ტურბოპროპის ძრავა: მოწყობილობა, სქემა, მუშაობის პრინციპი. ტურბოპროპის ძრავების წარმოება რუსეთში

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-17 10:32

ტურბოპროპის ძრავა დგუშის ძრავის მსგავსია: ორივეს აქვს პროპელერი. მაგრამ ყველა სხვა თვალსაზრისით ისინი განსხვავდებიან. იფიქრეთ იმაზე, თუ რა არის ეს ერთეული, როგორ მუშაობს, რა არის მისი დადებითი და უარყოფითი მხარეები.

ზოგადი მახასიათებლები

ტურბოპროპის ძრავა მიეკუთვნება გაზის ტურბინის ძრავების კლასს, რომლებიც შეიქმნა როგორც უნივერსალური ენერგიის გადამყვანები და ფართოდ გამოიყენეს ავიაციაში. ისინი შედგება სითბოს ძრავისგან, სადაც გაფართოებული აირები ატრიალებენ ტურბინას და წარმოქმნიან ბრუნვას, ხოლო სხვა დანაყოფები მიმაგრებულია მის ლილვზე. ტურბოპროპის ძრავას მიეწოდება პროპელერი.

ეს არის ჯვარედინი დგუშისა და ტურბორეაქტიულ ერთეულებს შორის. თავდაპირველად, დგუშის ძრავები დამონტაჟდა თვითმფრინავებში, რომლებიც შედგებოდა ვარსკვლავის ფორმის ცილინდრებისგან, შიგნით მდებარე ლილვით. მაგრამ იმის გამო, რომ მათ ჰქონდათ ძალიან დიდი ზომები და წონა, ისევე როგორც დაბალი სიჩქარის შესაძლებლობა, ისინი აღარ გამოიყენეს, უპირატესობას ანიჭებდნენ ტურბორეაქტიულ დანადგარებს, რომლებიც გამოჩნდა. მაგრამ ეს ძრავები არ იყო ნაკლოვანებების გარეშე. Მათ შეეძლოთგანავითარეთ ზებგერითი სიჩქარე, მაგრამ მოიხმარეს ბევრი საწვავი. ამიტომ მათი ოპერაცია ძალიან ძვირი ღირდა მგზავრთა გადაყვანისთვის.

ტურბოპროპის ძრავას მოუწია გაუმკლავდეს ასეთ ხარვეზს. და ეს პრობლემა მოგვარდა. დიზაინი და მუშაობის პრინციპი აღებულია ტურბორეაქტიული ძრავის მექანიზმიდან, ხოლო პროპელერები დგუშის ძრავიდან. ამრიგად, შესაძლებელი გახდა მცირე ზომების, ეკონომიურობისა და მაღალი ეფექტურობის შერწყმა.

ძრავები გამოიგონეს და ააგეს გასული საუკუნის ოცდაათიან წლებში საბჭოთა კავშირის დროს და ორი ათეული წლის შემდეგ დაიწყო მათი მასობრივი წარმოება. სიმძლავრე მერყეობდა 1880-დან 11000 კვტ-მდე. დიდი ხნის განმავლობაში მათ იყენებდნენ სამხედრო და სამოქალაქო ავიაციაში. თუმცა, ისინი არ იყვნენ შესაფერისი ზებგერითი სიჩქარისთვის. ამიტომ, სამხედრო ავიაციაში ასეთი შესაძლებლობების მოსვლასთან ერთად, ისინი მიატოვეს. მაგრამ ძირითადად სამოქალაქო თვითმფრინავები მიეწოდება მათ.

ტურბოპროპის ძრავის მოწყობილობა და მისი მუშაობის პრინციპი

ძრავის დიზაინი ძალიან მარტივია. მოიცავს:

• შემმცირებელი;
• პროპელერი;
• წვის კამერა;
• კომპრესორი;
• საქშენი.

ტურბოპროპის ძრავის სქემა ასეთია: კომპრესორის მიერ შეყვანისა და შეკუმშვის შემდეგ ჰაერი შედის წვის კამერაში. სწორედ იქ ხდება საწვავის ინექცია. შედეგად მიღებული ნარევი აალდება და წარმოქმნის გაზებს, რომლებიც გაფართოვებისას შედიან ტურბინაში და ატრიალებენ მას და ის, თავის მხრივ, ატრიალებს კომპრესორს და ხრახნს. დაუხარჯავიენერგია გამოდის საქშენიდან, რაც ქმნის რეაქტიულ ბიძგს. ვინაიდან მისი ღირებულება არ არის მნიშვნელოვანი (მხოლოდ ათი პროცენტი), ტურბოპროპის ძრავა არ ითვლება ტურბორეაქტიულ ძრავად.

ოპერაციის პრინციპი და დიზაინი, თუმცა, მსგავსია მას, მაგრამ აქ ენერგია მთლიანად არ გადის საქშენიდან, ქმნის თვითმფრინავის ბიძგს, მაგრამ მხოლოდ ნაწილობრივ, რადგან სასარგებლო ენერგია ასევე ბრუნავს პროპელერს.

სამუშაო ლილვი

არსებობს ძრავები ერთი ან ორი ლილვით. ერთ ლილვის ვერსიაში კომპრესორი, ტურბინა და პროპელერი განლაგებულია იმავე ლილვზე. ორ ლილვში ერთ-ერთზე დამონტაჟებულია ტურბინა და კომპრესორი, მეორეზე კი - პროპელერი გადაცემათა კოლოფში. ასევე არის ორი ტურბინა ერთმანეთთან დაკავშირებული გაზის დინამიური გზით. ერთი არის პროპელერისთვის და მეორე კომპრესორისთვის. ეს ვარიანტი ყველაზე გავრცელებულია, რადგან ენერგიის გამოყენება შესაძლებელია პროპელერების გაშვების გარეშე. და ეს განსაკუთრებით მოსახერხებელია, როდესაც თვითმფრინავი ადგილზეა.

კომპრესორი

ეს ნაწილი შედგება ორიდან ექვს ეტაპად, რაც საშუალებას გაძლევთ აღიქვათ ტემპერატურისა და წნევის მნიშვნელოვანი ცვლილებები, ასევე შეამციროთ სიჩქარე. ამ დიზაინის წყალობით შესაძლებელია წონისა და ზომების შემცირება, რაც ძალზე მნიშვნელოვანია თვითმფრინავის ძრავებისთვის. კომპრესორი მოიცავს იმპულსებს და სახელმძღვანელო ფანჯს. ეს უკანასკნელი შეიძლება დარეგულირდეს ან არ იყოს დარეგულირებული.

პროპელერი

ეს ნაწილი წარმოქმნის ბიძგს, მაგრამ სიჩქარე შეზღუდულია. საუკეთესო ინდიკატორად ითვლება დონე 750-დან 1500 rpm-მდე, ვინაიდან ერთადგაიზრდება, ეფექტურობა დაიწყებს დაცემას და აჩქარების ნაცვლად პროპელერი გადაიქცევა მუხრუჭად. ფენომენს ეწოდება "ჩაკეტვის ეფექტი". ეს გამოწვეულია პროპელერის პირებით, რომლებიც მაღალი სიჩქარით, ხმის სიჩქარეზე მეტი ბრუნვისას, იწყებენ არასწორ ფუნქციონირებას. იგივე ეფექტი შეინიშნება მათი დიამეტრის გაზრდით.

ტურბინა

ტურბინას შეუძლია წუთში ოცი ათასამდე ბრუნის სიჩქარე, მაგრამ ხრახნი ვერ ემთხვევა მას, ამიტომ არის შემცირების მექანიზმი, რომელიც ამცირებს სიჩქარეს და ზრდის ბრუნვას. რედუქტორები შეიძლება იყოს განსხვავებული, მაგრამ მათი მთავარი ამოცანა, მიუხედავად ტიპისა, არის სიჩქარის შემცირება და ბრუნვის გაზრდა.

ეს არის ეს მახასიათებელი, რომელიც ზღუდავს ტურბოპროპების გამოყენებას სამხედრო თვითმფრინავებში. თუმცა, ზებგერითი ძრავის შექმნის განვითარება არ ჩერდება, თუმცა ჯერ არ არის წარმატებული. ბიძგის გაზრდის მიზნით, ზოგჯერ ტურბოპროპის ძრავას მიეწოდება ორი პროპელერი. ამავდროულად ახორციელებენ მოქმედების პრინციპს საპირისპირო მიმართულებით ბრუნვის გამო, მაგრამ ერთი გადაცემათა კოლოფის დახმარებით.

მაგალითად, შეგვიძლია განვიხილოთ D-27 ძრავა (ტურბოპროფფენი), რომელსაც აქვს ორი ხრახნიანი ვენტილატორი, რომლებიც დამაგრებულია თავისუფალ ტურბინაზე გადაცემათა კოლოფით. ეს არის ამ დიზაინის ერთადერთი მოდელი, რომელიც გამოიყენება სამოქალაქო ავიაციაში. მაგრამ მისი წარმატებული გამოყენება განიხილება დიდ ნახტომად განხილულის შესრულების გაუმჯობესებაშიძრავა.

უპირატესობები და უარყოფითი მხარეები

მოდით გამოვყოთ პლიუსები და მინუსები, რომლებიც ახასიათებს ტურბოპროპის ძრავის მუშაობას. უპირატესობებია:

• მსუბუქი წონა დგუშის ერთეულებთან შედარებით;
• ეკონომიკა ტურბორეაქტიულ ძრავებთან შედარებით (პროპელერის წყალობით ეფექტურობა ოთხმოცდაექვს პროცენტს აღწევს).

თუმცა, მიუხედავად ასეთი უდაო უპირატესობებისა, რეაქტიული ძრავები ზოგიერთ შემთხვევაში სასურველი ვარიანტია. ტურბოპროპის ძრავის სიჩქარის ლიმიტი საათში შვიდას ორმოცდაათი კილომეტრია. თუმცა ეს არ არის საკმარისი თანამედროვე ავიაციისთვის. გარდა ამისა, წარმოქმნილი ხმაური ძალიან მაღალია და აღემატება სამოქალაქო ავიაციის საერთაშორისო ორგანიზაციის დასაშვებ მნიშვნელობებს.

ამიტომ, რუსეთში ტურბოპროპის ძრავების წარმოება შეზღუდულია. ისინი ძირითადად დამონტაჟებულია თვითმფრინავებში, რომლებიც დაფრინავენ დიდ მანძილზე და დაბალ სიჩქარეზე. მაშინ განაცხადი გამართლებულია.

თუმცა სამხედრო ავიაციაში, სადაც ძირითადი მახასიათებლები, რაც თვითმფრინავს უნდა ჰქონდეს არის მაღალი მანევრირება და მშვიდი მუშაობა და არა ეფექტურობა, ეს ძრავები არ აკმაყოფილებენ აუცილებელ მოთხოვნებს და აქ გამოიყენება ტურბორეაქტიული დანადგარები.

ამავდროულად, მიმდინარეობს განვითარება ზებგერითი პროპელერების შესაქმნელად, რათა დაძლიოს "ჩაკეტვის ეფექტი" და მიაღწიოს ახალ დონეს. შესაძლოა, როდესაც გამოგონება რეალობად იქცევა, რეაქტიული ძრავები მიტოვებული იქნება ტურბოპროპისტების სასარგებლოდ და სამხედრო სფეროში.თვითმფრინავები. მაგრამ ამჟამად მათ შეიძლება ეწოდოს მხოლოდ "მუშა ცხენები", არა ყველაზე ძლიერი, მაგრამ სტაბილური ფუნქციონირება.