Принципът на работа на реактивния двигател. Описание и устройство

Реактивното движение е процес, при който една от неговите части е отделена от определено тяло с определена скорост. Силата, която възниква в този случай, действа сама по себе си, без да има и най-малък контакт с външни тела. Jet задвижване беше тласък за създаване реактивен двигател. Принципът на неговата работа се основава на тази власт. Как работи такъв двигател? Нека се опитаме да го разберем.

Исторически факти

Идеята за използване на реактивно задвижване, което би позволило преодоляване на силата на гравитацията на Земята, бе издигната през 1903 г. от феномена на руската наука - Циолковски. Той публикува цялото проучване на тази тема, но не беше взето на сериозно. Константин Едуардович, претърпял промяна в политическата система, прекара години на работа, за да докаже на всеки своя случай.

Днес има много слухове, че революционерът Кибалчич е първият в този брой. Но волята на този човек по времето на публикуването на творбите на Циолковски е погребана заедно с Кибалчич. В допълнение, това не е пълноправен работа, но само скици и скици - един революционер не може да донесе надеждна база при теоретичните изчисления в своите творби.

Как действа реактивната мощност?

За да разберете как работи реактивен двигател, трябва да разберете как работи тази сила.

Представете си един изстрел от огнестрелно оръжие. Това е ясен пример за действието на реактивната мощност. Струя горещ газ, която се образува по време на изгарянето на заряд в патрон, избутва оръжието обратно. Колкото по-силно е обвинението, толкова по-силно ще бъде връщането.

А сега нека си представим процеса на запалване на горима смес: тя преминава постепенно и непрекъснато. Ето как изглежда принципът на реактивен двигател. Ракета с твърдо гориво реактивен двигател работи по подобен начин - това е най-простият от неговите вариации. Дори начинаещите ракетопроизводители са запознати с него.

Първо, черният прах се използва като гориво за реактивни двигатели. Реактивните двигатели, чийто принцип вече беше по-съвършен, изискват гориво с основа нитроцелулоза, която се разтваря в нитроглицерин. В големи единици, изстрелващи ракети, които пускат совалки в орбита, днес се използва специална смес от полимерно гориво с амониев перхлорат като окислител.

Принцип на действие на RD

Сега е необходимо да се разбере принципът на реактивния двигател. За да направите това, помислете за класиката - флуидни двигатели, които не са се променили много от времето на Циолковски. В тези единици се използват гориво и окислител.

Като последния се използва течен кислород, или азотна киселина. Като гориво се използва керосин. Съвременните течни криогенни двигатели използват течен водород. Когато се окислява с кислород, той увеличава специфичния импулс (с до 30%). Идеята, че водородът може да се използва, също се ражда в главата на Циолковски. По това време обаче, поради опасността от екстремни експлозии, трябваше да се намери друго гориво.

Принципът на действие е както следва. Компонентите влизат в горивната камера от два отделни резервоара. След смесване те се превръщат в маса, която при изгаряне излъчва огромно количество топлина и десетки хиляди атмосферни налягания. Окислителят се подава в горивната камера. Горивната смес, която минава между двойните стени на камерата и дюзата, охлажда тези елементи. Освен това, горивото, загрято от стените, ще премине през огромен брой инжектори в зоната на запалване. Струята, образувана от дюзата, избухва. Благодарение на това се осигурява момента на натиск.

Накратко, принципът на действие на реактивен двигател може да бъде сравнен с горелка. Последното обаче е много по-просто. В схемата на неговата работа няма различни спомагателни системи на двигателя. А това са компресорите, необходими за създаване на налягане на турбините, турбини, клапани и други елементи, без които реактивният двигател е просто невъзможен.

Въпреки че течните двигатели консумират много гориво (разходът на гориво е около 1000 грама на 200 килограма товар), те все още се използват като крилати ракети за ракети-носители и маневриране за орбитални станции, както и за други космически апарати.

приспособление

Подреждане на типичен реактивен двигател, както следва. Неговите основни възли са:

- компресор;

- камера за горене;

- турбини;

- изпускателна система.

Разгледайте тези елементи по-подробно. Компресорът се състои от няколко турбини. Тяхната задача е да смучат и компресират въздуха, докато той минава през остриетата. В процеса на компресия повишава температурата и налягането на въздуха. Част от този сгъстен въздух се подава в горивната камера. Той смесва въздуха с горивото и се запалва. Този процес допълнително увеличава топлинната енергия.

Сместа напуска горивната камера при висока скорост и след това се разширява. След това следва друга турбина, чиито лопатки се въртят поради въздействието на газовете. Тази турбина, свързваща се с компресора, разположена пред устройството, я задвижва. Въздух, нагрят до висока температура, излиза през изпускателната система. Температурата, която вече е доста висока, продължава да нараства поради ефекта на дроселирането. Тогава въздухът излиза напълно.

Авиационен двигател

Самолетът също използва тези двигатели. Например в огромни пътнически лайнери са монтирани турбореактивни агрегати. Те се различават от обичайното наличие на два резервоара. В единия е горивото, а в другия - окислителят. В същото време турбореактивният двигател пренася само гориво, а въздухът, който се инжектира от атмосферата, се използва като окислител.

Турбореактивен двигател

Принципът на действие на реактивния двигател на самолета се основава на същата реактивна сила и на същите закони на физиката. Най-важната част са лопатките на турбините. Крайната мощност зависи от размера на острието.

Именно благодарение на произведената турбина, която е необходима за ускоряване на самолета. Всяка от остриетата е десет пъти по-мощна от обикновения автомобилен двигател. Турбините са инсталирани след горивната камера, където е най-високото налягане. И температурата тук може да достигне една и половина хиляди градуса.

Двойна рулика

Тези устройства имат много предимства пред турбореактивните двигатели. Например, значително по-нисък разход на гориво при една и съща мощност.

Но самият двигател има по-сложна структура и по-голяма тежест.

А принципът на работа на двуконтурния реактивен двигател е малко по-различен. Въздухът, уловен от турбината, е частично компресиран и подаван към първия кръг към компресора и към втория към неподвижните лопатки. Турбината работи като компресор за ниско налягане. В първия кръг на двигателя въздухът се компресира и нагрява, а след това през компресор за високо налягане се подава в горивната камера. Това е смес с гориво и запалване. Генерират се газове, които се подават към турбината с високо налягане, поради което лопатките на турбините се въртят, което от своя страна захранва. въртеливо движение на компресор за високо налягане. След това газовете преминават през турбина с ниско налягане. Последният задвижва вентилатора и накрая газовете излизат, създавайки глад.

Синхронно RD

Това са електрически двигатели. Принципът на действие на синхронния реактивен двигател е подобен на работата на стъпкова единица. Променливият ток се подава към статора и създава магнитно поле около ротора. Последният се върти поради факта, че се опитва да минимизира магнитното съпротивление. Тези двигатели не са свързани с изследване на космоса и стартиране на совалки.