Открыть главное меню

Изменения

м
подстановка даты в шаблон:Нет источника
 
== Основные принципы работы ==
Одну из простейших конструкций газотурбинного двигателя, для понятия его работы, можно представить как вал, на котором находится два диска с лопатками, первый диск — компрессора, второй — турбины, в промежутке между ними установлена камера сгорания.
[[Файл:Чертеж.jpg|thumb|right|400px|Простейшая схема газотурбинного двигателя]]
[[Файл:Jet engine.svg|thumb|Схема турбореактивного двигателя|405x405пкс]]
Как и во всех циклических [[тепловой двигатель|тепловых двигателях]], чем выше температура сгорания, тем выше топливный [[коэффициент полезного действия]] (если 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 пытается 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.
 
== Типы газотурбинных двигателей ==
 
=== Турбореактивный двигатель ===
[[Файл:TRD-schema.svg|thumb|250px|right|Схема турбореактивного двигателя: 1 — входное устройство; 2 — осевой компрессор; 3 — камера сгорания; 4 — рабочие лопатки турбины; 5 — сопло]]
 
=== [[Вспомогательная силовая установка]] (ВСУ) ===
ВСУ — небольшой газотурбинный двигатель, являющийся автономным источником энергии на борту.
Простейшие ВСУ могут выдавать только сжатый воздух, отбираемый от компрессора турбины, который используется для запуска маршевых (основных) двигателей, либо для работы системы кондиционирования на земле (пример, ВСУ типа [[АИ-9]], применяемая на вертолётах и самолёте [[Як-40]]). Более сложные ВСУ, помимо источника сжатого воздуха, выдают электрический ток в бортовую сеть, то есть являются полноценным автономным энергоузлом, обеспечивающем нормальное функционирование всех бортовых систем самолёта без запуска основных двигателей, а также при отсутствии [[Аэродромная техника|наземных аэродромных]] источников энергии. Такова, например, ВСУ [[ТА-12]] самолётов [[Ан-124]]<ref>[http://aviadocs.net/RLE/An-124-100/CD1/RYE/An-124-100_RYE17.pdf Самолёт Ан-124-100. Руководство по технической эксплуатации. Книга 17. 1.4001.0000.000.000 РЭ17]</ref>, [[Ту-95#Ту-95МС|Ту-95МС]], [[Ту-204]], [[Ан-74]] и других.
 
Турбовальные двигатели (ТВаД) установлены на советском танке [[Т-80]] (двигатель ГТД-1000Т) и американском [[Абрамс (танк)|М1 Абрамс]]. Газотурбинные двигатели, устанавливаемые на танках, имеют при схожих с дизельными размерах гораздо бо́льшую мощность, меньший вес и меньшую шумность, меньшую дымность выхлопа. Также ТВаД лучше удовлетворяет требованиям многотопливности, гораздо легче запускается, — оперативная готовность танка с ГТД, то есть запуск двигателя и последующий вход в рабочий режим всех его систем, занимает несколько минут, что для танка с дизельным двигателем в принципе невозможно, а в зимних условиях при низких температурах дизелю требуется достаточно длительный предпусковой прогрев, который не требуется ТВаД. Из-за отсутствия жёсткой механической связи турбины и трансмиссии на застрявшем или просто упёршемся в препятствие танке двигатель не глохнет. В случае попадания воды в двигатель (утоплении танка) достаточно выполнить так называемую холодную прокрутку ГТД для удаления воды из газовоздушного тракта и после этого двигатель можно запускать — на танке с дизельным двигателем в аналогичной ситуации происходит [[гидроудар]], ломающий детали цилиндро-поршневой группы и непременно требующий замены двигателя.
 
Однако из-за низкого КПД газотурбинных двигателей, установленных на тихоходных (в отличие от самолётов) транспортных средствах, требуется гораздо большее количество возимого топлива для сравнимого с дизельным двигателем километрового запаса хода. Именно из-за расхода топлива, невзирая на все достоинства, танки типа Т-80 поэтапно выводятся из эксплуатации. Неоднозначным оказался опыт эксплуатации танковых ТВаД [[Абрамс (танк)|М1 Абрамс]] в условиях высокой запылённости (например в песчаных пустынях). В отличие от него, Т-80 благополучно может эксплуатироваться в условиях высокой запылённости, — конструктивно хорошо продуманная система очистки поступающего в двигатель воздуха на Т-80 надёжно защищает ГТД от песка и пыли. «Абрамсы», напротив, «задохнулись» — во время двух кампаний против Ирака при прохождении пустынь довольно много «Абрамсов» встали, так как их двигатели забились песком{{источник?Нет АИ|24|2|2018}}.
 
==== Автостроение ====