История появления реактивной авиации
| Категория реферата: Рефераты по авиации и космонавтике
| Теги реферата: ценности реферат, quality assurance design patterns системный анализ
| Добавил(а) на сайт: Садовничий.
Предыдущая страница реферата | 1 2 3 4 5 6 | Следующая страница реферата
В конструктивном отношении ПРД исключительно прост. Он может применяться как непродолжительно работающая, но создающая все же достаточно большую силу тяги установка.
В жидкостных реактивных двигателях в состав топлива в состав топлива
входит какая-либо горючая жидкость (обычно керосин или спирт) и жидкий
кислород или какое-нибудь кислородосодержащее вещество (например, перекись
водорода или азотная кислота). Кислород или заменяющее его вещество, необходимое для сжигания горючего, принято называть окислителем. При работе
ЖРД горючее и окислитель непрерывно поступают в камеру сгорания; продукты
сгорания извергаются наружу через сопло.
Жидкостный и пороховой реактивные двигатели, в отличие от остальных, способны работать в безвоздушном пространстве.
Вторую группу образуют воздушно-реактивные двигатели – ВРД, использующие окислитель из воздуха. Они в свою очередь подразделяются на три класса: прямоточные ВРД (ПВРД), пульсирующие ВРД (ПуВРД), и турбореактивные двигатели (ТРД).
В прямоточном (или бескомпрессорном) ВРД го-рючее сжигается в камере сгорания в атмосферном воздухе, сжатом своим собственным скоростным на- пором (рис.4). Сжатие воз-духа осуществляется по за-кону Бернулли. Согласно этому закону, при движении жидкости или газа по расширяющемуся каналу ско- рость струи уменьшается, что ведет к повышению дав-ления газа или жидкости.
Для этого в ПВРД предусмотрен диффузор – расширяющийся канал, по которому атмосферный воздух попадает в камеру сгорания.
Площадь выходного сечения сопла обычно значительно больше площади входного сечения диффузора. Кроме того по поверхности диффузора давление распределяется иначе и имеет большие значения, чем на стенках сопла. В результате действия всех этих сил возникает реактивная тяга.
КПД прямоточного ВРД при скорости полета 1000 километров в час равен примерно 8-9%. А при увеличении этой скорости в 2 раза КПД в ряде случаев может достигнуть 30% - выше, чем у поршневого авиадвигателя. Но надо заметить, что ПВРД обладает существенным недостатком: такой двигатель не дает тяги на месте и не может, следовательно, обеспечить самостоятельный взлет самолета.
Сложнее устроен турбореактивный двигатель (ТРД). В полете встречный воздух проходит через переднее входное отверстие к компрессору и сжимается в несколько раз (рис.5). Сжатый компрессором воздух попадает в камеру сгорания, куда впрыскивается жидкое горючее (обычно керосин); образующиеся при сгорании этой смеси газы подаются к лопаткам газовой турбины.
Диск турбины за-креплен на одном валу с колесом компрессора, поэтому горячие газы, проходящие через турби-ну, приводят ее во вра-щение вместе с компрес-сором. Из турбины газы попадают в сопло. Здесь давление их падает, а скорость возрастает. Выходящая из двигателя газовая струя создает реактивную тягу.
В отличие от прямоточного ВРД турбореактивный двигатель способен развивать тягу и при работе на месте. Он может самостоятельно обеспечить взлет самолета. Для запуска ТРД применяются специальные пусковые устройства: электростартеры и газотурбостартеры.
Экономичность ТРД на дозвуковых скоростях полета намного выше, чем прямоточного ВРД. И только на сверхзвуковых скоростях порядка 2000 километров в час расход горючего для обоих типов двигателей становится примерно одинаковым.
Часть 3. Краткая история развития реактивной авиации.
Самым известным и наиболее простым реактивным двигателем является
пороховая ракета, много столетий назад изобретенная в древнем Китае.
Естественно, что пороховая ракета оказалась первым реактивным двигателем, который попытались использовать в качестве авиационной силовой установки.
В самом ночале 30-х годов в СССР развернулись работы, связанные с созданием реактивного двигателя для летательных аппаратов. Советский инженер Ф.А.Цандер еще в 1920 году высказал идею высотного ракетного самолета. Его двигатель “ОР-2”, работавший на бензине и жидком кислороде, предназначался для установки на опытный самолет.
В Германии при участии инженеров Валье, Зенгера, Опеля и Штаммера начиная с 1926 года систематически производились эксперименты с пороховыми ракетами, устанавливавшимися на автомобиль, велосипед, дрезину и, наконец, на самолет. В 1928 году были получены первые практические результаты: ракетный автомобиль показал скорость около 100 км/час, а дрезина – до 300 км/час. В июне того же года был осуществлен первый полет самолета с пороховым реактивным двигателем. На высоте 30 м. Этот самолет пролетел 1,5 км., продержавшись в воздухе всего одну минуту. Спустя немногим более года полет был повторен, причем была достигнута скорость полета 150 км/час.
К концу 30-х годов нашего века в разных странах велись исследовательские, конструкторские и экспериментальные работы по созданию самолетов с реактивными двигателями.
В 1939 году в СССР состоялись летные испытания прямоточных воздушно-
реактивных двигателей (ПВРД) на самолете “И-15” конструкции
Н.Н.Поликарпова. ПВРД конструкции И.А.Меркулова были установлены на нижних
плоскостях самолета в качестве дополнительных моторов. Первые полеты
проводил опытный летчик-испытатель П.Е.Логинов. На заданной высоте он
разгонял машину до максимальной скорости и включал реактивные двигатели.
Тяга дополнительных ПВРД увеличивала максимальную скорость полета. В 1939
году были отработаны надежный запуск двигателя в полете и устойчивость
процесса горения. В полете летчик мог неоднократно включать и выключать
двигатель и регулировать его тягу. 25 января 1940 года после заводской
отработки двигателей и проверки их безопасности во многих полетах
состоялось официальное испытание - полет самолета с ПВРД. Стартовав с
Центрального аэродрома имени Фрунзе в Москве, летчик Логинов включил на
небольшой высоте реактивные двигатели и сделал несколько кругов над районом
аэродрома.
Эти полеты летчика Логинова в 1939 и 1940 годах были первыми полетами
на самолете со вспомогательными ПВРД. Вслед за ним в испытании этого
двигателя приняли участие летчики-испытатели Н.А.Сопоцко, А.В.Давыдов и
А.И.Жуков. Летом 1940 года эти двигатели были установлены и испытаны на
истребителе И-153 “Чайка” конструкции Н.Н.Поликарпова. Они увеличивали
скорость самолета на 40-50 км/час.
Однако при скоростях полета, которые могли развивать винтовые самолеты, дополнительные бескомпрессорные ВРД расходовали очень много горючего. Есть у ПВРД еще один важный недостаток: такой двигатель не дает тяги на месте и не может, следовательно, обеспечить самостоятельный взлет самолета. Это означает, что самолет с подобным двигателем должен быть обязательно снабжен какой-либо вспомогательной стартовой силовой установкой, например винтомоторной, иначе ему не подняться в воздух.
В конце 30-х – начале 40-х годов нашего столетия разрабатывались и испытывались первые самолеты с реактивными двигателями других типов.
Один из первых полетов человека на самолете с жидкостным реактивным
двигателем (ЖРД) был также совершен в СССР. Советский летчик В.П.Федоров в
феврале 1940 года испытал в воздухе ЖРД отечественной конструкции. Летным
испытаниям предшествовала большая подготовительная работа. Спроектированный
инженером Л.С.Душкиным ЖРД с регулируемой тягой прошел всесторонние
заводские испытания на стенде. Затем его установили на планер конструкции
С.П.Королева. После того, как двигатель успешно прошел наземные испытания
на планере, приступили к летным испытаниям. Реактивный самолет
отбуксировали обычным винтовым самолетом на высоту 2 км. На этой высоте
летчик Федоров отцепил трос и, отлетев на некоторое расстояние от самолета-
буксировщика, включил ЖРД. Двигатель устойчиво работал до полного
израсходования топлива. По окончании моторного полета летчик благополучно
спланировал и приземлился на аэродроме.
Эти летные испытания явились важной ступенью на пути создания скоростного реактивного самолета.
Вскоре советский конструктор В.Ф.Болховитинов спроектировал самолет, на котором в качестве силовой установки был использован ЖРД Л.С.Душкина.
Несмотря на трудности военного времени, уже в декабре 1941 года двигатель
был построен. Параллельно создавался и самолет. Проектирование и постройка
этого первого в мире истребителя с ЖРД были завершены в рекордно короткий
срок: всего за 40 дней. Одновременно шла подготовка и к летным испытаниям.
Проведение первых испытаний в воздухе новой машины, получившей марку “БИ”, было возложено на летчика-испытателя капитана Г.Я.Бахчиванджи.
15 мая 1942 года состоялся первый полет боевого самолета с ЖРД. Это
был небольшой остроносый самолет-моноплан с убирающимся в полете шасси и
хвостовым колесом. В носовом отсеке фюзеляжа помещались две пушки калибром
20 мм, боезапас к ним и радиоаппаратура. Далее были расположены кабина
пилота, закрытая фонарем, и топливные баки. В хвостовой части находился
двигатель. Полетные испытания прошли успешно.
Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: предмет культурологии, 1 ответ.
Категории:
Предыдущая страница реферата | 1 2 3 4 5 6 | Следующая страница реферата