Реферат Двигатели основных военно — транспортных самолетов России

Реферат «Двигатели основных военно - транспортных самолетов России, США и Европы. » n 2011 год Выполнили : Костенко О. В. , Жукова Е. Д. n Гр. 03 -203

Введение: n Ведущая тенденция в военно-транспортной авиации заключается в объективной потребности непрерывного и прогрессивного роста перевозок. В ближайшее время ожидается также быстрое возрастание грузовых перевозок в авиации. Основная масса транспортных самолетов рассчитана на дозвуковую скорость полета.

Классификация основных типов авиационных двигателей.

n n n Можно выделить два главных управляющих фактора, которые воздействуют на формирование облика самолетов и двигателей: экономический и социально- психологический. Экономический фактор определяет стремление к снижению себестоимости перевозок, росту эффективности использования самолетов, уменьшению эксплуатационных затрат и т. п. Роль двигателей здесь весьма велика. По оценкам фирмы "Боинг", доля расходов на эксплуатацию широкофюзеляжных самолетов, прямо или косвенно связанная с двигателями, составляет 40 -50%. Социально-психологический фактор объединяет такие требования, как сокращение времени передвижения, комфорт, гарантия безопасности полетов, минимальное воздействие на окружающую среду.

n n Указанные факторы способствовали внедрению скоростных и экономичных ТРДД (турбореактивный двухконтурный двигатель) вместо ТРД (турбореактивный двигатель) в дозвуковой авиации, определили тенденцию роста мощности, полного коэффициента полезного действия двигателей в полете и уменьшения их удельного веса. Так же важно требование максимальной экономии топлив при воздушных перевозах. Это требование частично удовлетворяется путем разработки новых экономичных двигателей (двухконтурных или скоростных винтовентиляторных). На больших дозвуковых скоростях ТВВД имеют лучшую топливную экономичность, чем ТРДД.

Обзор современных военно - транспортных самолетов и их двигателей. n Турбореактивные двухконтурные двигатели. n 1 - входное устройство; 2 компрессор низкого давления; 3 - компрессор высокого давления; 4 камера сгорания; 5 турбина; 6 - выходное устройство внешнего контура; 7 - выходное устройство внутреннего конура.

n n n Стремление повысить тяговый коэффициент полезного действия ТРД на больших дозвуковых скоростях полета привело к созданию турбореактивных двухконтурных двигателей (ТРДД). В отличие от ТРД обычной схемы в ТРДД газовая турбина приводит во вращение (помимо компрессора и ряда вспомогательных агрегатов) низконапорный компрессор, называемый иначе вентилятором второго контура. Привод вентилятора второго контура ТРДД может осуществляться и от отдельной турбины, располагаемой за турбиной компрессора. Первый (внутренний) контур ТРДД представляет собой схему обычного ТРД. Вторым (внешним) контуром является кольцевой канал с расположенным в нем вентилятором. Поэтому двухконтурные турбореактивные двигатели называют иногда турбовентиляторными.

Работа ТРДД. n n Работа ТРДД происходит следующим образом. Набегающий на двигатель воздушный поток поступает в воздухозаборник и далее одна часть воздуха проходит через компрессор высокого давления первого контура, другая - через лопатки вентилятора (компрессора низкого давления) второго контура. Так как схема первого контура представляет собой обычную схему ТРД, то и рабочий процесс в этом контуре аналогичен рабочему процессу в ТРД. Действие вентилятора второго контура подобно действию многолопастного воздушного винта, вращающегося в кольцевом канале. Благодаря наличию второго контура в ТРДД масса воздуха, вытекающая из него с малой скоростью, смешивается с газовым потоком, выходящего из первого контура, и тем самым общая скорость газовоздушного потока снижается, приближаясь к скорости полета самолета. Таким образом, чем больше степень двухконтурности ТРДД, тем меньше скорость истечения газа из выходного устройства и тем выше тяговый коэффициент полезного действия. Это очень важное преимущество ТРДД перед ТРД, применяемых на самолетах, предназначенных для полетов с дозвуковыми скоростями.

Самолеты с ТРДД. n n n АНТОНОВ АН-124 «РУСЛАН» Полная нагрузка: максимальная 150000 кг; 88 человек в верхнем пассажирском отсеке, до 350 десантников с вооружением в грузовой кабине; 16 десантируемых парашютным способом платформ грузоподъемностью по 4500 кг; 268 парашютистов или 288 раненых на носилках в сопровождении 28 санитаров. Двигатели: четыре ТРДД-18 тягой по 229, 47 к. Н. ЛТХ: крейсерская скорость 865 км/ч; максимальный сертифицированный потолок 12000 м; дальность полета с платной нагрузкой 150000 кг 4500 км, с платной нагрузкой 40000 кг-12000 км. Массы: пустого 175000 кг; максимальная 405000 кг.

n БОИНГ С-17 «ГЛОУБМАСТЕР» n Полная нагрузка: максимальная 76660 кг; 102 десантника на съемных сиденьях, или до 48 раненых на носилках, или три боевых вертолета АН-64 «Апач» (со снятыми лопастями несущего винта), или десантируемые парашютным способом грузовые платформы массой до 49895 кг n Двигатели: четыре ТРДД Прап-Уитни F 117 -PW-100 тягой по 18480 кгс ЛТХ: крейсерская скорость на высоте 8535 м - 815 км/ч; перегоночная дальность полета без дозаправки топливом в полете 8700 км; дальность полета с нагрузкой 72580 кг - 4445 км

n ИЛЬЮШИН ИЛ-76 n Вооружение: две спаренные 23 -мм пушки ГШ-23 Л, установленные в хвостовой турели. Полная нагрузка: максимальная 50000 кг; в грузовом отсеке возможно размещение 140 солдат, 125 парашютистов или 108 пассажиров в трех отсеках. Двигатели: четыре ТРДД ДЗОКП тягой по 12000 кгс. ЛТХ: максимальная скорость 850 км/ч; максимальный потолок 15500 м; дальность полета с максимальной платной нагрузкой 3650 км; дальность полета с платной нагрузкой 20000 кг - 7300 км Масса: максимальная взлетная 190000 кг Размеры: размах крыла 50, 5 м; длина 46, 59 м; высота 14, 76 м; площадь крыла 300 м 2. n n

n ЛОКХИД С-5 «ГЭЛАКСИ» n Полная нагрузка: максимальная 118390 кг; стандартные вариант загрузки включают два тяжелых танка М 1 А 1 «Абраме» , или 16 грузовиков грузоподъемностью 3 -4 тонны, или 10 легких БМП LAV-25. n Двигатели: четыре ТРДД Дженерал Электрик TF 39 GE-1 С тягой по 19520 кгс. ЛТХ: максимальная скорость на высоте 7620 м - 920 км/ч; крейсерская скорость на высоте 7620 м -910 км/ч; скороподъемность 8, 7 м/с.

n Турбовинтовые двигатели. n 1 - воздушный винт; 2 - редуктор; 3 - компрессор; 4 камера сгорания; 5 - турбина; 6 выходное устройство

n n Для современных самолетов, обладающих большой грузоподъемностью и дальностью полета, нужны двигатели, которые могли бы развить необходимые тяги при минимальном удельном весе. Этим требованиям удовлетворяют турбореактивные двигатели. Однако они неэкономичны по сравнению с винтомоторными установками на небольших скоростях полета. В связи с этим некоторые типы самолетов, предназначенные для полетов с относительно невысокими скоростями и с большой дальностью, требуют постановки двигателей, которые сочетали бы в себе преимущества ТРД с преимуществами винтомоторной установки на малых скоростях полета. К таким двигателям относятся турбовинтовые двигатели (ТВД). Турбовинтовым двигателем называется газотурбинный авиационный двигатель, в котором турбина развивает мощность, большую потребной для вращения компрессора, и этот избыток мощности используется для вращения воздушного винта.

Работа ТВД. n n Назначение основных элементов ТВД ничем не отличается от назначения тех же элементов ТРД. Рабочий процесс ТВД также аналогичен рабочему процессу ТРД. Так же, как и в ТРД, воздушный поток, предварительно сжатый во входном устройстве, подвергается основному сжатию в компрессоре, и далее поступает в камеру сгорания, в которую одновременно через форсунки впрыскивается топливо. Образовавшиеся в результате сгорания топливовоздушной смеси газы обладают высокой потенциальной энергией. Они устремляются в газовую турбину, где, почти полностью расширяясь, производят работу, которая затем передается компрессору, воздушному винту и приводам агрегатов. За турбиной давление газа практически равно атмосферному. В современных турбовинтовых двигателях сила тяги, получаемая только за счет реакции вытекающей из двигателя газовой струи, составляет 10≈20% суммарной силы тяги.

Самолеты ТВД. n БЕЛЛ-БОИНГ MV-22 A «ОСПРИ» n Полная нагрузка: до 9070 кг в грузовой кабине или 6805 кг на внешней подвеске. n Двигатели: два ТВД Роллс. Ройс/Аллисон T 406 -AD-400 взлетной мощностью по 6150 л. с. и крейсерской - по 5890 л. с. ЛТХ: максимальная скорость 510 км/ч; тактический радиус при вертикальном взлете с нагрузкой 5445 кг - 2225 км Массы: пустого снаряженного 14460 кг; максимальная взлетная при взлете с коротким разбегом 27440 кг Размеры: диаметр поворотных винтов 11, 58 м; размах крыла 15, 52 м (с учетом мотогондол); длина без штанги ПВД - 17, 47 м; высота по килям 5, 38 м; площадь крыла 35, 59 м ; ометаемая поворотными винтами 210, 72 м

n АНТОНОВ АН-12 n Полная нагрузка: максимальная 20000 кг; 100 десантников с вооружением, выброска которых производится за 45 с через две откидные двери в хвостовой части фюзеляжа. n Вооружение: хвостовая турельная установка со спаренными 23 -мм пушками НР 23. n Двигатели: четыре ТВД ЗМКБ «Прогресс» АИ-20 К мощностью по 4000 л. с. ЛТХ: максимальная скорость 777 км/ч. Массы: пустого снаряженного 28000 кг; максимальная взлетная 61000 кг Размеры: размах крыла 38 м; длина 33, 1 м; высота 10, 53 м; площадь крыла 121, 7 м 2.