Лекция №3. 27.02.08

§ 1.3. Классификация воздушно-реактивных двигателей.

Ниже приведена классификация двигателей, разрабатываемых и находящихся в эксплуатации. Большая часть ВРД относится к числу газотурбинных двигателей (ГТД). Последовательность расположения двигателей соответствует возрастанию скорости полета, для которой они оптимальны. Поэтому первым стоит турбовальный двигатель, предназначенный для вертолетов со скоростью полета 200-350 км/ч, а замыкает таблицу гиперзвуковой прямоточный двигатель (ГПВРД), который используется при скоростях полета, в 6-7 раз превышающих скорость звука.

Первые два типа ГТД являются двигателями непрямой реакции, третий тип – непрямой и прямой реакции, а все остальные – двигателями прямой реакции.

ГТД насчитывают пять поколения: первое поколение уже практически не применяется. В настоящее время ведутся разработки двигателей пятого поколения.

Каждое новое поколение двигателей отличается от предыдущего существенным улучшением характеристик, главным образом, таких как: экономичность и удельная масса. Это достигается за счет:

· повышения температуры газа перед турбиной,

· регулирования степени повышения давления,

· увеличения КПД элементов,

· применения новых прогрессивных материалов и технологий,

· перехода на более эффективные схемы двигателей и совершенствования их конструкции.

Наряду с улучшением основных относительных показателей двигателей характерным является непрерывный рост абсолютной тяги одного агрегата.

Наряду с ГТД всё чаще применяются бескомпрессорные воздушно-реактивные двигатели. БВРД проще по конструкции, имеют меньший удельный вес, обладают лучшей экономичностью, более высокой мощностью, имеют (при одинаковых массе и габаритных размерах) более значительную дальность полета. Но они имеют существенный недостаток: отсутствие стартовой тяги, поэтому они используются в качестве дополнительных двигателей к основным турбореактивным и ракетным двигателям.

§ 1.4. Прямоточные воздушно-реактивные двигатели.

Наиболее простым по схеме и устройству типом воздушно-реактивных двигателей, в котором вместе с тем ясно видны общие принципиальные особенности подобных двигателей, является прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД).

Любой реактивный двигатель должен выполнять две функции:

1) развивать работу за счет тепла, выделяющегося при сжигании топлива, и

2) использовать эту работу для разгона газов в двигателе.

При этом для преобразования тепла в работу рабочий процесс двигателя должен реализовывать термодинамический цикл с сообщением газам тепла при повышенном давлении и их последующим расширением. Необходимые для этого элементы устройства ПВРД для дозвуковых и примерное изменение по тракту двигателя основных параметров потока – скорости с, давления р и температуры Т – показаны на рисунке.