MERK FØLGENDE! Utdatert nyhetsformat. Det kan være problemer med riktig visning av innhold.

Jetmotor

Tidlige fly med jetmotorer: Me.262 og Yak-15

Ideene om å lage en varmemotor, som inkluderer en jetmotor, har vært kjent for mennesket siden antikken. Således, i avhandlingen til Heron of Alexandria med tittelen "Pneumatics" er det en beskrivelse av Aeolipile - ballen "Aeolus". Denne konstruksjonen var ikke noe mer enn en dampturbin, der damp ble tilført gjennom rør inn i en bronsekule, og snurret denne kulen når den rømte fra den. Mest sannsynlig ble enheten brukt til underholdning.

Den store Leonardo ignorerte heller ikke ideen, og hadde til hensikt å bruke varm luft tilført bladene for å rotere et spyd for steking.

Ideen om en gassturbinmotor ble først foreslått i 1791 av den engelske oppfinneren J. Barber: hans gassturbinmotordesign var utstyrt med en gassgenerator, en stempelkompressor, et forbrenningskammer og en gassturbin.

Brukt som kraftverk for flyet hans, utviklet i 1878, en varmemotor og A.F. Mozhaisky: to dampmotorer drev propellene til maskinen. På grunn av lav effektivitet kunne den ønskede effekten ikke oppnås.

En annen russisk ingeniør - P.D. Kuzminsky - i 1892 utviklet ideen om en gassturbinmotor der drivstoff brent ved konstant trykk. Etter å ha startet prosjektet i 1900, bestemte han seg for å installere en gassturbinmotor med en flertrinns gassturbin på en liten båt. Designerens død hindret ham imidlertid i å fullføre det han startet.

Mer intens for skapelsen jetmotor begynte først i det tjuende århundre: først teoretisk, og noen år senere - praktisk talt.

I 1903, i verket "Exploration of World Spaces by Reactive Instruments" K.E. Tsiolkovsky ble utviklet teoretisk grunnlag flytende rakettmotorer (LPRE) med en beskrivelse av hovedelementene i en jetmotor som bruker flytende drivstoff.

Ideen om å lage en luftpustemotor (WRE) tilhører R. Lorin, som patenterte prosjektet i 1908. Da han prøvde å lage en motor, etter at tegningene av enheten ble offentliggjort i 1913, mislyktes oppfinneren: hastigheten som kreves for driften av jetmotoren ble aldri oppnådd.

Forsøk på å lage gassturbinmotorer fortsatte videre. Så i 1906 ble den russiske ingeniøren V.V. Karavodin utviklet og bygde to år senere en kompressorfri gassturbinmotor med fire intermitterende forbrenningskamre og en gassturbin. Effekten utviklet av enheten, selv ved 10 000 rpm, oversteg imidlertid ikke 1,2 kW (1,6 hk).

Den intermitterende forbrenningsgassturbinmotoren ble også skapt av den tyske designeren H. Holwarth. Etter å ha bygget en gassturbinmotor i 1908, i 1933, etter mange års arbeid for å forbedre den, brakte han motorens effektivitet til 24%. Imidlertid har ideen ikke funnet utbredt bruk.

Ideen om en turbojetmotor ble gitt uttrykk for i 1909 av den russiske ingeniøren N.V. Gerasimov, som mottok patent på en gassturbinmotor for å skape jet-skyvekraft. Arbeidet med implementeringen av denne ideen stoppet ikke i Russland og deretter: i 1913 M.N. Nikolskoy designer en gassturbinmotor med en effekt på 120 kW (160 hk) med en tre-trinns gassturbin; i 1923 V.I. Bazarov foreslår et skjematisk diagram av en gassturbinmotor, lik design som moderne turbopropmotorer; i 1930 V.V. Uvarov sammen med N.R. Briling designer og implementerer i 1936 en gassturbinmotor med sentrifugalkompressor.

Et stort bidrag til etableringen av teorien om jetmotoren ble gjort av arbeidet til russiske forskere S.S. Nezhdanovsky, I.V. Meshchersky, N.E. Zhukovsky. Fransk vitenskapsmann R. Hainault-Peltry, tysk vitenskapsmann G. Oberth. Opprettelsen av en luftpustende motor ble også påvirket av arbeidet til den berømte sovjetiske forskeren B.S. Stechkin, som publiserte sitt verk "Theory of an Air-Jet Engine" i 1929.

Arbeidet med å lage en flytende jetmotor stoppet ikke: i 1926 lanserte den amerikanske forskeren R. Goddard en rakett ved bruk av flytende drivstoff. Arbeidet med dette emnet fant også sted i Sovjetunionen: fra 1929 til 1933 V.P. Glushko utviklet og testet en elektrotermisk jetmotor ved Gas Dynamics Laboratory. I løpet av denne perioden skapte han også de første innenlandske væskejetmotorene - ORM, ORM-1, ORM-2.

Det største bidraget til den praktiske implementeringen av jetmotoren ble gitt av tyske designere og forskere. Å ha støtte og finansiering fra staten, som håpet å oppnå dette teknisk overlegenhet V den kommende krigen, ingeniørkorpset til III Reich, med maksimal effektivitet og på kort tid, nærmet seg etableringen av kampsystemer basert på ideene om jetfremdrift.

Ved å konsentrere oppmerksomheten om luftfartskomponenten kan vi si at Heinkel-testpiloten, kaptein E. Warsitz, allerede 27. august 1939 tok av He.178 - et jetfly, hvis teknologiske utvikling senere ble brukt i opprettelsen av Heinkel He.280 og Messerschmitt Me.262 Schwalbe.

Heinkel Strahltriebwerke HeS 3-motoren installert på Heinkel He.178, designet av H.-I. von Ohain, selv om han ikke hadde høy effekt, men klarte å åpne æraen med jetfly fra militær luftfart. Oppnådd av He.178 topphastighet ved 700 km/t ved bruk av en motor hvis effekt ikke oversteg 500 kgf eikervolum. Foran lå ubegrensede muligheter, som fratok stempelmotorer en fremtid.

En hel serie jetmotorer laget i Tyskland, for eksempel Jumo-004 produsert av Junkers, tillot den å ha seriejetjagere og bombefly på slutten av andre verdenskrig, foran andre land i denne retningen med flere år. Etter nederlaget til Det tredje riket var det tysk teknologi som ga drivkraft til utviklingen av jetfly i mange land rundt om i verden.

Det eneste landet som klarte å svare på den tyske utfordringen var Storbritannia: Rolls-Royce Derwent 8-turbojetmotoren laget av F. Whittle ble installert på Gloster Meteor-jagerflyet.

Trophy Jumo 004

Verdens første turbopropmotor var den ungarske Jendrassik Cs-1-motoren, designet av D. Jendrasik, som bygde den i 1937 ved Ganz-fabrikken i Budapest. Til tross for problemene som oppsto under implementeringen, skulle motoren være installert på det ungarske tomotors angrepsflyet Varga RMI-1 X/H, spesialdesignet for dette formålet av flydesigneren L. Vargo. De ungarske spesialistene klarte imidlertid ikke å fullføre arbeidet - bedriften ble omdirigert til produksjon av tyske Daimler-Benz DB 605-motorer, valgt for installasjon på den ungarske Messerschmitt Me.210.

Før krigen startet, fortsatte arbeidet i Sovjetunionen for å skape forskjellige typer jetmotorer. Så i 1939 ble en rakett testet, drevet av ramjet-motorer designet av I.A. Merkulova.

Samme år begynte arbeidet ved Leningrad Kirov-anlegget med byggingen av den første innenlandske turbojetmotoren designet av A.M. Vugger. Krigsutbruddet stoppet imidlertid eksperimentelt arbeid på motoren, og rettet all produksjonskraft til frontens behov.

Den virkelige epoken med jetmotorer begynte etter slutten av andre verdenskrig, da i løpet av kort tid ikke bare lydmuren, men også tyngdekraften ble erobret, noe som gjorde det mulig å ta menneskeheten ut i verdensrommet.

Tilbake på begynnelsen av 1900-tallet. Den russiske vitenskapsmannen K.E. Tsiolkovsky spådde at etter epoken med propelldrevne fly, ville epoken med jetfly komme. Han mente at bare med en jetmotor kunne man oppnå supersoniske hastigheter.

I 1937 ble den unge og talentfulle designeren A.M. Lyulka foreslo et design for den første sovjetiske turbojetmotoren. I følge hans beregninger kunne en slik motor akselerere flyet til hastigheter uten sidestykke på den tiden - 900 km/t! Det virket fantastisk, og den unge designerens forslag ble behandlet med forsiktighet. Men ikke desto mindre begynte arbeidet med denne motoren, og i midten av 1941 var den nesten klar. Krigen begynte imidlertid, og designbyrået der A.M. Lyulka, ble evakuert dypt inn i USSR, og designeren selv ble byttet til å jobbe med tankmotorer.

Men A.M. Lyulka var ikke alene om ønsket om å lage en jetflymotor. Rett før krigen ble ingeniører fra designbyrået til V.F. Bolkhovitinova - A.Ya. Bereznyak og A.M. Isaev - foreslo et prosjekt for en jager-avskjærer "BI-1" med en væske jetmotor.

Prosjektet ble godkjent og designerne startet arbeidet. Til tross for alle vanskelighetene i den første perioden av den store Patriotisk krig, den eksperimentelle "BI-1" ble likevel bygget.

15. mai 1942 verdens første rakettjager ble løftet opp i luften av testpilot EY. Bakhchivandzhi. Testene fortsatte til slutten av 1943 og endte dessverre i katastrofe. I en av testflyvningene nådde Bakhchivandzhi en hastighet på 800 km/t. Men i denne hastigheten mistet flyet plutselig kontrollen og suste mot bakken. Den nye bilen og dens modige tester ble drept.

Det første flyet med en Messer-schmitt Me-262 jetmotor dukket opp på himmelen rett før slutten av andre verdenskrig. Den ble produsert i godt kamuflerte fabrikker som ligger i skogen. Et av disse fabrikkene i Gorgau - 10 km sør for Augsburg langs autobahn - forsynte flyets vinger, nese og halepartier til et annet "tømmer"-anlegg i nærheten, som utførte sluttmontering og hentet det ferdige flyet direkte fra autobahn. . Taket på bygningene ble malt inn grønn farge, og det var nesten umulig å oppdage en slik "tømmer" plante fra luften. Selv om de allierte klarte å oppdage startene til Me-262 og bombe flere avdekkede fly, var de i stand til å fastslå plasseringen av anlegget først etter at de okkuperte skogen.

Oppdageren av jetmotoren, engelskmannen Frank Whittle, fikk sitt patent tilbake i 7930. Det første jetflyet Gloster-flyet ble bygget i 1941 og ble testet i mai. Regjeringen forlot den – den var ikke mektig nok. Bare tyskerne avslørte fullt ut potensialet til denne oppfinnelsen, i 1942 satte de sammen Messerschmitt Me-262, som de brukte til å kjempe til slutten av krigen. Det første sovjetiske jetflyet var MiG-9, og dets "etterkommer", MiG-15, skrev mange strålende sider i historien. kamphistorie krig i Korea (1950-1953).

I løpet av de samme årene, i Nazi-Tyskland, som hadde mistet luftoverlegenhet på den sovjet-tyske fronten, ble arbeidet med jetfly stadig mer intensivt. Hitler håpet at han ved hjelp av disse flyene igjen ville gripe initiativet i krigen og oppnå seier.

I 1944 ble Messerschmitt Me-262-flyet, utstyrt med en jetmotor, satt i masseproduksjon og dukket snart opp i fronten. Tyske piloter var veldig på vakt mot denne uvanlige maskinen, som ikke hadde den vanlige propellen. I tillegg ble den i en hastighet nær 800 km/t trukket inn i et dykk, og det var umulig å få bilen ut av denne tilstanden. Luftfartsenhetene ga da strenge instrukser – under ingen omstendigheter skulle hastigheten økes til 800 km/t.

Men selv med denne begrensningen var Me-262 overlegen i hastighet i forhold til alle andre jagerfly i disse årene. Dette tillot sjefen for Hitlers jagerfly, general Holland, å erklære at Me-262 var «den eneste sjansen til å organisere reell motstand mot fienden».

På østfronten dukket Me-262 opp helt på slutten av krigen. I denne forbindelse fikk designbyråer en presserende oppgave å lage enheter for å bekjempe tyske jetfly.

A.I. Mikoyan og P.O. Sukhoi, for å hjelpe den konvensjonelle stempelmotoren plassert i baugen av enheten, la til en motor-kompressormotor designet av K.V. Kholshchevnikov, installerer den i halen av flyet. Tilleggsmotoren måtte startes når flyet måtte gis betydelig akselerasjon. Dette ble diktert av at K.V Kholshchevnikov jobbet ikke mer enn tre til fem minutter.

Den første som avsluttet arbeidet med et høyhastighets jagerfly var A.I. Mikoyan. Hans I-250-fly tok fly i mars 1945. Under testing av dette flyet ble det registrert en rekordhastighet på 820 km/t, først oppnådd i USSR. Fighter P.O. Sukhoi Su-5 ble testet i april 1945, og etter å ha slått på den ekstra halemotoren ble en hastighet på over 800 km/t oppnådd.

Omstendighetene i disse årene tillot imidlertid ikke lanseringen av nye høyhastighets jagerfly i masseproduksjon. For det første er krigen over, selv den hyllede Me-262 bidro ikke til å gjenopprette tapt luftoverlegenhet til nazistene.

For det andre gjorde dyktigheten til sovjetiske piloter det mulig å bevise for hele verden at selv jetfly kan skytes ned mens de flyr en vanlig produksjonsjager.

Parallelt med utviklingen av et fly utstyrt med en "skyvende" motor-kompressormotor, i designbyrået til P.O. Sukhoi skapte Su-7-jagerflyet, der væskestrålen RD-1, utviklet av designeren V.P., jobbet sammen med en stempelmotor. Glushko.

Flyreiser på Su-7 begynte i 1945. Den ble testet av pilot G. Komarov. Da RD-1 ble slått på, økte flyets hastighet med gjennomsnittlig 115 km/t. Dette var et godt resultat, men snart måtte testene stoppes på grunn av hyppig svikt i jetmotoren.

En lignende situasjon oppsto i designbyråene til S.A. Lavochkin og AS. Yakovleva. På et av de eksperimentelle La-7R-flyene eksploderte akseleratoren under flukt, og testpiloten klarte på mirakuløst vis å rømme. Men da man testet Yak-3 med RD-1 booster, eksploderte flyet og piloten døde. Den økende ulykkesfrekvensen førte til at testing av fly med RD-1 ble stoppet. I tillegg ble det klart at stempelmotorer skulle erstattes av nye motorer – jetmotorer.

Etter Tysklands nederlag mottok USSR tyske jetfly med motorer som trofeer. De vestlige allierte mottok ikke bare prøver av jetfly og deres motorer, men også deres utviklere og utstyr fra fascistiske fabrikker.

For å få erfaring med jetflykonstruksjon ble det besluttet å bruke tyske motorer"JUMO- 004" og "BMW-003", og lag deretter din egen basert på dem. Disse motorene ble kalt "RD-10" og "RD-20". I tillegg har designerne av A.M. Lyulke, A.A. Mikulin, V.Ya. Klimov fikk i oppgave å lage en "helt sovjetisk" flyjetmotor.

Mens "motorgutta" jobbet, P.O. Sukhoi utviklet Su-9-jetjageren. Designet ble laget i henhold til ordningen med tomotorers fly - to fangede JUMO-004 (RD-10) motorer ble plassert under vingene.

Bakketester av RA-7 jetmotoren ble utført på flyplassen til flyplassen i Tushino. Under operasjonen laget den en forferdelig lyd og ga ut røykskyer og ild fra munnstykket. Brølet og gløden fra flammene var merkbar selv på Moskva Sokol metrostasjon. Det var også litt nysgjerrighet. En dag rykket flere brannbiler til flyplassen, kalt av muskovitter for å slukke brannen.

Su-9-flyet kunne knapt kalles bare et jagerfly. Piloter kalte det vanligvis et "tungt jagerfly", siden et mer nøyaktig navn - jagerbombefly - dukket opp først på midten av 50-tallet. Men på grunn av sin kraftige kanon- og bombebevæpning, kunne Su-9 godt betraktes som en prototype av et slikt fly.

Denne plasseringen av motorer hadde både ulemper og fordeler. Ulempene inkluderer en stor dra, laget av motorer plassert under vingene. Men på den annen side ga plassering av motorene i spesielle påhengsmotorgondoler uhindret tilgang til dem, noe som var viktig for reparasjoner og justeringer.

I tillegg til jetmotorer inneholdt Su-9-flyene mange "friske" designløsninger. Så for eksempel P.O. Sukhoi installerte på flyet sitt en stabilisator kontrollert av en spesiell elektromekanisme, startpulverakseleratorer, et utkastingssete for piloten og en enhet for nødutløsning av kalesjen som dekker pilotens cockpit, luftbremser med en landingsklaff og en bremsefallskjerm. Vi kan si at Su-9 ble skapt utelukkende fra innovasjoner.

Snart ble en prototypeversjon av Su-9-jagerflyet bygget. Det ble imidlertid gjort oppmerksom på at det er fysisk vanskelig for piloten å utføre svinger på den.

Det ble åpenbart at med økende hastighet og flyhøyde ville det bli stadig vanskeligere for piloten å takle kontrollene, og da ble en ny enhet introdusert i flyets kontrollsystem - en boosterforsterker, som ligner på servostyring. Men i disse årene forårsaket bruken av en kompleks hydraulisk enhet på et fly kontrovers. Selv erfarne flydesignere var skeptiske til det.

Og likevel ble boosteren installert på Su-9. Sukhoi var den første som fullstendig flyttet innsatsen fra flyets kontrollpinnen til det hydrauliske systemet. Pilotenes positive reaksjon lot ikke vente på seg. Å fly flyet har blitt morsommere og mindre slitsomt. Manøveren ble forenklet og ble mulig i alle flyhastigheter.

Det skal legges til at for å oppnå designperfeksjon har P.O. Sukhoi "tapte" i konkurransen mellom byråene til Mikoyan og Yakovlev. De første jagerflyene i USSR - MiG-9 og Yak-15 - tok av samme dag - 26. april 1946. De deltok i luftparaden i Tushino og ble umiddelbart satt i produksjon. Og Su-9 dukket opp i luften først i november 1946. Men militæret likte den virkelig og i 1947 ble den anbefalt for masseproduksjon. Men den kom ikke i produksjon - flyfabrikkene var allerede opptatt med å produsere MiG- og Yakov-jetfly. Ja og P.O. På det tidspunktet var Sukhoi allerede i ferd med å fullføre arbeidet med en ny, mer avansert maskin - Su-11-jagerflyet.

Denne tittelen for dette kapittelet ble ikke valgt ved en tilfeldighet. Dette er nøyaktig hvordan de første flyene tok av mot himmelen, mens de la vingene i luften, slik fugler gjør, åpnet seg ny æra på jorden - luftfartens epoke. Og det er ingen tilfeldighet at ordet "luftfart" oversatt fra latin betyr fugl. Tross alt var det drømmen til mennesker å fly som fugler som fungerte som drivkraften til fødselen ...

Allerede i 1914 sa den norske forskeren Fridtjof Nansen i sin bok «To the Land of the Future» at luftfart ville spille en viktig rolle i utviklingen av Norden, særlig i utviklingen av skipsfarten gjennom Karahavet og munningene til elvene Ob og Yenisei. Nesten samtidig gjorde russiske piloter sine første forsøk på å fly over Nordsjøen...

En høstdag i 1797 klatret den franske aeronauten Jacques Garnerin til varmluftsballong over Parc Monceau nær Paris, forlot deretter ballongen og falt ned til bakken med en fallskjerm etter eget design. Det antas at på denne dagen, for første gang i historien, stolte en person på denne uvanlige enheten med livet sitt. Kanskje det er slik, men selve ideen om å komme ned fra...

Sommeren 1936 utarbeidet den tyske tekniske avdelingen en spesifikasjon for et nytt toseters sjøfly. Ordren for utviklingen høsten 1936 ble mottatt av to tyskere flyprodusenter"Arado" og "Focke-Wulf". Tradisjonelt ble det antatt at etableringen av et lite flytefly krevde bruk av en toplansdesign. Kurt Tank fulgte denne veien da han utviklet sin Fw-62. Arado designbyrå, som ikke var annerledes...

Ingenting i verden skjer plutselig. Hvert arrangement innledes med langvarige forberedelser. På samme måte ble den historiske flukten til Wright-brødrenes apparat innledet av mange års eksperimenter og erfaringer fra andre mennesker, noen ganger veldig langt fra luftfart. Om en av disse personene fly som kan betraktes som en overgangsmodell mellom luftfart og luftfartsutstyr, denne historien vil gå. I 1897 opp i himmelen...

Kanskje det var på 20-40-tallet. XX århundre Luftfart over hele verden har fått den største utviklingen. I USSR, selv før TsAGI dukket opp, 23. mars 1918, ble "Flying Laboratory" opprettet. Dens oppgaver inkluderte omfattende eksperimentell forskning innen luftfart og luftfart. Det flygende laboratoriet, ledet av N.E. Zhukovsky, ble det første sovjetiske vitenskapelige luftfartsinstituttet. I 1919 var det...

La oss nå snakke om fly sivil luftfart. Slike fly brukes til å transportere passasjerer, bagasje, post og annen last, så vel som i landbruk, konstruksjon, skogvern, serviceekspedisjoner, medisinsk behandling befolkningen og gjennomføre sanitære tiltak, forsøks- og forskningsarbeid, utdannings-, kultur-, utdannings- og idrettsarrangement, søk og redning og nødredningsaksjoner og yte bistand ved...

N-3PB flytepatruljebomber-torpedobombefly ble det første produksjonsflyet utviklet av det amerikanske selskapet Northrop Aircraft Inc. Flyet ble bygget etter ordre fra Sjøforsvaret, som trengte et flytepatruljefly. Arbeidet med flyet startet i 1939, og 1. november 1940 fløy det første flyet ved Lake Elsinore i California. Til tross for de ganske kraftige våpnene, bestående av...

Lenge før dagen da Wright-brødrenes fly tok av på sin første flytur, lettet «aeronautical projectile» bygget av den russiske oppfinneren Alexander Fedorovich Mozhaisky (1825-1890) fra jordoverflaten. Denne enheten, som designeren fikk patent på, hadde alle hovedfunksjonene moderne fly. Hvordan skjedde det at amerikanske, og ikke russiske, oppfinnere ble "gudfedre" til luftfarten? Alexander Fedorovich...

Krig er alltid sorg og tårer, men folk glemmer dette for fort. Omtrent to tiår hadde gått siden slutten av første verdenskrig, og på terskelen var det allerede ny krig- Andre verdenskrig. 1. september 1939 invaderte tyske tropper Polen, og hele verden ble trukket inn i en ny blodig krig. I 1937...

Oppfinner: Frank Whittle (motor)
Et land: England
Oppfinnelsens tid: 1928

Turbojet-luftfart oppsto under andre verdenskrig, da grensen for perfeksjon for tidligere propellutstyrte fly ble nådd.

Hvert år ble kappløpet om hastighet vanskeligere og vanskeligere, siden selv en liten økning i hastigheten krevde hundrevis av ekstra hestekrefter av motoren og automatisk gjorde flyet tyngre. I gjennomsnitt en effektøkning på 1 hk. førte til en økning i massen til fremdriftssystemet (selve motoren, propellen og hjelpemidler) i gjennomsnitt per 1 kg. Enkle beregninger viste at det var nesten umulig å lage et propelldrevet jagerfly med en hastighet på rundt 1000 km/t.

Motoreffekten på 12.000 hestekrefter som kreves for dette, kunne kun oppnås med en motorvekt på ca. 6.000 kg. I fremtiden viste det seg at en ytterligere økning i hastigheten ville føre til degenerering av kampfly, og gjøre dem om til enheter som bare kan bære seg selv.

Det var ikke lenger plass igjen om bord for våpen, radioutstyr, rustninger og drivstoffforsyninger. Men selv dette Det var umulig å få en stor hastighetsøkning på bekostning. En tyngre motor økte den totale vekten, noe som tvang vingearealet til å øke. Dette førte til en økning i deres aerodynamiske luftmotstand, for å overvinne noe som var nødvendig for å øke motorkraften.

Dermed ble sirkelen lukket og en hastighet på ca 850 km/t viste seg å være maksimalt mulig for et fly med . Det kunne bare være én vei ut av denne ondskapsfulle situasjonen - det var nødvendig å lage en fundamentalt ny design av en flymotor, noe som ble gjort da turbojetfly erstattet stempelfly.

Prinsippet for drift av en enkel jetmotor kan forstås ved å vurdere driften av en brannslange. Vann under trykk tilføres gjennom en slange til brannmunnstykket og renner ut av denne. Det indre tverrsnittet av dysespissen smalner mot enden, på grunn av dette har strømmen av rennende vann høyere hastighet enn i slangen.

Mottrykkskraften (reaksjonen) er i dette tilfellet så stor at brannmannen ofte må anstreng med all din styrke for å holde brannslangen i ønsket retning. Det samme prinsippet kan brukes på en flymotor. Den enkleste jetmotoren er ramjetmotoren.

La oss forestille oss et rør med åpne ender montert på et fly i bevegelse. Den fremre delen av røret, som luft strømmer inn i på grunn av flyets bevegelse, har et ekspanderende indre tverrsnitt. På grunn av utvidelsen av røret, reduseres hastigheten på luft som kommer inn i det, og trykket øker tilsvarende.

La oss anta at i den ekspanderende delen sprøytes drivstoff inn i luftstrømmen og brennes. Denne delen av røret kan kalles forbrenningskammeret. De høyt oppvarmede gassene utvider seg raskt og slipper ut gjennom den konvergerende stråledysen med en hastighet som er mange ganger større enn luftstrømmen ved innløpet. Denne hastighetsøkningen skaper en skyvekraft som skyver flyet fremover.

Det er lett å se at en slik motor bare kan fungere hvis den beveger seg i lufta med betydelig hastighet, men den kan ikke aktiveres når den står stille. Et fly med en slik motor må enten startes fra et annet fly eller akselereres ved hjelp av en spesiell startmotor. Denne ulempen overvinnes i en mer kompleks turbojetmotor.

Det viktigste elementet i denne motoren er gassturbinen, som roterer luftkompressoren som sitter på samme aksel. Luften som kommer inn i motoren komprimeres først i innløpsanordningen - diffusoren, deretter i aksialkompressoren og kommer deretter inn i forbrenningskammeret.

Drivstoffet er vanligvis parafin, som sprøytes inn i forbrenningskammeret gjennom en dyse. Fra kammeret strømmer forbrenningsproduktene, som ekspanderer, først og fremst på gassbladene, som får den til å rotere, og deretter inn i dysen, der de akselererer til svært høye hastigheter.

En gassturbin bruker bare en liten del av energien til luft-gass-strålen. Resten av gassene brukes til å skape en reaktiv skyvekraft, som oppstår på grunn av strømmen av en stråle med høy hastighet forbrenningsprodukter fra munnstykket. Drivkraften til en turbojetmotor kan økes, det vil si økes i en kort periode, på forskjellige måter.

For eksempel kan dette gjøres ved hjelp av såkalt etterbrenning (i dette tilfellet sprøytes det inn ekstra brensel i gasstrømmen bak turbinen, som brenner på grunn av oksygen som ikke brukes i forbrenningskamrene). Etterforbrenning er mulig for kortsiktigøker i tillegg motorkraften med 25-30 % ved lave hastigheter og opptil 70 % ved høye hastigheter.

Gassturbinmotorer har revolusjonert verden siden 1940. luftfartsteknologi, men den første utviklingen for å lage dem dukket opp ti år tidligere. Far til turbojetmotoren Den engelske oppfinneren Frank Whittle er med rette vurdert. Tilbake i 1928, mens han var student ved Cranwell Aviation School, foreslo Whittle det første designet av en jetmotor utstyrt med en gassturbin.

I 1930 fikk han patent på det. Staten på den tiden var ikke interessert i utviklingen hans. Men Whittle fikk hjelp fra noen private firmaer, og i 1937, basert på designen hans, bygde det britiske Thomson-Houston-selskapet den første turbojetmotoren i historien, kalt "U". Først etter dette tok Luftfartsdepartementet oppmerksomhet til Whittles oppfinnelse. For ytterligere å forbedre motorene i designet ble Power-selskapet opprettet, som hadde støtte fra staten.

Samtidig befruktet Whittles ideer designtanken til Tyskland. I 1936 utviklet og patenterte den tyske oppfinneren Ohain, som da var student ved universitetet i Göttingen, sin turbojet. motor. Designet var nesten ikke forskjellig fra Whittle's. I 1938 utviklet Heinkel-selskapet, som leide Ohain, under hans ledelse HeS-3B turbojetmotoren, som ble installert på He-178-flyet. 27. august 1939 foretok dette flyet sin første vellykkede flytur.

Utformingen av He-178 forutså i stor grad utformingen av fremtidige jetfly. Luftinntaket var plassert i den fremre delen av flykroppen. Luften, forgrenet, gikk rundt pilotens cockpit og kom inn i motoren i en direkte strøm. Varme gasser strømmet ut gjennom en dyse i halepartiet. Vingene på dette flyet var fortsatt av tre, men flykroppen var laget av duralumin.

Motoren, installert bak cockpiten, gikk på bensin og utviklet en skyvekraft på 500 kg. Maksimum flyets hastighet nådde 700 km/t. I begynnelsen av 1941 utviklet Hans Ohain en mer avansert HeS-8-motor med en skyvekraft på 600 kg. To av disse motorene ble installert på det neste He-280V-flyet.

Testene startet i april samme år og viste gode resultater - flyet nådde hastigheter på opptil 925 km/t. Serieproduksjonen av denne jagerflyen begynte imidlertid aldri (totalt 8 ble produsert) på grunn av det faktum at motoren fortsatt viste seg å være upålitelig.

I mellomtiden ga britiske Thomson-Houston ut W1.X-motoren, spesialdesignet for det første engelske turbojetflyet, Gloucester G40, som foretok sin første flytur i mai 1941 (flyet var da utstyrt med en forbedret Whittle W.1-motor). Den engelske førstefødte var langt fra tysk. Maksimal hastighet var 480 km/t. I 1943 ble den andre Gloucester G40 bygget med en kraftigere motor som nådde hastigheter på opptil 500 km/t.

I sin design minnet Gloucester overraskende om den tyske Heinkel. G40 hadde helmetallkonstruksjon med luftinntak i den fremre flykroppen. Lufttilførselskanalen var delt og gikk rundt pilotens kabin på begge sider. Utstrømmen av gasser skjedde gjennom en dyse bak i flykroppen.

Selv om parametrene til G40 ikke bare oversteg parametrene til høyhastighets propellmotorer på den tiden, men også var merkbart dårligere enn dem, viste utsiktene for bruk av jetmotorer seg å være så lovende at det britiske departementet of Aviation bestemte seg for å starte serieproduksjon av turbojet jagerfly-avskjærere. Gloucester-selskapet fikk en ordre om å utvikle et slikt fly.

I de påfølgende årene begynte flere engelske selskaper å produsere forskjellige modifikasjoner av Whittle-turbojetmotoren. Rover-selskapet, som tok W.1-motoren som grunnlag, utviklet motorer W2B/23 og W2B/26. Disse motorene ble deretter kjøpt av Rolls-Royce, som brukte dem til å lage sine egne modeller, Welland og Derwent.

Det første serielle turbojetflyet i historien var imidlertid ikke det engelske Gloucester, men det tyske Messerschmitt Me-262. Totalt ble rundt 1300 av disse flyene med forskjellige modifikasjoner produsert, utstyrt med Junkers Yumo-004B-motoren. Det første flyet i denne serien ble testet i 1942. Den hadde to motorer med en skyvekraft på 900 kg og en hastighet på 845 km/t.

Det engelske produksjonsflyet Gloucester G41 Meteor dukket opp i 1943. Utstyrt med to Derwent-motorer med en skyvekraft på 900 kg hver, nådde Meteor hastigheter på opptil 760 km/t og hadde en flyhøyde på opptil 9000 m. Deretter begynte kraftigere Derwents med en skyvekraft på rundt 1600 kg å bli installert på fly, noe som gjorde det mulig å øke hastigheten til 935 km/t. Dette flyet presterte bra, så produksjonen av ulike modifikasjoner av G41 fortsatte til slutten av 40-tallet.

USA lå i utgangspunktet langt etter europeiske land i utviklingen av jetfly. Fram til andre verdenskrig var det ingen forsøk i det hele tatt på å lage et jetfly. Først i 1941, da prøver og tegninger av Whittle-motorer ble mottatt fra England, begynte dette arbeidet i full gang.

General Electric, ved å bruke Whittles modell som grunnlag, utviklet en turbojet motor I-A, som ble installert på det første amerikanske jetflyet, P-59A Ercomet. Den amerikanske førstefødte fløy for første gang i oktober 1942. Den hadde to motorer, som var plassert under vingene like ved flykroppen. Det var fortsatt et ufullkomment design.

Ifølge de amerikanske pilotene som testet flyet var P-59 god å fly, men flyegenskapene forble uviktige. Motoren var for underdrevet, så det var mer et seilfly enn et ekte kampfly. Totalt ble det bygget 33 slike maskiner. Deres maksimale hastighet var 660 km/t, og flyhøyden deres var opp til 14 000 m.

Den første produksjonen turbojet jagerfly i USA var Lockheed F-80 Shooting Star med en motor General Electric I-40 ( modifikasjon I-A). Fram til slutten av 40-tallet ble det produsert rundt 2500 av disse jagerflyene av ulike modeller. Gjennomsnittshastigheten deres var rundt 900 km/t. Den 19. juni 1947, på en av modifikasjonene til dette flyet, XF-80B, ble imidlertid en hastighet på 1000 km/t oppnådd for første gang i historien.

På slutten av krigen var jetfly fortsatt dårligere på mange måter enn modne modeller av propelldrevne fly og hadde mange av sine egne spesifikke ulemper. Generelt, under byggingen av det første turbojet-flyet, møtte designere i alle land betydelige vanskeligheter. Nå og da brant forbrenningskamrene ut, bladene og kompressorene gikk i stykker og ble skilt fra rotoren og ble til prosjektiler som knuste motorkroppen, flykroppen og vingen.

Men til tross for dette hadde jetfly en enorm fordel fremfor propelldrevne fly - Økningen i hastighet med økende kraft til en turbojetmotor og dens vekt skjedde mye raskere enn for en stempelmotor. Det løste det fremtidig skjebne høyhastighets luftfart – den blir jetdrevet overalt.

Hastighetsøkningen førte snart til en fullstendig endring i flyets utseende. Ved transoniske hastigheter viste den gamle formen og profilen til vingen seg å ikke være i stand til å bære flyet - det begynte å "nikke av" og gikk inn i et ukontrollerbart dykk. Resultatene av aerodynamiske tester og analyser av flyulykker førte gradvis designere til en ny type vinge - tynn, feid.

Denne typen vingeform dukket først opp på sovjetiske jagerfly. Til tross for at Sovjetunionen var senere enn den vestlige stater begynte å lage turbojet-fly, sovjetiske designere klarte veldig raskt å lage høy kvalitet kampkjøretøyer. Den første sovjetiske jetjageren som kom i produksjon var Yak-15.

Den dukket opp på slutten av 1945 og var en ombygd Yak-3 (et stempelmotorjagerfly kjent under krigen), som var utstyrt med en RD-10 turbojetmotor - en kopi av den fangede tyske Yumo-004B med en skyvekraft på 900 kg. Den nådde en hastighet på rundt 830 km/t.

I 1946 kom i tjeneste sovjetisk hær MiG-9 ankom, utstyrt med to Yumo-004B turbojetmotorer (offisiell betegnelse RD-20), og i 1947 dukket MiG-15 opp - den første i historie, et kampjetfly med en feid vinge, utstyrt med en RD-45-motor (dette var betegnelsen på Nin-motoren fra Rolls-Royce, kjøpt på lisens og modernisert av sovjetiske flydesignere) med en skyvekraft på 2200 kg.

MiG-15 var slående forskjellig fra forgjengerne og overrasket kamppiloter med sine uvanlige bakoverskrånende vinger, en enorm finne toppet med den samme feide stabilisatoren og en sigarformet flykropp. Flyet hadde også andre nye funksjoner: et utkastsete og hydraulisk servostyring.

Han var bevæpnet med et hurtigskytende våpen og to (i senere modifikasjoner - tre våpen). Med en hastighet på 1.100 km/t og et tak på 15.000 m, forble dette jagerflyet verdens beste kampfly i flere år og vakte enorm interesse. (MiG-15-designet hadde senere en betydelig innflytelse på jagerflydesign i vestlige land.)

I en kort tid MiG-15 ble det vanligste jagerflyet i USSR, og ble også adoptert av hærene til dets allierte. Dette flyet har vist seg godt under Korea-krigen. På mange måter var den overlegen American Sabres.

Med ankomsten av MiG-15, tok turbojet-luftfartens barndom og den ny scene i hennes historie. På dette tidspunktet hadde jetflyet mestret alle subsoniske hastigheter og var svært nær lydmuren.

ABSTRAKT

OM DETTE EMNET:

Jetmotorer .

SKREVET AV: Kiselev A.V.

KALININGRAD

Introduksjon

Jetmotor, en motor som skaper trekkraften som er nødvendig for bevegelse ved å konvertere den innledende energien til den kinetiske energien til jetstrømmen til arbeidsvæsken; Som et resultat av utstrømningen av arbeidsvæsken fra motordysen, genereres en reaktiv kraft i form av en reaksjon (rekyl) av strålen, som beveger motoren og apparatet som er strukturelt forbundet med den i rommet i motsatt retning av utstrømningen av jetflyet. Ulike typer energi (kjemisk, kjernefysisk, elektrisk, solenergi) kan omdannes til den kinetiske (hastighets) energien til en jetstrøm i en rakettjet. En direktereaksjonsmotor (direkte reaksjonsmotor) kombinerer selve motoren med en fremdriftsinnretning, det vil si at den gir sin egen bevegelse uten deltakelse av mellomliggende mekanismer.

For å skape strålekraften som brukes av R.D., er det nødvendig:

kilde til initial (primær) energi, som omdannes til kinetisk energi til jetstrømmen;

arbeidsfluidet, som kastes ut fra strålen i form av en jetstrøm;

Selve R.D. er en energiomformer.

Startenergien lagres om bord i et fly eller annet kjøretøy utstyrt med en rakettmotor (kjemisk brensel, kjernebrensel), eller kan (i prinsippet) komme utenfra (solenergi). For å oppnå en arbeidsvæske i et flytende drivmiddel, kan et stoff tatt fra miljøet (for eksempel luft eller vann) brukes;

et stoff plassert i tankene til apparatet eller direkte i R.D.-kammeret; en blanding av stoffer som kommer fra miljøet og lagres om bord i kjøretøyet.

I moderne R.D. brukes kjemikalier oftest som en primær

Missilbranntester

motor Romskip

Turbojet motorer AL-31F fly Su-30MK. Tilhører klassen luftpustende motorer

energi. I dette tilfellet er arbeidsvæsken varme gasser - produkter av forbrenning av kjemiske brensler. Under driften av en forbrenningsmotor omdannes den kjemiske energien til forbrenningsstoffer til termisk energi fra forbrenningsprodukter, og Termisk energi varme gasser omdannes til mekanisk energi av translasjonsbevegelsen til jetstrømmen og følgelig apparatet som motoren er installert på. Hoveddelen av enhver forbrenningsmotor er forbrenningskammeret der arbeidsvæsken genereres. Den siste delen av kammeret, som tjener til å akselerere arbeidsfluidet og produsere en jetstrøm, kalles en jetdyse.

Avhengig av om miljøet brukes eller ikke under drift av rakettmotorer, er de delt inn i 2 hovedklasser - luftpustende motorer (ARE) og rakettmotorer (RE). Alle VRD-er er varmemotorer, hvis arbeidsvæske dannes under oksidasjonsreaksjonen av et brennbart stoff med atmosfærisk oksygen. Luften som kommer fra atmosfæren utgjør hoveddelen av arbeidsvæsken til WRD. En enhet med en drivmiddelmotor har således en energikilde (drivstoff) om bord, og trekker det meste av arbeidsvæsken fra omgivelsene. I motsetning til VRD, er alle komponenter i RD-arbeidsvæsken plassert om bord på apparatet utstyrt med RD. Mangel på fremdrift som samhandler med miljø, og tilstedeværelsen av alle komponenter i arbeidsvæsken om bord på enheten gjør RD til den eneste som er egnet for arbeid i rommet. Det finnes også kombinerte rakettmotorer, som er en kombinasjon av begge hovedtyper.

Jetmotorers historie

Prinsippet for jetfremdrift har vært kjent i svært lang tid. Stamfaren til R. d. kan betraktes som ballen til Heron. Rakettmotorer med fast drivstoff - pulverraketter - dukket opp i Kina på 1000-tallet. n. e. I hundrevis av år ble slike missiler først brukt i Østen og deretter i Europa som fyrverkeri, signal- og kampmissiler. I 1903 var K. E. Tsiolkovsky, i sitt arbeid "Exploration of World Spaces with Jet Instruments," den første i verden som la frem de grunnleggende prinsippene for teorien om flytende rakettmotorer og foreslo de grunnleggende elementene i en rakettmotor med flytende brensel design. De første sovjetiske rakettmotorene - ORM, ORM-1, ORM-2 ble designet av V.P. Glushko og, under hans ledelse, opprettet i 1930-31 ved Gas Dynamics Laboratory (GDL). I 1926 skjøt R. Goddard opp en rakett med flytende brensel. For første gang ble en elektrotermisk RD opprettet og testet av Glushko ved GDL i 1929-33.

I 1939 testet USSR missiler med ramjet-motorer designet av I. A. Merkulov. Det første turbojetmotordiagrammet? ble foreslått av den russiske ingeniøren N. Gerasimov i 1909.

I 1939 begynte byggingen av turbojetmotorer designet av A. M. Lyulka ved Kirov-anlegget i Leningrad. Testingen av den opprettede motoren ble forhindret av den store patriotiske krigen 1941-45. I 1941 ble en turbojetmotor designet av F. Whittle (Storbritannia) først installert på et fly og testet. Veldig viktig Opprettelsen av R.D. var basert på de teoretiske verkene til russiske forskere S. S. Nezhdanovsky, I. V. Meshchersky, N. E. Zhukovsky, verkene til den franske vitenskapsmannen R. Hainault-Peltry og den tyske vitenskapsmannen G. Oberth. Et viktig bidrag til opprettelsen av WRD var arbeidet til den sovjetiske forskeren B. S. Stechkin, "Theory of an Air-Jet Engine", publisert i 1929.

R.D. har forskjellige formål, og omfanget av deres anvendelse utvides stadig.

Radardrev er mest brukt på fly av ulike typer.

De fleste militære og sivile fly rundt om i verden er utstyrt med turbojetmotorer og bypass turbojetmotorer, og de brukes på helikoptre. Disse radarmotorene er egnet for flyreiser med både subsoniske og supersoniske hastigheter; De er også installert på prosjektilfly; supersoniske turbojetmotorer kan brukes i de første stadiene av romfartsfly. Ramjet-motorer er installert på luftvernstyrte missiler, kryssermissiler og supersoniske jagerfly. Subsoniske ramjetmotorer brukes på helikoptre (installert i endene av hovedrotorbladene). Pulse jetmotorer har lav skyvekraft og er kun beregnet på fly med subsoniske hastigheter. Under 2. verdenskrig 1939-45 var disse motorene utstyrt med V-1 prosjektilfly.

Drosjebaner brukes mest på høyhastighetsfly.

Flytende rakettmotorer brukes på bæreraketter av romfartøyer og romfartøyer som fremdrifts-, bremse- og kontrollmotorer, samt på guidede ballistiske missiler. Rakettmotorer med fast drivmiddel brukes i ballistiske, luftvern-, antitank- og andre militære missiler, så vel som på utskytningskjøretøyer og romfartøyer. Små solide drivgassmotorer brukes som boostere for flyavgang. Elektriske rakettmotorer og kjernefysiske rakettmotorer kan brukes på romfartøy.

Imidlertid fødte denne mektige stammen, prinsippet om direkte reaksjon, en enorm krone av "slektstreet" til jetmotorfamilien. For å bli kjent med hovedgrenene til kronen, krone "stammen" av direkte reaksjon. Snart, som du kan se fra bildet (se nedenfor), er denne stammen delt i to deler, som om den ble delt av et lynnedslag. Begge nye stammene er like dekorert med kraftige kroner. Denne inndelingen skjedde fordi alle "kjemiske" jetmotorer er delt inn i to klasser avhengig av om de bruker omgivelsesluft til driften eller ikke.

En av de nyopprettede stammene er klassen av luftpustemotorer (WRE). Som navnet selv indikerer, kan de ikke operere utenfor atmosfæren. Det er derfor disse motorene er grunnlaget moderne luftfart, både bemannet og ubemannet. VRD-er brukes atmosfærisk oksygen for drivstoffforbrenning, uten det vil ikke forbrenningsreaksjonen i motoren fortsette. Men fortsatt er turbojetmotorer mest brukt for tiden.

(turbojetmotorer), installert på nesten alle moderne fly uten unntak. Som alle motorer som bruker atmosfærisk luft, krever turbojetmotorer en spesiell enhet for å komprimere luften før den mates inn i forbrenningskammeret. Tross alt, hvis trykket i forbrenningskammeret ikke overstiger atmosfærisk trykk betydelig, vil ikke gassene strømme ut av motoren med høyere hastighet - det er trykket som skyver dem ut. Men ved lav eksoshastighet vil motorkraften være lav, og motoren vil forbruke mye drivstoff, og en slik motor vil ikke finne anvendelse. I en turbojetmotor brukes en kompressor for å komprimere luft, og utformingen av motoren avhenger i stor grad av typen kompressor. Det finnes motorer med aksial- og sentrifugalkompressorer kan ha færre eller flere kompresjonstrinn, være enkelt- eller dobbelttrinns osv. For å drive kompressoren har turbojetmotoren en gassturbin, som gir motoren navnet. På grunn av kompressoren og turbinen er motordesignet ganske komplekst.

Ikke-kompressor luftpustemotorer er mye enklere i design, der den nødvendige økningen i trykk oppnås ved andre metoder, som har navn: pulserende og ramjet-motorer.

I en pulserende motor gjøres dette vanligvis av et ventilgitter installert ved motorinnløpet når en ny del av drivstoff-luftblandingen fyller forbrenningskammeret og det oppstår et blink i det, lukker ventilene, og isolerer forbrenningskammeret fra; motorinnløp. Som et resultat øker trykket i kammeret, og gasser strømmer ut gjennom jetdysen, hvoretter hele prosessen gjentas.

I en ikke-kompressormotor av en annen type, direktestrøm, er det ikke engang dette ventilgitteret og trykket i forbrenningskammeret øker som følge av høyhastighetstrykket, dvs. bremse den motgående luftstrømmen som kommer inn i motoren under flyging. Det er klart at en slik motor er i stand til å fungere bare når flyet allerede flyr med tilstrekkelig høy hastighet, vil den ikke utvikle skyvekraft når den er parkert. Men på veldig høy hastighet 4-5 ganger lydhastigheten, utvikler en ramjetmotor svært høy skyvekraft og bruker mindre drivstoff enn noen annen "kjemisk" jetmotor under disse forholdene. Det er derfor ramjet-motorer.

Det særegne ved den aerodynamiske utformingen av supersoniske fly med ramjet-motorer (ramjet-motorer) skyldes tilstedeværelsen av spesielle akseleratormotorer som gir hastigheten som er nødvendig for å starte stabil drift av ramjet-motoren. Dette gjør haledelen av strukturen tyngre og krever installasjon av stabilisatorer for å sikre nødvendig stabilitet.

Prinsippet for drift av en jetmotor.

Moderne kraftige jetmotorer av ulike typer er basert på prinsippet om direkte reaksjon, dvs. skaperprinsippet drivkraft(eller skyvekraft) i form av en reaksjon (rekyl) av en strøm av "arbeidsstoff" som strømmer fra motoren, vanligvis varme gasser.

I alle motorer er det to energikonverteringsprosesser. Først blir den kjemiske energien til drivstoffet omdannet til termisk energi av forbrenningsprodukter, og deretter brukes den termiske energien til å utføre mekanisk arbeid. Slike motorer inkluderer stempelmotorer til biler, diesellokomotiver, damp- og gassturbiner fra kraftverk, etc.

La oss vurdere denne prosessen i forhold til jetmotorer. La oss starte med forbrenningskammeret til motoren, der en brennbar blanding allerede er opprettet på en eller annen måte, avhengig av type motor og type drivstoff. Dette kan for eksempel være en blanding av luft og parafin, som i turbojetmotoren til et moderne jetfly, eller en blanding av flytende oksygen og alkohol, som i noen flytende rakettmotorer, eller til slutt en slags fast brensel for pulverraketter. Den brennbare blandingen kan brenne, d.v.s. inngå en kjemisk reaksjon med rask frigjøring av energi i form av varme. Evnen til å frigjøre energi under en kjemisk reaksjon er den potensielle kjemiske energien til molekylene i blandingen. Den kjemiske energien til molekyler er assosiert med funksjonene i strukturen deres, mer presist strukturen til deres elektroniske skall, dvs. den elektronskyen som omgir kjernene til atomene som utgjør molekylet. Som et resultat av en kjemisk reaksjon, der noen molekyler ødelegges og andre skapes, skjer det naturlig en restrukturering av elektronskallene. I denne omstruktureringen er det en kilde til frigjort kjemisk energi. Det kan sees at jetmotordrivstoff bare kan være de stoffene som under en kjemisk reaksjon i motoren (forbrenning) frigjør ganske mye varme og også danner en stor mengde gasser. Alle disse prosessene skjer i forbrenningskammeret, men la oss fokusere på reaksjonen ikke på molekylært nivå (dette har allerede blitt diskutert ovenfor), men på "fasene" av arbeidet. Inntil forbrenningen har startet har blandingen stor tilførsel av potensiell kjemisk energi. Men så slukte flammen blandingen, enda et øyeblikk – og den kjemiske reaksjonen var over. Nå, i stedet for molekyler av den brennbare blandingen, er kammeret fylt med molekyler av forbrenningsprodukter, tettere "pakket". Overflødig bindingsenergi, som er den kjemiske energien til forbrenningsreaksjonen som har funnet sted, frigjøres. Molekylene som hadde denne overflødige energien, overførte den nesten umiddelbart til andre molekyler og atomer som et resultat av hyppige kollisjoner med dem. Alle molekyler og atomer i forbrenningskammeret begynte å bevege seg tilfeldig, kaotisk med betydelig høyere hastighet, og temperaturen på gassene økte. Dette er hvordan den potensielle kjemiske energien til drivstoffet ble omdannet til termisk energi av forbrenningsprodukter.

En lignende overgang ble utført i alle andre varmemotorer, men jetmotorer er fundamentalt forskjellige fra dem med hensyn til den videre skjebnen til de varme forbrenningsproduktene.

Etter at varme gasser som inneholder stor termisk energi er generert i en varmemotor, må denne energien omdannes til mekanisk energi. Tross alt tjener motorer til å prestere mekanisk arbeid, for å "flytte" noe, for å sette det i handling, det spiller ingen rolle om det er en dynamo, legg til tegninger av et kraftverk, et diesellokomotiv, en bil eller et fly.

For at den termiske energien til gasser skal omdannes til mekanisk energi, må volumet deres øke. Med en slik utvidelse utfører gasser arbeid, som bruker deres interne og termiske energi.

Når det gjelder en stempelmotor, presser de ekspanderende gassene på stempelet som beveger seg inne i sylinderen, stempelet skyver koblingsstangen, som deretter roterer veivakselen til motoren. Akselen er koblet til rotoren til en dynamo, drivakslene til et diesellokomotiv eller bil, eller en flypropell - motoren utfører nyttig arbeid. I en dampmaskin eller gassturbin tvinger gassene, som ekspanderer, hjulet koblet til turbinakselen til å rotere - her er det ikke behov for en transmisjonssveivmekanisme, som er en av de store fordelene med turbinen

Gasser utvider seg selvfølgelig også i en jetmotor, for uten dette fungerer de ikke. Men utvidelsesarbeidet brukes i så fall ikke på akselrotasjon. Assosiert med en drivmekanisme, som i andre varmemotorer. Hensikten med en jetmotor er annerledes - å skape jetskyvekraft, og for dette er det nødvendig at en strøm av gasser - forbrenningsprodukter - strømmer ut av motoren med høy hastighet: reaksjonskraften til denne strømmen er drivkraften til motoren . Følgelig må arbeidet med utvidelse av de gassformige produktene fra drivstoffforbrenning i motoren brukes på å akselerere selve gassene. Dette betyr at den termiske energien til gasser i en jetmotor må omdannes til deres kinetiske energi - den tilfeldige kaotiske termiske bevegelsen til molekyler må erstattes av deres organiserte strømning i én retning felles for alle.

En av de viktigste delene av motoren, den såkalte jetdysen, tjener dette formålet. Uansett hvilken type denne eller den jetmotoren tilhører, er den nødvendigvis utstyrt med en dyse som varme gasser - produktene av drivstoffforbrenning i motoren - strømmer ut av motoren med stor hastighet. I noen motorer kommer gasser inn i dysen umiddelbart etter forbrenningskammeret, for eksempel i rakett- eller ramjetmotorer. I andre turbojetmotorer passerer gassene først gjennom en turbin, som de avgir deler av sin termiske energi til. I dette tilfellet brukes den til å drive kompressoren, som komprimerer luften foran forbrenningskammeret. Men på en eller annen måte er munnstykket den siste delen av motoren - gasser strømmer gjennom den før de forlater motoren.

Jetdysen kan ha ulike former, og dessuten ulike design avhengig av motortype. Det viktigste er hastigheten som gasser strømmer ut av motoren med. Hvis denne utstrømningshastigheten ikke overstiger hastigheten med hvilken lydbølger forplanter seg i de utstrømmende gassene, er munnstykket en enkel sylindrisk eller konisk rørseksjon. Dersom utstrømningshastigheten skulle overstige lydhastigheten, er munnstykket formet som et ekspanderende rør eller først avsmalning og deretter ekspandering (Lavl-dyse). Bare i et rør av denne formen, som teori og erfaring viser, er det mulig å akselerere gass til supersoniske hastigheter og gå over «lydbarrieren».

Jetmotordiagram

Turbofanmotoren er den mest brukte jetmotoren i sivil luftfart.

Drivstoff som kommer inn i motoren (1), blandes med trykkluft og brenner i forbrenningskammeret (2). De ekspanderende gassene roterer høyhastighetsturbiner (3) og lavhastighetsturbiner, som igjen driver kompressoren (5), som skyver luft inn i forbrenningskammeret, og vifter (6), som driver luft gjennom dette kammeret og leder det inn i eksosrøret. Ved å fortrenge luft gir viftene ekstra skyvekraft. En motor av denne typen er i stand til å utvikle skyvekraft opp til 13 600 kg.

Konklusjon

Jetmotoren har mange fantastiske funksjoner, men den viktigste er denne. En rakett trenger ikke jord, vann eller luft for å bevege seg, siden den beveger seg som et resultat av interaksjon med gasser som dannes under forbrenning av drivstoff. Derfor kan raketten bevege seg i luftløst rom.

K. E. Tsiolkovsky er grunnleggeren av teorien om romflukt. Vitenskapelig bevis på muligheten for å bruke en rakett til å fly ut i verdensrommet, utenfor jordens atmosfære og til andre planeter i solsystemet ble gitt for første gang av den russiske forskeren og oppfinneren Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky

Bibliografi

Encyclopedic Dictionary of Young Technicians.

Termiske fenomener i teknologi.

Materialer fra nettstedet http://goldref.ru/;

1. Jetfly bevegelse (2)

   Abstrakt >> Fysikk

   Som er i formen reaktive jetfly skytes ut fra reaktive motor; meg selv reaktive motor- energiomformer... med som reaktive motor påvirker enheten som er utstyrt med dette reaktive motor. Trekk reaktive motor kommer an på...

2. Jetfly bevegelse i natur og teknologi

   Abstrakt >> Fysikk

   Salpu frem. Av størst interesse er reaktive motor akkar Blekksprut er mest... dvs. apparat med reaktive motor, ved å bruke drivstoff og oksidasjonsmiddel plassert på selve enheten. Reaktiv motor- Dette motor, transformerer...

3. Reaktiv BM-13 Katyusha fleroppskytingsrakettsystem

   Abstrakt >> Historiske figurer

   Stridshode og pulver reaktive motor. Hodedelen er... en lunte og en ekstra detonator. Reaktiv motor har et brennkammer, i... en kraftig økning i brannevner reaktive

Jetmotor ble oppfunnet Hans von Ohain, en fremragende tysk designingeniør og Sir Frank Whittle. Det første patentet for en fungerende gassturbinmotor ble oppnådd i 1930 av Frank Whittle. Det var imidlertid Ohain som satte sammen den første fungerende modellen.

2. august 1939 tok det første jetflyet, He 178 (Heinkel 178), utstyrt med HeS 3-motoren utviklet av Ohain, opp i himmelen.

Ganske enkelt og samtidig ekstremt vanskelig. Ganske enkelt basert på operasjonsprinsippet: uteluft (inn rakettmotorer- flytende oksygen) suges inn i turbinen, hvor den blander seg med drivstoff og brenner, i enden av turbinen danner den såkalte. «arbeidsvæske» (jetstrøm), som beveger bilen.

Alt er så enkelt, men i virkeligheten er det et helt område av vitenskap, fordi i slike motorer arbeidstemperatur når tusenvis av grader celsius. Et av de viktigste problemene med turbojetmotorkonstruksjon er dannelsen av ikke-smeltende deler fra smeltende metaller. Men for å forstå problemene til designere og oppfinnere, må du først studere den grunnleggende strukturen til motoren mer detaljert.

Jetmotordesign

jetmotorens hoveddeler

I begynnelsen av turbinen er det alltid fan, som suger luft fra eksternt miljø inn i turbiner. Viften har stort område og et stort antall kniver spesiell form, laget av titan. Det er to hovedoppgaver - primært luftinntak og kjøling av hele motoren som helhet, ved å pumpe luft mellom motorens ytre skall og de indre delene. Dette avkjøler blande- og forbrenningskamrene og hindrer dem i å kollapse.

Rett bak viften er det en kraftig kompressor, som tvinger luft under høyt trykk inn i brennkammeret.

Forbrenningskammeret Den fungerer også som en forgasser, og blander drivstoff med luft. Etter at drivstoff-luftblandingen er dannet, antennes den. Under forbrenningsprosessen oppstår betydelig oppvarming av blandingen og omgivende deler, samt volumetrisk ekspansjon. Faktisk bruker en jetmotor en kontrollert eksplosjon for å drive seg selv.

Forbrenningskammeret til en jetmotor er en av dens hotteste deler - det krever konstant intensiv kjøling. Men dette er ikke nok. Temperaturen i den når 2700 grader, så den er ofte laget av keramikk.

Etter forbrenningskammeret sendes den brennende drivstoff-luftblandingen direkte til turbinen.

Turbin består av hundrevis av blader som jetstrømmen trykker på, og får turbinen til å rotere. Turbinen roterer på sin side akselen som viften og kompressoren "sitter på". Dermed er systemet lukket og krever kun tilførsel av drivstoff og luft for driften.

Etter turbinen ledes strømmen til dysen. Jetmotordysen er den siste, men ikke den minste delen av en jetmotor. Den danner direkte jetstrømmen. Kald luft ledes inn i munnstykket, tvunget av viften for å avkjøle de indre delene av motoren. Denne strømmen begrenser dysekragen fra den supervarme jetstrømmen og får den til å smelte.

Avbøybar skyvevektor

Jetmotordyser kommer i en rekke forskjellige typer. Han anser den mest avanserte for å være en bevegelig dyse montert på motorer med en bøybar skyvevektor. Den kan komprimere og ekspandere, og også avbøyes i betydelige vinkler, justere og dirigere direkte jetstrøm. Dette gjør fly med thrust vectoring-motorer svært manøvrerbare, fordi manøvrering skjer ikke bare takket være vingemekanismene, men også direkte av motoren.

Typer jetmotorer

Det finnes flere hovedtyper av jetmotorer.

Klassisk F-15 jetmotor

Klassisk jetmotor– den grunnleggende strukturen som vi beskrev ovenfor. Brukes hovedsakelig på jagerfly i ulike modifikasjoner.

Turboprop. I denne motortypen ledes turbinkraften gjennom en reduksjonsgirkasse for å rotere en klassisk propell. Slike motorer vil tillate store fly å fly med akseptable hastigheter og forbruke mindre drivstoff. Den normale marsjfarten til et turbopropfly anses å være 600-800 km/t.

Denne typen motor er en mer økonomisk slektning av den klassiske typen. Hovedforskjellen er at en vifte med større diameter er installert ved innløpet, som ikke bare tilfører luft til turbinen, men også skaper en ganske kraftig strøm utenfor den. På denne måten oppnås økt effektivitet ved å forbedre effektiviteten.

Brukes på passasjerfly og store fly.

Ramjet motor

Fungerer uten bevegelige deler. Luft presses inn i forbrenningskammeret på en naturlig måte, på grunn av bremsing av strømmen mot innløpsrøret.

Brukes på tog, fly, UAV-er og militære missiler, samt sykler og scootere.

Og til slutt, en video av en jetmotor i aksjon:

Bilder tatt fra ulike kilder. Russifisering av bilder – Laboratorium 37.