Текущее время: 29 дек 2011, 11:53

Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]




 Страница 1 из 1 [ 1 сообщение ] 
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Рубрика "Как это работает" от Макса Шеина
СообщениеДобавлено: 05 мар 2011, 22:38 
Администратор
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 18 фев 2011, 15:02
Сообщений: 144
Откуда: St.Petersburg
В этой рубрике один из наших коллег, имеющий непосредственное отношение к реальной авиации, Максим Шеин расскажет много всего интересного о том, как работают различные системы самолёта и не только. Все вопросы по системам также можно оставлять здесь. Предоставляю слово Максу:

Лекция 1. ТРДД и Помпаж.
"Уважаемые господа! Сегодня мы рассмотрим принцип работы двухконтурного турбореактивного авиационного двигателя. Именно двигателя, а не мотора, как иногда можно услышать.
Принцип работы очень прост. Гораздо проще, чем автомобильного мотора, однако, при этом авиационный двигатель более выносливый и его КПД (коэффициент полезного действия) значительно выше.

Итак, на рисунке №1 показана схема двигателя. На рисунке №2 авиадвигатель в разрезе.
Изображение

При запуске двигателя первое, что начинает работать – это компрессор, а именно 16-18 рядов лопаток (в зависимости от двигателя), 8-9 рядов вращаются, а остальные 8-9 рядов статичны и закреплены, скажем, на внешнем контуре компрессора. При этом выход из компрессора гораздо уже чем вход. Благодаря этому создаётся давление, нагнетание воздуха в камеру, сгорание. Обычно это кольцевые камеры сгорания. В тот момент, когда начинается нагнетание воздуха в камеру сгорания, в неё же через форсунки подаётся топливо и искра. И тут получается фокус: топливо под давлением воспламеняется и, естественно, кто знает физику - понимает, что в таких условиях, когда температура достигает от 600 до 2200 градусов по Цельсию, появляется тяга, в результате высокого давления, температуры и сужения выхода. За камерой сгорания расположена турбина высокого давления, которая связана валом высокого давления с компрессором. Скорость вращения увеличивается тем самым увеличивая давление и нагнетание воздуха в камеру сгорания. "А как же воздух поступает в компрессор?", - спросите вы. Очень просто. За турбиной высокого давления, которая, в связи с "ужасными" условиями работы, выращивается из монокристала, находится турбина низкого давления, или, как мы ещё её называем, свободная турбина. Она связана валом низкого давления с компрессором низкого давления и вентилятором благодаря которым в компрессор подается воздух. Чем больше тяга и подача топлива - тем быстрее обороты движка. Ну, а компрессор на первичной стадии разгоняет стартер.

Напоминаю, что в данный момент мы рассматриваем двухконтурный движок. Это значит, что у него два контура: первый контур - проход воздуха от вентилятора до сопла и выход из него, второй контур вы можете наблюдать сразу после вентилятора. Так как рассматриваемый движок без смесителя двух контуров, второй контур оканчивается в районе турбин низкого давления. Это нужно, чтобы при соприкасании нагнетённого холодного воздуха и горячей струи из сопла увеличивалась тяга. В данный момент на судах ГА, ВТА и судах военного назначения, прототипы которых являются из ГА и ВТА, есть возможность использования двухконтурного турбореактивного двигателя. В истребительной авиации двигатели такого же принципа действия, но одноконтурные. В винтовой и турбовинтовой авиации, используется такой же принцип одноконтурного двигателя, однако, через редуктор подаются обороты на винт. Всё очень просто и надёжно.

Далее на рисунках №3 и №4 мы можем наблюдать результат распространенного, особенно с двигателями производства СНГ, явления. Господа, это помпаж.

Помпа́ж (фр. pompage) — срывной режим работы авиационного турбореактивного двигателя, нарушение газодинамической устойчивости его работы, сопровождающееся хлопками в воздухозаборнике из-за противотока газов, дымлением выхлопа двигателя, резким падением тяги и мощной вибрацией, которая способна разрушить двигатель. Воздушный поток, обтекающий лопатки рабочего колеса, резко меняет направление, и внутри турбины возникают турбулентные завихрения, а давление на входе компрессора становится равным или бо́льшим, чем на его выходе.

В зависимости от типа компрессора, помпаж может возникать вследствие мощных срывов потоков воздуха с передних кромок лопаток рабочего колеса и лопаточного диффузора или же срыва потока с лопаток рабочего колеса и спрямляющего аппарата.

Основным способом борьбы с помпажем является применение нескольких соосных валов в двигателе, вращающихся независимо друг от друга с различными скоростями вращения. Каждый из валов несет часть компрессора и часть турбины. Первая, от воздухозаборника, часть компрессора (так называемый, компрессор низкого давления) соединяется с последней частью турбины (турбина низкого давления). Современные двигатели имеют в среднем около трёх валов. Валы более высокого давления вращаются с более высокими скоростями. Кроме этого, для предупреждения помпажа в авиационных реактивных двигателях предусматривают поворотные лопатки спрямляющего аппарата компрессора (характерно для двигателей КБ А. М. Люльки) и перепускные воздушные клапаны, которые сбрасывают избыточное давление на промежуточных ступенях компрессора двигателя.

Работа двигателя в режиме помпажа быстро приводит к его разрушению из-за недопустимого повышения температуры газов перед турбиной и потери прочности ее лопаток. Поэтому при его возникновении двигатель должен быть переведен в режим «малый газ», на котором помпаж исчезнет сам собой, или отключен. Рост температуры газов может достигать нескольких сот градусов в секунду, и время принятия решения экипажем ограничено. На современных двигателях предусмотрена противопомпажная автоматика, обеспечивающая автоматическое устранение помпажа путем обнаружения помпажных явлений через измерение давления и пульсаций давления на разных участках газовоздушного тракта; кратковременного (на доли секунды) снижения или прерывания подачи топлива, открытия перепускных заслонок и клапанов, включения аппаратуры зажигания двигателя, восстановления подачи топлива и восстановления режима работы двигателя. Устанавливается сигнализация на приборных досках экипажа и производится запись в бортовых регистраторах параметров полета.

Говоря совсем уж простыми словами попадание в двигатель посторонних предметов, например, камня, птицы, багажа из предыдущего взлетающего самолёта или опоздавшего пассажира приводит к тому, что нарушается целостность системы подачи и нагнетания воздуха. К примеру повреждается передний ряд лопаток в компрессоре, давление на выходе из компрессора прорывается вперёд, так как нагнетания воздуха в компрессор не происходит. При этом происходит "БУМ!" больше напоминающий "ПУУУУуууууууу" и всё: иди собирай по ВПП лопатки или вытаскивай из крыла, фюзеляжа и т.д.

На этом всё. Сегодня лекция окончена. Теперь Вы знаете из за чего появляется скорость у самолёта. Но летает он по другой причине, о которой я расскажу вам в следующий раз".



_________________
Друг Руслана

Изображение Изображение Изображение Изображение
Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
Показать сообщения за:  Сортировать по:  
 Страница 1 из 1 [ 1 сообщение ] 

Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]


Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Перейти: