lăsau mult de dorit, dar aveau un avantaj incomparabil față de rotor - nu și-au pierdut forța pe măsură ce viteza modelului creștea. Iar sunetul unei astfel de acționări era deja o adevărată „turbină”, care a fost imediat foarte apreciată de copiști, și mai ales de public, care cu siguranță a fost prezent la toate zborurile. Primele turbine Shreckling au ridicat cu ușurință 5-6 kg de greutate a modelului în aer. Începutul a fost cel mai critic moment, dar în aer toate celelalte modele au trecut pe fundal!

Un model de aeronavă cu microturbină putea fi apoi comparat cu o mașină care se mișcă constant în treapta a patra: era dificil să accelereze, dar atunci un astfel de model nu avea egal nici între elice, nici între elice.

Trebuie spus că teoria și evoluțiile lui Kurt Schreckling au contribuit la faptul că dezvoltarea desenelor industriale, după publicarea cărților sale, a luat calea simplificării designului și tehnologiei motoarelor. Ceea ce, în general, a dus la faptul că acest tip de motor a devenit disponibil unui cerc mare de modelatori de avioane cu o dimensiune medie a portofelului și buget familial!

Primele mostre de turbine de model de aeronave în serie au fost JPX-T240 de la compania franceză Vibraye și japonezul J-450 Sophia Precision. Erau foarte asemănătoare atât ca design, cât și aspect, avea o treaptă de compresor centrifugal, o cameră de ardere inelară și o treaptă de turbină radială. JPX-T240 francez funcționa cu gaz și avea un regulator de alimentare cu gaz încorporat. A dezvoltat tracțiune până la 50 N, la 120.000 rpm, iar greutatea dispozitivului era de 1700 g. Probele ulterioare, T250 și T260, au avut o tracțiune de până la 60 N. Japoneza Sophia, spre deosebire de franceză, a funcționat cu combustibil lichid. La capătul camerei sale de ardere era un inel cu duze de pulverizare, aceasta a fost prima turbină industrială care și-a găsit loc în modelele mele.

Aceste turbine erau foarte fiabile și ușor de operat. Singurul dezavantaj au fost caracteristicile lor de overclocking. Faptul este că compresorul radial și turbina radială sunt relativ grele, adică au o masă mai mare și, prin urmare, un moment de inerție mai mare în comparație cu rotoarele axiale. Prin urmare, au accelerat de la accelerație scăzută la accelerație maximă încet, aproximativ 3-4 secunde. Modelul a răspuns la gaz în consecință și mai mult, iar acest lucru a trebuit să fie luat în considerare la zbor.

Plăcerea nu era ieftină în 1995, doar Sofia a costat 6.600 de mărci germane sau 5.800 de „președinți veșnic verzi”. Și trebuia să ai argumente foarte bune ca să-i demonstrezi soției tale că o turbină pentru un model este mult mai importantă decât o bucătărie nouă și că o mașină veche de familie mai poate rezista câțiva ani, dar abia aștepți cu o turbină. .

O dezvoltare ulterioară a acestor turbine este turbina R-15, vândută de Thunder Tiger.

Diferența sa este că rotorul turbinei este acum axial în loc de radial. Dar forța a rămas în limita de 60 N, întrucât întreaga structură, treapta compresorului și camera de ardere, au rămas la nivelul de alaltăieri. Deși la prețul său este o alternativă reală la multe alte modele.


În 1991, doi olandezi, Benny van de Goor și Han Jenniskens, au fondat compania AMT și în 1994 au produs prima turbină din clasa 70N - Pegasus. Turbina avea o treaptă de compresor radial cu un rotor de la un turbocompresor Garret, de 76 mm în diametru, precum și o cameră de ardere inelară foarte bine proiectată și o treaptă de turbină axială.

După doi ani de studiu atent al lucrării lui Kurt Schreckling și numeroase experimente, au reușit performanță optimă motor, a stabilit prin probă dimensiunile și forma camerei de ardere, precum și proiectarea optimă a roții turbinei. La sfârșitul anului 1994, la una dintre întâlnirile amicale, după zboruri, seara într-un cort la un pahar de bere, Benny a făcut cu ochiul viclean în conversație și a raportat confidențial că următorul model de producție al lui Pegasus Mk-3 „suflă. ” deja 10 kg, are o viteză maximă de 105.000 și un grad de compresie 3,5 cu un debit de aer de 0,28 kg/s și o viteză de ieșire a gazelor de 360 ​​m/s. Greutatea motorului cu toate unitățile a fost de 2300 g, turbina avea 120 mm în diametru și 270 mm în lungime. La acea vreme, aceste cifre păreau fantastice.

În esență, toate modelele de astăzi copiază și repetă, într-o măsură sau alta, unitățile încorporate în această turbină.

În 1995, a fost publicată cartea „Modellstrahltriebwerk” (Model Jet Engine) de Thomas Kamps, cu calcule (în mare parte împrumutate sub formă abreviată din cărțile lui K. Schreckling) și desene detaliate ale turbinei pt. făcut singur. Din acel moment, monopolul companiilor producătoare asupra tehnologiei de fabricație a motoarelor model turborreactor a încetat complet. Deși mulți producători mici pur și simplu copiază fără minte unitățile de turbine Kamps.

Thomas Kamps, prin experimente și încercări, începând cu turbina Schreckling, a creat o microturbină în care a îmbinat toate realizările din acest domeniu la acea vreme și, vrând sau nu, a introdus un standard pentru aceste motoare. Turbina lui, mai cunoscută ca KJ-66 (KampsJetengine-66mm). 66 mm – diametrul rotorului compresorului. Astăzi poți vedea diverse nume turbine, care indică aproape întotdeauna fie dimensiunea rotorului compresorului 66, 76, 88, 90 etc., fie împingerea - 70, 80, 90, 100, 120, 160 N.

Undeva am citit o interpretare foarte bună a valorii unui Newton: 1 Newton este un baton de ciocolată de 100 de grame plus ambalajul său. În practică, cifra în Newtoni este adesea rotunjită la 100 de grame, iar tracțiunea motorului este determinată în mod convențional în kilograme.

Proiectarea unui model de motor turboreactor


  1. Rotor compresor (radial)
  2. Sistem redresor compresor (stator)
  3. Camera de ardere
  4. Sistem redresor cu turbina
  5. Roata turbinei (axiala)
  6. Rulmenți
  7. tunel de arbore
  8. Duză
  9. Con de duză
  10. Capacul frontal al compresorului (difuzor)

De unde să încep?

Desigur, modelatorul are imediat întrebări: De unde să încep? De unde o pot lua? Care este pretul?

  1. Puteți începe cu truse. Aproape toți producătorii de astăzi oferă o gamă completă de piese de schimb și kituri pentru construcția de turbine. Cele mai comune sunt seturile care repetă KJ-66. Prețurile seturilor, în funcție de configurație și calitatea manoperei, variază de la 450 la 1800 de euro.
  2. Puteți cumpăra o turbină gata făcută dacă vă puteți permite și veți reuși să vă convingeți soțul de importanța unei astfel de achiziții fără a duce la divorț. Preturile pentru motoarele finite incep de la 1500 Euro pentru turbine fara autostart.
  3. O poți face singur. Nu voi spune că acesta este cel mai mult mod perfect, nu este întotdeauna cel mai rapid și mai ieftin, așa cum ar părea la prima vedere. Însă pentru bricolagii este cel mai interesant, cu condiția să existe un atelier, o bază bună de strunjire și frezare și un dispozitiv de sudare prin rezistență. Cel mai dificil lucru în condițiile de fabricație artizanală este alinierea arborelui cu roata compresorului și turbina.

am inceput cu auto-construit, dar la începutul anilor 90 pur și simplu nu exista o astfel de selecție de turbine și kituri pentru construcția lor așa cum există astăzi și este mai convenabil să înțelegeți funcționarea și complexitățile unei astfel de unități atunci când o faceți singur.

Iată fotografii cu piese auto-fabricate pentru un model de turbină de aeronavă:

Pentru oricine dorește să se familiarizeze mai mult cu designul și teoria Micro-TRD, pot recomanda doar următoarele cărți, cu desene și calcule:

  • Kurt Schreckling. Strahlturbine blană Flugmodelle im Selbstbau. ISDN 3-88180-120-0
  • Kurt Schreckling. Modellturbinen im Eigenbau. ISDN 3-88180-131-6
  • Kurt Schreckling. Turboprop-Triebwerk. ISDN 3-88180-127-8
  • Thomas Kamps Modellstrahltriebwerk ISDN 3-88180-071-9

Astăzi cunosc următoarele companii care produc turbine de model de aeronave, dar sunt din ce în ce mai multe: AMT, Artes Jet, Behotec, Digitech Turbines, Funsonic, FrankTurbinen, Jakadofsky, JetCat, Jet-Central, A. Kittelberger, K. Koch, PST-Jets, RAM, Raketeturbine, Trefz, SimJet, Simon Packham, F.Walluschnig, Wren-Turbines. Toate adresele lor pot fi găsite pe Internet.

Practică de utilizare în modelarea aeronavei

Să începem cu faptul că ai deja o turbină, cea mai simplă, cum să o controlezi acum?

Există mai multe modalități de a vă pune în funcțiune motorul cu turbină cu gaz într-un model, dar cel mai bine este să construiți mai întâi un mic banc de testare ca acesta:

Pornire manualăînceput) - cel mai simplu mod de a controla o turbină.

  1. Folosind aer comprimat, un uscător de păr și un demaror electric, turbina este accelerată la o viteză minimă de funcționare de 3000 rpm.
  2. Gazul este furnizat în camera de ardere și tensiunea este furnizată la bujia incandescentă, gazul se aprinde și turbina ajunge la un regim în intervalul 5000-6000 rpm. Anterior, pur și simplu am aprins amestecul aer-gaz de la duză și flacăra a „împușcat” în camera de ardere.
  3. La viteze de funcționare, regulatorul de viteză este activat pentru a controla viteza pompa de combustibil, care, la rândul său, furnizează combustibil în camera de ardere - kerosen, motorină sau ulei de încălzire.
  4. Când are loc o funcționare stabilă, alimentarea cu gaz se oprește și turbina funcționează numai cu combustibil lichid!

Rulmenții sunt de obicei lubrifiați cu combustibil la care se adaugă ulei de turbină, aproximativ 5%. Dacă sistemul de lubrifiere a rulmenților este separat (cu o pompă de ulei), atunci este mai bine să porniți alimentarea pompei înainte de a furniza gaz. Este mai bine să-l oprești ultimul, dar NU UITAȚI să-l oprești! Dacă credeți că femeile sunt sexul slab, atunci uitați-vă la ce devin atunci când văd un flux de ulei curgând pe tapițeria banchetei din spate a unei mașini de familie de la duza modelului.

Dezavantajul acestui lucru mod simplu control - lipsă aproape completă de informații despre funcționarea motorului. Pentru a măsura temperatura și viteza, aveți nevoie de instrumente separate, cel puțin un termometru electronic și un turometru. Pur vizual, este posibil să se determine aproximativ temperatura numai după culoarea rotorului turbinei. Alinierea, ca și în cazul tuturor mecanismelor de rotație, este verificată pe suprafața carcasei cu o monedă sau cu unghia. Așezându-vă unghia pe suprafața turbinei, puteți simți chiar și cele mai mici vibrații.

Fișele tehnice ale motorului indică întotdeauna viteza maximă a acestora, de exemplu 120.000 rpm. Aceasta este valoarea maximă admisă în timpul funcționării, care nu trebuie neglijată! După ce mi-am pierdut viața în 1996 unitate de casă chiar la stand și roata turbinei, rupând carcasa motorului, străpunsă prin peretele de placaj de 15 mm al unui container aflat la trei metri de stand, am ajuns la concluzia că, fără dispozitive de control, accelerarea turbinelor de casă pune viața în pericol. ! Calculele de rezistență au arătat ulterior că viteza de rotație a arborelui ar fi trebuit să fie în 150.000. Așa că era mai bine să limitați viteza de funcționare la accelerație maximă la 110.000 - 115.000 rpm.

Altul punct important. La circuitul de control al combustibilului NECESAR Supapa de închidere de urgență, controlată printr-un canal separat, trebuie pornită! Acest lucru se face astfel încât, în cazul unei aterizări forțate, a unei aterizări neprogramate a morcovilor și a altor probleme, alimentarea cu combustibil a motorului să fie oprită pentru a evita un incendiu.

Începe ccontrola(Pornire semi-automată).

Pentru ca necazurile descrise mai sus să nu se întâmple pe teren, unde (Doamne ferește!) sunt și spectatori în jur, aceștia folosesc un instrument destul de bine dovedit. Începeți controlul. Aici, controlul pornirii - deschiderea gazului și alimentarea cu kerosen, monitorizarea temperaturii și turației motorului este efectuat de o unitate electronică ECU (E electronice U nit- C controla) . Recipientul de gaz, pentru comoditate, poate fi deja amplasat în interiorul modelului.

În acest scop, la ECU sunt conectate un senzor de temperatură și un senzor de viteză, de obicei optic sau magnetic. În plus, ECU poate oferi indicații despre consumul de combustibil, salva parametrii ultimei porniri, citiri ale tensiunii de alimentare a pompei de combustibil, tensiunea bateriei etc. Toate acestea pot fi apoi vizualizate pe un computer. Pentru a programa ECU și a prelua datele acumulate, utilizați terminalul manual (terminalul de control).

Până în prezent, cele mai utilizate două produse concurente în acest domeniu sunt Jet-tronics și ProJet. Care dintre ele să-i acorde preferință este la latitudinea fiecăruia să decidă singur, deoarece este greu să discutăm despre care este mai bine: un Mercedes sau un BMW?

Totul funcționează astfel:

  1. Când arborele turbinei (aer comprimat/uscător de păr/demaror electric) se rotește până la viteza de funcționare, ECU controlează automat alimentarea cu gaz către camera de ardere, aprinderea și alimentarea cu kerosen.
  2. Când mișcați accelerația de pe telecomandă, turbina trece automat mai întâi în modul de funcționare, urmată de monitorizarea celor mai importanți parametri ai întregului sistem, de la tensiunea bateriei până la temperatura și turația motorului.

Autoînceput(Pornire automată)

Pentru cei mai ales leneși, procedura de pornire a fost simplificată la limită. Turbina este pornită de la panoul de control și prin ECU un comutator. Nu este nevoie de aer comprimat, fără starter, fără uscător de păr aici!

  1. Apăsați comutatorul de pe controlul radio.
  2. Demarorul electric rotește arborele turbinei la viteza de funcționare.
  3. ECU controlează pornirea, aprinderea și aducerea turbinei în modul de funcționare cu monitorizarea ulterioară a tuturor indicatoarelor.
  4. După oprirea turbinei ECU rotește automat arborele turbinei de mai multe ori folosind un demaror electric pentru a reduce temperatura motorului!

Cel mai recent avans în pornirea automată este Kerostart. Începeți pe kerosen, fără preîncălzire pe gaz. Instalând un alt tip de bujie incandescentă (mai mare și mai puternică) și schimbând minim alimentarea cu combustibil în sistem, am reușit să eliminăm complet gazul! Acest sistem funcționează pe principiul unui încălzitor de mașină, ca la Zaporozhets. În Europa, până acum o singură companie convertește turbinele de la pornire pe gaz la kerosen, indiferent de producător.

După cum ați observat deja, în desenele mele, în diagramă sunt incluse încă două unități, acestea sunt supapa de control al frânei și supapa de control al retragerii trenului de aterizare. Acestea nu sunt opțiuni obligatorii, dar foarte utile. Cert este că la modelele „obișnuite”, la aterizare, elicea la viteze mici acționează ca un fel de frână, dar la modelele cu jet nu există o astfel de frână. În plus, turbina are întotdeauna tracțiune reziduală chiar și la turația „în gol”, iar viteza de aterizare a modelelor cu jet poate fi mult mai mare decât cea a celor „elice”. Prin urmare, frânele principale ale roții sunt de mare ajutor în reducerea rulării modelului, în special pe zone scurte.

Sistem de alimentare cu combustibil

Al doilea atribut ciudat din imagini este rezervorul de combustibil. Îmi amintește de o sticlă de Coca-Cola, nu-i așa? Așa este!

Acesta este cel mai ieftin și mai fiabil rezervor, cu condiția să se folosească sticle groase, reutilizabile, și nu cele șifonate de unică folosință. Al doilea punct important este filtrul de la capătul conductei de aspirație. Articol necesar! Filtrul nu este folosit pentru filtrarea combustibilului, ci pentru a preveni intrarea aerului în sistemul de alimentare! Mai mult de un model a fost deja pierdut din cauza opririi spontane a turbinei în aer! Filtrele de la drujba marca Stihl sau altele similare din bronz poros s-au dovedit cele mai bune aici. Dar și cele obișnuite din pâslă vor funcționa.

Întrucât vorbim de combustibil, putem adăuga imediat că turbinele au multă sete, iar consumul de combustibil este în medie la nivelul de 150-250 de grame pe minut. Cel mai mare consum, desigur, are loc la pornire, dar apoi pârghia de gaz depășește rar 1/3 din poziția sa înainte. Din experiență putem spune că cu un stil de zbor moderat, trei litri de combustibil sunt suficienți pentru 15 minute. timpul de zbor, în timp ce mai există rezervă în tancuri pentru câteva apropieri de aterizare.

Combustibilul în sine este, de obicei, kerosenul de aviație, cunoscut în Occident ca Jet A-1.

Puteți folosi, desigur, motorină sau ulei de lampă, dar unele turbine, precum cele din familia JetCat, nu o tolerează bine. De asemenea, motoarelor cu turboreacție nu le place combustibilul slab rafinat. Dezavantajul înlocuitorilor de kerosen este formarea mare de funingine. Motoarele trebuie dezasamblate mai des pentru curățare și inspecție. Sunt cazuri de turbine care funcționează cu metanol, dar cunosc doar doi astfel de entuziaști care produc ei înșiși metanol, așa că își pot permite un asemenea lux. Utilizarea benzinei, sub orice formă, ar trebui abandonată categoric, oricât de atractiv ar părea prețul și disponibilitatea acestui combustibil! Asta înseamnă să te joci cu focul!

Întreținere și durată de viață

Deci următoarea întrebare a apărut de la sine - serviciu și resurse.

Întreținerea constă în mare parte în menținerea curată a motorului, inspecția vizuală și verificarea vibrațiilor la pornire. Majoritatea modelatorilor de aeronave își echipează turbinele cu un fel de filtru de aer. O sită metalică obișnuită în fața difuzorului de aspirație. După părerea mea, este o parte integrantă a turbinei.

Motoarele păstrate curate și cu un sistem adecvat de lubrifiere a rulmenților servesc fără probleme timp de 100 sau mai multe ore de funcționare. Deși mulți producători recomandă trimiterea turbinelor pentru inspecție după 50 de ore de lucru întreţinere, dar asta e mai mult pentru a-ți curata conștiința.

Primul model cu jet

Pe scurt despre primul model. Cel mai bine este dacă este un „antrenor”! Există multe modele de turbine pe piață astăzi, majoritatea modelelor cu aripi delta.

De ce delta? Deoarece acestea sunt modele foarte stabile în sine și dacă în aripă se folosește așa-numitul profil în formă de S, atunci viteza de aterizare și viteza de blocare sunt minime. Antrenorul trebuie, ca să spunem așa, să zboare singur. Și ar trebui să vă concentrați asupra noului tip de motor și a caracteristicilor de control.

Antrenorul trebuie să aibă dimensiuni decente. Deoarece vitezele pe modelele cu jet de 180-200 km/h sunt date, modelul dumneavoastră se va îndepărta foarte repede pe distanțe considerabile. Prin urmare, trebuie asigurat un control vizual bun pentru model. Este mai bine dacă turbina de pe vagon este montată deschis și nu sta foarte sus în raport cu aripa.

Un bun exemplu despre ce fel de antrenor NU TREBUIE să fie este cel mai comun antrenor – „Cangurul”. Când FiberClassics (azi Composite-ARF) a comandat acest model, conceptul s-a bazat în primul rând pe vânzarea turbinelor Sofia, iar ca argument important pentru modelatori, că, prin îndepărtarea aripilor din model, ar putea fi folosit ca banc de testare. Așa, în general, este, dar producătorul a vrut să arate turbina ca și cum ar fi expusă, așa că turbina este montată pe un fel de „podium”. Dar, deoarece vectorul de tracțiune sa dovedit a fi aplicat mult mai sus decât CG al modelului, duza turbinei a trebuit să fie ridicată. Calitățile portante ale fuselajului au fost aproape complet consumate de aceasta, plus anvergura mică a aripilor, care a pus o sarcină mare asupra aripii. Clientul a refuzat alte soluții de amenajare propuse la acel moment. Doar utilizarea Profilului TsAGI-8, comprimat la 5%, a dat rezultate mai mult sau mai puțin acceptabile. Oricine a zburat deja cu un Cangur știe că acest model este pentru piloți foarte experimentați.

Ținând cont de neajunsurile Cangurului, a fost creat un antrenor sportiv pentru zboruri mai dinamice, „HotSpot”. Acest model are o aerodinamică mai sofisticată, iar Ogonyok zboară mult mai bine.

O dezvoltare ulterioară a acestor modele a fost „BlackShark”. A fost conceput pentru zboruri calme, cu o rază mare de viraj. Cu posibilitatea unei game largi de acrobații și, în același timp, cu bune calități de zbor. Daca turbina se defecteaza, acest model poate fi aterizat ca un planor, fara nervi.

După cum puteți vedea, dezvoltarea antrenorilor a urmat calea creșterii dimensiunii (în limite rezonabile) și a reducerii sarcinii pe aripă!

Setul austriac de balsa si spuma, Super Reaper, poate servi si ca un antrenor excelent. Costă 398 de euro. Modelul arată foarte bine în aer. Iată videoclipul meu preferat din seria Super Reaper: http://www.paf-flugmodelle.de/spunki.wmv

Dar campionul la prețuri mici de astăzi este Spunkaroo. 249 euro! Foarte design simplu din balsa acoperita cu fibra de sticla. Pentru a controla modelul în aer, sunt suficiente doar două servo-uri!

Întrucât vorbim de servo, trebuie să spunem imediat că servo-urile standard de trei kilograme nu au nicio legătură cu astfel de modele! Sarcinile pe volane sunt enorme, asa ca masinile trebuie instalate cu o forta de minim 8 kg!

Să rezumam

Desigur, fiecare are propriile priorități, pentru unii este prețul, pentru alții este produsul finit și economisește timp.

Cel mai rapid mod de a deține o turbină este pur și simplu să o cumpărați! Prețurile de astăzi pentru turbinele finite din clasa de tracțiune de 8 kg cu electronică încep de la 1525 Euro. Dacă considerați că un astfel de motor poate fi pus în funcțiune imediat și fără probleme, atunci acesta nu este deloc un rezultat rău.

Seturi, truse. În funcție de configurație, de obicei un set de sistem de îndreptare a compresorului, un rotor de compresor, o roată de turbină neforată și o treaptă de îndreptare a turbinei costă în medie 400-450 de euro. La aceasta trebuie să adăugăm că orice altceva trebuie fie cumpărat, fie făcut singur. Plus electronice. Prețul final poate fi chiar mai mare decât turbina finită!

La ce trebuie să acordați atenție atunci când cumpărați o turbină sau kituri - este mai bine dacă este vorba de soiul KJ-66. Astfel de turbine s-au dovedit a fi foarte fiabile, iar potențialul lor de creștere a puterii nu a fost încă epuizat. Deci, înlocuind adesea camera de ardere cu una mai modernă, sau prin schimbarea rulmenților și instalarea unor sisteme de îndreptare de alt tip, puteți obține o creștere a puterii de la câteva sute de grame la 2 kg, iar caracteristicile de accelerație sunt adesea mult mai mari. îmbunătățită. În plus, acest tip de turbină este foarte ușor de operat și reparat.

Să rezumăm ce dimensiune de buzunar este necesară pentru a construi un modern model reactiv la cele mai mici preturi europene:

  • Turbina asamblata cu electronica si obiecte mici - 1525 Euro
  • Antrenor cu calități bune de zbor - 222 Euro
  • 2 servo 8/12 kg - 80 Euro
  • Receptor 6 canale - 80 Euro

În total, visul tău: vreo 1900 de euro sau vreo 2500 de presedinti verzi!

În care aerul este componenta principală a fluidului de lucru. În acest caz, aerul care intră în motor din atmosfera înconjurătoare este comprimat și încălzit.

Încălzirea se realizează în camerele de ardere prin arderea combustibilului (kerosen etc.) folosind oxigenul atmosferic ca oxidant. Când se utilizează combustibil nuclear, aerul din motor este încălzit în schimbătoare de căldură speciale. Conform metodei de precomprimare a aerului, WRD-urile sunt împărțite în non-compresoare și compresoare (turbină cu gaz).

La motoarele cu reacție fără compresor, compresia se realizează numai datorită presiunii de mare viteză a fluxului de aer care lovește motorul în zbor. În motoarele cu reacție cu compresor, aerul este comprimat suplimentar într-un compresor antrenat de o turbină cu gaz, motiv pentru care sunt numite și motoare cu turbocompresor sau cu turbină cu gaz (GTVRE). La motoarele cu reacție cu compresor, gazul de înaltă presiune încălzit, cedând o parte din energia sa turbinei cu gaz care rotește compresorul, intrând în duza cu jet, se extinde și este ejectat din motor cu o viteză care depășește viteza de zbor a aeronavei. Aceasta creează forța de tracțiune. Astfel de WRD-uri sunt clasificate ca motoare cu reacție directă. Dacă o parte din energia gazului încălzit dată turbinei cu gaz devine semnificativă și turbina rotește nu numai compresorul, ci și un dispozitiv special de propulsie (de exemplu, o elice cu aer), care asigură și crearea forței principale de împingere , atunci astfel de WRD-uri sunt numite reacții indirecte.

Utilizarea aerului ca componentă a fluidului de lucru face posibilă existența unui singur combustibil la bordul aeronavei, a cărui pondere în volumul fluidului de lucru din motorul cu reacție nu depășește 2-6%. Efectul de ridicare a aripii permite zborul cu tracțiunea motorului semnificativ mai mică decât greutatea aeronavei. Ambele circumstanțe au predeterminat utilizarea predominantă a WFD pe aeronave în timpul zborurilor în atmosferă. Motoarele cu reacție cu turbine cu gaz cu compresor, care sunt principalul tip de motoare în aviația militară și civilă modernă, sunt deosebit de răspândite.

La viteze supersonice mari de zbor (M > 2,5), creșterea presiunii numai datorită compresiei dinamice a aerului devine destul de mare. Acest lucru face posibilă crearea de motoare cu reacție fără compresor, care, în funcție de tipul procesului de lucru, sunt împărțite în motoare cu reacție cu flux direct (ramjet) și pulsatoare (pulsante). Servoreactorul este format dintr-un dispozitiv de intrare (admisie de aer), o cameră de ardere și un dispozitiv de ieșire (duză cu jet). În zborul supersonic, fluxul de aer care se apropie este încetinit în canalele de admisie a aerului, iar presiunea acestuia crește. Aer comprimat intră în camera de ardere, unde combustibilul (kerosen) este injectat printr-o duză. Arderea amestecului kerosen-aer din cameră (după aprinderea sa prealabilă) are loc practic la o presiune ușor variabilă. Gazul de înaltă presiune încălzit la o temperatură ridicată (mai mult de 2000 K) este accelerat în duza cu jet și curge din motor cu o viteză care depășește viteza de zbor a aeronavei. Parametrii ramjet depind în mare măsură de altitudine și viteza de zbor.

La viteze de zbor mai mici decât dublul vitezei sunetului (M > 5,0-6,0), asigurarea unei eficiențe mari ramjet este asociată cu dificultăți în organizarea procesului de ardere într-un flux supersonic și cu alte caracteristici ale fluxurilor de mare viteză. Motoarele ramjet sunt utilizate ca motoare de propulsie ale rachetelor de croazieră supersonice, motoare ale etapei a doua ale rachetelor ghidate antiaeriene, ținte zburătoare, motoare cu elice cu reacție etc.

Duza cu jet are, de asemenea, dimensiuni și formă variabile. O aeronavă cu propulsie ramjet decolează de obicei folosind unități de putere rachete (combustibil lichid sau solid). Avantajele motoarelor ramjet sunt capacitatea de a funcționa eficient la viteze și altitudini de zbor mai mari decât motoarele ramjet cu compresor; eficiență mai mare în comparație cu motoarele cu rachete lichide (deoarece motoarele ramjet folosesc oxigenul din aer, iar oxigenul este introdus în motoarele cu rachete lichide ca componentă a combustibilului), simplitatea designului etc.

Dezavantajele lor includ necesitatea preaccelerării JIA cu alte tipuri de motoare și eficiență scăzută la viteze mici de zbor.

În funcție de viteză, motoarele ramjet sunt împărțite în supersonice (SPVRJET) cu M de la 1,0 la 5,0 și hipersonice (Scramjet) cu M > 5,0. Motoarele Scramjet sunt promițătoare pentru vehiculele aerospațiale. Motoarele cu reacție Pu diferă de motoarele ramjet prin prezența supapelor speciale la intrarea în camera de ardere și prin procesul de ardere pulsatorie. Combustibilul și aerul intră periodic în camera de ardere când supapele sunt deschise. După arderea amestecului, presiunea în camera de ardere crește și supapele de admisie se închid. Gazele de înaltă presiune se repetă cu viteză mare într-un dispozitiv special de evacuare și sunt expulzate din motor. Spre sfârșitul expirării lor, presiunea din camera de ardere scade semnificativ, supapele se deschid din nou, iar ciclul de funcționare se repetă. PuVRD-urile au găsit o utilizare limitată ca motoare de propulsie pentru rachete de croazieră subsonice, în modelele de aeronave etc.

Mostre experimentale de motoare cu turbină cu gaz (GTE) au apărut pentru prima dată în ajunul celui de-al Doilea Război Mondial. Evoluțiile au luat viață la începutul anilor cincizeci: motoare cu turbine cu gaz au fost utilizate activ în construcția de avioane militare și civile. În a treia etapă de introducere în industrie, motoarele mici cu turbină cu gaz, reprezentate de centralele electrice cu microturbine, au început să fie utilizate pe scară largă în toate domeniile industriei.

Informații generale despre motoarele cu turbine cu gaz

Principiul de funcționare este comun tuturor motoarelor cu turbină cu gaz și constă în transformarea energiei aerului comprimat încălzit în lucru mecanic al arborelui turbinei cu gaz. Aerul care intră în paleta de ghidare și compresor este comprimat și în această formă intră în camera de ardere, unde se injectează combustibil și se aprinde amestecul de lucru. Gazele rezultate din ardere trec prin turbină sub presiune mare și își rotesc palele. O parte din energia de rotație este cheltuită pentru rotirea arborelui compresorului, dar cele mai multe Energia gazului comprimat este transformată în lucru mecanic util de rotație a arborelui turbinei. Dintre toate motoarele ardere internă(ICE), unitățile cu turbine cu gaz au cea mai mare putere: până la 6 kW/kg.

Motoarele cu turbină cu gaz funcționează cu majoritatea tipurilor de combustibil dispersat, ceea ce le face să iasă în evidență față de alte motoare cu ardere internă.

Probleme de dezvoltare a micilor TGD

Pe măsură ce dimensiunea motorului cu turbină cu gaz scade, eficiența și puterea specifică scad în comparație cu motoarele convenționale cu turboreacție. În același timp, crește și consumul specific de combustibil; caracteristicile aerodinamice ale secțiunilor de curgere ale turbinei și compresorului se deteriorează, iar eficiența acestor elemente scade. În camera de ardere, ca urmare a scăderii debitului de aer, eficiența de ardere a ansamblului de combustibil scade.

O scădere a eficienței componentelor motorului cu turbine cu gaz cu o scădere a dimensiunilor sale duce la o scădere a eficienței întregii unități. Prin urmare, atunci când modernizează un model, designerii plătesc atenție deosebită creșterea eficienței elementelor individuale, până la 1%.

Pentru comparație: când randamentul compresorului crește de la 85% la 86%, randamentul turbinei crește de la 80% la 81%, iar randamentul general al motorului crește cu 1,7%. Acest lucru sugerează că pentru un consum fix de combustibil, puterea specifică va crește cu aceeași cantitate.

Motor cu turbină cu gaz de aviație „Klimov GTD-350” pentru elicopterul Mi-2

Dezvoltarea GTD-350 a început pentru prima dată în 1959 la OKB-117 sub conducerea designerului S.P. Izotov. Inițial, sarcina a fost de a dezvolta un motor mic pentru elicopterul MI-2.

În faza de proiectare s-au folosit instalații experimentale și s-a folosit metoda de finisare nod cu unitate. În procesul cercetării, au fost create metode de calcul a dispozitivelor cu lame de dimensiuni mici și au fost luate măsuri constructive pentru a amortiza rotoarele de mare viteză. Primele mostre model de lucru motoarele au apărut în 1961. Testele aeriene ale elicopterului Mi-2 cu GTD-350 au fost efectuate pentru prima dată pe 22 septembrie 1961. Conform rezultatelor testelor, două motoare de elicopter au fost rupte, reechipând transmisia.

Motorul a trecut certificarea de stat în 1963. Producția de serie a fost deschisă în orașul polonez Rzeszow în 1964 sub conducerea specialiștilor sovietici și a continuat până în 1990.

Ma l Al doilea motor cu turbină cu gaz GTD-350 produs intern are următoarele caracteristici de performanță:

— greutate: 139 kg;
— dimensiuni: 1385 x 626 x 760 mm;
— puterea nominală pe axul liber al turbinei: 400 CP (295 kW);
— viteza de rotație liberă a turbinei: 24000;
— interval de temperatură de funcționare -60…+60 ºC;
— consum specific de combustibil 0,5 kg/kW oră;
— combustibil — kerosen;
— putere de croazieră: 265 CP;
— putere de decolare: 400 CP.

Din motive de siguranță a zborului, elicopterul Mi-2 este echipat cu 2 motoare. Instalația dublă permite aeronavei să finalizeze zborul în siguranță în cazul defecțiunii uneia dintre centralele electrice.

GTE-350 este în prezent învechit, aeronavele mici moderne necesită motoare cu turbină cu gaz mai puternice, fiabile și mai ieftine. În prezent, un motor intern nou și promițător este MD-120, produs de corporația Salyut. Greutatea motorului - 35 kg, tracțiunea motorului 120 kgf.

Schema generala

Designul GTD-350 este oarecum neobișnuit din cauza locației camerei de ardere nu imediat în spatele compresorului, ca în modelele standard, ci în spatele turbinei. În acest caz, turbina este atașată la compresor. Această aranjare neobișnuită a componentelor reduce lungimea arborilor de putere a motorului, reducând astfel greutatea unității și permițând viteze și eficiență mari ale rotorului.

În timpul funcționării motorului, aerul pătrunde prin VHA, trece prin treptele compresoarelor axiale, treapta centrifugă și ajunge în voluta de colectare a aerului. De acolo, prin două conducte, aerul este alimentat în spatele motorului către camera de ardere, unde inversează direcția curgerii și intră în roțile turbinei. Principalele componente ale GTD-350 sunt: ​​compresorul, camera de ardere, turbina, colectorul de gaz și cutia de viteze. Sunt prezentate sisteme de motor: ungere, control și antigivrare.

Unitatea este împărțită în unități independente, ceea ce face posibilă producerea de piese de schimb individuale și asigurarea unei reparații rapide a acestora. Motorul este în mod constant îmbunătățit, iar astăzi modificarea și producția lui este realizată de Klimov OJSC. Resursa inițială a GTD-350 a fost de numai 200 de ore, dar în timpul procesului de modificare a fost crescută treptat la 1000 de ore. Imaginea arată conexiunea mecanică generală a tuturor componentelor și ansamblurilor.

Motoare mici cu turbină cu gaz: domenii de aplicare

Microturbinele sunt folosite în industrie și în viața de zi cu zi ca surse autonome de energie electrică.
— Puterea microturbinelor este de 30-1000 kW;
— volumul nu depășește 4 metri cubi.

Printre avantajele motoarelor mici cu turbină cu gaz se numără:
— gamă largă de sarcini;
— nivel scăzut de vibrații și zgomot;
- lucreaza pentru diverse tipuri combustibil;
- dimensiuni reduse;
— nivel scăzut al emisiilor de evacuare.

Puncte negative:
- complexitate circuit electronic(versiunea standard) circuitul de alimentare realizat cu conversie dublă a energiei);
— o turbină de putere cu un mecanism de menținere a vitezei crește semnificativ costul și complică producția întregii unități.

Astăzi, turbogeneratoarele nu au devenit la fel de răspândite în Rusia și spațiul post-sovietic ca în SUA și Europa, din cauza costului ridicat de producție. Cu toate acestea, conform calculelor, o singură unitate autonomă de turbină cu gaz cu o putere de 100 kW și o eficiență de 30% poate fi utilizată pentru a furniza energie la 80 de apartamente standard cu sobe pe gaz.

Un scurt videoclip despre utilizarea unui motor cu turboax pentru un generator electric.

Prin instalarea frigiderelor cu absorbție, o microturbină poate fi folosită ca sistem de aer condiționat și pentru răcirea simultană a unui număr semnificativ de încăperi.

Industria auto

Motoarele mici cu turbine cu gaz au demonstrat rezultate satisfăcătoare în timpul testelor rutiere, cu toate acestea, costul vehiculului crește de multe ori datorită complexității elementelor de proiectare. Motor cu turbina pe gaz cu o putere de 100-1200 CP. au caracteristici similare cu motoarele pe benzină, dar producția în masă a unor astfel de mașini nu este așteptată în viitorul apropiat. Pentru a rezolva aceste probleme, este necesar să se îmbunătățească și să se reducă costul tuturor componentelor motorului.

Lucrurile stau altfel în industria de apărare. Armata nu acordă atenție costului, pentru ei este mai important caracteristici de performanta. Armata avea nevoie de o centrală electrică puternică, compactă, fără probleme pentru tancuri. Și la mijlocul anilor 60 ai secolului XX, Serghei Izotov, creatorul centralei electrice pentru MI-2 - GTD-350, a fost implicat în această problemă. Izotov Design Bureau a început dezvoltarea și în cele din urmă a creat GTD-1000 pentru tancul T-80. Poate că aceasta este singura experiență pozitivă de utilizare a motoarelor cu turbină cu gaz pentru transportul la sol. Dezavantajele utilizării unui motor pe un rezervor sunt lăcomia și exigențele sale cu privire la curățenia aerului care trece prin calea de lucru. Mai jos este prezentat scurt video funcționarea rezervorului GTD-1000.

Aviație mică

Astăzi, costul ridicat și fiabilitatea scăzută a motoarelor cu piston cu o putere de 50-150 kW nu permit aviației mici rusești să-și întindă cu încredere aripile. Motoarele precum Rotax nu sunt certificate în Rusia, iar motoarele Lycoming folosite în aviația agricolă sunt, evident, la prețuri excesive. În plus, funcționează cu benzină, care nu se produce la noi, ceea ce crește și mai mult costul de funcționare.

Este aviația mică, ca nicio altă industrie, care are nevoie de proiecte mici de motoare cu turbine cu gaz. Prin dezvoltarea infrastructurii pentru producția de turbine mici, putem vorbi cu încredere despre revigorarea aviației agricole. În străinătate, este angajată în producția de motoare mici cu turbină cu gaz cantitate suficientă firmelor Domeniul de aplicare: avioane private și drone. Printre modelele pentru aeronave ușoare se numără motoarele cehe TJ100A, TP100 și TP180 și americanul TPR80.

În Rusia, încă din epoca sovietică, motoarele cu turbine cu gaz mici și mijlocii au fost dezvoltate în principal pentru elicoptere și avioane ușoare. Resursa lor a variat între 4 și 8 mii de ore,

Astăzi, pentru nevoile elicopterului MI-2, continuă să fie produse mici motoare cu turbină cu gaz ale fabricii Klimov, cum ar fi: GTD-350, RD-33, TVZ-117VMA, TV-2-117A, VK-2500PS- 03 și TV-7-117V.

Motor turboreactor.

În acest articol vom reveni la motoarele mele preferate. Am spus deja că motorul turboreactor este principalul în aviația modernă. Și o vom aminti adesea într-un subiect sau altul. Prin urmare, a sosit momentul să ne decidem în sfârșit asupra designului său. Desigur, fără a pătrunde în tot felul de junglă și subtilități :-). Deci aviația. Care sunt părțile principale ale designului său și cum interacționează ele între ele?

1. Compresor 2. Camera de ardere 3. Turbina 4. Dispozitiv de ieșire sau duza cu jet.

Compresorul comprimă aerul la valorile cerute, după care aerul intră în camera de ardere, unde este încălzit la temperatura necesară datorită arderii combustibilului, iar apoi gazul rezultat intră în turbină, unde eliberează o parte din energie. prin rotirea acestuia (și, la rândul său, a compresorului), iar cealaltă parte, cu o accelerare suplimentară a gazului din duza cu jet, se transformă într-un impuls de tracțiune, care împinge aeronava înainte. Acest proces este destul de clar vizibil în videoclipul din articolul despre motor ca motor termic.

Motor turboreactor cu compresor axial.

Compresoarele vin în trei tipuri. Centrifugă, axială și mixtă. Cele centrifuge sunt de obicei o roată, pe suprafața căreia există canale care se răsucesc din centru spre periferie, așa-numitul rotor Când se rotește, aerul este aruncat prin canale prin forța centrifugă din centru spre periferie. , la comprimare, accelerează puternic și apoi intră în canalele de expansiune (difuzor) și este încetinit și toată energia sa de accelerație se transformă și ea în presiune. Aceasta este puțin ca vechea atracție care obișnuia să fie în parcuri, când oamenii stau de-a lungul marginii unui cerc orizontal mare, sprijinindu-și spatele pe spătare verticale speciale, acest cerc se rotește, înclinându-se în direcții diferite și oamenii nu cad, deoarece sunt ţinute (presate) de o putere centrifugă. Principiul este același la un compresor.

Acest compresor este destul de simplu și de încredere, dar pentru a crea un raport de compresie suficient aveți nevoie diametru mare rotoare, pe care aeronavele, în special cele mici, nu și le pot permite. Motor turboreactor pur și simplu nu se va potrivi. Prin urmare, este rar folosit. Dar, la un moment dat, a fost folosit pe motorul VK-1 (RD-45), care a fost instalat pe celebrul avion de luptă MIG-15, precum și pe aeronavele IL-28 și TU-14.

Rotorul unui compresor centrifugal se află pe același arbore cu turbina.

Rotoare compresoare centrifugale.

Motorul VK-1. Secțiunea transversală arată clar rotorul compresorului centrifugal și apoi cele două tuburi de flacără ale camerei de ardere.

Luptător MIG-15

În cea mai mare parte, acum este utilizat un compresor axial. În ea, pe o axă de rotație (rotor), sunt montate discuri metalice (se numesc rotor), de-a lungul jantelor cărora sunt plasate așa-numitele „lame de lucru”. Și între jantele lamelor de lucru rotative există jante ale lamelor staționare (de obicei sunt montate pe carcasa exterioară), aceasta este așa-numita paletă de ghidare (stator). Toate aceste pale au un anumit profil și sunt oarecum răsucite; Acum nu mai este aerul care acționează asupra lamei, ci lama pe ea. Adică compresorul efectuează lucrări mecanice (la aer :-)). Sau si mai clar :-). Toată lumea cunoaște fani care suflă atât de plăcut la căldură. Uite, ventilatorul este rotorul unui compresor axial, doar că bineînțeles că nu sunt trei pale, ca într-un ventilator, ci mai multe.

Cam așa funcționează un compresor axial.

Desigur, este foarte simplificat, dar în esență așa este. Lamele de lucru „captează” aerul exterior, îl aruncă în interiorul motorului, unde lamele paletelor de ghidare îl direcționează într-un anumit mod către următorul rând de lame de lucru și așa mai departe. Un rând de lame de lucru, împreună cu un rând de palete de ghidare care le urmează, formează o scenă. În fiecare etapă, compresia are loc într-o anumită cantitate. Compresoarele axiale vin în număr diferit de trepte. Pot fi cinci, sau poate 14. În consecință, gradul de compresie poate fi diferit, de la 3 la 30 de unități și chiar mai mult. Totul depinde de tipul și scopul motorului (și respectiv a aeronavei).

Compresorul axial este destul de eficient. Dar este și foarte complex atât teoretic cât și constructiv. Și are și un dezavantaj semnificativ: este relativ ușor de deteriorat. După cum se spune, el ia asupra sa toate obiectele străine de pe drumul de beton și păsările din jurul aerodromului, iar acest lucru nu este întotdeauna fără consecințe.

Camera de ardere. Acesta înconjoară rotorul motorului după compresor cu un inel continuu, sau sub formă de țevi separate (se numesc țevi de flacără). Pentru a organiza procesul de ardere în combinație cu răcirea cu aer, totul este „găurit”. Sunt multe gauri, sunt de diferite diametre si forme. Combustibilul (kerosenul de aviație) este furnizat tuburilor de flacără prin duze speciale, unde arde, intrând într-o regiune cu temperatură ridicată.

Motor turboreactor (secțiune). Compresorul axial cu 8 trepte, camera de ardere inelară, turbina în 2 trepte și dispozitivul de evacuare sunt clar vizibile.

Apoi, gazul fierbinte intră în turbină. Este asemănător cu un compresor, dar funcționează în direcția opusă, ca să spunem așa. Învârte gazul fierbinte pe același principiu ca aerul învârte o elice de jucărie pentru copii. Lamele fixe din el nu sunt situate în spatele lucrătorilor care se rotesc, ci în fața lor și se numesc aparat de duză. Turbina are câteva trepte, de obicei de la una la trei sau patru. Nu este nevoie de mai mult, deoarece este suficient pentru a antrena compresorul, iar restul energiei gazului este cheltuită în duză pentru accelerare și generare de forță. Condițiile de funcționare ale turbinei sunt, pentru a spune ușor, „îngrozitoare”. Aceasta este cea mai încărcată unitate din motor. Motor turboreactor are o viteză de rotație foarte mare (până la 30.000 rpm). Vă puteți imagina forța centrifugă care acționează asupra lamelor și discurilor! Da, plus o lanternă din camera de ardere cu o temperatură de 1100 până la 1500 de grade Celsius. In general, la naiba :-). Nu există altă modalitate de a spune. Am fost martor când o lamă de turbină a unuia dintre motoare s-a rupt în timpul decolării unui avion Su-24MR. Povestea este instructivă, cu siguranță vă voi spune despre ea în viitor. Turbinele moderne folosesc sisteme de răcire destul de complexe și ele însele (în special paletele rotorului) sunt fabricate din oțeluri speciale rezistente la căldură și la căldură. Aceste oțeluri sunt destul de scumpe, iar întregul turboreactor este foarte scump din punct de vedere al materialelor. În anii 90, într-o eră a distrugerii generale, mulți oameni necinstiți, inclusiv militari, au profitat de acest lucru. Mai multe despre asta mai târziu...

După turbină - duza cu jet. Este, de fapt, locul unde ia naștere forța unui turboreactor. Duzele pot fi pur și simplu conice sau pot fi înguste-expandibile. În plus, există și necontrolate (cum ar fi duza din figură), și există controlate, când diametrul lor se modifică în funcție de modul de funcționare. Mai mult, acum există duze care schimbă direcția vectorului de împingere, adică pur și simplu se rotesc în direcții diferite.

Motor turboreactor- un sistem foarte complex. Pilotul îl controlează din cockpit cu o singură pârghie - stick-ul de control al motorului (EC). Dar, de fapt, făcând asta el stabilește doar regimul de care are nevoie. Iar de restul se ocupă automatizarea motorului. Acesta este, de asemenea, un complex mare și complex și, aș spune, de asemenea, foarte ingenios. Când încă studiam automatizarea ca cadet, eram mereu surprins de cum au venit designerii și inginerii cu toate astea :-), și meșterii le-au făcut. Greu... Dar interesant 🙂 ...

Elemente structurale aeronavei.

Configurare experimentală pentru creșterea laser directă bazată pe un laser cu fibră de mare putere

Fapt interesant: există doar patru țări din lume care au ciclu complet producția de motoare rachete și motoare cu reacție pentru avioane. Printre acestea se numără și Rusia, care nu este doar competitivă în anumite tipuri de produse, ci este și lider. Limbi rele susțin că tot ceea ce are Rusia în acest domeniu sunt rămășițele luxului sovietic și nu există nimic propriu.

După cum știi, a-ți vorbi limba nu înseamnă a-ți mișca bagajele. De fapt, Rusia de astăzi nu rămâne în urma altor țări și dezvoltă în mod activ noi metode de fabricare a pieselor de motoare de avioane. Acest lucru este realizat de Institutul de Tehnologii Laser și de Sudare al Universității Politehnice Petru cel Mare din Sankt Petersburg, sub conducerea directorului institutului, doctor în științe tehnice, profesorul Gleb Andreevich Turichin. Proiectul la care lucrează grupul său se numește: „Crearea unei tehnologii pentru producția de mare viteză a pieselor și componentelor motoarelor de aeronave folosind metode heterofazice de metalurgie a pulberilor”.

Dacă numele institutului conține cuvântul „laser”, atunci putem presupune că laserul este o parte importantă a acestei tehnologii. Așa este. Pe piesa de prelucrat se aplică un jet de pulbere metalică și alte componente, iar un fascicul laser încălzește pulberea, ceea ce duce la sinterizare. Și tot așa de mai multe ori până când primești produsul dorit. Procesul amintește de creșterea strat cu strat a pieselor. Compoziția pulberii poate fi modificată în timpul producției și piese cu proprietăți diferite pot fi obținute în diferite părți.

Produsele astfel obtinute au rezistenta la nivelul otelului laminat la cald. În plus, nu necesită prelucrare suplimentară după fabricare. Dar acesta nu este principalul lucru! La metode existente Fabricarea pieselor de motoare cu reacție necesită mai multe operațiuni tehnologice, care pot dura până la trei mii de ore în cazul produselor complexe. Metodă nouă vă permite să reduceți timpul de producție de 15 ori!

Instalația în sine în care se întâmplă toate acestea, numită de dezvoltatori o mașină tehnologică, este o cameră mare etanșă cu metal, cu atmosferă controlată. Toate lucrările sunt efectuate de un robot, al cărui braț este echipat cu capete de pulverizare înlocuibile. Toate acestea au fost inventate la Institut. Institutul a dezvoltat un sistem de management pentru întreg acest proces.

Prima etapă a proiectului a fost finalizată anul trecut. Apoi au fost dezvoltate modele matematice transferul particulelor de pulbere pe suprafața produsului și încălzirea lor cu un fascicul laser. Dar asta nu înseamnă că lucrarea a început de la zero. Până atunci, angajații institutului au reușit să crească o pâlnie conică cu proprietățile specificate pe o instalație tehnologică pilot, care l-a convins pe Kuznetsov OJSC (o divizie a United Propulsion Corporation, Samara) să se alăture, finanțând jumătate din costul său. Consiliul științific și tehnic al Comisiei Militaro-Industriale a Federației Ruse a susținut și proiectul.

Proiectul trebuie finalizat până la sfârșit anul viitor, dar este deja finalizat înainte de termen. O mașină tehnologică este deja gata, iar cea de-a doua este în curs de instalare. În loc să dezvolte tehnologie pentru fabricarea unei piese, specialiștii din Sankt Petersburg au învățat să facă douăzeci! Acest lucru a devenit posibil nu numai datorită muncii asidue și entuziasmului participanților la proiect, ci și datorită interesului deosebit al United Propulsion Corporation de a trece rapid de la munca experimentală la uz industrial tehnologie nouă.

O altă parte importantă a lucrării este reproiectarea motoarelor și a pieselor acestora pentru dezvoltarea tehnologiei. Și asta s-a făcut. Angajații OJSC Kuznetsov au compilat deja toată documentația pentru producerea unui generator cu turbină cu gaz folosind această metodă și se pregătesc să primească echipamente pentru creșterea cu laser a produselor, instruind angajații să lucreze la acest echipament.

Putem spune cu siguranță că introducerea în masă a noii metode la întreprinderile producătoare de motoare este chiar după colț. Desigur, alte industrii interesate de astfel de tehnologii nu vor sta deoparte. Aceasta este, în primul rând, industria de rachete și spațială, precum și întreprinderile care produc centrale electrice pentru transport, nave și energie. Producătorii echipament medical interesat si de aceasta metoda.

Evgenii Radugin