Турбовальный двигатель: Турбовальный двигатель. | АВИАЦИЯ, ПОНЯТНАЯ ВСЕМ.

Турбовальный двигатель. | АВИАЦИЯ, ПОНЯТНАЯ ВСЕМ.

Привет!

Центробежная ступень компрессора ТВаД.

Сегодня продолжаем серию рассказов о типах авиационных двигателей.

Как известно, основной узел любого газотурбинного двигателя ( ГТД) – это турбокомпрессор. В нем компрессор работает в связке с турбиной, которая его вращает. Функции турбины этим могут и ограничиться. Тогда вся оставшаяся полезная энергия газового потока, проходящего через двигатель, срабатывается в выходном устройстве (реактивном сопле). Как говорил мой преподаватель «спускается на ветер» :-). Тем самым создается реактивная тяга и ГТД становится обычным турбореактивным двигателем (ТРД).

Но можно сделать и по-другому. Турбину ведь можно заставить кроме компрессора вращать и другие нужные агрегаты, используя ту самую оставшуюся полезную энергию. Это может быть, например, самолетный воздушный винт. В этом случае ГТД становится уже турбовинтовым двигателем, в котором 10-15% энергии все же расходуется «на воздух» :-), то есть создает реактивную тягу.

Принцип работы турбовального двигателя.

Но если вся полезная энергия в двигателе срабатывается на валу и через него передается для привода агрегатов, то мы уже имеем так называемый турбовальный двигатель (ТваД).

Такой двигатель чаще всего имеет свободную турбину. То есть вся турбина как бы поделена на две части, между собой механически несвязанные. Связь между ними только газодинамическая. Газовый поток, вращая первую турбину, отдает часть своей мощности для вращения компрессора и далее, вращая вторую, тем самым через вал этой (второй) турбины приводит в действие полезные агрегаты. Сопла на таком двигателе нет. То есть выходное устройство для отработанных газов конечно имеется, но соплом оно не является и тяги не создает. Просто труба… Зачастую еще и искривленная :-).

Компоновка двигателя Arriel 1E2.

Турбовальный двигатель ARRIEL 1E2.

Eurocopter BK 117 c 2-мя турбовальными двигателями Arriel 1E2.

Выходной вал ТваД, с которого снимается вся полезная мощность, может быть направлен как назад, через канал выходного устройства, так и вперед, либо через полый вал турбокомпрессора, либо через редуктор вне корпуса двигателя.

Компоновка двигателя Arrius 2B2.

Турбовальный двигатель ARRIUS 2B2.

Eurocopter EC 135 с 2-мя турбовальными двигателями Arrius 2B2.

Надо сказать, что редуктор – непременная принадлежность турбовального двигателя. Ведь скорость вращения как ротора турбокомпрессора, так и ротора свободной турбины велика настолько, что это вращение не может быть напрямую передано на приводимые агрегаты. Они просто не смогут выполнять свои функции и даже могут разрушиться. Поэтому между свободной турбиной и полезным агрегатом обязательно ставится редуктор для снижения частоты вращения приводного вала.

Компоновка двигателя Makila 1A1.

Турбовальный двигатель MAKILA 1A1

Eurocopter AS 332 Super Puma с 2-мя турбовальными двигателями Makila 1A1

Компрессор у ТваД может быть осевым (если двигатель мощный) либо центробежным. Часто компрессор бывает и смешанным по конструкции, то есть в нем есть как осевые, так и центробежные ступени. В остальном принцип работы этого двигателя такой же, как и у ТРД. Примером разнообразия конструкций ТваД могут служить двигатели известной французской двигателестроительной фирмы TURBOMEKA. Здесь я представляю ряд иллюстраций на эту тему (их сегодня вообще много как-то получилось :-)… Ну много — не мало… :-)).

Компоновка двигателя Arrius 2K1

Турбовальный двигатель ARRIUS 2K1.

Вертолет Agusta A-109S с 2-мя турбовальными двигателями Arrius 2K1.

Основное свое применение турбовальный двигатель находит сегодня конечно же в авиации, по большей части на вертолетах. Его часто и называют вертолетный ГТД. Полезная нагрузка в этом случае – несущий винт вертолета. Известным примером ( кроме французов :-))могут служить широко распространенные до сих пор отличные классические вертолеты МИ-8 и МИ-24 с двигателями ТВ2-117 и ТВ3-117.

Вертолет МИ-8Т с 2-мя турбовальными двигателями ТВ2-117.

Турбовальный двигатель ТВ2-117.

Вертолет МИ-24 с 2-мя турбовальными двигателями ТВ3-117.

Турбовальный двигатель ТВ3-117 для вертолета МИ-24.

Кроме того ТваД может применяться в качестве вспомогательной силовой установки (ВСУ, о ней подробнее в следующей статье :-)), а также в виде специальных устройств для запуска двигателей. Такие устройства представляют собой миниатюрный турбовальный двигатель, свободная турбина которого раскручивает ротор основного двигателя при его запуске. Называется такое устройство турбостартер. В качестве примера могу привести турбостартер ТС-21, используемый на двигателе АЛ-21Ф-3, который устанавливается на самолеты СУ-24, в частности на мой родной СУ-24МР :-)…

Двигатель АЛ-21Ф-3 с турбостартером ТС-21.

Турбостартер ТС-21, снятый с двигателя.

Фронтовой бомбардировщик СУ-24М с 2-мя двигателями АЛ-21Ф-3.

Однако, говоря о турбовальных двигателях, нельзя не сказать о совсем неавиационном направлении их использования. Дело в том, что ведь изначально газотурбинный двигатель не был монополией авиации. Главный его рабочий орган, газовая турбина, создавался задолго до появления самолетов. И предназначался ГТД для целей более прозаических, нежели полеты в воздушной стихии :-). Эта самая воздушная стихия его все же завоевала. Однако неавиационное приземленное предназначение существует и серьезности своей не потеряло, скорее наоборот.

На земле, так же как и в воздухе ГТД (турбовальный двигатель) применяется на транспорте.

Первое – это перекачка природного газа по крупным магистралям через газоперекачивающие станции. ГТД используются здесь в качестве мощных насосов.

Второе – это водный транспорт. Суда, использующие турбовальные газотурбинные двигатели называют газотурбоходы. Это чаще всего суда на подводных крыльях, у которых гребной винт приводит в движение турбовальный двигатель механически через редуктор или электрически через генератор, который он вращает. Либо это суда на воздушной подушке, которая создается при помощи ГТД.

Газотурбоход "Циклон-М" с 2-мя газотурбинными двигателями ДО37.

Пасажирских газотурбоходов за российскую историю было всего два. Последнее очень перспективное судно «Циклон-М» появилось в очень неудобное для себя время в 1986 году. Успешно пройдя все испытания, оно «благополучно» перестало существовать для России. Перестройка… Более таких судов не строили. Зато у военных в этом плане дела обстоят несколько лучше. Чего стоит один только десантный корабль «Зубр», самое большое в мире судно на воздушной подушке.

Десантный корабль на воздушной подушке "Зубр" с газотурбинными двигателями.

Третье – это железнодорожный транспорт. Локомотивы на которых стоят турбовальные газотурбинные двигатели, называют газотурбовозы. На них используется так называемая электрическая передача. ГТД вращает электрогенератор, а вырабатываемый им ток, в свою очередь, вращает электродвигатели, приводящие локомотив в движение. В 60-е годы прошлого века в СССР проходили довольно успешную опытную эксплуатацию три газотурбовоза. Два пассажирских и один грузовой. Однако они не выдержали соревновавния с электровозами и в начале 70-х проект был свернут. Но в 2007 году по инициативе ОАО «РЖД» был изготовлен опытный образец газотурбовоза с ГТД, работающем на сжиженном природном газе (опять криогенное топливо :-)). Газотурбовоз успешно прошел испытания, планируется его дальнейшая эксплуатация.

И наконец четвертое, самое, наверное, экзотическое… Танки. Грозные боевые машины. На сегодняшний момент достаточно широко известны два типа ныне использующихся боевых танков с газотурбинными двигателями. Это американский М1 Abrams и российский Т-80.

Танк M1A1 Abrams с газотурбинным двигателем AGT-1500.

Во всех вышеописанных случаях применения ГТД (суть турбовальный двигатель), он обычно заменяет дизельный двигатель. Это происходит потому, что (как я уже описывал здесь) при одинаковых размерах турбовальный двигатель значительно превосходит дизельный по мощности, имеет гораздо меньший вес и шумность.

Танк Т-80 с газотурбинным двигателем ГТД-1000Т.

Однако у него есть и крупный недостаток.Он обладает сравнительно низким коэффициентом полезного действия, что обуславливает большой расход топлива. Это естественно снижает запас хода любого транспортного средства (и танка в том числе :-)). Кроме того он чувствителен к грязи и посторонним предметам, всасываемым вместе с воздухом. Они могут повредить лопатки компрессора. Поэтому приходится создавать достаточно объемные системы очистки при использовании такого двигателя.

Эти недостатки достаточно серьезны. Именно поэтому турбовальный двигатель получил гораздо большее распространение в авиации, чем в наземном транспорте. Там этот трудяга-движок, ничего не пуская «на ветер» :-), заставляет подниматься в воздух вертолеты. И они в родной для них стихии из несуразных, на первый взгляд, машин превращаются в изумительные по красоте и возможностям творения рук человеческих… Все-таки авиация – это здорово :-)…

P.S. Вы только посмотрите, что они вытворяют!

Все фотографии и схемы кликабельны.

Турбовальный двигатель - это... Что такое Турбовальный двигатель?

Турбовальный двигатель
Турбовальный двигатель
разновидность газотурбинного двигателя, в котором полезная внешняя работа реализуется в турбине, вал которой не связан механически с валом (валами) турбокомпрессорной части двигателя . Т. д. называют также ГТД со свободной силовой турбиной. По условиям работы турбокомпрессора Т. д. во многом сходен с ТРД, если в последнем выходное сопло заменить свободной силовой турбиной. На практике такое преобразование ТРД в Т. д. и наоборот часто встречается. Свободная силовая турбина — конструктивная особенность вертолётных ГТД. Однако Т. д. находит применение и на лёгких самолётах, а также в ряде неавиационных энергетических установок. Выходной вал силовой турбины может быть направлен либо вперёд (через полый вал турбокомпрессорной части), либо назад (через выходной газовый канал). В ряде случаев Т. д. может иметь встроенное пылезащитное устройство на входе и промежуточный редуктор на валу свободной турбины.
Применение свободной силовой турбины существенно отражается на закономерностях взаимного влияния элементов двигателя, способах регулирования и конструктивных формах. В Т. д. помимо обычных характеристик (по частоте вращения турбокомпрессора пт.к., высотной и скоростной) следует также рассматривать и характеристику по частоте вращения свободной турбины пс.к. Для каждого постоянного значения частоты вращения турбокомпрессора, характеризующего уровень располагаемой работы, существует определённая зависимость мощности Nдв, реально выдаваемой Т. д., от частоты вращения свободной турбины. Диапазон возможного изменения частоты вращения выходного вала Т. д. составляет обычно 10—15% от номинальной при оптимальной мощности Nопт. Дальнейшее расширение этого диапазона может приводить к ощутимым потерям мощности.

Авиация: Энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия. Главный редактор Г.П. Свищев. 1994.

.

  • Турбина газотурбинного двигателя
  • Турбовентиляторный двигатель

Полезное


Смотреть что такое "Турбовальный двигатель" в других словарях:

  • ТУРБОВАЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — (ТвАД) это газотурбинный двигатель, в котором преобладающая доля энергии сгорания топлива преобразуется в работу на выводном валу. Существуют также турбовальные двигатели со свободной турбиной — в них выводной вал приводится во вращение… …   Военная энциклопедия

  • турбовальный двигатель — ГТД, в котором преобладающая доля энергии сгорания топлива преобразуется в работу на выводном валу. [ГОСТ 23851 79] Тематики двигатели летательных аппаратов EN turboshaft engine DE Wellenleistungstriebwerk FR turbomoteur …   Справочник технического переводчика

  • Турбовальный двигатель — 16. Турбовальный двигатель D. Wellenleistungs Triebwerk E. Turboshaft engine F. Turbomoteur ГТД, в котором преобладающая доля энергии сгорания топлива преобразуется в работу на выводном валу Источник: ГОСТ 23851 79: Двигатели газотурбинные… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Турбовальный двигатель — …   Википедия

  • турбовальный двигатель — Рис. 1. Схема турбовального двигателя. турбовальный двигатель — разновидность газотурбинного двигателя, в котором полезная внешняя работа реализуется в турбине, вал которой не связан механически с валом (валами) турбокомпрессорной части… …   Энциклопедия «Авиация»

  • турбовальный двигатель — Рис. 1. Схема турбовального двигателя. турбовальный двигатель — разновидность газотурбинного двигателя, в котором полезная внешняя работа реализуется в турбине, вал которой не связан механически с валом (валами) турбокомпрессорной части… …   Энциклопедия «Авиация»

  • турбовальный двигатель — Рис.  1. Схема турбовального двигателя. турбовальный двигатель — разновидность газотурбинного двигателя, в котором полезная внешняя работа реализуется в турбине, вал которой не связан механически с валом (валами) турбокомпрессорной части… …   Энциклопедия «Авиация»

  • турбовальный двигатель — Рис. 1. Схема турбовального двигателя. турбовальный двигатель — разновидность газотурбинного двигателя, в котором полезная внешняя работа реализуется в турбине, вал которой не связан механически с валом (валами) турбокомпрессорной части… …   Энциклопедия «Авиация»

  • турбовальный двигатель со свободной турбиной — Турбовальный двигатель, в котором выводной вал приводится во вращение турбиной, механически не связанной с турбиной компрессораю [ГОСТ 23851 79] Тематики двигатели летательных аппаратов EN free turbine turbo shaft engine DE… …   Справочник технического переводчика

  • Турбовальный двигатель со свободной турбиной — 17. Турбовальный двигатель со свободной турбиной D. Wellenleistungs Triebwerk mit freilaufender Turbine E. Free turbine turboshaft engine F. Turbomoteur à turbine libre Турбовальный двигатель, в котором выводной вал приводится во вращение… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Авиационные газотурбинные двигатели / Хабр

Всем привет! В этой статье я хочу рассказать о том, как работают авиационные газотурбинные двигатели (ГТД). Я постараюсь сделать это наиболее простым и понятным языком.

Авиационные ГТД можно можно разделить на:

  • турбореактивные двигатели (ТРД)
  • двухконтурные турбореактивные двигатели (ТРДД)
  • Турбовинтовые двигатели (ТВД)
  • Турбовальные двигатели (ТВаД)

Притом, ТРД и ТРДД могут содержать в себе форсажную камеру, в таком случае они будут ТРДФ и ТРДДФ соответственно. В этой статье мы их рассматривать не будем.

Начнём с турбореактивных двигателей.

Турбореактивные двигатели

Такой тип двигателей был создан в первой половине 20-го века и начал находить себе массовое применение к концу Второй мировой войны. Первым в мире серийным турбореактивным самолетом был немецкий Me.262. ТРД были популярны вплоть до 60-ых годов, после чего их стали вытеснять ТРДД.


Современная фотография Me-262, сделанная в 2016 году

Самый простой турбореактивный двигатель включает в себя следующие элементы:

  • Входное устройство
  • Компрессор
  • Камеру сгорания
  • Турбину
  • Реактивное сопло (далее просто сопло)

Можно сказать, что это минимальный набор для нормальной работы двигателя.

А теперь рассмотрим что для чего нужно и зачем.

Входное устройство — это расширяющийся* канал, в котором происходит подвод воздуха к компрессору и его предварительное сжатие. В нём кинетическая энергия входящего воздуха частично преобразуется в давление.

*здесь и дальше мы будем говорить про дозвуковые скорости. На сверхзвуковой скорости физика меняется, и там все совсем не так.

Компрессор — это устройство, в котором происходит повышение давление воздуха. Компрессор можно характеризовать такой величиной, как степень повышения давления. В современных двигателях оно уже начинает переступать за 40 единиц. Кроме того, в нем увеличивается температура (может быть, где-то до 400 градусов Цельсия).

Камера сгорания — устройство, в котором к сжатому воздуху (после компрессора) подводится тепло из-за горения топлива. Температура в камере сгорания очень высокая, может достигать 2000 градусов Цельсия. Вам может показаться, что давление газа в камере тоже сильно увеличивается, но это не так. Теоретически принято считать, что подвод тепла осуществляется при постоянном давлении. В реальности оно немного падает из-за потерь (проблема несовершенства конструкции).

Турбина — устройство, превращающее часть энергии газа после камеры сгорания в энергию привода компрессора. Так как турбины используются не только в авиации, можно дать более общее определение: это устройство, преобразующее внутреннюю энергию рабочего тела (в нашем случае рабочее тело — это газ) в механическую работу на валу. Как вы могли понять, турбина и компрессор находятся на одном валу и жестко связаны между собой. Если в компрессоре происходит повышение давления газа, то в турбине, наоборот, понижение, то есть газ расширяется.

Сопло — суживающийся канал, в котором происходит преобразование потенциальной энергии газа в кинетическую (оставшийся запас энергии газа после турбины). Как и в турбине, в сопле происходит расширение газа. Образуется струя, которая, вытекая из сопла, движет самолёт.

С основными элементами разобрались. Но все равно не очень понятно как оно работает? Тогда давайте ещё раз и коротко.

Воздух из атмосферы попадает во входное устройство, где немного сжимается и поступает в компрессор. В компрессоре давление воздуха растёт ещё сильнее, растёт и температура. После компрессора воздух поступает в камеру сгорания и, смешиваясь там с топливом, воспламеняется, что приводит к сильному возрастанию температуры, при, можно сказать, постоянном давлении. После камеры сгорания горячий сжатый газ попадает в турбину. Часть энергии газа расходуется на вращение компрессора турбиной (чтобы он мог выполнять свою функцию, описанную выше), другая часть энергии расходуется на, нужное нам, движение самолёта, из-за того, что газ, пройдя турбину, превращается в реактивную струю в сопле и вырывается из него (сопла) в атмосферу. На этом цикл завершается. Конечно, в реальности все процессы цикла проходят непрерывно.

Такой цикл называется циклом Брайтона, или термодинамическим циклом с непрерывным характером рабочего процесса и подводом тепла при постоянном давлении. По такому циклу работают все ГТД.


Цикл Брайтона в P-V координатах

Н-В — процесс сжатия во входном устройстве
В-К — процесс сжатия в компрессоре
К-Г — изобарический подвод тепла
Г-Т — процесс расширения газа в турбине
Г-С — процесс расширения газа в сопле
С-Н — изобарический отвод тепла в атмосферу


Схематичная конструкция турбореактивного двигателя, где 0-0 — ось двигателя

ТРД может иметь и два вала. В таком случае компрессор состоит из компрессора низкого давления (КНД) и компрессора высокого давления (КВД), а подвод работы будут осуществлять турбина низкого давления (ТНД) и турбина высокого давления (ТВД) соответственно. Такая схема более выгодная газодинамически.


Реальный двигатель такого вида в разрезе

Мы рассмотрели принцип работы самой простой схемы авиационного газотурбинного двигателя. Естественно, на современных «Эйрбасах и Боингах» устанавливаются ТРДД, конструкция которых заметно сложнее, но работает все по таким же законам. Давайте рассмотрим их.

Двухконтурный турбореактивный двигатель

ТРДД, прежде всего, отличается от ТРД тем, что имеет два контура: внешний и внутренний. Внутренний контур содержит в себе то же самое, что и ТРД: компрессор (разделенный на КНД и КВД), камеру сгорания, турбину (разделенную на ТВД и ТНД) и сопло. Внешний контур представляет собой канал, с соплом в конце. В нем нет ни камеры сгорания, ни турбины. Перед обоими контурами (сразу после входного устройства двигателя) стоит ступень компрессора, работающая на оба контура.

Не очень понятная картина выходит, да? Давайте разберемся как оно работает.


Схематичная конструкция двухвального двухконтурного турбореактивного двигателя

Воздух, попадающий в двигатель, пройдя через первую ступень компрессора низкого давления, разбивается на два потока. Одна часть воздуха идет по внутреннему контуру, где происходят те же процессы, которые были описаны, когда мы разбирали ТРД. Вторая часть воздуха попадает во внешний контур, получив энергию от первой ступени КНД (та, которая работает на два контура). Во внешнем контуре энергия воздуха тратится только на преодоление гидравлических потерь (за счёт трения). В конце этот воздух попадает в сопло внешнего контура, создавая огромную тягу. Тяга, созданная внешним контуром, может составлять 80% тяги всего двигателя.

Одной из важнейших характеристик ТРДД является степень двухконтурности. Степень двухконтурности — это отношение расхода воздуха во внешнем контуре, к расходу воздуха во внутреннем контуре. Это число может быть как больше, так и меньше единицы. На современных двигателях это число переступает за значение в 12 единиц.
Двигатели, степень двухконтурности которых больше двух, принято называть турбовентиляторными, а первую ступень компрессора (ту, что работает на оба контура) вентилятором.


ТРДД самолета Boeing 757-200. На переднем плане видно входное устройство и вентилятор

На некоторых двигателях вентилятор приводится в движение отдельной турбиной, которая ставится ближе всего к соплу внутреннего контура. Тогда двигатель получается трехвальным. Например, по такой схеме выполнены двигатели Rolls Royce RB211 (устанавливались на L1011, B747, B757, B767), Д-18Т (Ан-124), Д-36 (Як-42)


Д-18Т в разрезе изнутри

Главное достоинство ТРДД заключается в возможности создания большой тяги и хорошей экономичности, по сравнению с ТРД.

На этом я хотел бы закончить про ТРДД и перейти к следующему виду двигателей — ТВД.

Турбовинтовые двигатели

Турбовинтовой двигатель, как и турбореактивный, относится к газотурбинным двигателям. И работает он почти как турбореактивный. Элементарный турбовинтовой двигатель состоит из уже знакомых нам элементов: компрессора, камеры сгорания, турбины и сопла. К ним добавляются редуктор и винт.

Принцип работы работы такой же, как у турбореактивного, с разницей в том, что практически вся энергия газа расходуется на турбине на вращение компрессора и на вращение винта через редуктор (здесь винт и редуктор находятся на одном валу с компрессором). Винт создаёт основную долю тяги. Оставшаяся, после турбины, часть энергии направляется в сопло, образуя реактивную тягу, но она мала, может составлять десятую часть от общей. Редуктор в этой схеме нужен для того, чтобы понизить обороты и передать момент, так как турбина может вращаться с очень высокой частотой, например, 10000 оборотов в минуту, а винту нужно только 1500. И винт достаточно тяжелый.


Схематичная конструкция ТВД

Но бывает и другая схема турбовинтовых двигателей: со свободной турбиной.
Её суть в том, что за обычной турбиной компрессора ставится отдельная турбина, которая механически не связана с турбиной компрессора. Такая турбина называется свободной. Связь между турбиной компрессора и свободной турбиной только газодинамическая. От свободной турбины идёт отдельный вал, на который устанавливаются редуктор с винтом. Все остальное работает так же, как и в первом случае. Большинство современных двигателей выполняют именно по такой схеме. Одним из плюсов такой схемы является возможность использования двигателя на земле, как вспомогательную силовую установку (ВСУ), не приводя винт в движение.


Схематичная конструкция ТВД со свободной турбиной

Хочу отметить, что не нужно смотреть на турбовинтовые двигатели как на малоэффективный пережиток прошлого. Я несколько раз слышал такие высказывания, но они неверны.
Турбовинтовой двигатель в некоторых случаях обладает наивысшим КПД, как правило, на самолетах с не очень большими скоростями (например, на 500 км/ч), притом, самолет может быть внушительных размеров. В таком случае, турбовинтовой двигатель может быть в разы выгоднее, рассмотренного ранее, турбореактивного двигателя.

На этом про турбовинтовые двигатели можно заканчивать. Мы потихоньку подошли к понятию турбовального двигателя.

Турбовальный двигатель

Должно быть, большинство читателей здесь вообще впервые слышат такое название. Такой тип двигателей устанавливается на вертолёты.

Турбовальный двигатель очень схож с турбовинтовым двигателем со свободной турбиной. Он также состоит из компрессора, камеры сгорания, турбины компрессора, далее идёт свободная турбина, связанная со всем предыдущем только газодинамически. А вот реактивную тягу такой двигатель не создаёт, реактивного сопла у него нет, только выхлоп. Свободная турбина имеет свой вал, который соединяется к главному редуктору вертолёта (несущего винта). Да, у всех известных мне вертолетов есть такой редуктор, и, как правило, он внушительных размеров. Дело в том, что обороты несущего винта вертолёта очень низкие. Если у самолета, как я писал выше, они могут достигать 1500 об/мин, то у вертолёта, например у Ми-8, всего 193 об/мин.
А обороты двигателя у вертолёта зачастую очень высокие (из-за небольших размеров), и понижать их приходится в сотню и более раз. Бывает такое, что редуктор стоит и на двигателе, и на самом вертолете, например, у Ми-2 и его двигателя ГТД-350.


Схематичная конструкция турбовального двигателя


Двигатель ТВ3-117 от вертолета Ми-8. Справа видны выхлопная труба и приводной вал

Итак, мы рассмотрели четыре типа газотурбинных двигателей. Надеюсь, мой текст был понятен и полезен для вас. Все вопросы и замечания можете писать в комментариях.

Спасибо за внимание.

НОВОСТИ ВПК, ИСТОРИЯ ОРУЖИЯ, ВОЕННАЯ ТЕХНИКА, БАСТИОН, ВОЕННО-ТЕХНИЧЕСКИЙ СБОРНИК. BASTION, MILITARY-TECHNICAL COLLECTION. MILITARY-INDUSTRIAL COMPLEX NEWS, HISTORY OF WEAPONS, MILITARY EQUIPMENT


19.01.2021

Завершена техническая подготовка предприятий Объединенной двигателестроительной корпорации Госкорпорации Ростех к изготовлению узлов и деталей для двигателей ВК-2500П и ВК-2500ПС разработки и производства АО «ОДК-Климов», сообщает Пресс-служба ОДК.
В конце 2020 года начато изготовление ключевых узлов двигателей в широкой кооперации предприятий ОДК – ММП им. В.В. Чернышева, производящего модуль осевого компрессора, и ОДК-УМПО, где собирают модули свободной турбины. Ранее детали поставлялись только для базовых двигателей ВК-2500, а для ВК-2500П и ВК-2500ПС осуществлялась их доработка на АО «ОДК-Климов».
«Использование узлов и детале-сборочных единиц, соответствующих конструктивному облику двигателей ВК-2500П/ПС, позволит нам снизить трудозатраты, которые раньше требовались для их доработки, и направить ресурсы на решение других производственных задач, в частности, увеличить общий объем выпуска двигателей семейства ВК-2500», — комментирует директор производства АО «ОДК-Климов Алексей Родионов.
В 2021 году планируется выпустить более 70 двигателей ВК-2500П/ПС с деталями производства ММП им. В.В. Чернышева и ОДК-УМПО.
Ранее сообщалось, что производственные мощности АО «ОДК-Климов» позволяют выпускать более 300 двигателей семейства ВК-2500 в год, в том числе и ВК-2500П. В планах предприятия выйти на производственную мощность в 500 двигателей семейства ВК-2500 в год, напоминает ВТС «Бастион».
Первым двигателем, собранным с использованием деталей, произведенных в кооперации ОДК, стал двигатель ВК-2500П, который успешно прошел государственные стендовые испытания (ГСИ) осенью 2020 года. Тогда было подтверждено соответствие узлов двигателя установленным требованиям и возможность их серийного производства.
ВК-2500 создан на смену вертолетному двигателю ТВ3-117. Он выполнен в трех модификациях, каждая из которых отличается взлетной мощностью — от 2000 до 2400 л.с. Внедрена цифровая система автоматического управления с современным электронным блоком автоматического регулирования и контроля БАРК-78 (вместо аналоговой САУ), счетчиком наработки и контроля СНК-78, новейшими датчиками, применены новые материалы. Это позволяет обеспечивать более высокие эксплуатационные характеристики: увеличить мощности на чрезвычайном режиме, обеспечить поддержание режимов в более широком диапазоне температур наружного воздуха, повысить ресурсы и показатели топливной экономичности. ВК-2500 дает вертолетам принципиально новые возможности при их эксплуатации в высокогорных районах и районах с жарким климатом, информирует ВТС «Бастион».
Двигатели ВК-2500П и ВК-2500ПС отличаются от базовой версии в первую очередь применением цифровой системы управления типа FADEC (электронная система управления двигателем с полной ответственностью). Вертолетный двигатель ВК-2500П – последняя модификация двигателя ВК-2500, устанавливается на многих машинах семейств «Ми», «Ка» и обладает улучшенными характеристиками. Силовая установка имеет модернизированную систему автоматического управления и защитную систему, которая восстанавливает штатную работу двигателя при его остановке, при попадании пороховых и выхлопных газов и возникновении помпажа.
ВТС «Бастион»

22.05.2021
Объединенная двигателестроительная корпорация начала серийное производство вертолетного двигателя ВК-2500П, который предназначен для новейшего ударного вертолета Ми-28НМ и может применяться для любом типе военных вертолетов «Ми» и «Ка».
«Уже на стадии опытно-конструкторских работ по вертолету Ми-28НМ была выпущена лидерная партия из нескольких десятков двигателей ВК-2500П, а с конца 2020 года «ОДК-Климов» приступил к полноценному серийному производству мотора. Этот двигатель спроектирован так, что без доработок может использоваться на любом типе военных вертолетов «Ми» и «Ка», – сообщил заместитель генерального директора – генеральный конструктор ОДК Юрий Шмотин.
Генеральный конструктор ОДК напомнил, что двигатель ВК-2500П успешно прошел государственные испытания. «ВК-2500П в прошлом году успешно завершил госиспытания в интересах Министерства обороны РФ. Ведутся мероприятия по увеличению ресурсов, которые должны достигать 12000 часов», – добавил генеральный конструктор.
Кроме того, новый двигатель ВК-2500ПС-02 получит вертолет Ка-32. «В конце 2020 года «ОДК-Климов» вплотную занялся опытно-конструкторской работой по двигателю ВК-2500ПС-02 для модернизации вертолетов Ка-32. Предполагается, что благодаря этому двигателю будут расширены возможности при эксплуатации вертолета на работах с внешней подвеской, в частности при трелевке леса, пожаротушении и выполнении других задач», – рассказал Юрий Шмотин.
Ростех

11.10.2021
ОДК ЗАВЕРШИТ ОКР ПО ВЕРТОЛЕТНОМУ ДВИГАТЕЛЮ ВК-2500ПС-02 В КОНЦЕ 2022 ГОДА

Предприятие «ОДК-Климов» (входит в Объединенную двигателестроительную корпорацию Ростеха) завершит опытно-конструкторские работы по вертолетному двигателю ВК-2500ПС-02 в конце следующего года. Силовая установка предназначена для эксплуатации на многофункциональных вертолетах типа Ка-32.
На данный момент предприятие-разработчик получило документ Росавиации, подтверждающий, что типовая конструкция двигателя ВК-2500ПС-02 соответствует требованиям сертификационного базиса.
«Получение одобрения главного изменения — это первый этап опытно-конструкторской работы по двигателю ВК-2500ПС-02. Ее мы планируем завершить в конце следующего года. В результате новые двигатели существенно улучшат летные характеристики вертолетов в жарких и горных условиях, а также обеспечат их надежную работу при трелевке леса, тушении пожаров и других работах с внешней подвеской, и что самое главное, без ограничений в пределах установленных ресурсов», — отмечает директор программы ВК-2500, ТВ3-117 — главный конструктор ОДК-Климов Евгений Проданов.
Новая силовая установка должна заменить двигатели ТВ3-117ВМА и ТВ3-117ВМА серии 02 на вертолетах Ка-32. Эти машины по всему миру чаще других используются при работах с внешней подвеской. Двигатель имеет электронно-цифровую автоматизированную систему управления БАРК-6В-7С собственной разработки ОДК-Климов. Взлетный режим двигателя — 2200 л.с., чрезвычайный — 2700 л.с.
Уже сейчас ресурсы двигателя ВК-2500ПС-02 до 1-го капремонта и межремонтный ресурс составляют 2000 час/циклов, назначенный — 7500 час/циклов.
Объединенная двигателестроительная корпорация

ОДК ЗАВЕРШИТ ОКР ПО ВЕРТОЛЕТНОМУ ДВИГАТЕЛЮ ВК-2500ПС-02 В КОНЦЕ 2022 ГОДА



ТУРБОВАЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВК-2500

Турбовальный двигатель ВК-2500 предназначен для модернизации средних вертолетов Ми-8МТ/Ми-17, Ми-24, Ми-14, Ка-32, Ка-50, Ми-28 и др. Двигатель ВК-2500 является дальнейшим развитием двигателей семейства ТВ3-117 и отличается от базового двигателя ТВ3-117ВМАповышенными на 15-20% характеристиками по мощности, введением новой цифровой системы автоматического регулирования и контроля типаFADEC, а также увеличенным ресурсом. В 2000-2001 гг. двигатель завершил сертификационные (Сертификат типа АР МАК № СТ197-АМД) и государственные стендовые испытания. Полная совместимость с предыдущими модификациями обеспечивает возможность модернизации существующего вертолетного парка в кратчайшие сроки.
Благодаря улучшенным характеристикам двигателя ВК-2500 потолок вертолета возрастает на 30%, скороподъемность – на 50%, грузоподъемность увеличивается на 1000–2000 кг (в зависимости от типа вертолета), одновременно с этим увеличивается скорость и улучшается маневренность вертолета. С этими качествами вертолеты приобретают принципиально новые возможности при эксплуатации в высокогорных районах и районах с жарким климатом.
Двигатель ВК-2500 имеет чрезвычайный режим мощности – 2700 л.с., используемый при отказе одного из двигателей, что существенно повышает безопасность полетов.
Двигатель имеет три варианта настройки мощности, и по желанию Заказчика может быть настроен на любой из них. Это позволит оптимальным образом использовать возможности вертолета и обеспечит экономию топлива.
ОАО «Климов» обеспечивает полный комплекс инжиниринговых услуг, производит капитальный ремонт двигателей ВК-2500. При выполнении ремонта двигателей ТВ3-117 может быть осуществлена модернизация в вариант ВК-2500, что значительно повысит летно-технические характеристики вертолетов.
ФАКТЫ
• Разработан в 2001 году
• Класс мощности – 2500 л.с.
• Устанавливается на модификации вертолетов Ми-17, Ка-32, а также на новейшие боевые Ми-28, Ка-52, Ми-35.
• Двигатели ВК-2500 в составе силовой установки вертолета Ми-17-В5 прошел испытания в горах Тибета.
• Ресурс двигателя может достигать 9000 часов
• Идеально подходит для замены двигателей ТВ3-117 на существующем парке вертолетов.

ХАРАКТЕРИСТИКИ

Варианты настройки двигателя I II III
Чрезвычайный режим (Н=0, V=0):
мощность (МСА+150С), л. с. 2700 2700 2700
Взлетный режим (Н=0, V=0):
мощность (МСА+30/25/150С), л.с. 2000 2200 2400
удельный расход топлива (МСА), г/л.с. час, не более 220 214 210
Крейсерский режим (Н=0, V=0):
мощность (МСА+25/25/150С), л.с. 1500 1500 1750
Габаритные размеры, мм:
длина 2055 2055 2055
ширина 660 660 660
высота 728 728 728
Масса, кг 300 300 300

Источники: www. klimov.ru и др.

• ТУРБОВАЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВК-2500. НОВОСТИ 2018 — 2020
• ТУРБОВАЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВК-2500. НОВОСТИ 2015 — 2017
• ОДК ЗАВЕРШИТ ОКР ПО ВЕРТОЛЕТНОМУ ДВИГАТЕЛЮ ВК-2500ПС-02 В КОНЦЕ 2022 ГОДА
• ТУРБОВАЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВК-2500М
• ТУРБОВАЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ТВ7-117В
• МНОГОЦЕЛЕВОЙ СРЕДНИЙ ВЕРТОЛЁТ МИ-171А2
• ОАО «КЛИМОВ»
• АВИАЦИОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
• АВИАЦИОННОЕ ОРУЖИЕ И ВООРУЖЕНИЕ
• АВИАЦИЯ, АВИАЦИОННОЕ ВООРУЖЕНИЕ

Турбовальные двигатели ВК-650В и ВК-1600В — ближайшее будущее вертолётов Ка-226Т и Ка-62 » Авиация России

Перед Объединённой двигателестроительной корпорацией стоит задача в самое ближайшее время заполнить пробелы в продуктовой линейке турбовальных двигателей, которыми не обладает наша авиаотрасль. Наибольшую ёмкость на мировом рынке вертолётных двигателей имеют сегменты мощностью от 400 до 900 л.с., а также от 1300 до 2000 л.с. Санкт-петербургское предприятие «ОДК-Климов» ведёт разработку новых турбовальных двигателей, закрывающих указанные сегменты мощностей, это — ВК-650В и ВК-1600В.

Двигатель ВК-650В предназначен для замены на вертолёте Ка-226Т французских Arrius 2G1, а также для установки на вертолёты «Ансат-У» и VR500. Кроме того, в «ОДК-Климов» видят потенциал поставки этой силовой установки для иранских программ Saba 248 и Shahed 285, а также для китайского многоцелевого лёгкого вертолёта Changhe Z-11.

Инженерам «ОДК-Климов» необходимо создать простую и надёжную конструкцию с минимальной стоимостью жизненного цикла. Кроме того, на разработку отводятся очень жёсткие сроки — четыре года. Старт работ был дан в конце III квартала 2019 года, когда был завершён эскизный проект, сертифицировать двигатель нужно в 2023 году. Чтобы уложиться в ограниченные временные рамки, было решено отказаться от рискованных технических решений, которые могли бы дать заметное превосходство над существующими конкурентами. Так, например, значительно улучшить характеристики по удельному расходу топлива можно либо за счёт повышения температуры газа перед турбиной, либо за счёт увеличения степени сжатия в компрессоре. Но и то, и другое существенно влияет на ресурс силовой установки, а за отведённое время, по мнению «Климова», провести соответствующие НИР не представляется возможным.

В целом в момент завершения сертификации ВК-650В должен получить ресурс в 600 часов, а в дальнейшем планируется перейти на эксплуатацию по состоянию с ресурсом основных деталей горячей части в 4500 часов или 3000 циклов, а по деталям холодной части — до 9000 часов или 6000 циклов.

На взлётном режиме двигатель будет развивать мощность 650 л.с., на короткое время, не более 2,5 минут, допускается использовать чрезвычайный режим с мощностью на валу двигателя 750 л.с. Расчётный удельный расход топлива на взлётном режиме не будет превышать 245 грамм на лошадиную силу в час и 280 грамм в крейсерском режиме полёта.

Макет турбовального двигателя ВК-650В

К концу 2019 года была выпущена конструкторская документация на двигатель-демонстратор. В январе 2021 года на специально подготовленном стенде «ОДК-Климов» в Санкт-Петербурге начались испытания демонстратора. В его составе смонтирована силовая рама и гидротормоз, установлена топливо-масляная система, специально спроектированная для размерности двигателя ВК-650В, оборудована современная пультовая.

В процессе испытаний выполнялась непрерывная запись всех контролируемых параметров и визуальная оценка состояния объекта. Двигатель запускался от электрического стартер-генератора, в качестве системы автоматического управления использовался технологический блок автоматического регулирования и контроля. Для снятия мощности с выводного вала редуктора в качестве загрузочного устройства применялся модернизированный гидравлический тормоз.

Испытания демонстратора — это первый шаг в процессе создания нового двигателя. Они должны подтвердить жизнеспособность всей конструкции силовой установки, если эта цель достигнута и демонстратор успешно работает, то создаётся уже полноценный опытный образец для испытаний на ресурс и другие показатели. Первая часть программы испытаний уже завершена. По её результатам оценены ключевые показатели нового изделия, отлажена совместная работа стендовых и двигательных систем в различных условиях по программе испытаний.

По словам директор программы перспективных вертолётных двигателей (ПВД) — главного конструктора «ОДК-Климов» Анастасии Соловьёвой, на предприятии довольны первыми результатами — розжиг камеры сгорания получен с первого раза, без её предварительных автономных испытаний и отладки системы зажигания.

Для снижения уровня электромагнитных полей, излучаемых двигателем ВК-650В, в его системе автоматического управления будут применяться радиопоглощающие материалы, которые позволяют в несколько раз увеличить стойкость САУ двигателя к электромагнитным полям высокой интенсивности. Подтверждающие данные получены в результате исследования электромагнитной совместимости БАРК-5В и информационно-диагностического комплекса ИДК 5В с бортовым оборудованием летательного аппарата.

В июле на авиасалоне МАКС-2021 представитель «ОДК-Климов» сообщил, что уже идёт второй этап программы испытаний демонстратора ВК-650В. По его завершении будут изготовлены три опытных образца двигателя и начнутся их инженерные испытания, в ходе которых инженеры выполнят предварительную проверку заложенных в силовую установку характеристик, пройдёт подготовка к зачётным испытаниям. Также на предприятии будет решаться вопрос об использовании модели цифрового двойника, модификации силовой установки с увеличенной мощностью под вертолёт «Ансат-У», организации серийного производства, а также о послепродажном обслуживании двигателя.

Там же на МАКС'е ОДК представила макет гибридной силовой установки (ГСУ) на базе двигателя ВК-650В. В состав макета входит газотурбинный двигатель, электрические двигатели, блоки силовой электроники, электрогенератор и блок аккумуляторных батарей. Макет ГСУ смонтирован на платформе перспективного беспилотного летательного аппарата с четырьмя поворотными винтами. Новую разработку «Климова» - ВК-650В было решено взять за основу ГСУ из-за компактности этого двигателя, экономичности и его достаточной мощности.

Макет гибридной силовой установки на базе ТВД ВК-650В

«В 2022 году мы планируем выйти на мощность демонстратора ГСУ примерно 150 кВт и отработать решения, заложенные в разрабатываемую гибридную установку. Демонстратор будет доработан для проведения испытаний с выходом на проектную мощность 500 кВт в 2023 году», - отметил в ходе презентации ГСУ заместитель директора программы ПВД АО «ОДК-Климов» Михаил Шемет.

По его словам, потенциальными объектами применения ГСУ данного класса мощности являются лёгкие многоцелевые вертолёты, беспилотные летательные аппараты взлётной массой 2-8 т, самолёты местных воздушных линий, аэротакси, летательные аппараты вертикального взлёта и посадки.

Чтобы двигатель ВК-650В был конкурентоспособным и высокотехнологичным изделием, в его производстве будут применяться современные методы изготовления деталей и комплектующих. В рамках работ над двигателем-демонстратором и в дальнейшем в серийном производстве ВК-650В, как и ВК-1600В, о котором будет сказано ниже, предусмотрено применение аддитивных технологий и технологий 3D-печати.

Единый интегратор в области аддитивного производства - АО «Центр аддитивных технологий» располагает оборудованием для изготовления деталей авиадвигателей методом промышленной 3D-печати, в числе которого - установки SLM-печати металлическими порошками. Техпроцесс основан на полной плавке частиц с последующим созданием монолитных деталей. Технология максимально сокращает риски образования микротрещин, вызванных пористостью структур, и повышает прочность изделия в сравнении с традиционными литейными процессами.

Как отметил в июле 2020 года генеральный директор ФГУП «ВИАМ», академик РАН Евгений Каблов, «благодаря совместным работам ВИАМ с предприятиями ОДК, создан мощный научно-технический задел, позволяющий применительно к двигателю большой тяги ПД-35, вертолётному двигателю ВК-650В, перспективному вертолётному двигателю говорить о масштабном внедрении аддитивных технологий при производстве деталей камеры сгорания, турбин низкого и высокого давления, сопловых и направляющих аппаратов».

Двигатель ВК-650В создаётся в широкой отраслевой кооперации: ВИАМ является изготовителем и поставщиком аддитивных заготовок, в том числе сопловых аппаратов турбин, переходного канала и др. «ОДК-Климов» и «ОДК-УМПО» изготавливают детали и узлы из заготовок, поставляемых ВИАМ. «ОДК-УМПО» внедряет технологии сварки и пайки аддитивных заготовок. К моменту создания третьего опытного образца ВК-650В, на уфимском предприятии уже будут внедрены технологии, позволяющие осуществлять полное производство аддитивных деталей двигателя.

В сентябре 2020 года в «ОДК-Климов» прошла макетная комиссия, в ходе которой был предложен сертификационный базис ТВД ВК-650В. Макет двигателя был представлен в виде электронной 3D модели, а также его узлов и деталей. Одновременно была проведена макетная комиссия по блоку автоматического регулирования и контроля БАРК-5В.

Сертификационный базис обеспечивает полноту учёта требований к лётной годности двигателя и охране окружающей среды. Таким образом, был определён конструктивный облик двигателя ВК-650В и сделан важный шаг в планировании его сертификационных испытаний.

* * *

Ещё одна перспективная силовая установка в классе мощности 1300-1800 л.с., которую разрабатывает «ОДК-Климов» – турбовальный двигатель ВК-1600В. Им в будущем будут заменены французские двигатели Ardiden 3G на новом гражданском вертолёте Ка-62. Мощность ВК-1600В на взлётном режиме составит 1400 л.с., по утверждению разработчика, российский двигатель будет экономичнее импортного.

Двигатель, как и ВК-650В, создаётся в крайне жёстких временных рамках. Чтобы не перепроектировать компоновку вертолёта под новый тип двигателя, ВК-1600В проектируется по размерам мотогондолы Ка-62. Все узлы подвески, стыковка с редуктором и воздухозаборником идентичны французской силовой установке.

В октябре 2019 года исполнительный директор «ОДК-Климов» Александр Ватагин отмечал, что на сегодняшний день двигателей размерности ВК-1600 в стране нет, поэтому в перспективе он должен стать востребованным.

«Количество лёгких летательных аппаратов в нашей стране недостаточно, если сравнивать с авиационными державами мира. И ещё целое направление – это беспилотники, где могут применяться эти двигатели. Поэтому задача предприятия и корпорации – иметь в свой продуктовой линейке двигатель такой размерности», – отметил он 21 октября 2019 года, рассказывая о вертолётных двигателях ВК-1600В и ВК-650В.

Кроме того ОДК планирует в перспективе создать самолётную версию двигателя. Его можно будет устанавливать на девятиместный многофункциональный самолёт ЛМС-901 «Байкал», турбовинтовые учебно-тренировочные самолёты и беспилотники.

ВК-1600В – первое в российском авиадвигателестроении изделие, которое спроектировано по безбумажной технологии полностью в цифровом виде. Это позволяет конструкторам всегда иметь перед глазами необходимую контекстную информацию. Работа с 3D-моделями позволяет проектировать двигатель непосредственно «внутри» вертолёта, контролировать стыковки объектов как в самой силовой установке, так и в мотогондоле.

При создании демонстратора ВК-1600В до 70% литья будет заменено на детали, созданные с помощью 3D-печати. С использованием аддитивных технологий будут изготовлены элементы, в том числе, горячей части силовой установки.

На авиасалоне МАКС-2021 ОДК представила первый двигатель-демонстратор ВК-1600В, впереди предстоят его испытания. «Уже завершено дооснащение испытательного стенда на территории петербургского предприятия ОДК. В этом году планируем провести ряд опытных работ с новым двигателем-демонстратором», - рассказал в кулуарах авиасалона и.о. заместителя главного конструктора ВК-1600В Антон Колосов. По его словам, первая постановка двигателя-демонстратора на испытательный стенд АО «ОДК-Климов» запланирована на третий квартал 2021 года. В данный момент идёт производство деталей и сборка демонстратора.

Макет турбовального двигателя ВК-1600В

Договор на проведение опытно-конструкторских работ по разработке ТВД ВК-1600В был заключен с АО «ОДК-Климов» в марте 2019 г. Осенью 2020 года макетной комиссии был представлен конструктивный облик двигателя ВК-1600В с цифровым блоком управления БАРК-15В, который также разработан в «Климове». Макетная комиссия подтвердила сертификационный базис, обеспечивающий полноту учёта требований к лётной годности двигателя.

Также, как и ВК-650В, сертификат типа ВК-1600В получит в 2023 году. Серийное производство двигателя намечено запустить в 2024-м.

Андрей Величко
для сайта «Авиация России»

Загрузка...

Турбовальный двигатель. | RotorAvia | Яндекс Дзен

Основной узел любого газотурбинного двигателя ( ГТД) – это турбокомпрессор. В нем компрессор работает в связке с турбиной, которая его вращает. Функции турбины этим могут и ограничиться. Тогда вся оставшаяся полезная энергия газового потока, проходящего через двигатель, срабатывается в выходном устройстве (реактивном сопле). Тем самым создается реактивная тяга и ГТД становится обычным турбореактивным двигателем (ТРД).

Но можно сделать и по-другому. Турбину ведь можно заставить кроме компрессора вращать и другие нужные агрегаты, используя ту самую оставшуюся полезную энергию. Это может быть, например, самолетный воздушный винт. В этом случае ГТД становится уже турбовинтовым двигателем, в котором 10-15% энергии все же расходуется, то есть создает реактивную тягу.

Но если вся полезная энергия в двигателе срабатывается на валу и через него передается для привода агрегатов, то мы уже имеем так называемый турбовальный двигатель (ТваД).

Такой двигатель чаще всего имеет свободную турбину. То есть вся турбина как бы поделена на две части, между собой механически несвязанные. Связь между ними только газодинамическая. Газовый поток, вращая первую турбину, отдает часть своей мощности для вращения компрессора и далее, вращая вторую, тем самым через вал этой (второй) турбины приводит в действие полезные агрегаты. Сопла на таком двигателе нет. То есть выходное устройство для отработанных газов конечно имеется, но соплом оно не является и тяги не создает.

Выходной вал ТваД, с которого снимается вся полезная мощность, может быть направлен как назад, через канал выходного устройства, так и вперед, либо через полый вал турбокомпрессора, либо через редуктор вне корпуса двигателя.

Надо сказать, что редуктор – непременная принадлежность турбовального двигателя. Ведь скорость вращения как ротора турбокомпрессора, так и ротора свободной турбины велика настолько, что это вращение не может быть напрямую передано на приводимые агрегаты. Они просто не смогут выполнять свои функции и даже могут разрушиться. Поэтому между свободной турбиной и полезным агрегатом обязательно ставится редуктор для снижения частоты вращения приводного вала.

Основное свое применение турбовальный двигатель находит сегодня конечно же в авиации, по большей части на вертолётах Его часто и называют вертолетный ГТД. Полезная нагрузка в этом случае – несущий винт вертолета. Примером могут служить широко распространенные до сих пор отличные классические вертолеты МИ-8 и МИ-24 с двигателями ТВ2-117 и ТВ3-117.

Однако, говоря о турбовальных двигателях, нельзя не сказать о совсем неавиационном направлении их использования. Дело в том, что ведь изначально газотурбинный двигатель не был монополией авиации. Главный его рабочий орган, газовая турбина, создавался задолго до появления самолетов. И предназначался ГТД для целей более прозаических, нежели полеты в воздушной стихии. Эта самая воздушная стихия его все же завоевала. Однако неавиационное приземленное предназначение существует и серьезности своей не потеряло, скорее наоборот.

новый турбовальный двигатель из России стал неприятным сюрпризом для США

Российские специалисты разработали новейший турбовальный двигатель, который будет эксплуатироваться на вертолетах Ми-171. Эта силовая установка стала сюрпризом: для Китая – приятным, а для США – не очень. Такого мнения придерживаются аналитики китайского издания Sohu. «ПолитРоссия» специально для своих читателей представляет эксклюзивный перевод этой публикации.

Россия обладает не только большим количеством передовых технологий, но и разнообразным современным оружием и оборудованием. Она имеет внушительный ядерный арсенал, и, конечно же, обладает немалыми исследовательскими и опытно-конструкторскими возможностями.

Специалисты из России в очередной раз доказали свой профессионализм, разработав усовершенствованный турбовальный двигатель ВК-2500ПС-03. Он придет на смену двигателям ТВ3-117ВМ, который устанавливались на вертолет Ми-171.

«Ми-171 изначально был оснащен двумя газотурбинными двигателями ТВ3-117 и 5-лопастным несущим винтом. Вертолет имеет максимальную скорость полета 250 километров в час и максимальную дальность полета 495 километров», – напомнили авторы Sohu.

Они также отметили, что Россия создавала Ми-171 в кооперации с Китаем, и эта машина имеет большое значение не только для Москвы, но и для Пекина.

«Однако с момента начала службы в 1991 году двигатель вертолета достиг своего заката», – констатировали аналитики китайского издания.

По этой причине в России разработали более совершенный турбовальный двигатель ВК-2500ПС-03, который заменит сегодняшние устаревшие двигатели вертолета Ми-171. Новая силовая установка способна работать в чрезвычайно холодную погоду (до минус 60 градусов), также она позволит вертолету перемещаться на высоте около 6000 метров.

wikipedia.org / Xchgall/PD

Китай очень заинтересовался такими характеристиками нового российского мотора. ВК-2500ПС-03 прошел сертификацию в Поднебесной. Двигатель также был сертифицирован в Индии, Бразилии и ряде других стран, а это значит, что ВК-2500ПС-03 достиг отличного стандарта. Разработка турбовального двигателя нового типа была разумным шагом России, который позволит стране заработать на крупных заказах из других стран и откроет новые возможности, считают авторы издания Sohu.

«Китай и Россия уже подписали крупный контракт на поставку 100 единиц этого нового турбовального двигателя. Это значит, что наша страна получит 100 новеньких вертолетных двигателей, и можно даже сказать, что мы получим “роскошный подарочный пакет”», – радуются китайские эксперты.

Все это стало неприятным сюрпризом для западных стран. Во-первых, их смущает тесное сотрудничество России и Китая, особенно нервно к этой дружбе относятся в США. Во-вторых, в очередной раз на Западе вынуждены признать, что с Россией, которую они пытались подавить на протяжении долгих лет, приходится считаться.

«Вот почему Соединенные Штаты никогда не осмеливались недооценивать Россию, в конце концов, прошлое у нее есть действительно мощное и сильное наследие», – заключают авторы Sohu.

Ранее «ПолитРоссия» писала о том, что Москва преподала урок Китаю трюком с авиационными двигателями.

Как работают 4 типа турбинных двигателей

Прямая трансляция из полетной палубы

Газотурбинные двигатели прошли долгий путь с 1903 года. Это был первый год, когда газовая турбина вырабатывала достаточно мощности, чтобы поддерживать себя в рабочем состоянии. Дизайн был разработан норвежским изобретателем Эгидусом Эллингом, и он производил 11 лошадиных сил, что было огромным подвигом для того времени.

В наши дни газотурбинные двигатели бывают самых разных форм и размеров, и большинство из них развивают мощность более 11 лошадиных сил.Вот 4 основных типа газотурбинных двигателей, а также их плюсы и минусы.

1) Турбореактивный двигатель

Heinkel He 178, первый в мире турбореактивный самолет

Турбореактивные двигатели были первым изобретенным типом газотурбинных двигателей. И хотя они выглядят совершенно иначе, чем поршневой двигатель в вашем автомобиле или самолете, они работают по той же теории: впуск , сжатие, мощность, выпуск .

Как работает турбореактивный двигатель?

Турбореактивные двигатели работают за счет пропускания воздуха через 5 основных секций двигателя:

Шаг 1: Воздухозаборник
Воздухозаборник представляет собой трубку перед двигателем.Забор воздуха может показаться простым, но это невероятно важно. Задача воздухозаборника - плавно направлять воздух в лопатки компрессора. На низких скоростях необходимо минимизировать потери воздушного потока в двигателе, а на сверхзвуковых скоростях он должен замедлять воздушный поток ниже 1 Маха (воздух, поступающий в турбореактивный двигатель, должен быть дозвуковым, независимо от того, насколько быстро летит самолет. ).

Шаг 2: Компрессор
Компрессор приводится в движение турбиной в задней части двигателя, и его работа заключается в сжатии поступающего воздуха, что значительно увеличивает давление воздуха.Компрессор представляет собой серию «вентиляторов», каждый с меньшими и меньшими лопастями. По мере того, как воздух проходит через каждую ступень компрессора, он становится более сжатым.
Шаг 3: Камера сгорания
Далее идет камера сгорания, где действительно начинается волшебство. Воздух под высоким давлением смешивается с топливом, и смесь воспламеняется. По мере сгорания топливно-воздушной смеси она движется через двигатель к турбине. Турбореактивные двигатели работают очень бедно, примерно 50 частей воздуха на каждую 1 часть топлива (большинство поршневых двигателей работают в диапазоне от 6: 1 до 18: 1).Одна из основных причин, по которой турбины работают на обедненной смеси, заключается в том, что для охлаждения турбореактивного двигателя требуется дополнительный поток воздуха.
Шаг 4: Турбина
Турбина - это еще одна серия «вентиляторов», которые работают как ветряная мельница, поглощая энергию от проходящего через нее высокоскоростного воздуха. Лопатки турбины соединены с валом и вращают его, который также соединен с лопатками компрессора в передней части двигателя. «Жизненный цикл» турбореактивного двигателя почти завершен.

Шаг 5: Выхлоп (он же «Я ухожу отсюда!»)
Сгоревшая на высокой скорости топливно-воздушная смесь выходит из двигателя через выхлопное сопло.Когда высокоскоростной воздух выходит из задней части двигателя, он создает тягу и толкает самолет (или то, к чему он прикреплен) вперед.

Турбореактивный вынос:

  • Плюсы:
    • Сравнительно простой дизайн
    • Возможность очень высоких скоростей
    • Занимает мало места
  • Минусы:
    • Большой расход топлива
    • Громко
    • Плохая работа на малых оборотах

2) Турбовинтовой двигатель

Прямая трансляция из полетной палубы

King Air с турбовинтовыми двигателями

Следующие три типа газотурбинных двигателей представляют собой турбореактивные двигатели, и мы начнем с турбовинтовых.Турбовинтовой - это турбореактивный двигатель, соединенный с воздушным винтом через систему зубчатых передач.

Как работает турбовинтовой двигатель?

Шаг 1 : Турбореактивный двигатель вращает вал, который соединен с коробкой передач.

Шаг 2 : Коробка передач замедляет вращение, и самая медленная шестерня соединяется с гребным винтом.

Шаг 3 : Винт вращается в воздухе, создавая тягу, как и ваша Cessna 172

Турбовинтовой вынос:

  • Плюсы:
    • Очень экономичный
    • Наиболее эффективен при средней скорости 250-400 узлов
    • Наиболее эффективен на средних высотах от 18 000 до 30 000 футов
  • Минусы:
    • Ограниченная скорость полета вперед
    • Зубчатые передачи тяжелые и могут выйти из строя

3) Турбореактивный двигатель

Прямая трансляция из полетной палубы

Некоторые широкофюзеляжные турбовентиляторные двигатели могут развивать тягу более 100 000 фунтов

Турбореактивные двухконтурные двигатели сочетают в себе лучшее из двух миров - турбореактивных и турбовинтовых.И вы, вероятно, увидите эти двигатели, когда отправитесь в аэропорт на следующий рейс авиакомпании.

Как работает турбовентиляторный двигатель?

Турбореактивные двухконтурные двухконтурные двигатели работают за счет присоединения вытяжного вентилятора к передней части турбореактивного двигателя. Вентилятор создает дополнительную тягу, помогает охлаждать двигатель и снижает уровень шума двигателя.

Шаг 1 : Входящий воздух делится на два отдельных потока. Один поток обтекает двигатель (перепускной воздух), а другой проходит через сердечник двигателя.

Шаг 2 : Обводной воздух проходит вокруг двигателя и ускоряется канальным вентилятором, создавая дополнительную тягу.

Шаг 3 : Воздух проходит через турбореактивный двигатель, продолжая создавать тягу.

ТРДД на вынос:

  • Плюсы:
    • Экономия топлива
    • Тихо, чем турбореактивный
    • Они потрясающе выглядят
  • Минусы:
    • Тяжелее ТРД
    • Большая площадь лобовой части, чем у турбореактивных двигателей
    • Неэффективен на очень большой высоте

ТРДД Pratt & Whitney F100 с форсажной камерой на F-16

4) Турбовальный двигатель

Вертолет Bell 206 с турбовальным двигателем

Турбовальные двигатели в основном используются на вертолетах.Самая большая разница между турбовальными двигателями и турбореактивными двигателями заключается в том, что турбовальные двигатели используют большую часть своей мощности для вращения турбины, а не для создания тяги, выходящей из задней части двигателя.

Как работает турбовальный вал?

Турбовалы - это, по сути, турбореактивный двигатель с большим валом, соединенным с его задней частью. А поскольку большинство этих двигателей используется на вертолетах, этот вал соединен с трансмиссией лопастей несущего винта.

Шаг 1 : Двигатель по большей части работает как турбореактивный.

Шаг 2 : Приводной вал, прикрепленный к турбине, приводит в действие трансмиссию.

Шаг 3 : Трансмиссия передает вращение от вала на лопасть ротора.

Шаг 4 : Вертолет, в основном неизвестными и волшебными способами, может летать по небу.

Отвод турбовального вала:

  • Плюсы:
    • Значительно более высокое отношение мощности к массе, чем у поршневых двигателей
    • Обычно меньше поршневых двигателей
  • Минусы:
    • Громко
    • Зубчатые передачи, соединенные с валом, могут быть сложными и выходить из строя

4 типа двигателей, основанных на одной базовой концепции

Газотурбинные двигатели прошли долгий путь за последние 100 лет.И хотя турбореактивные двигатели, турбовинтовые двигатели, турбовентиляторные двигатели и турбовальные двигатели имеют свои различия, их способ выработки мощности, по сути, одинаков: впуск, сжатие, мощность и выхлоп.


Станьте лучшим пилотом.
Подпишитесь, чтобы получать последние видео, статьи и викторины, которые сделают вас более умным и безопасным пилотом.


PBS TS100 Турбовальный двигатель - PBS Aerospace

PBS TS100 - это турбовальный двигатель.Этот тип двигателя появился с развитием современных вертолетов. Двигатель подходит для небольших и легких вертолетов или для беспилотных летательных аппаратов.
Преимущество двигателя заключается в его небольших установочных размерах, малом весе и высоких статических характеристиках при мощности 241 л.с. (180 кВт) с возможностью достижения эшелонов полета до 29 500 футов (9 000 м) и максимальной стартовой высотой 19 700 футов. . (6000 м).

Основные характеристики

  • Модульная конструкция включает газогенератор, силовую турбину и редуктор.
  • Коробка передач позволяет установить быстродействующий электрогенератор выходной мощностью до 3,0 кВА.
  • Две версии двигателя: 2158 об / мин или 5978 об / мин (выходной вал).
  • Компактные размеры, малый вес и высокая статическая мощность.
  • Отличное соотношение мощности и веса.
  • Стандартная комплектация: мазутная система, система управления, блок зажигания и соединительные кабели.
. Отправить страницу по электронной почте Распечатать страницу

Параметры

Частота вращения выходного вала TS100ZA 5,978 об / мин
Частота вращения выходного вала TS100DA 2158 об / мин
Скорость газогенератора 56200 об / мин
Выходная электрическая мощность 720 Вт
Высота x ширина 15.67 дюймов x 13,00 дюймов
Длина 32,64 дюйма
Масса двигателя ТС100ЗА 125 фунтов
Масса двигателя TS100DA 135 фунтов
Взлет (5 мин) 241 л.с.
Максимальное продолжительное 214 л.с.
Обычный круиз 188 л.с.
Взлет (5 мин) 0.847 фунтов / л.с. / час
Максимальное продолжительное 0,863 фунта / л.с. / час
Обычный круиз 0,901 фунта / л.с. / час
Макс. рабочая высота 29500 футов
Макс. начальная высота 19,700 футов

Требования

Топливо

JET A, A1, B стандарта DERD 2494 ТС-1, Т2, РТ ГОСТ 10227-86 »

Смазка

согласно MIL-L-23699 (Масло Mobil Jet II, AEROSHELL 390) "

Защита турбовального двигателя от твердых частиц

Эксплуатация в суровых условиях, таких как полет над жаркой пустынной местностью во время поисково-спасательной операции, может быть сложной для самолета.Некоторые из основных виновников - частицы. Узнайте, что они могут сделать с вашим двигателем и что вы можете с этим сделать.

КАК ПРОИСХОДИТ ЭРОЗИЯ ДВИГАТЕЛЯ

Песок, пыль, грязь и более твердые частицы, такие как кварц или строительный мусор, вызовут эрозию, если они попадут в ваш двигатель. Со временем эта эрозия может снизить эффективность и ударные характеристики из-за повреждения критически важных компонентов, особенно компрессора двигателя. Скопление мелкого песка внутри двигателя также может привести к повреждению компонентов турбины или закупорке внутренних воздушных каналов для определенных моделей двигателей.Входной барьерный фильтр (IBF) может помочь.

ПРЕИМУЩЕСТВА ФИЛЬТРА ВХОДНОГО БАРЬЕРА

Чтобы устранить проблему эрозии двигателя у источника, P&WC рекомендует использовать IBF. Это эффективная система фильтрации, которую вы можете установить на свой самолет, которая создает физический барьер для защиты от загрязнений. Двигатель не обязательно должен работать, чтобы он работал эффективно. Он не пропускает частицы и предотвращает повреждение посторонними предметами в любое время, как в воздухе, так и на земле. Однако, поскольку это внутренняя система фильтрации, есть некоторые дополнительные соображения и затраты на обслуживание.Вам также необходимо внимательно следовать инструкциям производителя, чтобы устранить любые зазоры или утечки, через которые может попасть загрязненный воздух.

ВХОДНОЙ БАРЬЕРНЫЙ ФИЛЬТР НЕ РАБОТАЕТ ДЛЯ СОЛИ

Даже с IBF вы не можете предотвратить попадание соли в двигатель, особенно если ваш самолет эксплуатируется в прибрежных водах океана. Со временем это будет способствовать сульфидированию двигателя или горячей коррозии. Защита двигателя от сульфидирования может продлить срок его службы.

Вы можете замедлить и минимизировать коррозионное воздействие соли на детали двигателя, регулярно проводя опреснительную промывку двигателя. В зависимости от типа двигателя вам может потребоваться провести две разные промывки: опреснение компрессора и опреснение турбины, чтобы обеспечить тщательную очистку. Как часто вы должны это делать, зависит от среды, в которой летит самолет. Обратитесь к руководству по техническому обслуживанию вашего двигателя для получения более подробной информации о частоте.

Если вы работаете в эрозионной среде, входной барьерный фильтр и регулярные опреснительные промывки помогут свести к минимуму воздействие вредных частиц на ваш двигатель.Это также повысит его долговечность, предотвратит внеплановый вывоз и избавит от необходимости в дорогостоящем ремонте и ремонте.

ВПУСКНОЙ БАРЬЕРНЫЙ ФИЛЬТР ОБНОВЛЕНИЕ

Когда вы устанавливаете одобренный IBF на вертолет с двигателем PW206 или PW207, эта ограниченная по времени программа P & WCSMART дает вам возможность обменять ваш основной двигатель на новый двигатель, охватываемый нашей Программой расширения парка или нулевое время с момента капитального ремонта двигателя в цена со скидкой.

Kerbal Space Program Общие обсуждения

Если это настоящая идея турбовальных двигателей, зачем вообще их использовать?
Честно? Дело в правиле крутизны.Нужен ли вам контроллер KAL или нет. Струи

намного проще настроить, они не требуют большого внимания со стороны игрока в полете и могут развивать гораздо более высокие скорости. Пока вы разблокируете самолеты вместе с реквизитом, нет особого смысла использовать реквизит.

Исключение может быть в атмосфере без кислорода, потому что тогда вы можете использовать электрический двигатель и летать без необходимости добывать больше топлива.


Ну, на самом деле реактивные двигатели разблокируются на предыдущем уровне, и я считаю, что они более практичны и позволяют достигать более высоких скоростей.
Еще одна вещь, которая меня сбивает с толку, это то, что я подумал о том, что вы имеете в виду возможность быть электрическими двигателями, поэтому не требуют воздухозаборника или топлива, но, согласно KSP Wiki, когда я копирую / вставляю информацию о
R121 Turboshaft Engine - «Этот двигатель потребляет впуск воздух и жидкое топливо для вращения. Когда вы устанавливаете на него гребные винты, вы можете создавать тягу. Двигатель сам по себе не создает тягу. Настройка двигателя сложна и по умолчанию не управляется дроссельной заслонкой. .Рекомендуется устанавливать дроссель на шаг гребного винта, а не на вращение или крутящий момент. Обратите внимание, что двигателю требуется всасываемый воздух, поэтому он не будет работать в Eve, поэтому вместо него используются электродвигатели ».

Это еще более сбивает с толку, что заставляет меня думать, что даже разработчики не поняли, как сделать их должным образом полезными, и бросили их в качестве опции к роторам, чтобы дать игрокам вращающиеся части для создания анимированных сборок.

Когда я сказал «зачем вообще их использовать», я сказал это в том смысле, что я не вижу особой пользы с практической стороны и Преимущества / недостатки по сравнению с Jet идут под откос.Для меня, по крайней мере, в том виде, в каком я это вижу сейчас, это просто дает преимущества с точки зрения эстетики, но, конечно, это мое мнение из миллиона, которое я уважаю каждого.

В какой-то момент я попробую их по-разному и попытаюсь понять, как они работают и что можно сделать, даже если это творческий подход, чтобы немного повеселиться, но для карьеры с ограничениями, обусловленными режимом медленного запуска, который я не делаю. не вижу никакого разумного использования в тот момент, когда он становится доступным.

Турбовальный двигатель для вертолетов TS100 - PBS Velk Bte

Получатель * Административное Коммерческое Написание Техническое

Вежливость * MrMrsMs

Имя *

Фамилия *

Телефон *

Электронное письмо *

Почтовый Код

Город *

Страна * AfghanistanAlbaniaAlgeriaAndorraAngolaAnguillaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia-HerzegovinaBotswanaBrazilBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCape VerdeCayman IslandsCentral Африканский RepublicChadChileChinaChristmas IslandsCocos IslandsColombiaComorosCongoCook IslandsCosta RicaCte d'IvoireCroatiaCubaCyprusCzech RepublicDemocratic Республика CongoDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEast TimorEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland IslandsFaroe IslandsFijiFinlandFranceFrench GuianaFrench PolynesiaFrench Южный и антарктический LandsGabonGambiaGaza StripGeorgiaGermanyGhanaGibraltarGreeceGreenlandGrenadaGuadeloupeGuatemalaGuernseyGuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIranIraqIrelandIsle из ManIsraelItalyJamaicaJapanJerseyJordanKazakhstanKenyaKiribatiKuwaitKyrgyzstanLaosLatviaLe banonLesothoLiberiaLibyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacauMacedoniaMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesiaMoldovaMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorth KoreaNorwayOmanPakistanPalauPanamaPapua Новый GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairn IslandsPolandPortugalPuerto RicoQatarRéunion IslandRepublic из KoreaRomaniaRussiaRwandaSaint BarthelemySaint Киттс и NevisSaint LuciaSaint Пьер и MiquelonSaint Винсент и GrenadinesSamoaSan MarinoSao Томе и PrincipeSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSlovak RepublicSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSouth Джорджия и Южные Сандвичевы IslandsSpainSpratly IslandsSri LankaSt.HelenaSudanSurinameSvalbardSwazilandSwedenSwitzerlandSyriaTaiwanTajikistanTanzaniaThailandTogoTokelauTongaTrinidad и TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks и CaicosTuvaluUgandaUkraineUnited арабского EmiratesUnited KingdomUnited StatesUruguayUzbekistanVanuatuVenezuelaVietnamVirgin IslandsWallis и FutunaWest BankWestern SaharaYemenZambiaZimbabwe

Предмет * Осталось 100 символов

Сообщение * Осталось 500 символов

Проверка *

Оценка эффективности турбовальных газовых турбин простого и модифицированного цикла

https: // doi.org / 10.1016 / j.jppr.2013.04.009Получить права и содержание

Аннотация

В этой статье основное внимание уделяется исследованиям, включающим сравнительную оценку вариантов газотурбинного цикла. В частности, было проведено исследование технических характеристик циклов турбовального двигателя на основе существующего простого цикла (SC) и его прогнозируемых модифицированных циклов для применения в гражданских вертолетах. Технически термический КПД, удельный расход топлива и выходная мощность имеют первостепенное значение для общей производительности газотурбинных двигателей.В ходе выполнения этого исследования программное обеспечение turbomatch, созданное в Университете Крэнфилда на основе теории газовых турбин, было применено для моделирования модели двухконтурного (базового) двухконтурного вертолетного турбовального двигателя со свободной силовой турбиной. Аналогичным образом были смоделированы некоторые модифицированные конфигурации цикла газовой турбины, включающие нетрадиционные компоненты, такие как цикл двигателя с нулевой ступенью компрессора низкого давления (LPC), цикл двигателя с рекуперацией и цикл двигателя с промежуточным охлаждением / рекуперацией (ICR).При этом были установлены рабочие характеристики моделей двигателей в расчетных точках (DP) и не в расчетных точках (OD). Были оценены процентные изменения рабочих параметров двигателей с модифицированным циклом по сравнению с простым циклом, и было обнаружено, что в значительной степени модифицированные циклы двигателя с нетрадиционными компонентами демонстрируют лучшие характеристики с точки зрения теплового КПД и удельного расхода топлива, чем традиционные простые цикл двигателя. В этом исследовании использовались ссылки на открытый исходный код, являющийся общественным достоянием.

Ключевые слова

Газовые турбины

Турбовальные

Технические характеристики

С промежуточным охлаждением

С рекуперацией

Компрессор низкого давления (КНД) с нулевой ступенью

Простой цикл

Рекомендуемые статьи

Сравнительная оценка

Сравнительная оценка

© 2013 Национальная лаборатория аэронавтики и космонавтики. Производство и размещение на Elsevier B.V.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Турбовинтовые и турбовальные двигатели - Школа аэронавтики и астронавтики

Как работают турбовинтовые двигатели

Турбовинтовой двигатель имеет функциональное сходство с турбовентиляторным двигателем, поскольку вал двигателя используется для привода другой системы.Другая система в данном случае представляет собой коробку передач и пропеллер, а не канальный вентилятор. Основной двигатель сконструирован с упором на создание крутящего момента, а не на обеспечение тяги. На ядро ​​должно приходиться менее 10% общей тяги двигателя.

Турбовальный двигатель аналогичен по концепции, но вместо пропеллера коробка передач выходит на какое-то другое устройство. Чаще всего используется для привода винта вертолета.

Подробная информация о различных турбовинтовых двигателях

Подробная информация о различных турбовальных двигателях

Таблицы сравнения различных двигателей

Турбовинтовые

Марка Модель Приложение Мощность (T / O | круиз) SFC (Прием / круиз) Коэффициент давления Длина x диаметр (дюйм) Вес (фунты)
Союзный сигнал TPE331-8 Cessna Conquest 755 | ?? 0.568 | ?? 10,3 43 х 26 370
Двигатели Allison AE2100 C-130J 6000 | ??
Т56-А-14 П-3С Орион 4591 | ?? 0.54 | ?? 9,6 146,3 х 49 1890
GE CT7-7A CASA / IPTN CN235 1700 | 1312 0,474 | 0,429 17 96 х 29 783
Pratt CA PT6A-135B Слишком уж можно перечислять! 750 | ?? 0.659 | ?? 7 63 х 19 346
PW124B ATR 72 2400 | ?? 0,468 | ?? 13,9 84 х 25 1060

Турбовалы

Марка Модель Приложение Мощность (T / O | круиз) SFC (Прием / круиз) Коэффициент давления Длина x диаметр (дюйм) Вес (фунты)
Союзный сигнал LTS101-600A-3 Еврокоптер AS 350D 615 | ?? 0.58 | ?? 8,4 31 х 21 253
Т53-L-703 Колокол AH-1S Cobra 1800 | ?? 0,568 | ?? 8 47,6 х 23 545
Эллисон 250-C30M AS 350G 650 | 600 0.59 | ?? 8,6 43,2 х 25,7 250
LHTEC T800-LHT-801 RAH-66 Comanche 1563 | ?? 0,46 | ?? 14,1 31,5 х 26,8 330
Pratt Canada ПТ6Б-36Б Сикорский S-76B 981 | ?? 0.581 | ?? 7,1 59,2 х 19,5 378
PW206D Колокол 427 611 | ?? 0,541 | ?? 8 35,9 х 22,3 ~ 240

Турбовентиляторы: Ramjet

.