Типы силовых установок

Силовая установка воздушного судна – двигатель и системы, обеспечивающие его работоспособность (топливная система, маслосистема, система управления, ППС и ПОС).

СУ предназначена для создания необходимой для полета тяги и снабжения энергией функциональных систем ВС. Двигатель создает силу тяги путем преобразования энергии сгорания топлива в работу по перемещению самолета в воздушном пространстве.

По принципу работы двигатели ВС подразделяются на поршневые и газотурбинные. По принципу создания тяги ГТД классифицируются на двигатели прямой реакции (ТРД,ТРДДи др.) и двигатели непрямой реакции (ТВД). У двигателей прямой реакции тяга создается за счет реакции газовой струи, у двигателей непрямой реакции – за счет воздушного винта (85...90 %) и за счет реакции газовой струи (10...15 %).

Наибольшее распространение в авиации получил ТРД, являющийся базой для создания других типов ГТД, таких как ТРДД, ТВД и др.

12.2. Принцип работы турбореактивного
и турбовинтового двигателей

Турбореактивный двигатель – двигатель, тяга которого создается за счет превращения тепловой энергии, выделяющейся при сгорании топлива, в кинетическую энергию потока газа, а возникающая при этом реакция используется как движущая сила.

Поток воздуха попадает во входное устройство, где затормаживается (давление повышается) и проходит к компрессору. Проходя через компрессор, воздух сжимается и его давление многократно (в 10...40 раз) повышается. При повышении давления температура воздуха в компрессоре возрастает до 600...700 К.

Из компрессора сжатый воздух поступает в камеру сгорания. Часть горячего воздуха из компрессора может быть взята на обогрев гермокабин, в ПОС и т. п.

В камере сгорания из сжатого воздуха и топлива, впрыскиваемого через форсунку, образуется горючая смесь. В момент запуска смесь поджигается, а затем горение поддерживается непрерывно в процессе всей работы двигателя.

Газообразные продукты сгорания с большой скоростью направляются в выходное устройство. На их пути помещается газовая турбина. Она служит для привода компрессора и других агрегатов двигателя. Вытекая с большой скоростью из выходного устройства (реактивного сопла), газообразная масса продуктов сгорания тем самым создает большое количество движения, обеспечивающее возникновение реактив­ной тяги.

Турбореактивные двухконтурные двигатели – широко применяемый тип ГТД. Основные преимущества ТРДД – лучшая эко­номичность, более низкий уровень шума (по сравнению с ТРД). Это и определило широкое распространение ТРДД в гражданской авиации.

Турбовинтовой двигатель – это такой ГТД, в котором турбина развивает мощность, используемую для привода компрессора и вращения воздушного винта, т. е. тяга ТВД создается воздушным винтом (85–90 %) и реактивным действием газовой струи (10–15 %).

ТВД на дозвуковых скоростях превосходят по экономичности другие типы двигателей. На взлете ТВД развивает в 2...2,5 раза большую тягу, чем ТРД. Следовательно, взлетная дистанция в этом случае будет короче. На самолетах с ТВД воздушный винт может быть использован в качестве тормоза при посадке, что снижает длину пробега. Кроме того, уровень шума ТВД ниже, чем у ТРД и ТРДД. Это обусловило широкое применение ТВД в гражданской авиации. В период дефицита углеводородного топлива ТВД с высокими экономическими показателями становятся все более популярными. Уже сейчас проекти­руется применение ТВД на самолетах новых поколений.

Недостатком ТВД является то, что воздушные винты могут эффективно работать только до чисел М, равных 0,7...0,8. Поэтому ТВД для около- и сверхзвуковых полетов не применяются. В эксплуатации ТВД сложнее, чем ТРД, т. к. наличие редуктора и воздушного винта с регулирующими устройствами требует дополнительных затрат на их эксплуатацию.