Motoarele de avioane cu reacție în a doua jumătate a secolului al XX-lea au deschis noi posibilități în aviație: zboruri cu viteze care depășesc viteza sunetului, crearea de aeronave cu sarcini utile mari și au făcut posibile călătoriile în masă pe distanțe lungi. Motorul turboreactor este considerat pe drept unul dintre cele mai importante mecanisme ale secolului trecut, în ciuda principiului său simplu de funcționare.

Poveste

Primul avion al fraților Wright, care a decolat singur în 1903, era propulsat de un motor cu combustie internă cu piston. Și timp de patruzeci de ani, acest tip de motor a rămas principalul în construcția de avioane. Dar în timpul celui de-al Doilea Război Mondial, a devenit clar că aviația tradițională cu elice cu piston și-a atins limita tehnologică - atât în ​​putere, cât și în viteză. O alternativă a fost motorul cu aer respirator.

Ideea de a folosi propulsia cu reacție pentru a depăși gravitația a fost adusă pentru prima dată la fezabilitate practică de Konstantin Tsiolkovsky. În 1903, când frații Wright și-au lansat primul avion, Flyer 1, omul de știință rus și-a publicat lucrarea „Explorarea spațiilor mondiale cu instrumente cu reacție”, în care a dezvoltat bazele teoriei propulsiei cu reacție. Un articol publicat în Scientific Review i-a stabilit reputația de visător și nu a fost luat în serios. Lui Tsiolkovsky i-au trebuit ani de muncă și o schimbare în sistemul politic pentru a dovedi că are dreptate.

Avion cu reacție Su-11 cu motoare TR-1, dezvoltat de Lyulka Design Bureau

Cu toate acestea, o țară complet diferită a fost destinată să devină locul de naștere al motorului turborreactor în serie - Germania. Crearea unui motor turborreactor la sfârșitul anilor 1930 a fost un hobby deosebit al companiilor germane. Aproape toate mărcile cunoscute în prezent și-au pus amprenta în acest domeniu: Heinkel, BMW, Daimler-Benz și chiar Porsche. Principalii lauri i-au revenit companiei Junkers și primului său motor turborreactor în serie 109-004, instalat pe primul avion cu turboreacție din lume Me 262.

În ciuda începutului incredibil de succes în aviația cu reacție de prima generație, soluțiile germane nu au fost dezvoltate în continuare nicăieri în lume, inclusiv în Uniunea Sovietică.

În URSS, dezvoltarea motoarelor cu turboreacție a fost realizată cu cel mai mare succes de legendarul designer de avioane Arkhip Lyulka. În aprilie 1940, el și-a patentat propriul design pentru un motor cu turboreacție bypass, care mai târziu a câștigat recunoaștere în întreaga lume. Arkhip Lyulka nu a găsit sprijin din partea conducerii țării. Odată cu începutul războiului, i s-a oferit în general să treacă la motoarele de tancuri. Și numai când nemții aveau avioane cu motoare cu turboreacție, Lyulka a primit ordin să reia de urgență lucrările la motorul intern TR-1 turborreactor.

Deja în februarie 1947, motorul a trecut de primele teste, iar pe 28 mai, aeronava cu reacție Su-11 a efectuat primul zbor cu primele motoare interne TR-1, dezvoltate de Biroul de Proiectare A.M. Lyulka, acum o filială a Asociației Ufa Engine-Building Production, parte a United Engine-Building Corporation (UEC).

Principiul de funcționare

Un motor cu turboreacție (TRE) funcționează pe principiul unui motor termic convențional. Fără să pătrundem în legile termodinamicii, un motor termic poate fi definit ca o mașină pentru transformarea energiei în lucru mecanic. Această energie este deținută de așa-numitul fluid de lucru - gaz sau abur folosit în interiorul mașinii. Când este comprimat într-o mașină, fluidul de lucru primește energie și, odată cu expansiunea sa ulterioară, avem un lucru mecanic util.

Este clar că munca cheltuită la comprimarea gazului ar trebui să fie întotdeauna mai mică decât munca pe care o poate face gazul în timpul expansiunii. În caz contrar, nu vor exista „produse” utile. Prin urmare, gazul trebuie de asemenea încălzit înainte sau în timpul expansiunii și răcit înainte de comprimare. Ca urmare, din cauza preîncălzirii, energia de expansiune va crește semnificativ și va apărea un surplus, care poate fi folosit pentru a obține cantitatea necesară. munca mecanica. Acesta este de fapt întregul principiu de funcționare al unui turboreactor.

Astfel, orice motor termic trebuie să aibă un dispozitiv de compresie, un încălzitor, un dispozitiv de expansiune și răcire. Un turboreactor are toate acestea, respectiv: un compresor, o cameră de ardere, o turbină, iar atmosfera acționează ca un frigider.

Apoi, aerul intră în camera de ardere, unde este încălzit și amestecat cu produse de ardere (kerosen). Camera de ardere înconjoară rotorul motorului după compresor cu un inel continuu, sau sub formă de țevi separate, care se numesc tuburi de flacără. Kerosenul de aviație este furnizat tuburilor de flacără prin duze speciale.

Din camera de ardere, fluidul de lucru încălzit intră în turbină. Este asemănător cu un compresor, dar funcționează în direcția opusă, ca să spunem așa. Este rotit cu gaz fierbinte conform aceluiași principiu în care aerul învârte o elice de jucărie pentru copii. Turbina are câteva trepte, de obicei de la una la trei sau patru. Aceasta este cea mai încărcată unitate din motor. Un motor turboreactor are o viteză de rotație foarte mare - până la 30 de mii de rotații pe minut. Lanterna din camera de ardere atinge o temperatură de 1100 până la 1500 de grade Celsius. Aerul de aici se extinde, conducând turbina și oferindu-i o parte din energia sa.

După turbină există o duză cu jet, în care fluidul de lucru accelerează și curge cu o viteză mai mare decât viteza fluxului care se apropie, ceea ce creează împingerea jetului.

Generații de motoare cu turboreacție

În ciuda faptului că, în principiu, nu există o clasificare exactă a generațiilor de motoare turborreactor, principalele tipuri pot fi descrise în termeni generali în funcție de diverse etape dezvoltarea constructiei motoarelor.

Motoarele de prima generație includ motoare germane și engleze din cel de-al Doilea Război Mondial, precum și VK-1 sovietic, care a fost instalat pe celebrul avion de luptă MIG-15, precum și pe aeronavele IL-28 și TU-14.

Luptător MIG-15

Motoarele cu turboreacție din a doua generație se disting prin posibila prezență a unui compresor axial, a unui post-ardere și a unei admisii de aer reglabile. Printre exemplele sovietice se numără motorul R-11F2S-300 pentru aeronava MiG-21.

Motoarele din a treia generație se caracterizează printr-un raport de compresie crescut, care a fost realizat prin creșterea treptelor compresorului și turbinelor și apariția tehnologiei cu dublu circuit. Din punct de vedere tehnic, acestea sunt cele mai complexe motoare.

Apariția de noi materiale care pot crește semnificativ temperaturile de funcționare a dus la crearea motoarelor de generația a patra. Printre aceste motoare se numără AL-31 autohton dezvoltat de UEC pentru avionul de luptă Su-27.

Astăzi, fabrica Ufa UEC începe producția de motoare de a cincea generație de avioane. Noile unități vor fi instalate pe avionul de luptă T-50 (PAK FA), care îl înlocuiește pe Su-27. Noua centrală electrică de pe T-50 cu putere crescută va face aeronava și mai manevrabilă și, cel mai important, se va deschide nouă erăîn industria aeronautică autohtonă.

ATENŢIE! Format de știri învechit. Pot apărea probleme cu afișarea corectă a conținutului.

Motor turboreactor

Aeronave timpurii cu motoare cu reacție: Me.262 și Yak-15

Idei de creație motor termic, care include motorul cu reacție, sunt cunoscute omului din cele mai vechi timpuri. Astfel, în tratatul lui Heron din Alexandria intitulat „Pneumatică” există o descriere a lui Aeolipil - mingea „Aeolus”. Acest design nu era altceva decât o turbină cu abur, în care aburul era furnizat prin tuburi într-o sferă de bronz și, scăpând din ea, învârtea această sferă. Cel mai probabil, dispozitivul a fost folosit pentru divertisment.

Nici marele Leonardo nu a ignorat ideea, intenționând să folosească aerul cald furnizat lamelor pentru a roti un scuipat pentru prăjit.

Ideea unui motor cu turbină cu gaz a fost propusă pentru prima dată în 1791 de către inventatorul englez J. Barber: designul său de motor cu turbină cu gaz era echipat cu un generator de gaz, un compresor cu piston, o cameră de ardere și o turbină cu gaz.

A folosit un motor termic și A.F. ca centrală electrică pentru aeronava sa, dezvoltată în 1878. Mozhaisky: două motoare cu abur au condus elicele mașinii. Din cauza eficienței scăzute, efectul dorit nu a putut fi atins.

Un alt inginer rus - P.D. Kuzminsky - în 1892, a dezvoltat ideea unui motor cu turbină cu gaz în care combustibilul ardea la presiune constantă. După ce a început proiectul în 1900, a decis să instaleze un motor cu turbină cu gaz cu o turbină cu gaz în mai multe etape pe o barcă mică. Cu toate acestea, moartea designerului l-a împiedicat să termine ceea ce a început.

Au început să creeze un motor cu reacție mai intens abia în secolul al XX-lea: mai întâi teoretic și câțiva ani mai târziu - practic.

În 1903, în lucrarea „Explorarea spațiilor mondiale cu instrumente reactive” K.E. Tsiolkovsky a dezvoltat bazele teoretice ale lichidului motoare rachete(LPRE) cu o descriere a elementelor principale ale unui motor cu reacție care utilizează combustibil lichid.

Ideea creării unui motor de respirație a aerului (WRE) îi aparține lui R. Lorin, care a brevetat proiectul în 1908. Când a încercat să creeze un motor, după ce desenele dispozitivului au fost făcute publice în 1913, inventatorul a eșuat: viteza necesară pentru funcționarea motorului cu reacție nu a fost niciodată atinsă.

Încercările de a crea motoare cu turbină cu gaz au continuat în continuare. Așadar, în 1906, inginerul rus V.V. Karavodin a dezvoltat și, doi ani mai târziu, a construit un motor cu turbină cu gaz fără compresor, cu patru camere de ardere intermitente și o turbină cu gaz. Cu toate acestea, puterea dezvoltată de dispozitiv, chiar și la 10.000 rpm, nu a depășit 1,2 kW (1,6 CP).

Motorul cu turbină cu gaz cu ardere intermitentă a fost creat și de designerul german H. Holwarth. După ce a construit un motor cu turbină cu gaz în 1908, până în 1933, după mulți ani de muncă pentru a-l îmbunătăți, a adus randamentul motorului la 24%. Cu toate acestea, ideea nu și-a găsit o utilizare pe scară largă.

Ideea unui motor turborreactor a fost exprimată în 1909 de inginerul rus N.V. Gerasimov, care a primit un brevet pentru un motor cu turbină cu gaz pentru crearea propulsiei jetului. Lucrările la implementarea acestei idei nu s-au oprit în Rusia și ulterior: în 1913 M.N. Nikolskoy proiectează un motor cu turbină cu gaz cu o putere de 120 kW (160 CP) cu o turbină cu gaz în trei trepte; în 1923 V.I. Oferă Bazarov diagramă schematică motor cu turbină cu gaz, similar ca design cu motoarele moderne cu turbopropulsor; în 1930 V.V. Uvarov împreună cu N.R. Briling proiectează și în 1936 implementează un motor cu turbină cu gaz cu compresor centrifugal.

O contribuție uriașă la crearea teoriei motorului cu reacție a fost adusă de munca oamenilor de știință ruși S.S. Nejdanovski, I.V. Meshchersky, N.E. Jukovski. Omul de știință francez R. Hainault-Peltry, omul de știință german G. Oberth. Crearea unui motor care respira aer a fost influențată și de munca celebrului om de știință sovietic B.S. Stechkin, care și-a publicat lucrarea „Theory of an Air-Jet Engine” în 1929.

Lucrările la crearea unui motor cu reacție lichid nu s-au oprit: în 1926, omul de știință american R. Goddard a lansat o rachetă folosind combustibil lichid. Lucrări pe această temă au avut loc și în Uniunea Sovietică: din 1929 până în 1933 V.P. Glushko a dezvoltat și testat un motor cu reacție electrotermic la Laboratorul de dinamică a gazelor. În această perioadă, a creat și primele motoare autohtone cu reacție lichidă - ORM, ORM-1, ORM-2.

Cea mai mare contribuție la implementarea practică a motorului cu reacție a fost adusă de designeri și oameni de știință germani. Având sprijin și finanțare din partea statului, care spera să obțină astfel superioritate tehnică în războiul care urma, corpul de ingineri al celui de-al III-lea Reich cu maximă eficiență și timp scurt a abordat crearea unor sisteme de luptă bazate pe ideile de propulsie cu reacţie.

Concentrând atenția asupra componentei de aviație, putem spune că deja pe 27 august 1939, pilotul de testare Heinkel, căpitanul E. Warsitz, a decolat He.178 - un avion cu reacție, ale cărui dezvoltări tehnologice au fost ulterior utilizate la crearea. de Heinkel He.280 şi Messerschmitt Me.262 Schwalbe.

Motorul Heinkel Strahltriebwerke HeS 3 instalat pe Heinkel He.178, proiectat de H.-I. von Ohaina, deși nu avea putere mare, a reușit să deschidă era zborurilor cu reacție ale aeronavelor militare. Atins de He.178 viteza maxima la 700 km/h folosind un motor a cărui putere nu a depășit volumul spițelor de 500 kgf. Se așteaptă posibilități nelimitate, care au privat motoarele cu piston de un viitor.

O serie întreagă de motoare cu reacție create în Germania, de exemplu, Jumo-004 fabricat de Junkers, i-au permis să aibă avioane de luptă și bombardiere în serie la sfârșitul celui de-al Doilea Război Mondial, înaintea altor țări în această direcție cu câțiva ani. După înfrângerea celui de-al Treilea Reich, tehnologia germană a fost cea care a dat impuls dezvoltării avioanelor cu reacție în multe țări din întreaga lume.

Singura țară care a reușit să răspundă provocării germane a fost Marea Britanie: motorul Rolls-Royce Derwent 8 turborreactor creat de F. Whittle a fost instalat pe avionul de luptă Gloster Meteor.

Trofeul Jumo 004

Primul motor turbopropulsor din lume a fost motorul maghiar Jendrassik Cs-1, proiectat de D. Jendrasik, care l-a construit în 1937 la uzina Ganz din Budapesta. În ciuda problemelor apărute în timpul implementării, motorul trebuia instalat pe aeronava de atac maghiară bimotor Varga RMI-1 X/H, special concepută în acest scop de designerul de aeronave L. Vargo. Cu toate acestea, specialiștii maghiari nu au putut finaliza munca - întreprinderea a fost redirecționată către producția de motoare germane Daimler-Benz DB 605, selectate pentru instalare pe Messerschmitt Me.210 ungur.

Înainte de începerea războiului, munca a continuat în URSS pentru a crea tipuri variate motoare cu reactie. Așadar, în 1939, a fost testată o rachetă, propulsată de motoare ramjet proiectate de I.A. Merkulova.

În același an, au început lucrările la Uzina Kirov din Leningrad la construcția primului turborreactor intern proiectat de A.M. Leagăne. Cu toate acestea, izbucnirea războiului a oprit lucrările experimentale la motor, direcționând toată puterea de producție către nevoile frontului.

Adevărata eră a motoarelor cu reacție a început după sfârșitul celui de-al Doilea Război Mondial, când într-o perioadă scurtă de timp a fost cucerită nu numai bariera sunetului, ci și gravitația, ceea ce a făcut posibilă ducerea umanității în spațiul cosmic.

Într-un motor cu reacție, forța necesară propulsiei este creată prin conversia energiei inițiale în energia cinetică a fluidului de lucru. Ca urmare a scurgerii fluidului de lucru din duza motorului, se generează o forță reactivă sub formă de recul (jet). Recul mișcă motorul și aparatul conectat structural la acesta în spațiu. Mișcarea are loc în direcția opusă curgerii jetului. Poate fi transformat în energie cinetică a curentului cu jet tipuri diferite energii: chimice, nucleare, electrice, solare. Un motor cu reacție asigură propria propulsie fără participarea mecanismelor intermediare.

Pentru a crea tracțiune cu jet, aveți nevoie de o sursă de energie inițială, care este convertită în energia cinetică a curentului cu jet, un fluid de lucru ejectat din motor sub forma unui curent cu jet și motorul cu reacție în sine, care transformă primul tip de energie în al doilea.

Partea principală a unui motor cu reacție este camera de ardere, în care este creat fluidul de lucru.

Toate motoarele cu reacție sunt împărțite în două clase principale, în funcție de ceea ce este utilizat în funcționarea lor mediu inconjurator sau nu.

Prima clasă este motoarele cu reacție de aer (WRD). Toate sunt termice, în care fluidul de lucru se formează în timpul reacției de oxidare a unei substanțe inflamabile cu oxigenul din aerul înconjurător. Cea mai mare parte a fluidului de lucru este aerul atmosferic.

Într-un motor rachetă, toate componentele fluidului de lucru sunt amplasate la bordul aparatului echipat cu acesta.

Există, de asemenea, motoare combinate care combină ambele tipuri de mai sus.

Propulsiunea cu reacție a fost folosită pentru prima dată în bila lui Heron, un prototip al unei turbine cu abur. Motoare cu reactie combustibilul solid a apărut în China în secolul al X-lea. n. e. Astfel de rachete au fost folosite în Est, apoi în Europa pentru artificii, semnalizare și apoi ca rachete de luptă.

O etapă importantă în dezvoltarea ideii de propulsie cu reacție a fost ideea de a folosi o rachetă ca motor pentru aeronave. A fost formulat pentru prima dată de revoluționarul rus N.I Kibalchich, care în martie 1881, cu puțin timp înainte de execuția sa, a propus un proiect pentru o aeronavă (avion-rachetă) folosind propulsie cu reacție din gaze pulbere explozive.

N. E. Jukovski, în lucrările sale „Despre reacția lichidului care curge și curge” (1880) și „Despre teoria navelor conduse de forța de reacție a apei care se scurge” (1908), a dezvoltat mai întâi problemele de bază ale teoriei unui jet. motor.

Lucrări interesante privind studiul zborului cu rachete aparțin și celebrului om de știință rus I.V Meshchersky, în special în domeniul teoriei generale a mișcării corpurilor de masă variabilă.

În 1903, K. E. Tsiolkovsky, în lucrarea sa „Explorarea spațiilor lumii cu instrumente cu reacție”, a oferit o justificare teoretică pentru zborul unei rachete, precum și o diagramă schematică a unui motor de rachetă, care a anticipat multe elemente fundamentale și caracteristici de proiectare motoare rachete moderne cu propulsie lichidă (LPRE). Astfel, Tsiolkovsky a avut în vedere utilizarea combustibilului lichid pentru un motor cu reacție și alimentarea acestuia către motor cu pompe speciale. El a propus să controleze zborul rachetei folosind cârme de gaz - plăci speciale plasate într-un flux de gaze care iese din duză.

Particularitatea unui motor cu reacție cu propulsie lichidă este că, spre deosebire de alte motoare cu reacție, transportă cu el întreaga aprovizionare cu oxidant împreună cu combustibilul și nu preia aerul care conține oxigenul necesar pentru arderea combustibilului din atmosferă. Acesta este singurul motor care poate fi folosit pentru zboruri la altitudine foarte mare în afara atmosferei terestre.

Prima rachetă din lume cu motor de rachetă lichid a fost creată și lansată pe 16 martie 1926 de americanul R. Goddard. Cântărea aproximativ 5 kilograme, iar lungimea sa a ajuns la 3 m. Combustibilul din racheta lui Goddard era benzină și oxigen lichid. Zborul acestei rachete a durat 2,5 secunde, timp în care a zburat 56 m.

Lucrările experimentale sistematice asupra acestor motoare au început în anii 30 ai secolului XX.

Primele motoare de rachetă sovietice cu propulsie lichidă au fost dezvoltate și create în 1930-1931. la Laboratorul de dinamică a gazelor din Leningrad (GDL) sub conducerea viitorului academician V. P. Glushko. Această serie a fost numită ORM - motor de rachetă experimental. Glushko a folosit câteva inovații noi, de exemplu, răcirea motorului cu una dintre componentele combustibilului.

În paralel, dezvoltarea motoarelor de rachetă a fost realizată la Moscova de către Jet Propulsion Research Group (GIRD). Inspiratorul său ideologic a fost F.A. Tsander, iar organizatorul său a fost tânărul S.P. Korolev. Scopul lui Korolev a fost să construiască un nou vehicul-rachetă - un avion-rachetă.

În 1933, F.A. Zander a construit și a testat cu succes motorul rachetei OR-1, care funcționează cu benzină și aer comprimat, iar în 1932–1933. – Motor OR?2, care funcționează pe benzină și oxigen lichid. Acest motor a fost proiectat pentru a fi instalat pe un planor care a fost destinat să zboare ca un avion rachetă.

În 1933, prima rachetă sovietică cu combustibil lichid a fost creată și testată la GIRD.

Dezvoltând munca pe care o începuseră, inginerii sovietici au continuat ulterior să lucreze la crearea motoarelor cu reacție lichidă. În total, din 1932 până în 1941, URSS a dezvoltat 118 modele de motoare cu reacție lichidă.

În Germania, în 1931, au avut loc teste de rachete de I. Winkler, Riedel și alții.

Primul zbor al unui avion/avion rachetă cu un motor cu reacție cu propulsie lichidă a fost realizat în Uniunea Sovietică în februarie 1940. Ca centrală electrică a aeronavei a fost folosit un motor rachetă cu propulsor lichid. În 1941, sub conducerea designerului sovietic V.F Bolhovitinov, a fost construit primul avion cu reacție - un avion de luptă cu un motor de rachetă cu propulsie lichidă. Testele sale au fost efectuate în mai 1942 de pilotul G. Ya Bakhchivadzhi.

În același timp, a avut loc primul zbor al unui vânător german cu un astfel de motor. În 1943, Statele Unite au testat primul avion cu reacție american, care era echipat cu un motor cu reacție cu propulsie lichidă. În Germania, mai multe luptători cu aceste motoare proiectate de Messerschmitt au fost construite în 1944 și folosite în luptă pe Frontul de Vest în același an.

În plus, pe rachetele germane V-2, create sub conducerea lui V. von Braun, au fost folosite motoare de rachete cu propulsie lichidă.

În anii 1950, motoarele de rachete cu propulsie lichidă au fost instalate pe rachete balistice, apoi pe sateliți artificiali ai Pământului, Soarelui, Lunii și Marte și pe stații interplanetare automate.

Motorul rachetă cu propulsie lichidă este alcătuit dintr-o cameră de ardere cu duză, o unitate turbopompă, un generator de gaz sau un generator de abur-gaz, un sistem de automatizare, elemente de control, un sistem de aprindere și unități auxiliare (schimbătoare de căldură, mixere, unități).

Ideea motoarelor cu reacție de aer a fost prezentată de mai multe ori în tari diferite. Cele mai importante și originale lucrări în acest sens sunt studiile efectuate în anii 1908–1913. Omul de știință francez R. Lauren, care, în special, în 1911 a propus o serie de modele pentru motoarele ramjet. Aceste motoare folosesc aerul atmosferic ca oxidant, iar compresia aerului din camera de ardere este asigurată de presiunea dinamică a aerului.

În mai 1939, o rachetă cu un motor ramjet proiectat de P. A. Merkulov a fost testată pentru prima dată în URSS. Era o rachetă în două etape (prima etapă este o rachetă cu pulbere) cu o greutate la decolare de 7,07 kg, iar greutatea combustibilului pentru a doua etapă a motorului ramjet a fost de numai 2 kg. În timpul testării, racheta a ajuns la o altitudine de 2 km.

În 1939–1940 Pentru prima dată în lume, în Uniunea Sovietică au fost efectuate teste de vară ale motoarelor care respira aer instalate ca motoare suplimentare pe o aeronavă proiectată de N.P. În 1942, motoarele ramjet proiectate de E. Zenger au fost testate în Germania.

Un motor cu jet de aer constă dintr-un difuzor în care aerul este comprimat datorită energiei cinetice a fluxului de aer care se apropie. Combustibilul este injectat în camera de ardere printr-o duză și amestecul se aprinde. Jetul iese prin duză.

Procesul de funcționare al motoarelor cu reacție este continuu, astfel încât acestea nu au tracțiune de pornire. În acest sens, la viteze de zbor mai mici de jumătate din viteza sunetului, motoarele cu reacție de aer nu sunt folosite. Cea mai eficientă utilizare a motoarelor cu reacție este la viteze supersonice și la altitudini mari. O aeronavă alimentată de un motor cu reacție de aer decolează folosind motoare rachete care funcționează cu combustibil solid sau lichid.

Un alt grup de motoare cu reacție de aer – motoare cu turbocompresoare – a primit o dezvoltare mai mare. Ele sunt împărțite în turboreactor, în care împingerea este creată de un curent de gaze care curge din duza cu jet, și turbopropulsor, în care împingerea principală este creată de elice.

În 1909, proiectarea unui motor turboreactor a fost dezvoltat de inginerul N. Gerasimov. În 1914, locotenentul Marinei Ruse M.N Nikolskoy a proiectat și construit un model de motor de avion cu turbopropulsoare. Fluidul de lucru pentru antrenarea turbinei în trei trepte era produșii gazoși de ardere ai unui amestec de terebentină și acid azotic. Turbina a lucrat nu numai asupra elicei: produsele de ardere a gazelor de eșapament direcționate în duza de coadă (jet) creau forța de jet în plus față de forța de împingere a elicei.

În 1924, V.I Bazarov a dezvoltat designul unui motor cu reacție cu turbocompresor de aviație, care a constat din trei elemente: o cameră de ardere, o turbină cu gaz și un compresor. curgere aer comprimat aici pentru prima dată a fost împărțit în două ramuri: partea mai mică a intrat în camera de ardere (la arzător), iar partea mai mare a fost amestecată cu gazele de lucru pentru a le scădea temperatura în fața turbinei. Acest lucru a asigurat siguranța palelor turbinei. Puterea turbinei cu mai multe trepte a fost cheltuită pentru antrenarea compresorului centrifugal al motorului însuși și parțial pentru rotirea elicei. Pe lângă elice, împingerea a fost creată datorită reacției unui flux de gaze trecute prin duza de coadă.

În 1939, la uzina Kirov din Leningrad a început construcția de motoare cu turboreacție proiectate de A. M. Lyulka. Procesele lui au fost întrerupte de război.

În 1941, în Anglia, primul zbor a fost efectuat pe o aeronavă de luptă experimentală echipată cu un motor turboreactor proiectat de F. Whittle. Era echipat cu un motor cu turbină cu gaz, care conducea un compresor centrifugal care furnizează aer în camera de ardere. Produsele de ardere au fost folosite pentru a crea tracțiunea jetului.

Într-un motor cu turboreacție, aerul care intră în timpul zborului este comprimat mai întâi în admisia de aer și apoi în turbocompresor. Aerul comprimat este furnizat în camera de ardere, în care este injectat combustibil lichid (cel mai adesea kerosen de aviație). Expansiunea parțială a gazelor formate în timpul arderii are loc în turbina care rotește compresorul, iar dilatarea finală are loc în duza cu jet. Un post-arzător poate fi instalat între turbină și motorul cu reacție pentru a asigura arderea suplimentară a combustibilului.

În prezent, majoritatea aeronavelor militare și civile, precum și unele elicoptere, sunt echipate cu motoare turborreactor.

Într-un motor cu turbopropulsoare, tracțiunea principală este generată de elice, iar tracțiunea suplimentară (aproximativ 10%) este generată de un flux de gaze care curge din duza cu jet. Principiul de funcționare al unui motor cu turbopropulsor este similar cu un turboreactor, cu diferența că turbina rotește nu numai compresorul, ci și elicea. Aceste motoare sunt folosite în aeronave și elicoptere subsonice, precum și pentru propulsarea navelor și mașinilor de mare viteză.

Cele mai vechi motoare cu reacție cu combustibil solid au fost folosite în rachetele militare. Utilizarea lor pe scară largă a început în secolul al XIX-lea, când unitățile de rachete au apărut în multe armate. La sfârşitul secolului al XIX-lea. Au fost create primele pulberi fără fum, cu ardere mai stabilă și performanțe mai mari.

În anii 1920-1930, s-au lucrat pentru a crea arme cu reacție. Acest lucru a dus la apariția mortarelor propulsate de rachete - Katyushas în Uniunea Sovietică, mortare propulsate de rachete cu șase țevi în Germania.

Dezvoltarea de noi tipuri de praf de pușcă a făcut posibilă utilizarea motoarelor cu reacție cu combustibil solid în rachetele de luptă, inclusiv în cele balistice. În plus, sunt folosite în aviație și astronautică ca motoare pentru primele etape ale vehiculelor de lansare, motoare de pornire pentru aeronave cu motoare ramjet și motoare de frânare pentru nave spațiale.

Un motor cu reacție cu combustibil solid este format dintr-o carcasă (camera de ardere), care conține întreaga alimentare cu combustibil și o duză cu jet. Corpul este realizat din oțel sau fibră de sticlă. Duza - din grafit, aliaje refractare, grafit.

Combustibilul este aprins de un dispozitiv de aprindere.

Controlul împingerii se realizează prin schimbarea suprafeței de ardere a încărcăturii sau a zonei critice a secțiunii transversale a duzei, precum și prin injectarea lichidului în camera de ardere.

Direcția de tracțiune poate fi schimbată prin cârme de gaz, un deflector (deflector), motoare de comandă auxiliare etc.

Motoarele cu reacție cu combustibil solid sunt foarte fiabile, pot fi depozitate pentru o lungă perioadă de timp și, prin urmare, sunt întotdeauna gata de pornire.

Definiție excelentă

Definiție incompletă ↓

Motor cu reacție - un motor care creează forța de tracțiune necesară mișcării prin transformare energie interna combustibil în energia cinetică a curentului de jet al fluidului de lucru.

Fluidul de lucru curge din motor cu viteză mare și, în conformitate cu legea conservării impulsului, se generează o forță reactivă, împingând motorul în direcția opusă. Pentru a accelera fluidul de lucru, atât expansiunea unui gaz încălzit într-un fel sau altul la o temperatură ridicată (așa-numitele motoare cu reacție termică), cât și alte principii fizice, de exemplu, accelerarea particulelor încărcate într-un câmp electrostatic (vezi motor ionic), poate fi utilizat.

Un motor cu reacție combină motorul în sine cu un dispozitiv de propulsie, adică creează forță de tracțiune numai prin interacțiunea cu fluidul de lucru, fără sprijin sau contact cu alte corpuri. Din acest motiv, este cel mai adesea folosit pentru a propulsa avioane, rachete și nave spațiale.

Într-un motor cu reacție, forța necesară propulsiei este creată prin conversia energiei inițiale în energia cinetică a fluidului de lucru. Ca urmare a scurgerii fluidului de lucru din duza motorului, se generează o forță reactivă sub formă de recul (jet). Recul mișcă motorul și aparatul conectat structural la acesta în spațiu. Mișcarea are loc în direcția opusă curgerii jetului. Diferite tipuri de energie pot fi convertite în energia cinetică a unui curent cu jet: chimică, nucleară, electrică, solară. Un motor cu reacție asigură propria propulsie fără participarea mecanismelor intermediare.

Pentru a crea tracțiune cu jet, aveți nevoie de o sursă de energie inițială, care este convertită în energia cinetică a curentului cu jet, un fluid de lucru ejectat din motor sub forma unui curent cu jet și motorul cu reacție în sine, care transformă primul tip de energie în al doilea.

Partea principală a unui motor cu reacție este camera de ardere, în care este creat fluidul de lucru.

Toate motoarele cu reacție sunt împărțite în două clase principale, în funcție de dacă funcționează folosind mediul sau nu.

Prima clasă este motoarele cu aer respirat (WRE). Toate sunt termice, în care fluidul de lucru se formează în timpul reacției de oxidare a unei substanțe inflamabile cu oxigenul din aerul înconjurător. Cea mai mare parte a fluidului de lucru este aerul atmosferic.

Într-un motor rachetă, toate componentele fluidului de lucru sunt amplasate la bordul aparatului echipat cu acesta.

Există, de asemenea, motoare combinate care combină ambele tipuri de mai sus.

Propulsiunea cu reacție a fost folosită pentru prima dată în bila lui Heron, un prototip al unei turbine cu abur. Motoarele cu reacție cu combustibil solid au apărut în China în secolul al X-lea. n. e. Astfel de rachete au fost folosite în Est, apoi în Europa pentru artificii, semnalizare și apoi ca rachete de luptă.

O etapă importantă în dezvoltarea ideii de propulsie cu reacție a fost ideea de a folosi o rachetă ca motor pentru o aeronavă. A fost formulat pentru prima dată de revoluționarul rus N.I Kibalchich, care în martie 1881, cu puțin timp înainte de execuția sa, a propus un proiect pentru o aeronavă (avion-rachetă) folosind propulsie cu reacție din gaze pulbere explozive.

N. E. Jukovski, în lucrările sale „Despre reacția lichidelor care ies și care intră” (1880) și „Despre teoria navelor conduse de forța de reacție a apei care iese” (1908), a dezvoltat pentru prima dată problemele de bază ale teoriei unui jet. motor.

Lucrări interesante privind studiul zborului cu rachete aparțin și celebrului om de știință rus I.V Meshchersky, în special în domeniul teoriei generale a mișcării corpurilor de masă variabilă.

În 1903, K. E. Tsiolkovsky, în lucrarea sa „Explorarea spațiilor mondiale cu instrumente cu reacție”, a oferit o justificare teoretică pentru zborul unei rachete, precum și o diagramă schematică a unui motor de rachetă, care a anticipat multe dintre caracteristicile fundamentale și de proiectare. a motoarelor rachete moderne cu propulsie lichidă (LPRE). Astfel, Tsiolkovsky a avut în vedere utilizarea combustibilului lichid pentru un motor cu reacție și alimentarea acestuia către motor cu pompe speciale. El a propus să controleze zborul rachetei folosind cârme de gaz - plăci speciale plasate într-un flux de gaze care iese din duză.

Particularitatea unui motor cu reacție lichid este că, spre deosebire de alte motoare cu reacție, transportă cu el întreaga aprovizionare cu oxidant împreună cu combustibilul și nu preia aerul care conține oxigen necesar pentru arderea combustibilului din atmosferă. Acesta este singurul motor care poate fi folosit pentru zboruri la altitudine foarte mare în afara atmosferei terestre.

Prima rachetă din lume cu motor de rachetă lichid a fost creată și lansată pe 16 martie 1926 de americanul R. Goddard. Cântărea aproximativ 5 kilograme, iar lungimea sa a ajuns la 3 m. Combustibilul din racheta lui Goddard era benzină și oxigen lichid. Zborul acestei rachete a durat 2,5 secunde, timp în care a zburat 56 m.

Lucrările experimentale sistematice asupra acestor motoare au început în anii 30 ai secolului XX.

Primele motoare de rachetă sovietice cu propulsie lichidă au fost dezvoltate și create în 1930-1931. la Laboratorul de dinamică a gazelor din Leningrad (GDL) sub conducerea viitorului academician V. P. Glushko. Această serie a fost numită ORM - motor de rachetă experimental. Glushko a folosit câteva inovații noi, de exemplu, răcirea motorului cu una dintre componentele combustibilului.

În paralel, dezvoltarea motoarelor de rachetă a fost realizată la Moscova de către Jet Propulsion Research Group (GIRD). Inspiratorul său ideologic a fost F.A. Tsander, iar organizatorul său a fost tânărul S.P. Korolev. Scopul lui Korolev a fost să construiască un nou vehicul-rachetă - un avion-rachetă.

În 1933, F.A. Zander a construit și a testat cu succes motorul rachetă OR1, care funcționa cu benzină și aer comprimat, și în 1932–1933. – Motor OR2, care funcționează pe benzină și oxigen lichid. Acest motor a fost proiectat pentru a fi instalat pe un planor care a fost destinat să zboare ca un avion rachetă.

În 1933, prima rachetă sovietică cu combustibil lichid a fost creată și testată la GIRD.

Dezvoltând munca pe care o începuseră, inginerii sovietici au continuat ulterior să lucreze la crearea motoarelor cu reacție lichidă. În total, din 1932 până în 1941, URSS a dezvoltat 118 modele de motoare cu reacție lichidă.

În Germania, în 1931, au avut loc teste de rachete de I. Winkler, Riedel și alții.

Primul zbor al unui avion-rachetă cu un motor cu propulsie lichidă a fost realizat în Uniunea Sovietică în februarie 1940. Un motor rachetă cu propulsie lichidă a fost folosit ca centrală electrică a aeronavei. În 1941, sub conducerea designerului sovietic V.F Bolhovitinov, a fost construit primul avion cu reacție - un avion de luptă cu un motor de rachetă cu propulsie lichidă. Testele sale au fost efectuate în mai 1942 de pilotul G. Ya Bakhchivadzhi.

În același timp, a avut loc primul zbor al unui vânător german cu un astfel de motor. În 1943, Statele Unite au testat primul avion cu reacție american echipat cu un motor cu reacție cu propulsie lichidă. În Germania, mai multe luptători cu aceste motoare proiectate de Messerschmitt au fost construite în 1944 și folosite în luptă pe Frontul de Vest în același an.

În plus, pe rachetele V2 germane, create sub conducerea lui V. von Braun, au fost folosite motoare rachete lichide.

În anii 1950, motoarele cu propulsie lichidă au fost instalate pe rachete balistice, apoi pe sateliți artificiali ai Pământului, Soarelui, Lunii și Marte și pe stații interplanetare automate.

Motorul rachetă cu propulsie lichidă este alcătuit dintr-o cameră de ardere cu duză, o unitate turbopompă, un generator de gaz sau un generator de abur-gaz, un sistem de automatizare, elemente de control, un sistem de aprindere și unități auxiliare (schimbătoare de căldură, mixere, unități).

Ideea motoarelor care respira aer a fost prezentată de mai multe ori în diferite țări. Cele mai importante și originale lucrări în acest sens sunt studiile efectuate în anii 1908–1913. Omul de știință francez R. Lauren, care, în special, în 1911 a propus o serie de modele pentru motoarele ramjet. Aceste motoare folosesc aerul atmosferic ca oxidant, iar compresia aerului din camera de ardere este asigurată de presiunea dinamică a aerului.

În mai 1939, o rachetă cu un motor ramjet proiectat de P. A. Merkulov a fost testată pentru prima dată în URSS. Era o rachetă în două etape (prima etapă este o rachetă cu pulbere) cu o greutate la decolare de 7,07 kg, iar greutatea combustibilului pentru a doua etapă a motorului ramjet a fost de numai 2 kg. În timpul testării, racheta a ajuns la o altitudine de 2 km.

În 1939–1940 Pentru prima dată în lume, în Uniunea Sovietică au fost efectuate teste de vară ale motoarelor care respira aer instalate ca motoare suplimentare pe o aeronavă proiectată de N.P. În 1942, motoarele ramjet proiectate de E. Zenger au fost testate în Germania.

Un motor care respira aer constă dintr-un difuzor în care aerul este comprimat datorită energiei cinetice a fluxului de aer care se apropie. Combustibilul este injectat în camera de ardere printr-o duză și amestecul se aprinde. Jetul iese prin duză.

Procesul de funcționare al motoarelor cu reacție este continuu, astfel încât acestea nu au tracțiune de pornire. În acest sens, la viteze de zbor mai mici de jumătate din viteza sunetului, motoarele cu aer respirator nu sunt folosite. Cea mai eficientă utilizare a motoarelor cu reacție este la viteze supersonice și la altitudini mari. O aeronavă alimentată de un motor cu reacție decolează folosind motoare de rachetă care funcționează cu combustibil solid sau lichid.

Un alt grup de motoare care respira aer – motoare cu turbocompresoare – a primit o dezvoltare mai mare. Ele sunt împărțite în turboreactor, în care împingerea este creată de un curent de gaze care curge din duza cu jet, și turbopropulsor, în care împingerea principală este creată de elice.

În 1909, proiectarea unui motor turboreactor a fost dezvoltat de inginerul N. Gerasimov. În 1914, locotenentul Marinei Ruse M.N Nikolskoy a proiectat și construit un model de motor de avion cu turbopropulsoare. Fluidul de lucru pentru antrenarea turbinei în trei trepte era produșii gazoși de ardere ai unui amestec de terebentină și acid azotic. Turbina a lucrat nu numai asupra elicei: produsele de ardere a gazelor de eșapament direcționate în duza de coadă (jet) creau forța de jet în plus față de forța de împingere a elicei.

În 1924, V.I Bazarov a dezvoltat designul unui motor cu reacție cu turbocompresor de aviație, care a constat din trei elemente: o cameră de ardere, o turbină cu gaz și un compresor. Fluxul de aer comprimat aici a fost pentru prima dată împărțit în două ramuri: partea mai mică a intrat în camera de ardere (până la arzător), iar partea mai mare a fost amestecată cu gazele de lucru pentru a le scădea temperatura în fața turbinei. Acest lucru a asigurat siguranța palelor turbinei. Puterea turbinei cu mai multe trepte a fost cheltuită pentru antrenarea compresorului centrifugal al motorului însuși și parțial pentru rotirea elicei. Pe lângă elice, împingerea a fost creată datorită reacției unui flux de gaze trecute prin duza de coadă.

În 1939, la uzina Kirov din Leningrad a început construcția de motoare cu turboreacție proiectate de A. M. Lyulka. Procesele lui au fost întrerupte de război.

În 1941, în Anglia, primul zbor a fost efectuat pe o aeronavă de luptă experimentală echipată cu un motor turboreactor proiectat de F. Whittle. Era echipat cu un motor cu turbină cu gaz, care conducea un compresor centrifugal care furnizează aer în camera de ardere. Produsele de ardere au fost folosite pentru a crea tracțiunea jetului.

Glosterul lui Whittle (E.28/39)

Într-un motor cu turboreacție, aerul care intră în timpul zborului este comprimat mai întâi în admisia de aer și apoi în turbocompresor. Aerul comprimat este furnizat în camera de ardere, în care este injectat combustibil lichid (cel mai adesea kerosen de aviație). Expansiunea parțială a gazelor formate în timpul arderii are loc în turbina care rotește compresorul, iar dilatarea finală are loc în duza cu jet. Un post-arzător poate fi instalat între turbină și motorul cu reacție pentru a asigura arderea suplimentară a combustibilului.

În prezent, majoritatea aeronavelor militare și civile, precum și unele elicoptere, sunt echipate cu motoare turborreactor.

Într-un motor cu turbopropulsoare, tracțiunea principală este generată de elice, iar tracțiunea suplimentară (aproximativ 10%) este generată de un flux de gaze care curge din duza cu jet. Principiul de funcționare al unui motor cu turbopropulsor este similar cu un turboreactor, cu diferența că turbina rotește nu numai compresorul, ci și elicea. Aceste motoare sunt folosite în aeronave și elicoptere subsonice, precum și pentru propulsarea navelor și mașinilor de mare viteză.

Cele mai vechi motoare cu reacție cu combustibil solid au fost folosite în rachetele militare. Utilizarea lor pe scară largă a început în secolul al XIX-lea, când unitățile de rachete au apărut în multe armate. La sfârşitul secolului al XIX-lea. Au fost create primele pulberi fără fum, cu ardere mai stabilă și performanțe mai mari.

În anii 1920 și 1930 s-au lucrat pentru a crea arme cu reacție. Acest lucru a dus la apariția mortarelor propulsate de rachete - Katyushas în Uniunea Sovietică, mortare propulsate de rachete cu șase butoaie în Germania.

Dezvoltarea de noi tipuri de praf de pușcă a făcut posibilă utilizarea motoarelor cu reacție cu combustibil solid în rachetele de luptă, inclusiv în cele balistice. În plus, sunt folosite în aviație și astronautică ca motoare pentru primele etape ale vehiculelor de lansare de rachete, motoare de pornire pentru aeronave cu motoare ramjet și motoare de frânare pentru nave spațiale.

Un motor cu reacție cu combustibil solid este format dintr-o carcasă (camera de ardere), care conține întreaga alimentare cu combustibil și o duză cu jet. Corpul este realizat din oțel sau fibră de sticlă. Duza - din grafit, aliaje refractare, grafit.

Combustibilul este aprins de un dispozitiv de aprindere.

Controlul împingerii se realizează prin schimbarea suprafeței de ardere a încărcăturii sau a zonei critice a secțiunii transversale a duzei, precum și prin injectarea lichidului în camera de ardere.

Direcția de tracțiune poate fi schimbată prin cârme de gaz, un deflector (deflector), motoare de comandă auxiliare etc.

Motoarele cu reacție cu combustibil solid sunt foarte fiabile, pot fi depozitate pentru o lungă perioadă de timp și, prin urmare, sunt întotdeauna gata de pornire.

Propulsie cu reacție este un proces în care un anumit corp una dintre părțile sale se separă cu o anumită viteză. Forța care ia naștere în acest caz funcționează de la sine, fără cel mai mic contact cu corpurile externe. Propulsia cu reacție a devenit impulsul pentru crearea motorului cu reacție. Principiul său de funcționare se bazează tocmai pe această forță. Cum functioneaza un astfel de motor? Să încercăm să ne dăm seama.

Fapte istorice

Ideea utilizării propulsiei cu reacție, care ar depăși forța gravitațională a Pământului, a fost propusă în 1903 de fenomenul stiinta ruseasca- Ciolkovski. A publicat un întreg studiu pe această temă, dar nu a fost luat în serios. Konstantin Eduardovich, după ce a experimentat o schimbare în sistemul politic, a petrecut ani de muncă pentru a demonstra tuturor că are dreptate.

Astăzi există o mulțime de zvonuri că revoluționarul Kibalcich a fost primul în această chestiune. Dar până când lucrările lui Ciolkovsky au fost publicate, testamentul acestui om a fost îngropat împreună cu Kibalcici. În plus, aceasta nu a fost o lucrare cu drepturi depline, ci doar schițe și schițe - revoluționarul nu a putut oferi o bază de încredere pentru calculele teoretice din lucrările sale.

Cum funcționează forța reactivă?

Pentru a înțelege cum funcționează un motor cu reacție, trebuie să înțelegeți cum funcționează această forță.

Deci, imaginați-vă o lovitură de la orice armă de foc. Acest exemplu clar acţiunea forţei reactive. Un curent de gaz fierbinte, care se formează în timpul arderii încărcăturii din cartuş, împinge arma înapoi. Cu cât încărcarea este mai puternică, cu atât recul va fi mai puternic.

Acum să ne imaginăm procesul de aprindere a amestecului combustibil: acesta are loc treptat și continuu. Exact așa arată principiul de funcționare al unui motor ramjet. O rachetă cu un motor cu reacție cu combustibil solid funcționează într-un mod similar - aceasta este cea mai simplă dintre variantele sale. Chiar și modelatorii de rachete începători sunt familiarizați cu el.

Pulberea neagră a fost folosită inițial ca combustibil pentru motoarele cu reacție. Motoarele cu reacție, al căror principiu de funcționare era deja mai avansat, necesitau combustibil cu o bază de nitroceluloză, care era dizolvată în nitroglicerină. În unitățile mari care lansează rachete care pun navete pe orbită, astăzi folosesc un amestec special de combustibil polimer cu perclorat de amoniu ca oxidant.

Principiul de funcționare al RD

Acum merită să înțelegeți principiul de funcționare a unui motor cu reacție. Pentru a face acest lucru, puteți lua în considerare clasicele - motoarele lichide, care au rămas practic neschimbate de pe vremea lui Tsiolkovsky. Aceste unități folosesc combustibil și oxidant.

Acesta din urmă folosește oxigen lichid sau acid azotic. Kerosenul este folosit drept combustibil. Motoarele criogenice lichide moderne consumă hidrogen lichid. Când este oxidat cu oxigen, crește impulsul specific (cu până la 30 la sută). Ideea că hidrogenul ar putea fi folosit și-a provenit și din capul lui Ciolkovsky. Totuși, la acel moment, din cauza pericolului extrem de explozie, a fost necesar să se caute un alt combustibil.

Principiul de funcționare este următorul. Componentele intră în camera de ardere din două rezervoare separate. După amestecare, se transformă într-o masă, care, atunci când este arsă, eliberează o cantitate imensă de căldură și zeci de mii de atmosfere de presiune. Oxidantul este alimentat în camera de ardere. Amestecul de combustibil răcește aceste elemente pe măsură ce trece între pereții dubli ai camerei și duză. În continuare, combustibilul, încălzit de pereți, va curge printr-un număr mare de duze în zona de aprindere. Jetul, care se formează cu ajutorul duzei, izbucnește. Datorită acestui fapt, momentul de împingere este asigurat.

Pe scurt, principiul de funcționare al unui motor cu reacție poate fi comparat cu o pistoletă. Cu toate acestea, acesta din urmă este mult mai simplu. Schema sa de funcționare nu include diferite sisteme de motor auxiliare. Și acestea sunt compresoare necesare pentru a crea presiune de injecție, turbine, supape, precum și alte elemente fără de care un motor cu reacție este pur și simplu imposibil.

În ciuda faptului că motoarele lichide consumă mult combustibil (consumul de combustibil este de aproximativ 1000 de grame la 200 de kilograme de marfă), acestea sunt încă folosite ca unități de propulsie pentru vehiculele de lansare și unități de manevră pentru stațiile orbitale, precum și alte nave spațiale.

Dispozitiv

Un motor cu reacție tipic este construit după cum urmează. Componentele sale principale sunt:

Compresor;

Camera de ardere;

Turbine;

Sistem de evacuare.

Să ne uităm la aceste elemente mai detaliat. Compresorul este format din mai multe turbine. Sarcina lor este să aspire și să comprima aerul pe măsură ce acesta trece prin lame. În timpul procesului de compresie, temperatura și presiunea aerului cresc. O parte din acest aer comprimat este furnizat în camera de ardere. În el, aerul se amestecă cu combustibilul și are loc aprinderea. Acest proces crește și mai mult energia termică.

Amestecul iese din camera de ardere cu viteză mare și apoi se extinde. Apoi urmează o altă turbină, ale cărei pale se rotesc din cauza influenței gazelor. Această turbină, conectată la compresorul situat în partea din față a unității, o pune în mișcare. Aerul încălzit la temperaturi ridicate iese prin sistemul de evacuare. Temperatura, deja destul de ridicată, continuă să crească din cauza efectului de throttling. Apoi aerul iese complet.

Motor de avion

Avioanele folosesc și ele aceste motoare. De exemplu, unitățile turbojet sunt instalate în avioanele uriașe de pasageri. Ele diferă de cele convenționale prin prezența a două rezervoare. Unul conține combustibil, iar celălalt conține oxidant. În timp ce un motor turboreactor transportă doar combustibil, aerul pompat din atmosferă este folosit ca oxidant.

Motor turboreactor

Principiul de funcționare al unui motor cu reacție de avion se bazează pe aceeași forță reactivă și pe aceleași legi ale fizicii. Cea mai importantă parte sunt paletele turbinei. Puterea finală depinde de dimensiunea lamei.

Datorită turbinelor, este generată forța necesară pentru a accelera aeronavele. Fiecare dintre lame este de zece ori mai puternică decât un motor obișnuit cu ardere internă a unui automobil. Turbinele sunt instalate după camera de ardere unde presiunea este cea mai mare. Și temperatura aici poate ajunge la o mie și jumătate de grade.

Cale de rulare cu dublu circuit

Aceste unități au multe avantaje față de cele cu turboreacție. De exemplu, un consum de combustibil semnificativ mai mic cu aceeași putere.

Dar motorul în sine are mai mult design complex si mai multa greutate.

Și principiul de funcționare al unui motor cu reacție cu dublu circuit este ușor diferit. Aerul captat de turbină este parțial comprimat și furnizat compresorului din primul circuit și palelor staționare din al doilea circuit. Turbina funcționează ca un compresor de joasă presiune. În primul circuit al motorului, aerul este comprimat și încălzit, iar apoi prin compresor presiune ridicata furnizate în camera de ardere. Aici apare amestecul cu combustibil și aprindere. Se formează gaze, care sunt furnizate turbinei de înaltă presiune, datorită cărora palele turbinei se rotesc, care, la rândul lor, furnizează mișcare de rotație compresorului de înaltă presiune. Gazele trec apoi printr-o turbină de joasă presiune. Acesta din urmă activează ventilatorul și, în cele din urmă, gazele curg, creând tiraj.

Căi de rulare sincrone

Acestea sunt motoare electrice. Principiul de funcționare al unui motor sincron cu reluctanță este similar cu cel al unei unități pas cu pas. Curent alternativ este alimentat statorului și creează un câmp magnetic în jurul rotorului. Acesta din urmă se rotește datorită faptului că încearcă să minimizeze rezistența magnetică. Aceste motoare nu au nimic de-a face cu explorarea spațiului și lansările navetei.