Общие сведения о двигателях.

Тема №9, занятие 1

Лист регистрации изменений

«Общая характеристика силовой установки самолета

МиГ-29»

Цель занятия: изучить общую характеристику силовой установки самолета МиГ-29 и принцип действия турбореактивного двухконтурного двигателя.

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Общие сведения о двигателях.

2. Компоновочная схема силовой установки самолета МиГ-29 с двигателем РД 33.

3. Принцип действия ТРД. Особенности работы турбореактивного двухконтурного дви­-
гателя.

4. Основные эксплуатационные параметры силовой установки.

5. Режимы работы двигателя и их общая характеристика.

Боевой летательный аппарат- это сложный авиационный комплекс, важнейшей ча­стью которого является двигатель. Его параметры во многом определяют возможности достижения больших скоростей, высот и дальности полета летательных аппаратов. По­этому все крупные достижения в области авиации были связаны с успехами в авиадвига-телестроении.

В современной авиации применяется много типов авиационных двигателей. Это объ­ясняется разнообразием ЛА и тем, что каждый тип ЛА предъявляет к двигателю свои специфические требования.

Классификация воздушно-реактивных двигателей (ВРД) схематически представлена на кодослайде 1.

Воздушно-реактивные двигатели, как видно, подразделяются на бескомпрессорные

ВРД и газотурбинные ВРД, называемые также ГТД.

В настоящее время основным типом двигателей, используемых в авиации, являются газотурбинные двигатели.

Первая схема ГТД была разработана в 1909 году русским инженером Н. Герасимовым,

но эта схема лишь отдаленно напоминала существующие нынче двигатели. Схема ГТД, близкая-к современной, была предложена советским ученым В.И. Базаровым в 1924 году, а ее теоретическое обоснование разработано создателем современной теории воздушно-реактивных двигателей академиком Б.С.Стечкиным в 1929 году.

ГТД начали применяться в авиации в конце Великой Отечественной войны. За сравни­тельно короткий период поршневые двигатели были совершенно вытеснены из скорост­ной авиации и заменены газотурбинными, которые во многих отношениях оказались бо­лее совершенными. В ГТД можно было получить весьма большую тягу при меньшей мас­се, а поперечные габаритные размеры, отнесенные к тяге, оказались во много раз мень­шими, чем у поршневых двигателей. Установка ГТД на самолете позволила резко повы­сить скорость полета: уже первые самолеты с ГТД достигали скорости около 950 км/ч, в то время как максимальная скорость самолетов со специальными гоночными форсиро­ванными поршневыми двигателями достигала только 760 км/ч.

ГТД по принципу создания силы тяги можно разделить на две основные группы:

ГТД прямой и ГТД непрямой реакции.

Нефорсированными ГТД прямой реакции на схеме являются турбореактивные (ТРД), двухконтурные с раздельными контурами (ТРДД) и двухконтурные со смешением потоков (ТРДД см) двигатели. Те же двигатели с форсажной камерой сгорания обозначены на схеме ТРДФ, ТРДДФ, ТРДДФ см.

К числу ГТД непрямой реакции относятся турбовинтовые (ТВД), турбовальные (ТваД) и турбовинтовентиляторные (ТВВД) двигатели.

Бескомпрессорные ВРД подразделяются на дозвуковые прямоточные ВРД (ПВРД), сверхзвуковые прямоточные ВРД (СПВРД) и гиперзвуковые прямоточные ВРД (ГПВРД).

На кодослайде 2 показаны области применения ВРД основных типов. Как видно, от диапазона изменения Мн и Н зависит применяемый тип двигателя. Турбовальные двига­тели обеспечивают диапазон малых значений Мн и Н, характерных для вертолетов. При более высоких дозвуковых скоростях полета (до Мн≈0,7) становится выгодным переход к ТВД, а при еше больших Мн (до Мн≈0.8) - к ТВВД. Наиболее высокие дозвуковые скоро­сти полета (до Мн≈0,85...0,9) обеспечиваются ТРДД. При сверхзвуковых скоростях и больших высотах полета находят применение высокотемпературные нефорсированные ТРД, а также ТРДДФ см и ТРДФ. Они обеспечивают скорости полета до Мн≈3,0.

При еще более высоких Мн и Н становится выгодным применение прямоточных дви­гателей (ПВРД, СПВРД, ГПВРД).