Воздушно реактивный двигатель свои
Воздушно реактивный двигатель свои
Николай Афанасьевич Телешов (1828-1895)
Мартин Виберг (1826-1905)
Большинство величайших изобретений, определяющих облик современной цивилизации, совершили русские люди. В числе русских изобретений и паровая машина, и лампа накаливания, и даже пресловутый велосипед.
За 200 лет до «изобретения» немецкого пушечного короля Круппа на Руси уже существовали нарезные орудия и механические клиновые затворы к ним. За 26 лет до американцев братьев Райт летал Первый в мире самолёт Александра Можайского. Первый танк был создан не в Англии – талантливый проект сверхтяжелого танка впервые создал сын великого химика Менделеева, а первый в мире танк, воплощённый в металле построил Александр Пороховщиков.
В петровские времена – в 1720 году – русским изобретателем Ефимом Никоновым была построена первая в мире подводная лодка. Позже русские изобретатели Александровский, Джевецкий и Апостолов оснастили ее всеми элементами современной подлодки. Русский изобретатель Крякутной в 1731 году создал первый вмире воздушный шар. Великий механик Иван Кулибин создал прожектор. Академик Зелинский подарил человечеству противогаз, Котельников – первый в мире ранцевый парашют.
Одним из великих русских изобретений стал и пульсирующий воздушно-реактивный двигатель.
Автором этого проекта был отставной артиллерийский офицер Николай Афанасьевич Телешов. В 1864 году он разработал проект самолёта «Дельта» с треугольным крылом. Движителем же этого самолёта должен был стать пульсирующий воздушно-реактивный двигатель, который сам изобретатель назвал «теплородным духомётом».
Конструктивно такой двигатель представляет собой цилиндрическую камеру сгорания с длинным цилиндрическим соплом меньшего диаметра. Передняя часть камеры соединена со входным диффузором, через который воздух поступает в камеру. Между диффузором и камерой сгорания установлен воздушный клапан, работающий под воздействием разницы давлений в камере и на выходе диффузора: когда давление в диффузоре превышает давление в камере клапан открывается и пропускает воздух в камеру. При сгорании смеси клапаны на входе автоматически закрываются, и давление в камере повышается. Газы под давлением с большой скоростью вытекают из сопла, создавая силу тяги. К концу процесса истечения давление в камере сгорания падает ниже атмосферного, клапаны автоматически открываются и в камеру поступает свежий воздух, впрыскивается топливо; цикл работы двигателя повторяется.
Как это часто бывает с русскими изобретениями, проект был похоронен. чтобы возродиться вновь под чужим именем: несколько лет спустя аналогичный патент получает шведский изобретатель Мартин Виберг, в копилке которого были уже и якобы изобретённый им сепаратор, и даже швейная машина. На самом деле предприимчивый швед просто воровал идеи или за бесценок скупал их у нищих изобретателей, а потом пользовался отчислениями за использования этих изобретений. Тем не менее, пульсирующий двигатель тогда никому не понадобился, и патент так и пролежал у шведа в шкатулке с ценными бумагами до самое его смерти, наступившей 29 декабря 1905 года.
Однако на этом история не закончилась, и в 1906 году другой русский изобретатель Кароводин заново открыл пульсирующий двигатель и два года спустя даже построил его действующую модель. В том же 1906 году Кароводину была выдана привилегия № 15375 на «Аппарат для получения пульсирующей струи газа значительн ой скорости вследствие периодических взрывов горючих смесей», а в 1909 году русским инженером Герасимовым был взят первый в мире патент на турбореактивный двигатель (привилегия № 21021, 1909 г.)
А 13 июня 1944 года по Лондону был выпущен первый самолёт-снаряд под названием Fieseler Fi-103, которой позднее было присвоено наименование самолет-снаряд Фау-1. Эти первые боевые крылатые ракеты оснащались пльсирующими воздушно-реактивнми двигателями.
Схема пульсирующего воздушно-реактивного двигателя (ПуВРД): 1 — воздух; 2 — горючее; 3 — клапанная решётка; 4 — форсунки; 5 — свеча; 6 — камера сгорания; 7 — выходное (реактивное) сопло.
Предыдущие дни в русской истории:
Воздушно-реактивные двигатели Выполнено: студент группы 631 Даясов Дмитрий Викторович 086004 _______________ Проверено: к.т.н., доцент ________________________. — презентация
Презентация была опубликована 7 лет назад пользователемМарта Алимова
Похожие презентации
Презентация на тему: » Воздушно-реактивные двигатели Выполнено: студент группы 631 Даясов Дмитрий Викторович 086004 _______________ Проверено: к.т.н., доцент ________________________.» — Транскрипт:
1 Воздушно-реактивные двигатели Выполнено: студент группы 631 Даясов Дмитрий Викторович _______________ Проверено: к.т.н., доцент ________________________ Гаврильева Т.Ф Петрозаводск, 2011
2 План 1. Техническое задание 2. Исторические сведения 3. Принцип работы воздушно-реактивного двигателя 4. Двигатель АЛ-31Ф 5. Расчет силы тяги двигателя Ал-31Ф 6. Двигатель РД Расчет силы тяги двигателя РД Сравнительный анализ 9. Заключение 10. Список источников
3 Техническое задание Определить силу тяги основных марок воздушно-реактивных двигателей АЛ-31Ф и РД-33 Сравнительный анализ силы тяги двигателей АЛ-31Ф и РД-33
4 Исторические сведения Еще в первом веке до нашей эры, одним из великих ученых древней Греции, Героном Александрийским был написан трактат «Пневматика». В нем описывались машины использовавшие энергию тепла. Далее стоит отметить изобретение «ракет» китайцами в XIII веке. Сперва они использовались для фейерверков, но затем стали применяться и в боевых целях. После этого история развития реактивных двигателей остановилась на несколько сотен лет. Несмотря на несколько попыток создания реактивного двигателя в XIX веке, по- настоящему это удалось лишь в XX веке.
5 Исторические сведения В 1908 году Рене Лорин запатентовал воздушно- реактивный двигатель (ВРД). Лорин опубликовал свои разработки в 1913 году, но не смог завершить начатое, так и не построив своё изобретение из-за невозможности достижения скорости, необходимой для надлежащего функционирования. По другую сторону железного занавеса работа так же шла полным ходом. Результаты её были грандиозными – 4 октября 1957 года под руководством главного конструктора Королева С.П. был запущен первый искусственный спутник Земли, а через 4 года человек впервые оказался в космосе. В настоящее время реактивные двигатели широко используются в космической промышленности и в авиации, как в военной, так и в пассажирской.
6 Принцип работы воздушно-реактивного двигателя Реактивный двигатель — двигатель, создающий необходимую для движения силу тяги путём преобразования исходной энергии в кинетическую энергию реактивной струи рабочего тела; в результате истечения рабочего тела из сопла двигателя образуется реактивная сила в виде реакции (отдачи) струи, перемещающая в пространстве двигатель и конструктивно связанный с ним аппарат в сторону, противоположную истечению струи.
7 Принцип работы воздушно-реактивного двигателя При работе реактивного двигателя химическая энергия сгорающих веществ преобразуется в тепловую энергию продуктов сгорания, а тепловая энергия горячих газов превращается в механическую энергию поступательного движения реактивной струи и, следовательно, аппарата, на котором установлен двигатель.
8 Принцип работы воздушно-реактивного двигателя Основной частью любого реактивного двигателя является камера сгорания, в которой генерируется рабочее тело. Конечная часть камеры, служащая для ускорения рабочего тела и получения реактивной струи, Называется реактивным соплом.
9 Принцип работы воздушно-реактивного двигателя Основные характеристики реактивного двигателя: реактивная тяга, удельный импульс — отношение тяги двигателя к массе ракетного топлива (рабочего тела), расходуемого в 1 сек, или идентичная характеристика — удельный расход топлива (количество топлива, расходуемого за 1 сек на 1 н развиваемой реактивного двигателя тяги), удельная масса двигателя (масса реактивного двигателя в рабочем состоянии, приходящаяся на единицу развиваемой им тяги). Для многих типов реактивных двигателей важными характеристиками являются габариты и ресурс.
10 Двигатель АЛ-31Ф Серия авиационных высокотемпературных турбореактивных двухконтурных двигателей с форсажными камерами, разработанная под руководством А. М. Люльки в НПО «Сатурн». Проектирование двигателя началось в первой половине 1970-х годов, государственные испытания успешно завершились в 1985 году.
11 Двигатель АЛ-31Ф С 1981 года двигатели АЛ-31 производятся на УМПО (г. Уфа). Ориентировочная стоимость одного двигателя АЛ-31Ф (по состоянию на 2008 год) составляет 96,4 млн. рублей.
12 Расчет силы тяги двигателя АЛ-31Ф Определить силу тяги воздушно-реактивных двигателей «АЛ-31Ф» и «РД-33» Основная формула вычисления реактивной тяги двигателей: P = Gr * Cс – Gb * n + Fc * (pc – pн) Где Р Реактивная тяга двигателя [Н]; Gr – расход газа [кг/с]; Сс скорость истечения газа из реактивного сопла [м/с]; Gb – расход воздуха [кг/с]; n скорость полета [м/с]; Fc – площадь сечения на выходе сопла [м2]; pс — статистическое давление на выходе из сопла [Па]; рн давление окружающей среды [Па].
13 Расчет силы тяги двигателя Ал-31Ф Для воздушно-реактивного двигателя марки «АЛ-31Ф» известно что: Расход газа Gr = 0,59кг/с. Скорость истечения газа из реактивного сопла Cc = м/с. Расход воздуха Gb = 112 кг/с. Скорость полета n= 388,9 м/с. Статистическое давление на выходе из сопла рс = Па. Давление окружающей среды рн = Па. Радиус сопла двигателя R = 0,59 м.
14 Расчет силы тяги двигателя АЛ-31Ф Из всей формулы не известна только площадь сечения на выходе сопла. Она находится по формуле Fc = 2 * р * R2. Найдем площадь: Fc = 2* 3,14 * 0,59 2 = 2 * 3,14 * 0,34 = 2,18 м2. Тогда реактивная тяга воздушно-реактивного двигателя марки «АЛ-31Ф» находится по формуле(1): P = 0,59 * * 388,9 + 2,18 ( ) Р = 78845, ,8 + 2,18 * Р = 78845, , ,5 Р = 75999,35 Н. Тогда получается, что реактивная тяга двигателя «АЛ-31Ф» равна 75999,35 Н.
15 Двигатель РД-33 Устанавливается на всех модификациях всемирно известного, проверенного в боевых условиях истребителя МиГ-29 (в настоящее время эксплуатируется в 27 странах). Двигатель имеет высокое отношение тяги к массе, низкий удельный расход топлива, высокую газодинамическую устойчивость во всем диапазоне режимов работы, высот и скоростей полета, в том числе при применении ракетного и пушечного вооружения. В настоящее время выпускаются двигатели РД-33 двух модификаций: серии 2 и серии 3. На базе РД-33 разработаны модификации с нижним расположением коробки двигательных агрегатов для легких истребителей, а также вариант двигателя с повышенной тягой для палубного истребителя МиГ-29К.
16 Расчет силы тяги двигателя РД-33 Реактивная тяга воздушно-реактивного двигателя «РД-33» находится по той же формуле: P = Gr * Cс – Gb * n + Fc * (pc – pн) Нам известно что: Gr = 0,88 кг/с; Cc = м/с; Gb = 0,77 кг/с; n = 416,6 м/с; Fc = 2 * π * R2 = 2 * 3.14 * (0.52)2 = 0.84 м2; pc = Па; pн = Па;
17 Расчет силы тяги двигателя РД-33 Подставляем в формулу: Р = 0,88 * – 0,77 * 416,6 + 0,84 ( ) Р = 0,88 * – 0,77 * 416,6 + 0,84 * Р = ,84 – 320, Р = Н. Из этого вычисления получается, что реактивная тяга двигателя «РД-33» равна Н.
18 Сравнительный анализ В отличии от двигателя марки АЛ-31Ф двигатель РД-33 имеет большую тягу. Этот показатель указывает на то, что он намного мощнее и поэтому он используется в самолетах большего веса, таких как Миг-29.
19 Заключение Таким образом, мы узнали принцип работы реактивного двигателя. Узнали о истории его создания, которая уходит корнями в античность и продолжается по наши дни. Рассмотрели случаи практического применения реактивных двигателей и их последствия. Рассчитали два воздушно- реактивных двигателя АЛ-31Ф и РД-33 и сравнили их. Без реактивных двигателей невозможно представить современную авиацию и освоение космоса.
20 Список источников 1. Акимов, В. М. Теория и расчет воздушно-реактивных двигателей/ В. М. Акимов. – Учебник для вузов – 2-е изд. – М.: Машиностроение Алемасов, В. Е. Теория ракетных двигателей/ В. Е. Алемасов. – Под ред. Академика В. П. Глушко – М.: машиностроение Бондарюк, М. М. Прямоточные воздушно-реактивные двигатели/ М. М. Бондарюк. – Государственное издательство оборонной промышленности – М.: Парамонов, В. П. Наши двигатели для «Миражей / В. П. Парамонов. — М.:2000.
Воздушно реактивный двигатель свои
- О Фонде
- Органы управления
- Правление
- Попечительский совет
- Научно-технический совет
- Лаборатории
- Центры
- Документы
- Противодействие коррупции
- Направления
- Предложить проект
- Вакансии
- Партнеры
- Проекты
- Конкурсы
- Контакты
- Пресс-центр
- О Фонде
- Цели и задачи
- Органы управления
- Генеральный директор
- Правление
- Попечительский совет
- Научно-технический совет
- Лаборатории
- Центры
- Документы
- Противодействие коррупции
- Проекты
- Все проекты
- Физико-технические исследования
- Химико-биологические
и медицинские исследования - Информационные исследования
- Конкурсы
- Все
- Завершенные
- Сотрудничество
- Направления
- Предложить проект
- Вакансии
- Партнеры
- Пресс-центр
- Новости Фонда
- СМИ о нас
- События
- Контакты
- Цели и задачи
- Органы управления
- Лаборатории
- Центры
- Документы
- Противодействие коррупции
Проезд от ст. м. «Киевская»
автобусы №7, 17, 34 до остановки
«Патентное ведомство»Совместный проект ФПИ и Корпорации «Тактическое ракетное вооружение»
Лаборатория «Детонационные ПВРД» создана Фондом перспективных исследований в 2014 году на базе ОАО ТМКБ «Союз», которое входит в состав Корпорации «Тактическое ракетное вооружение», являющейся одним из крупнейших в мире разработчиков и производителей авиационных средств поражения и морского подводного оружия.
С начала 1980-х годов ТМКБ «Союз» проводило широкомасштабные исследования путей решения проблем создания прямоточных воздушно-реактивных двигателей (далее – ПВРД) для сверхзвуковых крылатых ракет и разработку ПВРД для комплекса «Москит» и ракеты Х-31. На собственных стендах, а также с участием ЦАГИ и ЦИАМ были экспериментально исследованы различные способы топливоподачи и оптимизирована геометрия камер сгорания, определена зависимость полноты сгорания от типа впрыска, геометрии проточного тракта и условий на входе в камеру сгорания. В ходе работ был реализован принципиально новый способ размещения стартового двигателя.
На предприятии обеспечен полный цикл создания двигателей для высокоскоростных летательных аппаратов (далее – ВЛА). Научный, конструкторский, производственный и испытательный потенциал позволяет не только совершенствовать уже выпускающиеся двигатели, но и проводить исследования с целью создания новых типов воздушно-реактивных двигателей.
В ходе работы лаборатории создан демонстратор детонационного воздушно-реактивного двигателя для высокоскоростного летательного аппарата (ВЛА). Изучены возможности повышения тягово-экономических характеристик двигателя путем организации детонационного горения, а также способы обеспечения работоспособности конструкции двигателя в потоке продуктов сгорания углеводородного топлива в течение заданного времени путём применения композиционных материалов с требуемыми свойствами. Проведены работы по изучению возможности обеспечения сверхзвукового горения жидкого углеводородного топлива в камере сгорания ПВРД.
Новизна данных исследований определена применением принципиально новых способов организации рабочего процесса в камере сгорания высокоскоростного прямоточного воздушно-реактивного двигателя и использованием для создания его конструкции не имеющих аналогов высокотемпературных керамоматричных композиционных материалов со специфическими свойствами. Эти материалы обладают малой плотностью и позволяют обеспечить работоспособность стенки камеры сгорания без системы охлаждения в течение заданного времени. В результате реализации проекта будет создан новый двигатель, тягово-экономические характеристики которого позволят значительно улучшить характеристики высокоскоростных летательных аппаратов. Кроме того, в ходе реализации проекта разработан ряд уникальных технологий, математических моделей и программных продуктов, которые могут быть использованы для других перспективных работ.
В настоящее время в составе лаборатории работают десять человек. Это ведущие сотрудники конструкторского бюро ОАО ТМКБ «Союз», которые имеют уникальный опыт расчетов и разработки конструкций ПВРД, а также проведения научно-исследовательских работ в области создания прямоточных воздушно-реактивных двигателей.
Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель. Хорошо забытое старое: от Фау до наших дней
ВВС США выдали стартапу Wave Engine Corporation контракт на сумму 1 млн долларов на разработку дешевой авиационной ложной цели Versatile Air-Launched Platform (VALP), которая будет оснащена пульсирующим воздушно-реактивным двигателем (ПуВРД). ПуВРД — это идеальный вариант для «одноразовых» целей, когда нет смысла устанавливать более эффективные, мощные и экономичные силовые агрегаты. Именно поэтому Wave Engine Corporation пытается возродить ПуВРД, заявляя, что на новом техническом уровне цифровое управление ПуВРД позволит получить экономичность на уровне ТРДД при очень низкой стоимости самого двигателя.
Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель (ПуВРД) — это одна из трех основных разновидностей воздушно-реактивных двигателей (ВРД), особенностью которой является пульсирующий режим работы. Пульсация создает характерный и очень громкий звук, по которому легко узнать эти моторы. В отличие от других типов силовых агрегатов ПуВРД имеет максимально упрощенную конструкцию и небольшой вес.
Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель — это полый канал, открытый с двух сторон. С одной стороны — на входе — установлен воздухозаборник, за ним — тяговый узел с клапанами, дальше расположена одна или несколько камер сгорания и сопло, через которое выходит реактивный поток.
Входной клапан двигателя может иметь разные конструкции и внешний вид. Как вариант, он может быть выполнен в виде жалюзи — прямоугольных пластин, закрепленных на раме, которые под действием перепада давления открываются и закрываются. Другая конструкция имеет форму цветка с металлическими «лепестками», расположенными по кругу. Первый вариант более эффективный, зато второй более компактный и может использоваться на небольших по размеру конструкциях, например, при авиамоделизме.
Подача топлива осуществляется форсунками, которые имеют обратный клапан. Когда давление в камере сгорания снижается, подается порция топлива, когда же давление увеличивается за счет горения и расширения газов, подача топлива прекращается. В некоторых случаях, например на маломощных моторах от авиамоделей, форсунок может и не быть, а система подачи топлива при этом напоминает карбюраторный двигатель.
Свеча зажигания расположена в камере сгорания. Она создает серию разрядов, и когда концентрация топлива в смеси достигает нужного значения, топливный заряд воспламеняется. Поскольку двигатель имеет небольшие размеры, его стенки, выполненные из стали, в процессе работы быстро нагреваются и могут поджигать топливную смесь не хуже свечи.
Первые официально зарегистрированные разработки ПуВРД относятся ко второй половине XIX века. Во время Второй мировой войны немцы активно использовали самолет-снаряд ФАУ-1, оснащенный ПуВРД, что объяснялось простотой конструкции этого силового агрегата и его дешевизной, хотя по своим рабочим характеристикам он уступал даже поршневым двигателям. Это был первый и единственный раз в истории, когда этот тип двигателя использовался в массовом производстве самолетов. После окончания войны ПуВРД остались «в военном деле», где нашли применение в качестве силового агрегата для ракет типа «воздух-поверхность» КБ Южное . Но и здесь со временем они утратили свои позиции из-за ограничения по скорости, необходимости первоначального разгона и низкой эффективности.
Основными преимуществами пульсирующих воздушно-реактивных двигателей можно считать их простую конструкцию, что тянет за собой их невысокую стоимость. Именно эти качества и стали причиной их использования в качестве силовых агрегатов на военных ракетах, беспилотных самолетах, летающих мишенях, где важны не долговечность и сверхскорость, а возможность установки простого, легкого и дешевого мотора, способного развить нужную скорость и доставить объект к цели. Недостатков у ПуВРД немало: повышенный уровень шума при работе, неэкономный расход топлива, неполное его сгорание, ограниченность по скорости, уязвимость некоторых конструктивных элементов, таки как входной клапан.
