Технически въпроси!

[nik2308]

Здравейте! Някой може ли да ми обясни каква е разликата м/ду турбинния и правотоков реактивен двигател,както и по-подробно устройството и начина на действие на двигателите но по възможност на по-прост народен език за да можем да го разберем останалите дето не разбираме но ни е интересно да понаучим нещо.Ако пък някъде вече го има разискван въпроса но не съм го видял може просто да ми пуснете линк да го прочета.Благодаря ви предварително!

[скипаджията]

Доколкото разбирам, разликите са следните:-

1. Турбореактивният двигател се състои от компресор, горивни камери, турбина и сопло. Компресорът и турбината са монтирани на вал и част от съставите им (лопатките; не и статорите), както и валът, се въртят.

Турбовентилаторният и "витловентилаторен" (терминологията май не е утвърдена) двигатели са еднакви по принцип, но пред компресора (а в частни случаи отзад, наред с турбината) имат монтирани вентилатори или витла, които придвижват по-голям масов поток от въздух, отколкото "горещия сектор" на двигателя. Турбовитловият двигател и един друг вид винтовентилатор също са подобни, но пред (зад) тях има редуктор ("предавателна" или "скоростна" кутия) и винт (винтове; витло/-а, "перка/-и") с .

(Всъщност, макар да звучи парадоксално, и буталният авиодвигател е подобен по принцип, тъй като и той има "генератор" (бензинов или дизелов двигател -- а имало е и напълно обосновани опити с парни такива -- и "тягогенератор" -- винт. Установката си действа "реактивно", по правилата на Четвъртия принцип на Нютон. Но, отклонявам се...)

2. Правотоковият реактивен двигател няма подвижни части (освен евентуално такива за управление и др. п.). Сгъстяването се осъществява от напорния въздушен поток, като тялото на самолета действа и като част от двигателя, донасочвайки този поток в моментите преди постъпването му в двигателя. Самият двигател е своего рода горивна камера, в която сгъстеният въздух от напорния поток се смесва с малко гориво, донагрява се и разширявайки се напуска двигателя през соплото и произвежда тяга. Един вид форсажна камера, ако щете. Тъй като напорният поток следва да е много бърз (да има много кинетична енергия), двигателят не е ефективен при ниски скорости и самолетът се ускорява до скорости от или над 3М от ТРД.

На правотоковите двигатели приписват бляскави бъднини, но да не излезат "беднини"..? Сещам се за парадокса на самолетите с вертикално излитане и кацане (без Harrier). Приписваха им бляскави възможности, но се оказа, че докат смогнат да вдигнат едните двигатели с тягата на другите и обратното, не им оставаше дъх да придвижат повече от пилота, личното му оръжие и някой и друг куршум...

[nik2308]

Благодаря ти за бързия отговор!Искам да попитам и още нещо,значи от това което разбирам изходящите газове от горивната камера по някакъв начин увличат турбината и тя се върти,можеш ли да ми кажеш къде и как става това?Също така какви са нормалните обороти на работа на турбината и кое основно придвижва самолета напред,турбината която загребва въздух или изходящите газове които излизат отзад на реактивния двигател и съответно какво им е съотношението при създаването на 100% тяга на двигателя?Май въпросите ми станаха повечко но тази материя наистина ме увлече и ми стана интересна!

[скипаджията]

Предполагам, питаш за турбореактивните двигатели. Има нагледни картинки из интернета (wings.avkids.com/Book/Propulsion/Images/components_01.jpg).

Компресорът и турбината са еднакви или много сходни на вид (е, турбината обикновено има по-малко редове или "степени" с лопатки). Състоят се от лопатки ("гребълца"), монтирани около вал и от статори (неподвижни лопатки), монтирани по корпуса на двигателя.

Компресорът засмуква въздуха и го сгъстява силно. При сгъстяването, температурата на въздуха -- знаем -- нараства.

В горещия поток след компресора (и конкретно в т. нар. горивни камери) впръскват маа-а-лко керосин (сравнително груб и тежък дериват на нефта; не е летлив, но гори устойчиво и яростно). Той се запалва, дозагрявайки и без това горещия поток. "Пред" този поток (е, фактически "зад" него от гледна точка на самолета) е турбината. Потокът минава през нея и я завърта.

Турбината е монтирана на същия вал, на който е и компресора. Така получаваме постоянен цикъл -- нещо като механически "Параграф 22": без едното другото не може, то пък зависи от първото и т. н. ...

Оборотите на вала на двигателя (т. е., не само на турбината, защото и компресорът се движи със същата въртелива скорост) са различни за всеки отделен тип двигател, но щом питаш -- от порядъка на 10-13 000 об./мин. Летците (поне не всички; зависи от типа двигател и самолет) не преценяват моментната мощност на двигателя по оборотите в минута (както правят шофьорите), а по изходящата температура или по съотношението на налягане (на спокойния въздух на даденото надморско равнище, спрямо това на изходящия от двигателя поток). Температурата често стига до над 500 гр. С, а съотношението на налягането се движи между 30 и над 40:1 в зависимост от типа двигател.

(Това съотношение на налягането важи само на морско равнище. На ескплоатационна височина, то спада тъй като въздухът там е много разреден -- има ниско налягане. Средно, двигателят произвежда едва 1/3 от тягата си на такава височина. Но пък разреденият въздух оказва по-малко съпротивление, та и тази "деградирана" тяга стига за придвижване на самолета.)

Питаш, "кое основно придвижва самолета напред,турбината която загребва въздух или изходящите газове които излизат отзад на реактивния двигател"? Еми, ако се замислиш, може да дойдеш до не съвсем неправилното заключение, че турбината е паразитен елемент. Единствената й работа е да задвижва вала и оттам -- компресора. При това тя се върти -- не създава никакъв тласкащ момент, а само въртящ такъв. Затова в правоточния реактивен двигател, който е силно опростен и отчасти затова смятан за многообещаващ, я няма.

Тласъкът за придвижване на самолета идва от въздушния поток. Надуй балон и го пусни без да връзваш края му и ще видиш принципа на реактивната тяга в действие -- нагнетен въздух излиза в една посока, а тялото, на което той придава тяга бяга в обратната. Всички авиодвигатели от времената на братя Райт и до днес работят само по този принцип (трети по ред формулиран от Нютон в Principia Mechanica -- буквално "Всhко действие поражда всhкога реакция равностойна и противопосочна; сиречъ, взаимнитh действия на две тела едно спрhмо друго-то сw всhкога равны и действуватъ в посоки противоположны."). Друг начин няма!

Вентилаторните двигатели (като тези на повечето пътнически самолети) и витловите такива (с "перки") имат специално разчетени вентилатори (подобия на компресорите и турбините) и витла, които загребват въздух и го пращат назад, с което пряко създават тласък (тяга). Вентилаторите се движат със скоростта на двигателния вал, която знаем е от порядъка на 10 000 об./мин. Витлата се движат с около 2000-3000 об./мин. в зависимост от типа двигател.

[trakon]

На всеки англо-четящ препоръчвам изданието на Ролс Ройс "Реактивните двигатели" (The Jet Engine) . Ако има мераклии ,да си дадат е@маил -пдф формата е къде 20 Мб и не съм сигурен дали ще мине през Е@Маил ,но ще пробвам.

[nik2308]

Скипаджията благодаря ти много,мисля че нещата по-добре и не можеше да ми бъдат обяснени за което съм ти много благодарен.Вече ми се изясниха много неща,някога ако се видим ще имаш специална почерпка за положение от теб труд да го обясниш така добре!

[скипаджията]

Удоволстнието е мое! Имам десетгодишен син, на когото обяснявам тия работи, та трудът и без туй е свършен един път

И продължавай да питаш смело ако има каквото и да е неясно! "То с питане става", както викат бабите. От този форум по-добър по тия въпроси няма.

[NorthWest]

Дай и аз да опитам няколко обяснения.
Скипаджията обясни почти изчерпателно.

Общо взето работят всички двигатели по един и същ принцип.
Тези ускоряват едно количество въздух за единица време и по Нютон реакцията на тялото е извършване на движение в противоположната посока.
Витловите двигатели задвижват голямо количество въздух с малко ускорение.
Реактивния двигател пък сравнително малко количество въздух със силно ускорение.
Реактивния двигател работи с въздуха като променя енергийните величини; налягане/скорост/ температура.

Определяне на типовете реактивни двигатели;

Турбината поема част от енергията на газта идваща от горивната камера(с голяма скорост и налягане) и я предава през вала на компресора.Останалата енергия излиза за подем от дюзата(дюзата дава ускорение на газовата маса) Съотношението между тези две
енергии определя например типът на двигателя.
Турбините на Turboprob поемат най голямата част на енергията за задвижване на перката и съответно не са нужни големи двигатели и това пести гориво. Лош пример ама хубава скица
http://www.reuss.de/images/content/63_b.jpg
Тривaлов за А400

http://www.toffsworld.com/aircraft_helicopters_charter/images/turboprop_engine_diagram.jpg

Друго определение за типа двигател се прави от броя на валовете(едновалов,двувалов,тривалов)
Например тривалов RR Trent 500
Fan 3900 обороти
нисконалягащия компресор 9100 обороти
Високоналягащия компресор 13300 обороти
Съответно и трите турбинни степени които ги задвижват (ниско- и високоналагащата турбина)
http://www.t3.dglr.de/t3.1/image002.gif

Трето се прави разлика в съществуването на външна(fan air) и вътрешна въздушна струя(тази минаваща през комресорите ,горивната камера и турбината) и отношението помежду им. Модерните пътнимчески самолети са с голяма външна струя.
http://www.luftpiraten.de/px/lexikon/ztl-versionen.gif
Горе ляво; двувалов с малко отношение на външен въздух
Горе дясно; двувалов с големо отношение
Долу; Тривалов с големо отношение.

Компресора и турбината са въртящи се лопатки(Rotor), между тях са монтирани неподвижните лопатки (Stator) .Тези подържат донякъде скороста на възуха въпреки сгъстяването му и едновремено го водят изгодно към Rotor-ите на следващата степен. В турбината е същото само че наопъки. Там се изважда от турбината налягането и температурата при подържане на скороста.
Съответо извивките на лопатките има импулсни, реакциони турбини и импулсреакциони (това води ама далеч).

Примерите са всички с axial compressor
Има обаче и radial compressor
http://www.dlr.de/at/en/ResourceImage.aspx?raid=29176
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6f/DH_Goblin_annotated_colour_cutaway_%28German%29.png
п.п. Между другото има АПУ-та които докарват до 50 000 оборота

[SR71]

[trakon]

SR71 ,благодаря ти. Сложила си чудесни неща в тази директорийка ,които препоръчвам на всеки. (и най вече на мене си разбира се )

[SR71]

[slice]

Само да добавя, че при витловите двигатели тълкуването не е със Нютон-овия закон, а със законите на аеродинамиката. Не че в крайна сметка не е едно и също (във физиката всичко е едно и също - трите закона на Нютон).
Коректното разлгеждане обаче е, че витлото, което е със аеродинамичен профил от определен тип, създава "подемна сила" насочена напред - тяга

Мощността на двигателя се изразходва за преодоляване на челното съпротивление на това малко крилце, за да се поддържа постоянна скорост на въртене и съответно постоянна тяга

Надявам се, че не се изказвам много тъпо

Пак се връщам на Нютон. Дефакто аеродинамикат аможе да се тълкува и чрез него - тласка се възгух назад и така нататък (вече бе обяснено).
Пак наблягам, че това не е особено коректно. Истината е, че в резултат на обтичането на профила на лопатите на витлото, налягането пред него е по-ниско и се получава "засмукване" на цялото витло, а от там и на самолета

[скипаджията]

"Само да добавя, че при витловите двигатели тълкуването не е със Нютон-овия закон, а със законите на аеродинамиката."

Да, именно затова на доста места и загатвам на nik2308, че му давам прости, общи и/или спорни, а не конкретни и/или общоприети обяснения. Той това и иска! Това не с цел заблуда, а с цел изчистване и изясняване.

Понякога дори се изкушавах просто да му пиша, че "всички авиодвигатели действат като помпи", което е най-опростеното и същевременно съвършено основателно твърдение (както и парафраза на едно понастоящем модерно "анти-бернулево" виждане за същността на подема -- а именно, че аеродиначният профил "изпомпва" въздух и създава устойчива вълна в него в посока, противоположна на подема, нежели се всмуква в/издухва от посоката на произведения подем).

Всъщност, строгите отговори на въпросите "тяга спрямо мощност" и "подем спрямо налягане" са силно объркващи. Изискват инженерна подготовка на ниво диплома, че и аспирантура! Дори самите мерки (килограмсили и килонютони за реактивните, вентилаторните и безредукторните витловентилаторни двигатели от една страна и приложени конски сили от друга за буталните витлови, турбовитловите и редукторните винтовентилаторни двигатели) са повод за безкрайни препирни до самия връх в техническите кръгове.

Така, във Flight преди 20-ина години, когато за известно време изглеждаше, че предстои революция във витловите двигатели (с "propfan"-ове -- буквално "витловентилатори", или по моему "редукторни витловентилатори" -- и "unducted fan"-ове -- буквално "безтрактови вентилатори", или по моему "безредукторни винтовентилатори") се водиха нажежени спорове за нютони спрямо кгс, които в крайна сметка дадоха толкоз плод, колкото средновековните аргументи относно броя дяволи, които можело да се сместят на главата на една кърфица...

(Единствено помня, че някой -- General Electric? Pratt & Whitney? -- бе сложил бутална силова установка в клетка за мерене на тяга и бе дошъл до извода, че следва да делим приложените конските сили на криво-ляво две, за да преценим еквивалентната им тяха в килонютони. Това при еднакви други условия, от който купища като почнем от ефективността на витлото и редуктора, та до N-та степен...)

Важното сега е nik2308 и други като него да получат идея как стоят нещата, а по-нататък ако тая идея ги завладее, с ищаха на откриватели ще си вникнат в техническите и философски сложности.

[slice]

във вече близо 10 годишния си опит с физичните и инжинерните науки, смело мога да твърдя, че в природата нещата така са свързани, че каквото и твърдение да се каже ще е близо до истината. Е освен твърдения от рода на един грам вълна тежи колкото пет тона перушина

[nch]

Здравейте, търся таблица със стойностите на alfa, Cya, Cxa, Cm и Х-н (разстоянието до центъра на налягане) за профил NACA 4415.
Търсих доста, но с неуспех. Линк или .doc/pdf фаил ако имате ще е супер.