Реферати » Реферати з авіації і космонавтики » Фізика та авіація

Фізика і авіація

здатні працювати в безповітряному просторі.
Другу групу утворюють повітряно-реактивні двигуни - ВРД, що використовують окислювач з повітря. Вони в свою чергу поділяються на три класи: прямоточні ВРД (ПВРД), пульсуючі ВРД (ПуВРД), і турбореактивні двигуни (ТРД).
У прямоточному (або біс компресорному) ВРД пальне спалюється в камері згоряння в атмосферному повітрі, стислому своїм власним швидкісним напором. Стиснення повітря здійснюється за законом Бернуллі. Згідно з цим законом, при русі рідини чи газу по расширяющемуся каналу швидкість струменя зменшується, що веде до підвищення тиску газу або рідини.
Для цього в ПВРД передбачений дифузор - розширюється канал, по якому атмосферне повітря потрапляє в камеру згоряння.
Площа вихідного перерізу сопла зазвичай значно більше площі вхідного перетину дифузора. Крім того по поверхні дифузора тиск розподіляється інакше і має великі значення, ніж на стінках сопла. У результаті дії всіх цих сил виникає реактивна тяга.
ККД прямоточного ВРД при швидкості польоту 1000 кілометрів на годину дорівнює приблизно 8-9%. А при збільшенні цієї швидкості в 2 рази ККД в ряді випадків може досягти 30% - вище, ніж у поршневого авіадвигуна. Але треба зауважити, що ПВРД володіє істотним недоліком: такий двигун не дає тяги на місці і не може, отже, забезпечити самостійний зліт літака.
Складніше влаштований турбореактивний двигун (ТРД). У польоті зустрічний повітря проходить через переднє вхідний отвір до компресора і стискається в кілька разів. Стиснутий компресором повітря потрапляє в камеру згоряння, куди впорскується рідке пальне (зазвичай гас); утворюються при згорянні цієї суміші гази подаються до лопаток газової турбіни.
Диск турбіни закріплений на одному валу з колесом компресора, тому гарячі гази, що проходять через турбіну, приводять її в обертання разом з компресором. З турбіни гази потрапляють в сопло. Тут тиск їх падає, а швидкість зростає. Вихідна з двигуна газовий струмінь створює реактивну тягу.
На відміну від прямоточного ВРД турбореактивний двигун здатний розвивати тягу і при роботі на місці. Він може самостійно забезпечити зліт літака. Для запуску ТРД застосовуються спеціальні пускові пристрої: електростартери і газотурбостартери.
Економічність ТРД на до звукових швидкостях польоту набагато вище, ніж прямоточного ВРД. І тільки на надзвукових швидкостях порядку 2000 кілометрів на годину витрата пального для обох типів двигунів стає приблизно однаковим.

Найвідомішим і найбільш простим реактивним двигуном є порохова ракета, багато століть тому винайдена в стародавньому Китаї. Природно, що порохова ракета виявилася першою реактивним двигуном, який спробували використовувати як авіаційної силової установки.
На самому початку 30-х років в СРСР розгорнулися роботи, пов'язані із створенням реактивного двигуна для літальних апаратів. Радянський інженер Ф. А. Цандер ще в 1920 році висловив ідею висотного ракетного літака. Його двигун "ОР-2", що працював на бензині і рідкому кисні, призначався для установки на досвідчений літак.
У Німеччині за участю інженерів Валье, Зенгера, Опеля і Штаммера починаючи з 1926 року систематично проводилися експерименти з пороховими ракетами, встановлюваними на автомобіль, велосипед, дрезину і, нарешті, на літак. У 1928 році були отримані перші практичні результати: ракетний автомобіль показав швидкість близько 100 км / год, а дрезина - до 300 км / год. У червні того ж року було здійснено перший політ літака з пороховим реактивним двигуном. На висоті 30 м. Цей літак пролетів 1,5 км., Протримавшись у повітрі всього одну хвилину. Через трохи більше року політ був повторений, причому була досягнута швидкість польоту 150 км / год.
До кінця 30-х років нашого століття в різних країнах велися дослідні, конструкторські та експериментальні роботи по створенню літаків з реактивними двигунами.
У 1939 році в СРСР відбулися льотні випробування прямоточних повітряно-реактивних двигунів (ПВРД) на літаку "І-15" конструкції Н.Н.Полікарпова. ПВРД конструкції І.А.Меркулова були встановлені на нижніх площинах літака в якості додаткових моторів. Перші польоти проводив досвідчений льотчик-випробувач П.Е.Логінов. На заданій висоті він розганяв машину до максимальної швидкості і включав реактивні двигуни. Тяга додаткових ПВРД збільшувала максимальну швидкість польоту. У 1939 році були відпрацьовані надійний запуск двигуна в польоті і стійкість процесу горіння. У польоті льотчик міг неодноразово вмикати і вимикати двигун і регулювати його тягу. 25 січня 1940 після заводської відпрацювання двигунів і перевірки їх безпеки в багатьох польотах відбулося офіційне випробування - політ літака з ПВРД. Стартувавши з Центрального аеродрому імені Фрунзе в Москві, льотчик Логінов включив на невеликій висоті реактивні двигуни і зробив кілька кіл над районом аеродрому.
Ці польоти льотчика Логінова в 1939 і 1940 роках були першими польотами на літаку з допоміжними ПВРД. Слідом за ним у випробуванні цього двигуна взяли участь льотчики-випробувачі Н.А.Сопоцко, А.В.Давидов і А.І.Жуков. Влітку 1940 року ці двигуни були встановлені і випробувані на винищувачі І-153 "Чайка" конструкції Н.Н.Полікарпова. Вони збільшували швидкість літака на 40-50 км / год.
Однак при швидкостях польоту, які могли розвивати гвинтові літаки, додаткові біс компресорні ВРД витрачали дуже багато пального. Є у ПВРД ще один важливий недолік: такий двигун не дає тяги на місці і не може, отже, забезпечити самостійний зліт літака. Це означає, що літак з подібним двигуном повинен бути обов'язково забезпечений небудь допоміжної стартовою силовою установкою, наприклад гвинтокорилої, інакше йому не піднятися в повітря.
Наприкінці 30-х - початку 40-х років нашого століття розроблялися і випробовувалися перші літаки з реактивними двигунами інших типів.
Один з перших польотів людини на літаку з рідинним реактивним двигуном (ЖРД) був також здійснений в СРСР. Радянський льотчик В.П.Федоров в лютому 1940 року зазнав у повітрі ЖРД вітчизняної конструкції. Льотних випробувань передувала велика підготовча робота. Спроектований інженером Л.С.Душкіним ЖРД з регульованою тягою пройшов всебічні заводські випробування на стенді. Потім його встановили на планер конструкції С.П.Корольова. Після того, як двигун успішно пройшов наземні випробування на планері, приступили до льотних випробувань. Реактивний літак відбуксирували звичайним гвинтовим літаком на висоту 2 км. На цій висоті льотчик Федоров відчепив трос і, відлетівши на деяку відстань від літака-буксирувальника, включив ЖРД. Двигун стійко працював до повного витрачання палива. По закінченні моторного польоту льотчик благополучно спланував і приземлився на аеродромі.
Ці льотні випробування з'явилися важливою сходинкою на шляху створення швидкісного реактивного літака.
Незабаром радянський конструктор В.Ф.Болховітінов спроектував літак, на якому в якості силової установки був використаний ЖРД Л.С.Душкіна. Незважаючи на труднощі воєнного часу, вже в грудні 1941 року двигун був побудований. Паралельно створювався і літак. Проектування й будівля цього першого в світі винищувача з ЖРД були завершені в рекордно короткий термін: всього за 40 днів. Одночасно йшла підготовка і до льотних випробувань. Проведення перших випробувань у повітрі нової машини, що отримала марку "БІ", було покладено на льотчика-випробувача капітана Г.Я.Бахчіванджі.
15 травня 1942 відбувся перший політ бойового літака з ЖРД. Це був невеликий гостроносий літак-моноплан з прибирається в польоті шасі і хвостовим колесом. У носовому відсіку фюзеляжу містилися дві гармати калібром 20 мм, боєзапас до них і радіоапаратура. Далі були розташовані кабіна пілота, закрита ліхтарем, і паливні баки. У хвостовій частині знаходився двигун. Польотні випробування пройшли успішно.
У роки Великої Вітчизняної війни радянські авіаконструктори працювали і над іншими типами винищувачів з ЖРД. Конструкторський колектив, керований Н.Н.Полікарпова, створив бойовий літак "Малютка". Інший колектив конструкторів на чолі з М.К.Тіхонравовим розробив реактивний винищувач марки "302".
Роботи зі створення бойових реактивних літаків широко проводилися і за кордоном.
У червні 1942 року відбувся перший політ німецького реактивного винищувача-перехоплювача "Ме-163" конструкції Мессершмитта. Тільки дев'ятий варіант цього літака був запущений в серійне виробництво в 1944 році.
Вперше цей літак з ЖРД був застосований в бойовій обстановці в середині 1944 при вторгненні союзницьких військ до Франції. Він призначався для боротьби з бомбардувальниками і винищувачами противника над німецькою територією. Літак був моноплан без горизонтального хвостового оперення, що виявилося можливим завдяки великій стріловидності крила.
Фюзеляжу була додана обтічна форма. Зовнішні поверхні літака були дуже гладкі. У носовому відсіку фюзеляжу розміщувалася вітрянка для приводу генератора електросистеми

Сторінки: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар