Открыть главное меню

Изменения

м
* [[Тепловое расширение|расширение]] газов из-за её нагрева при сгорании топливо-воздушной смеси, что формирует вектор давления газа, направленный в сторону меньшего сопротивления (в направлении лопаток турбины), передача энергии (давления) газа лопатками турбины на диск или вал, в котором эти лопатки закреплены;
* привод во вращение диска турбины и, вследствие этого, передача крутящего момента по валу с диска турбины на диск компрессора.<ref NAME=TA-6V>[http://aviadocs.net/RLE/Yak-42/CD1/Dvigateli/Ta-6B_RTYE.pdf Двигатель ТА-6В. Руководство по технической эксплуатации. ТА-6В.00.000-01РЭ]</ref>
Увеличение количества подаваемого топлива (добавление «газа») вызывает генерирование большего количества газов высокого давления, что, в свою очередь, ведёт к увеличению числа оборотов турбины и диска(ов) компрессора и, вследствие этого, увеличению количества нагнетаемого воздуха и его давления, что позволяет подать в камеру сгорания и сжечь больше топлива. Количество топливо-воздушной смеси зависит напрямую от количества воздуха, поданного в камеру сгорания. Увеличение количества ТВС (топливовоздушнойтопливо-воздушной смеси) приведёт к увеличению давления в камере сгорания и температуры газов на выходе из камеры сгорания и, вследствие этого, позволяет создать бо́льшую энергию выбрасываемых газов, направленную для вращения турбины и повышения [[Реактивная тяга|реактивной силы]].
 
Как и во всех циклических [[тепловой двигатель|тепловых двигателях]], чем выше температура сгорания, тем выше топливный [[коэффициент полезного действия]] (Еслиесли точнее, чем выше разница между «нагревателем» и «охладителем»). Сдерживающим фактором является способность стали, никеля, керамики или других материалов, из которых состоит двигатель, выдерживать температуру и давление. Значительная часть инженерных разработок направлена на то, чтобы отводить тепло от частей турбины. Большинство турбин также пытаютсяпытается рекуперировать тепло выхлопных газов, которое, в противном случае, теряется впустую. [[Рекуператор]]ы — это [[теплообменник]]и, которые передают тепло выхлопных газов сжатому воздуху перед сгоранием. При [[Парогазовая установка|комбинированном цикле]] тепло передается системам [[паровая машина|паровых турбин]]. И при комбинированном производстве тепла и электроэнергии ([[когенерация]]) отработанное тепло используется для производства горячей воды.
 
Чем меньше двигатель, тем выше должна быть частота вращения вала(ов), необходимая для поддержания максимальной линейной скорости лопаток, так как длина окружности (путь, проходимый лопатками за один оборот), прямо [[Окружность#Основные формулы|зависит]] от радиуса ротора. Максимальная скорость турбинных лопаток определяет максимальное давление, которое может быть достигнуто, что приводит к получению максимальной мощности, независимо от размера двигателя. [[Реактивный двигатель]] вращается с частотой около 10000 об/мин и [[микротурбина]] — с частотой около 100000 об/мин.<ref>{{Cite web|url=http://www.bpcenergy.ru/equipment/capstone/1259/|title=Принцип работы -Микротурбины Capstone -Оборудование|publisher=www.bpcenergy.ru|accessdate=2016-09-01}}</ref> <ref>{{Cite web|url=http://www.rcdesign.ru/articles/avia/jets_intro|title=Большая тайна маленьких турбин|publisher=www.rcdesign.ru|accessdate=2016-09-01}}</ref>
 
Для дальнейшего развития авиационных и газотурбинных двигателей рационально применять новые разработки в области высокопрочных и жаропрочных материалов для возможности повышения температуры и давления. Применения новых типов камер сгорания, систем охлаждения, уменьшения числа и массы деталей и двигателя в целом, возможно в прогрессе применение альтернативных видов топлива, изменение самого представления конструкции двигателя.
 
=== Газотурбинная установка (ГТУ) с замкнутым циклом ===
 
=== Одновальные и многовальные газотурбинные двигатели ===
Простейший газотурбинный двигатель имеет только один вал, куда устанавливается турбина, которая приводит во вращение [[винтовой компрессор|компрессор]] и одновременно является источником полезной мощности. Это накладывает ограничение на режимы работы двигателя.
 
Иногда двигатель выполняется многовальным. В этом случае имеется несколько последовательно стоящих турбин, каждая из которых приводит свой вал. Турбина высокого давления (первая после камеры сгорания) всегда приводит в движение компрессор двигателя, а последующие могут приводить как внешнюю нагрузку (винты [[вертолёт]]а<ref>[http://aviadocs.net/RLE/Mi-8/CD1/Dvigateli/TV2-117&VR8A_RTYE.pdf Авиационный турбовальный двигатель ТВ2-117 и редуктор ВР-8А]</ref> или [[корабль|корабля]], мощные электрогенераторы и так далее), так и дополнительные каскады компрессора самого двигателя, расположенные перед основным. Разбиение компрессора на каскады (каскад низкого давления, каскад высокого давления — КНД и КВД соответственно<ref NAME=NK-8>[http://aviadocs.net/RLE/Tu-154B/CD1/Dvigateli/NK-8-2U_RTYE_ch1.pdf Двигатель НК-8-2У. Руководство по технической эксплуатации (в трёх частях)]</ref>, иногда между ними помещается каскад среднего давления, КСД, как, например, в двигателе [[НК-32]] самолёта [[Ту-160]]) позволяет избежать [[Помпаж (авиация)|помпажа]] на частичных режимах.
 
Также преимущество многовального двигателя в том, что каждая турбина работает при оптимальной скорости вращения и нагрузке. При нагрузке, приводимой от вала одновального двигателя, была бы очень плохая [[приёмистость]] двигателя, то есть способность к быстрой раскрутке, так как турбине требуется поставлять мощность и для обеспечения двигателя большим количеством воздуха (мощность ограничивается количеством воздуха), и для разгона нагрузки. При двухвальной схеме лёгкий ротор высокого давления быстро выходит на режим, обеспечивая двигатель воздухом, а турбину низкого давления - большим количеством газов для разгона. Также есть возможность использовать менее мощный стартёр для разгона при пуске только ротора высокого давления.
 
=== Система запуска ===