Как разрабатываются реактивные двигатели самолетов? С чего начинается процесс? Каковы общие шаги раз
Аноним
07/09/25 Вск 16:59:25
№
1
Сначала всё упирается в массу ТС и ТТХ двигателя (есть несложные примерные формулы для всех типов горючки и всех видов рд\трд, которые можно подставлять и примерно получать готовый результат с примерной подъемной силой и прожорливостью, с теплокартой, исходя из которой можно уже выразить форму движка, турбины и примерные материалы), потом в аэродинамическую форму, потом в тип горючки.
Это все загоняется в КАД\КАМ и начинается моделирование, потом обсчет и попытки реального моделирования с корпусировкой. Если выходит на устойчивый результат и повторяемость, при полном и несложном\недорогом техпроцессе - начинается выпуск, всякая фигня с введением в строй и документации, обкатка, испытания режимов и ввод в эксплуатацию.
Наверно как-то так.
Объясните почему при работе реактивного движка газы выбрасываются строго в одну сторону? По идее, при сгорании газы должны течь в оба конца открытой трубы, и никакого движения не будет.
Как работает это колдунство что одна дырка строго вход, а другая - строго выход?
>почему при работе реактивного движка газы выбрасываются строго в одну сторону
Потому что используется спираль. При вращении спирали в трубе, она создает всасывание вещества с одной стороны, и выбрасывает вещество с другой стороны. Спираль используется для того, чтобы осуществить 3 постулат Ньютона.
>По идее, при сгорании газы должны течь в оба конца открытой трубы, и никакого движения не будет.
Лопасти спиральной турбины загоняют воздух под давлением в одну сторону, он не может уже выскочить, а то противодавление, что он создает лопастям устраняется диффузорами, которые создают сужения перед камерой сгорания топлива. И когда топливо замешивается и сгорает, образуются газы, которые тупо некуда выходить, кроме хода из камеры - лопасти компрессируют воздух, диффузор создает подобие ламинарности, и все это в закрученном канале. Вот и получается, что даже если обратное противодействие есть, оно в разы меньше, чем прямое истечение сжатой перегретой струи. На этой разнице и существует движение вперед, и создается тяга. Все турбины имеют область со смещенной в одну сторону геометрией, именно ей и задается движение в открытом или замкнутом объеме.
Спасибо за подробное объяснение.
Всё равно не понимаю как давление от лопаток, спираль, диффузоры оказываются сильнее давления газов. Там ведь за сотню атмосфер под набегает, и это как-то нужно уравновесить вентилятором.
У тебя в бензиновом или дизельном двигателе камера сгорания тоже создает до 8-15\20-36 атмосфер, и что? Тут принцип перекрытия просто другой и упор идет не в поршень, а в его подвид поверхности - лопасти. Принцип вообще одинаковый, просто поверхности не кривошипно ходят, а роторно крутятся и стороны отталкивания газами разные.
Тебя смущает то, что в камере сгорания турбины при подмешивании топлива сгоревшие газы не уходят в противоход? Так они могут, при соблюдении некоторых условий. Такой случай называется помпаж, но это не следствие противотока. Это причина срыва ламинарности струи и проблема с вибрацией лопаток. Лопатки же, как головки жесткого диска, должны плавать в воздухе.
Если брать по отдельности любой элемент турбины самолета, по там все очень просто, по-детски просто, и опирается на физику 7-8 класса, а в совокупности - модель имеет системную сложность и кажется очень сложной и, вообще, искусством прогресса. И сразу кажется, что там суперфизика. Тебя вот этот феномен и смущает, наверно. Разбери на детали и посмотри.
В бензиновом пихле - всё понятно, там сгорание смеси идёт в закрытом объёме (и под 10% мощи уходит что бы резко заткнуть дырки для впрыска смеси). А как это получается в реактивном пихле - я хз.
Наверное, стоит просто посмотреть видео где работа движка видна в динамике со всеми потоками, а не тебя вопросами доставать.
Впрыск топлива ещё - теперь мне и это не понятно. Примерно так чувствуется, что движок должен сжирать больше мощности на всю эту закупорку чем вырабатывать. Магия, короч.
>что движок должен сжирать больше мощности на всю эту закупорку чем вырабатывать
При сгорании невозобновляемых выделяется огромное количество энергии. Фактически турбину вращает энергия, выделившаяся при химической реакции.
>В бензиновом пихле - всё понятно, там сгорание смеси идёт в закрытом объёме (и под 10% мощи уходит что бы резко заткнуть дырки для впрыска смеси). А как это получается в реактивном пихле - я хз.
Точно также. В ДВС у тебя при всех тактах поджигается стехиометрическая смесь и раздвигает образованными газами пространство, через упирание в поршень, стенки цилиндра и закрытый клапан. А в реактивной турбине используется проточное пространство - первичные лопасти, что сжимают и направляют воздух отправляются или обтекают камеру сгорания (тупо - трубка в которую распыляется топливо, или пространство за компрессором с жаростойким и антидетонационным материалом), образованные газы расширяясь проходят дальше камеры сгорания и крутят уже основные лопатки турбины, которые выставлены под углом, как у вентилятора охлаждения ноутбука. Тем самым, газы и раскручивают турбину, и упираются в лопатки турбины, создавая момент отталкивания от этих газов. По сути, такой двигатель представляет собой ДВС и винтовые лопасти, которые при вращении роторным методом получают импульс к движению. Я же пишу, набери в гугле строение турбины и посмотри. Ты оцениваешь готовым изделием и тупишь. А если посмотреть на компоненты - там уровень 7-8 класса физики обычной школы.
>Наверное, стоит просто посмотреть видео где работа движка видна в динамике со всеми потоками, а не тебя вопросами доставать.
Да мне все равно делать нечего, могу и ответить, если тебя так интересует схема. Просто поищи разрыв-схему турбины и рассмотри ее. Вас всех почему-то смущает внешний входной контур турбины, вот эти лопатки компрессора на входе в тоннель турбины, а это просто компрессор, который сжимает воздух, истинная турбина дальше.
>Впрыск топлива ещё - теперь мне и это не понятно. Примерно так чувствуется, что движок должен сжирать больше мощности на всю эту закупорку чем вырабатывать
Топливо нужно для того, чтобы увеличить объем воздуха, проходящего через лопасти турбины. Вот ты взял 1000 литров воздуха и выпустил в него 9 литров керосина и получил, условно, 10000 литров перегретого воздуха. Грубо говоря, ты переводишь топливо в газы, из массы в объемные литры перегретого газа, и от этой образовавшейся смеси ты и отталкиваешься лопатками турбины, которые похожи на винты. При вращении эти винты отталкиваются от перегретой массы\объъема сгоревшего воздуха и создают подъемную силу. Так как турбина на оси горизонтальной сидит, импульс направлен на несущий корпус и подшипники, и передается всему кузову транспорта. Транспорт толкает вперед турбина, которая отталкивается от воздуха. Даже если не закачивать топливо, самолет получает неплохой импульс, и словно к нему вентиляторы подвесили может вполне двигаться. Вот как компьютерный вентилятор, который на 30 вольтах можно заставить парить над поверхностью стола, как экранопланчик или заставить двигаться вместе с прикрепленной к нему книгой. Но топливо нужно для того, чтобы турбина начала самоподдерживающее вращение газами и развивала максимальный кпд, который опирается на теплоемкость горючего и скорость истечения горячих газов.
Суть именно в том, что сжигая массу топлива, занимающего 1 объем с массой воздуха, занимающего 99 объемов, мы получаем 1000 объема, но уже газа, при той же самой остаточной массе. И от этой массы воздуха отталкиваемся, рубя ее лопастями. Чем выше скорость рубки этого объема, тем выше подъемная сила. Я не знаю, почему ты не улавливаешь принцип работы. Думаю, ты троллишь.
Принцип работы я улавливаю. Не понимаю (точнее не чувствую) почему газ из камеры сгорания не прёт в обе стороны. Это ведь очень мощное сжатие нужно обеспечить впереди. С другой стороны, это сжатие в компрессоре ведь работает на поступательное движение (т.к. проталкивает воздух в нужном направлении), а не тратится в никуда. Но всё равно, это ОЧЕНЬ напряжённая система должна быть, создать систему вентиляторов что бы уравновесить давление в камере сгорания - моё почтение.
А как производится запуск турбины? У неё на валу электростартер? В начале топливо добавляется по чуть-чуть, больше топлива увеличивает обороты компрессора и система само-уравновешивается только через регулировку объёма подаваемого топлива?
>А как производится запуск турбины?
В самолетах есть дополнительный пускач, типа ВСУ. В хвосте.
А его запускает блок аккумуляторов.
https://en.wikipedia.org/wiki/Auxiliary_power_unit
>>604695
>У неё на валу электростартер?
У ВСУ на турбинке генераторы и насос воздуха. Когда накачается воздух в емкости, ими можно раскрутить основные турбины. В военной гусеничной технике также и дизели запускают.
>>604695
>В начале топливо добавляется по чуть-чуть, больше топлива увеличивает обороты компрессора и система само-уравновешивается только через регулировку объёма подаваемого топлива?
Как только компрессор основной турбины сможет создавать необходимое давление воздуха при раскрутке, в него подается распыл горючки, она поджигается и создает много газов, газы сильнее раскручивают турбину, привод от ВСУ отключается, а в камеру сгорания подается уже нормально горючка, и турбина выходит на свой режим.
>только через регулировку объёма подаваемого топлива?
Ну, как я понимаю, есть еще механизмы изменения угла тех же лопастей, к примеру, или сужения выходного отверстия\изменения геометрии выхода. Так что, можно и топливом регулировать, и самим воздухом в системе. Просто это общие принципы, а не для всех турбин активных и реактивных возможно. Турбины самолета лайнера и самолета-истребителя наверно очень сильно отличаются по строению и возможностям.
Я же не спец, я просто как и ты интересуюсь.