Turboprop dvigateli: qurilma, sxema, ishlash printsipi. Rossiyada turbovintli dvigatellar ishlab chiqarish

2024 Muallif: Howard Calhoun | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-17 10:44

Turbovintli dvigatel pistonli dvigatelga o'xshaydi: ikkalasi ham parvonaga ega. Ammo har jihatdan ular boshqacha. Bu qurilma nima ekanligini, qanday ishlashini, qanday ijobiy va salbiy tomonlarini ko'rib chiqing.

Umumiy xususiyatlar

Turbovintli dvigatel universal energiya konvertorlari sifatida ishlab chiqilgan va aviatsiyada keng qo'llanilgan gaz turbinali dvigatellar sinfiga kiradi. Ular issiqlik dvigatelidan iborat bo'lib, bu erda kengaytirilgan gazlar turbinani aylantiradi va moment hosil qiladi va boshqa birliklar uning miliga biriktirilgan. Turbovintli dvigatel parvona bilan jihozlangan.

Bu piston va turbojet bloklari oʻrtasidagi kesishuv. Dastavval samolyotlarga pistonli dvigatellar o'rnatildi, ular yulduz shaklidagi silindrlardan iborat va ichida joylashgan. Ammo ular juda katta o'lchamlari va og'irligi, shuningdek, past tezlik qobiliyatiga ega bo'lganligi sababli, ular endi ishlatilmadi va paydo bo'lgan turbojetli qurilmalarni afzal ko'rishdi. Ammo bu dvigatellar kamchiliklardan xoli emas edi. Ular mumkin editovushdan yuqori tezlikni rivojlantiradi, lekin juda ko'p yoqilg'i iste'mol qiladi. Shuning uchun ularning ishlashi yo'lovchi tashish uchun juda qimmatga tushdi.

Turbovintli dvigatel bunday kamchilikni yengishi kerak edi. Va bu muammo hal qilindi. Dizayn va ishlash printsipi turbojetli dvigatel mexanizmidan, pervanellar esa pistonli dvigateldan olingan. Shunday qilib, kichik o'lchamlar, tejamkorlik va yuqori samaradorlikni birlashtirish mumkin bo'ldi.

Dvigatellar Sovet Ittifoqi davrida o'tgan asrning 30-yillarida ixtiro qilingan va qurilgan va yigirma yildan keyin ularni ommaviy ishlab chiqarish boshlangan. Quvvat 1880 dan 11000 kVt gacha o'zgargan. Uzoq vaqt davomida ular harbiy va fuqaro aviatsiyasida ishlatilgan. Biroq, ular tovushdan yuqori tezlik uchun mos emas edi. Shuning uchun harbiy aviatsiyada bunday quvvatlar paydo bo'lishi bilan ular tark etildi. Lekin ular bilan asosan fuqarolik samolyotlari ta'minlanadi.

Turbovintli dvigatelning qurilmasi va uning ishlash printsipi

Dvigatelning dizayni juda oddiy. O'z ichiga oladi:

• reduktor;
• parvona;
• yonish kamerasi;
• kompressor;
• koʻkrak.

Turbovintli dvigatelning sxemasi quyidagicha: kompressor tomonidan AOK qilingan va siqilganidan keyin havo yonish kamerasiga kiradi. Aynan shu erda yoqilg'i quyiladi. Olingan aralash yonib ketadi va gazlarni hosil qiladi, ular kengaytirilganda turbinaga kiradi va uni aylantiradi va u o'z navbatida kompressor va vintni aylantiradi. Sarflanmaganenergiya nozul orqali chiqib, reaktiv zarba hosil qiladi. Uning qiymati unchalik katta bo'lmagani uchun (atigi o'n foiz), turbovintli dvigatel turbojetli dvigatel hisoblanmaydi.

Ammo ishlash printsipi va dizayni shunga o'xshash, lekin bu yerdagi energiya ko'krakdan to'liq o'tib ketmaydi, reaktiv zarba hosil qiladi, faqat qisman, chunki foydali energiya parvonani ham aylantiradi.

Ishchi mil

Bir yoki ikkita valli dvigatellar mavjud. Yagona valli versiyada kompressor, turbina va pervanel bir xil shaftada joylashgan. Ikki valda turbina va kompressor ularning birida, ikkinchisida vites qutisi orqali pervanel o'rnatilgan. Bundan tashqari, bir-biriga gaz-dinamik usulda ulangan ikkita turbina mavjud. Ulardan biri pervanel uchun, ikkinchisi esa kompressor uchun. Ushbu parametr eng keng tarqalgan, chunki energiyani pervanellarni ishga tushirmasdan ishlatish mumkin. Bu, ayniqsa, samolyot yerda bo‘lganda qulay.

kompressor

Bu qism ikki-olti bosqichdan iborat boʻlib, harorat va bosimdagi sezilarli oʻzgarishlarni sezish hamda tezlikni kamaytirish imkonini beradi. Ushbu dizayn tufayli samolyot dvigatellari uchun juda muhim bo'lgan og'irlik va o'lchamlarni kamaytirish mumkin. Kompressor pervanellarni va yo'n altiruvchi qanotni o'z ichiga oladi. Ikkinchisi tartibga solinishi mumkin yoki bo'lmasligi mumkin.

Parvona

Bu qism kuch hosil qiladi, lekin tezlik cheklangan. Eng yaxshi ko'rsatkich 750 dan 1500 rpm gacha bo'lgan daraja hisoblanadi, chunki bilanortishi, samaradorlik pasayishni boshlaydi va tezlashuv o'rniga pervanel tormozga aylanadi. Ushbu hodisa "qulflash effekti" deb ataladi. Bunga yuqori tezlikda, tovush tezligidan oshib ketganda, noto'g'ri ishlay boshlagan pervanel pichoqlari sabab bo'ladi. Xuddi shu ta'sir ularning diametrini oshirish orqali kuzatiladi.

Turbin

Turbina daqiqada yigirma ming aylanish tezligini oshirishga qodir, lekin vint unga mos kela olmaydi, shuning uchun tezlikni pasaytiradigan va momentni oshiradigan reduktor mavjud. Reduktorlar har xil bo'lishi mumkin, lekin ularning asosiy vazifasi, turidan qat'i nazar, tezlikni kamaytirish va momentni oshirishdir.

Bu xususiyat harbiy samolyotlarda turboproplardan foydalanishni cheklaydi. Biroq, tovushdan tez dvigatelni yaratish bo'yicha ishlanmalar hali muvaffaqiyatli bo'lmagan bo'lsa-da, to'xtamaydi. Surish kuchini oshirish uchun ba'zida turboprop dvigatel ikkita pervanel bilan ta'minlanadi. Shu bilan birga, ular qarama-qarshi yo'nalishda aylanish tufayli ishlash printsipini amalga oshiradilar, lekin bitta vites qutisi yordamida.

Misol tariqasida, vites qutisi orqali erkin turbinaga biriktirilgan ikkita vintli fanatga ega D-27 dvigatelini (turbopropfan) ko'rib chiqishimiz mumkin. Bu fuqaro aviatsiyasida qo'llaniladigan ushbu dizaynning yagona modeli. Ammo uning muvaffaqiyatli qo'llanilishi ko'rib chiqilayotgan ish faoliyatini yaxshilashda katta sakrash deb hisoblanadimotor.

Afzalliklar va kamchiliklar

Turbovintli dvigatelning ishlashini tavsiflovchi ortiqcha va kamchiliklarni ajratib ko'rsatamiz. Afzalliklari:

• piston birliklariga nisbatan engil;
• turbojetli dvigatellarga nisbatan tejamkorlik (parvona tufayli samaradorlik sakson olti foizga etadi).

Biroq, bunday inkor etilmaydigan afzalliklarga qaramay, reaktiv dvigatellar ba'zi hollarda afzalroq variant hisoblanadi. Turbovintli dvigatelning tezlik chegarasi soatiga yetti yuz ellik kilometrni tashkil qiladi. Biroq, bu zamonaviy aviatsiya uchun etarli emas. Bundan tashqari, hosil bo'ladigan shovqin juda yuqori, bu Xalqaro fuqaro aviatsiyasi tashkilotining ruxsat etilgan qiymatlaridan oshib ketadi.

Shuning uchun Rossiyada turbovintli dvigatellar ishlab chiqarish cheklangan. Ular asosan uzoq masofalarga va past tezlikda uchadigan samolyotlarga o'rnatiladi. Keyin ariza oqlanadi.

Ammo, harbiy aviatsiyada, samolyotning asosiy xususiyatlari samaradorlik emas, balki yuqori manevr va jim ishlash bo'lishi kerak bo'lsa, bu dvigatellar zarur talablarga javob bermaydi va bu erda turbojet bloklari qo'llaniladi.

Shu bilan birga, "qulflash effekti" ni engib o'tish va yangi darajaga erishish uchun tovushdan tez parvonalarni yaratish bo'yicha ishlanmalar davom etmoqda. Ehtimol, ixtiro haqiqatga aylanganda, reaktiv dvigatellar turboproplar foydasiga va harbiy maqsadlarda voz kechadi.samolyotlar. Ammo hozirda ularni faqat "ishchi otlar" deb atash mumkin, ular eng kuchli emas, balki barqaror ishlaydi.