Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Принципиальная схема, показывающая работу упрощенного турбовального двигателя. Золотник компрессора показан зеленым, а золотник свободного / силового - фиолетовым.
Часть серии по
Двигательная установка самолета
Вал двигателя :
приводные гребные винты , роторы , канальные вентиляторы или винтовентиляторов
Двигатели реакции

Газотурбинный двигатель представляет собой вид газовой турбины , который оптимизирован для получения на валу , а не реактивной тяги . Концептуально турбовальные двигатели очень похожи на турбореактивные с дополнительным расширением турбины для извлечения тепловой энергии из выхлопных газов и преобразования ее в мощность на выходном валу. Они даже больше похожи на турбовинтовые , с небольшими отличиями, и один двигатель часто продается в обеих формах.

Турбовальные двигатели обычно используются в приложениях, где требуется стабильно высокая выходная мощность, высокая надежность, небольшие размеры и легкий вес. К ним относятся вертолеты , вспомогательные силовые установки , лодки и корабли , танки , суда на воздушной подушке и стационарное оборудование.

Обзор [ править ]

Турбовальный двигатель может состоять из двух основных узлов: «газогенератора» и «силовой части». Газогенератор состоит из компрессора , камер сгорания с воспламенителями и топливными форсунками , а также одной или нескольких ступеней турбины . Силовая часть состоит из дополнительных ступеней турбин, редуктора и выходного вала. Газогенератор создает горячие расширяющиеся газы для привода силовой части. В зависимости от конструкции агрегаты двигателя могут приводиться в движение газогенератором или силовой частью.

В большинстве конструкций газогенератор и силовая часть механически разделены, поэтому каждая из них может вращаться с разной скоростью, соответствующей условиям, называемой « турбиной свободной мощности ». Турбина со свободным приводом может быть чрезвычайно полезной конструктивной особенностью для транспортных средств, поскольку она позволяет отказаться от веса и стоимости сложных трансмиссий и сцеплений с несколькими передаточными числами .

Необычным примером принципа турбовального двигателя является турбовентиляторный двигатель Pratt & Whitney F135 -PW-600 для STOVL F-35B - в обычном режиме он работает как турбовентилятор, но при включении LiftFan частично переключается в режим турбовального двигателя, чтобы отправить 29000 мощность вперед через вал [1] и частично в режим ТРДД для продолжения передачи тяги на вентилятор главного двигателя и заднее сопло.

На больших вертолетах используются два или три турбовальных двигателя. В Ми-26 использует два Лотарев D-136 по 11400 л.с. каждый, [2] в то время как Сикорский CH-53E Супер жеребец использует три General Electric T64 по 4380 л.с. каждый. [3]

Газовая турбина Austin 250 л.с., секционная

История [ править ]

Первый газотурбинный двигатель, предназначенный для боевой бронированной машины, GT 101, основанный на турбореактивном двигателе BMW 003 , был испытан на танке Panther в середине 1944 года. [4] Первый турбовальный двигатель для винтокрылых машин был построен французской моторной фирмой Turbomeca во главе с основателем Джозефом Шидловски . В 1948 году они построили первый турбинный двигатель французской разработки - 100-сильный 782. Первоначально задумывался как вспомогательная силовая установка.Вскоре он был адаптирован для двигателей самолетов и нашел свою нишу в качестве силовой установки для вертолетов с турбонаддувом в 1950-х годах. В 1950 году эта работа была использована для разработки более крупного 280-сильного Artouste , который широко использовался на Aérospatiale Alouette II и других вертолетах. [5] Это произошло после экспериментальной установки турбовального двигателя Boeing T50 на примере синхронизатора Kaman K-225 11 декабря 1951 года как первого в мире вертолета с турбовальным двигателем любого типа, который летал. [6] Т-80 танк, который был введен в эксплуатацию с советской армией в 1976 году, был первый резервуар с использованием газовой турбины в качестве основного двигателя. С 1980 г.Армия США эксплуатирует танк M1 Abrams . В этом танке, спроектированном и построенном в конце 1970-х годов, используется газотурбинный двигатель по сравнению с большинством танков, в которых используются поршневые дизели. В двигателе значительно меньше деталей, он очень надежен механически, производит пониженный внешний шум и работает практически на любом топливе: бензине (бензине), дизельном топливе , авиационном топливе. Точно так же шведский Stridsvagn 103 был первым танком, в котором использовалась газовая турбина, в данном случае в качестве вторичного мощного «спринтерского» двигателя для увеличения производительности первичного поршневого двигателя.

См. Также [ править ]

  • Реактивный двигатель
  • Характеристики реактивного двигателя
  • MTT Turbine SUPERBIKE , супербайк с турбовальным двигателем
  • Турбинно-электрическая трансмиссия
  • Турбовентиляторный
  • Турбореактивный

Ссылки [ править ]

  1. ^ Уорик, Грэм. « F-35B - Вызовы STOVL, заархивированные 13 апреля 2014 г. на Wayback Machine » Неделя авиации и космических технологий , 9 декабря 2011 г. Дата обращения : 10 апреля 2014 г.
  2. ^ " Ми-26 HALO " fas.org , 21 сентября 1999 г. Проверено: 10 апреля 2014 г.
  3. ^ " О GE T64 " BGA-aeroweb , 17 мая 2012 г. Проверено: 10 апреля 2014 г.
  4. Перейти ↑ Kay, Antony, German Jet Engine and Gas Turbine Development 1930-1945 , Airlife Publishing, 2002
  5. ^ "1955: SE3130, вертолет alouette, turbomeca - Eurocopter, компания EADS" . 2015-12-22. Архивировано из оригинала на 2015-12-22 . Проверено 2 ноября 2019 .
  6. ^ "Смитсоновский национальный музей авиации и космонавтики - Kaman K-225" . http://airandspace.si.edu . NASM . Проверено 14 января 2015 года . Внешняя ссылка в |website=( помощь )

Внешние ссылки [ править ]

  • Викиучебники: Реактивные двигатели