Устройство реактивного самолета

Основная деталь реактивного самолета конечно же двигатель. Реактивный двигатель удивительное изобретение, на которое мы посмотрим в данной статье.

Принцип роботы реактивного двигателя

Современная авиация обязана своим успехом реактивному двигателю. Первоначально эта технология была разработана в конце 1930-х — начале 1940-х годов для использования в военных целях во время Второй мировой войны, но с тех пор она стала двигателем революции пассажирских самолетов. Есть много различных вариантов реактивного двигателя, но тот, который чаще всего используется в пассажирских самолетах, называется турбовентиляторным (потому что он содержит турбину и вентилятор). Приведенное ниже описание относится, в частности, к турбовентиляторным двигателям, но большая его часть применима в более общем плане. Так как же работают эти чудеса инженерной мысли? На самом простом уровне принцип работы реактивного двигателя можно свести к четырем словам: сосать, сжимать, бить, дуть. Давайте разберемся, что это значит.

Сосать (забор воздуха)

Когда вы смотрите на реактивный двигатель, первое, что вы обычно замечаете, это то, что передняя часть представляет собой гигантский многолопастный вентилятор, расположенный внутри так называемого воздухозаборника. Лопасти действуют точно так же, как лопасти пропеллера или настольного вентилятора, всасывая воздух и выталкивая его с другой стороны на высокой скорости. Однако у вентилятора в реактивном двигателе гораздо больше лопастей, чем у настольного вентилятора: часто их больше 20. Думайте о вентиляторе как о пропеллере на стероидах.

В большинстве современных реактивных двигателей только вентилятор может генерировать до 90% тяги или «толкающей силы» двигателя. Чтобы выяснить, откуда берутся остальные 10%, мы должны продолжать следить за воздухом в его путешествии.

Сжимать

Теперь мы оставляем позади технологию предпусковых двигателей. Как только вентилятор всасывает воздух, часть его не просто нагнетается вокруг двигателя, но направляется в так называемый компрессор. Внутри воздух проталкивается множеством вращающихся дисков с небольшими лопастями по трубке, которая становится все меньше и меньше. Это быстро сжимает воздух, делая его более плотным, горячим и взрывоопасным при добавлении топлива.

Бить

Для пироманов начинается самое интересное. Топливо добавляется к сжатому воздуху, образуя очень летучую смесь, для сгорания которой требуется простая искра. Это то, что происходит в камере сгорания, где смесь топлива и воздуха распыляется и воспламеняется, быстро расширяя воздух и создавая остальную тягу двигателя.

Дуть

Быстрое расширение воздуха во время горения создает огромное давление, которому необходимо найти выход. Выход из реактивного двигателя находится в конце другой трубы, заполненной вращающимися дисками, ощетинившимися лопастями, которые вращаются под действием расширяющегося газа. Эта часть известна как турбина. Оказавшись в конце турбины, газы покидают двигатель на высокой скорости, оказывая на двигатель силу в противоположном направлении. (В соответствии с третьим законом Ньютона: на каждое действие есть равное и противоположное противодействие.)

Гениальная часть современного реактивного двигателя состоит в том, что всасывающий вентилятор, компрессор, камера сгорания и турбина связаны одним валом, проходящим внутри двигателя. Таким образом, когда расширяющиеся газы вращают турбину сзади, это помогает вращать вентилятор спереди, что поддерживает процесс и создает большую тягу.

Очень много воздуха

Реактивные двигатели работают, в основном, за счет втягивания воздуха, большого количества воздуха, смешивания его с топливом и вытеснения образовавшихся газов назад с большой скоростью. Это приводит в движение двигатель вперед за счет реакции, а также прикрепленный к нему самолет.

Но современные реактивные двигатели работают не совсем так. Фактически, большая часть тяги, создаваемой современным реактивным двигателем, создается просто за счет одновременного очень быстрого перемещения невероятного объема воздуха. Полные 90% воздуха, поступающего в двигатели, проходят через них без смешивания с топливом и воспламенения. Лопасти вентилятора в передней части являются подчиненными по отношению к сердцевине двигателя, и благодаря этому ядру вентиляторы выполняют всю тяжелую работу.

На заре создания реактивных двигателей в самолетах использовался тип реактивного двигателя, который больше не предназначен для коммерческого использования: турбореактивный двигатель, в нем весь воздух, всасываемый в двигатель, проходит через его ядро. В наши дни в самолетах вместо этого используются турбовентиляторы, выталкивающие почти весь воздух, который они проглатывают, вокруг сердечника двигателя. Они тише и намного эффективнее турбореактивных двигателей.

Самые большие авиалайнеры, эксплуатируемые сегодня, имеют двигатели с чрезвычайно высокой степенью двухконтурности, где существует высокое соотношение между воздухом, ускоряемым через двигатель, минуя сердечник, и воздухом, поступающим в сердечник самого двигателя. Огромный диаметр этих двигателей, например, на Боингах 777, обусловлен необходимостью установки гигантского вентилятора спереди.

Также читайте: Устройство кабины самолета