| |
Атмосферный воздух, поступающий во входное устройство ТВД при полёте, сжимается
в воздухозаборнике и далее в компрессоре, а затем поступает в камеру сгорания,
куда впрыскивается топливо. Образовавшиеся газы расширяются в газовой турбине,
полезная работа которой затрачивается на привод компрессора и винта.
Окончательное расширение газов происходит в реактивном сопле.
Известны различные конструктивные схемы ТВД: одновальный; с однокаскадным
компрессором и так называемой свободной турбиной, расположенной на отдельном
валу и служащей для привода винта; с двухкаскадным компрессором, когда винт и
компрессор низкого давления приводятся отдельной турбиной. По схеме со
свободной турбиной обычно выполняются ГТД для вертолётов (см. Турбовальный
двигатель).
В СССР первый экспериментальный ТВД В. В. Уварова был построен и испытан в
конце 30х гг. В 50е гг. были созданы серийные ТВД под руководством Н. Д.
Кузнецова (см. НК) и А. Г. Ивченко (см. АИ) в диапазоне мощностей от 1880 кВт
(АИ24) до 11000 кВт (НК12). Мощность ТВД увеличивается с ростом скорости и
уменьшается с увеличением высоты полёта. Удельный расход топлива, отнесённый к
мощности на выходном валу ТВД, уменьшается с ростом как скорости, так и высоты
полёта.
ТВД получили распространение на дозвуковых самолётах с Маха числом полёта
М{{?}}<0,8, поскольку при малых скоростях полёта ТВД имеет высокий полётный кпд.
С увеличением скорости полёта в связи с уменьшением кпд винта ТВД становятся
менее выгодными, чем турбореактивные двухконтурные двигатели, в особенности
двигатели с большой степенью двухконтурности. Поэтому применение ТВД на
магистральных пассажирских самолётах сократилось. Однако в связи с возросшим
значением повышения топливной эффективности пассажирских и транспортных
самолетов в 70—80х гг. получили развитие работы по созданию разновидности
ТВД — турбовинтовентиляторных двигателей.
Лит.: Теория реактивных двигателей. Рабочий процесс и характеристики, М., 1958;
Теория воздушно-реактивных двигателей, под ред. С. М. Шляхтенко, М., 1975.
В. Р. Левин.
Принципиальная схема турбовинтового двигателя: 1 — входное устройство; 2 —
компрессор; 3 — камера сгорания; 4 — турбина; 5 — реактивное сопло; 6 —
редуктор; 7 — воздушный винт.
Турбовинтовой самолёт — самолёт, в силовой установке которого используются
турбовинтовые двигатели. Как правило, ТВД устанавливаются на крыле самолёта
либо в носовой части фюзеляжа. Основное достоинство Т. с. — высокая топливная
эффективность.
Т. с. 1го поколения были созданы во 2й половине 40х и в 50е гг. В их числе;
пассажирские самолёты — Виккерс «Вайкаунт», Бристоль «Британия»
(Великобритания), Фоккер F.27 (Нидерланды), Ан10, Ил18, Ту114 (СССР),
Локхид L.188 «Электра» (США); транспортные — Ан8, Ан12, Ан22 (СССР), Локхид
С130, Дуглас С133 (США); противолодочные — Фейри «Ганнет» (Великобритания),
Бреге «Ализе» (Франция), Локхид Р3 (США) и др. Т. с., создававшиеся в
60—80х гг., в основном предназначались для коротких и местных воздушных линий.
Дальнейшие перспективы развития Т. с. связаны с применением
турбовинтовентиляторных двигателей.
Турбокомпрессор — часть ГТД, состоящая из установленных на одном валу осевого
или центробежного компрессора и газовой турбины для его привода. Т. служит для
повышения давления рабочего тела ГТД. Т. с камерой сгорания, располагающейся
между компрессором и турбиной, называется газогенератором. Т. низкого давления
ТРДД, состоящий из компрессора низкого давления (вентилятора) и турбины, иногда
называют турбовентилятором. Существенное значение для уменьшения массы и
размеров ГТД и их газогенераторов имеет компактность Т., одним из путей
повышения которой является сокращение общего числа ступеней Т., что достигается
повышением окружных скоростей компрессоров и турбины и увеличением нагрузки на
ступень.
Турболёт — экспериментальный ЛА вертикального взлёта и посадки без
аэродинамических несущих, стабилизирующих и рулевых поверхностей. Подъёмную
силу Т. создаёт турбореактивный двигатель (отсюда назв. «Т.»). Тяга ТРД
превышает взлётный вес Т., что обеспечивает вертикальный взлёт и посадку
аппарата, а также вертикальную скорость более 10 м/с. Движение в горизонтальной
плоскости осуществляется наклоном вектора тяги ТРД в сторону направления полёта.
Устойчивость и управляемость Т. могут обеспечиваться с помощью струйных рулей
(реактивных микродвигателей) и газовых рулей, установленных в реактивном сопле
двигателя. Т. использовались для исследования проблем устойчивости и
управляемости СВВП, а также спускаемых космических аппаратов, рассчитанных для
мягкой посадки на Луну и на планеты, лишённые атмосферы.
В СССР в 1957 был построен Т. конструкции А. Н. Рафаэлянца (рис. в табл. XXVI).
Т. имел форменный каркас, вертикально установленный на нём ТРД, четырёхстоечное
шасси, кабину пилота и разнесённые на четырёх штангах струйные рули. Т.
испытывал Ю. А. Гарнаев. В Великобритании в 1954 фирмой «Роллс-Ройс» был
построен Т. с двумя ТРД «Нин» с тягой по 22,3 кН.
«Турбомека» (Turbom{{?}}ca) — двигателестроительная фирма Франции. Является
ведущим западно-европейским производителем двигателей небольшой мощности для
самолётов и вертолетов. Основана в 1938, с 1947 ведёт разработку и производство
авиационных ГТД. К 1985 фирмой создано примерно 50 типов двигателей, из которых
около 15 пошло в серийное производство. К 1987 выпущено свыше 26 тыс.
двигателей, из них около 6 тыс. совместно с другими фирмами, и около 14 тыс.
(10 типов) по лицензиям в других странах. Около 20 тыс. двигателей фирмы
находятся в эксплуатации в 115 странах. Основные программы 80х гг.:
|
|