Реферати » Реферати з авіації і космонавтики » Фізика та авіація

Фізика та авіація

москвичами.
На авіаційному святі 3 липня 1955 на Тушинському аеродромі під Москвою вперше був показаний новий реактивний пасажирський літак конструкції А.Н.Туполева "ТУ-104.
Цей літак з двома ТРД тягою по 80 кілоньютон кожен мав відмінні аеродинамічні форми. Він міг перевозити 50 пасажирів, а в туристичному варіанті - 70. Висота польоту перевищувала 10 кілометрів, польотний вага - 70 тонн. Літак мав прекрасну звуко-і теплоізоляцію. Машина була герметична, повітря в салон відбирався від компресорів ТРД. У разі відмови одного ТРД літак міг продовжувати політ на іншому. Діяльність безпосадочного перельоту становила 3000-3200 кілометрів. Швидкість польоту могла досягати 1000 кілометрів на годину.
15 вересня 1956 літак Ту-104 здійснив перший регулярний рейс з пасажирами по трасі Москва-Іркутськ. Через 7:00 10 хвилин льотного часу, подолавши з посадкою в Омську 4570 кілометрів, літак приземлився в Іркутську. Час в дорозі в порівнянні з польотом на поршневих літаках скоротилося майже втричі. 13 лютого 1958 літак Ту-104 стартував в перший (технічний) рейс по авіалінії Москва-Владивосток - однієї з найбільш протяжних в нашій країні.
"ТУ-104" отримав високу оцінку і в нашій країні і за кордоном. Іноземні фахівці, виступивши у пресі, заявили, що почавши регулярну перевезення пасажирів на реактивних літаках "ТУ-104", Радянський Союз на два роки випередив США, Англію та інші західні країни по масовій експлуатації пасажирських турбореактивних літаків: американський реактивний літак «Боїнг-707 » і англійська« Комета-IV » вийшли на повітряні лінії тільки в кінці 1958 року народження, а французький« Каравела » - в 1959 році.
У цивільній авіації також використовувалися літаки з турбогвинтовими двигунами (ТВД). Ця силова установка по влаштуванню схожа на ТРД, але в ній на одному валу з турбіною та компресором з передньої сторони двигуна встановлений повітряний гвинт. Турбіна тут влаштована таким чином, що розпечені гази, що надходять з камер згоряння в турбіну, віддають їй більшу частину своєї енергії. Компресор споживає потужність значно менша від тієї, яку розвиває газова турбіна, а надлишкова потужність турбіни передається на вал гвинта.
ТВД - проміжний тип авіаційної силової установки. Хоча гази, що виходять з турбіни, і випускаються через сопло і їх реакція породжує деяку тягу, основна тяга створюється працюючим гвинтом, як у звичайного вінтомоторного літака.
ТВД не одержав поширення в бойової авіації, так як він не може забезпечити таку швидкість руху, як чисто реактивні двигуни. Також він непридатний на експресних лініях цивільної авіації, де вирішальним фактором є швидкість, а питання економічності та вартості польоту відходять на другий план. Але турбогвинтові літаки доцільно використовувати на трасах різної протяжності, рейси за яким здійснюються зі швидкостями порядку 600-800 кілометрів на годину. При цьому потрібно враховувати, що, як показав досвід, перевезення на них пасажирів на відстань 1000 кілометрів обходиться на 30% дешевше, ніж на гвинтових літаках з поршневими авіадвигунами.
В 1956-1960 роках в СРСР з'явилося багато нових літаків з ТВД. Серед них "ТУ-114" (220 пасажирів), "Ан-10" (100 пасажирів), "Ан-24" (48 пасажирів), "Іл-18" (89 пасажирів).

Винахід реактивного авіаційного двигуна зумовило різкий стрибок у розвитку авіації. Нові літаки з реактивними силовими установками були значно швидше і могутніше свіх аналогів, оснащених поршневими авіамоторів.
Реактивний двигун дозволив літакам подолати звуковий бар'єр, що було практично нездійсненно при використанні поршневих авіамоторів. Сучасні реактивні літаки здатні рухатися зі швидкостями, у кілька разів перевищують швидкість звуку.
Активний розвиток реактивної авіації предзнаменовало наступ космічної ери. Адже перші ракетні реактивні двигуни були по конструкції схожі на авіаційні рідинні реактивні двигуни.
Винахід турбогвинтового двигуна дозволило знизити вартість пасажирських авіаперевезень, а впровадження турбореактивного двигуна в цивільну авіацію - підвищити їх швидкість. Все це сприяло популяризації цивільних авіаперевезень серед населення і прискорило загальний науково-технічний прогрес.

Перелік умовних позначень, символів, одиниць, скорочень і термінів
Позначення
Індекси
а - швидкість звуку, м / с;
* - Рівноважний параметр;
В - індукція магнітного поля, Тл;
А - вихідна перетин параметра;
F - сила, Н;
Кр - критичне перетин сопла;
Iс - струм котушки, А;
К - перетин камери згоряння
Ib - ток іонного пучка, А;
Реактивного двигуна;
K - показник адіабати;
Max - максимальний;
M - маса, кг;
Min - мінімальний;
- Масова витрата, кг / с;
Opt - оптимальний;
N-потужність, Вт;
Б - бак;
N-концентрація частинок, м-1;
К - камера;
P - тиск, Па;
0 - початковий;
T - температура, К;

U - напруга, В;

W - швидкість, м / с;

? - Щільність, кг / м3;

P, R - тяга ракетного двигуна, Н;

? - Тяговий ККД;

? - Прирощення за часом, с;

? - Потенціал іонізації, еВ;

? - Перетин іонізації, см2;

? - Частота, 1 / с;

Скорочення
аед - автоемісійний двигун;
ВЧ - високочастотний;
ІПД - імпульсний плазмовий двигун;
КА - космічний апарат;
ККД - коефіцієнт корисної дії;
ПІД - плазмовий іонний двигун;
РД - ракетний двигун;
РІД - радіочастотний іонний двигун;
РМД - радіочастотний іонний двигун з магнітним полем;
СПД - стаціонарний плазмовий двигун;
СПУ - стаціонарний плазмовий прискорювач;
СХПРТ - система зберігання і подачі робочого тіла;
ЕРС - електрорушійна сила;
ЕРД - електроракетні двигун;
ЕТД - електротермічний двигун.

Як було показано останніми дослідженнями, енергетика (енергозабезпечення) космічних апаратів з ресурсом 1-20 років завжди буде першорядною проблемою. Двигуни малих тяг, які здійснюють корекцію і стабілізацію таких космічних апаратів, мають деякими особливостями, наприклад, тривалим ресурсом, високою надійністю, оптимальної «ціною» тяги (відношення енергетичних затрат до одиниці тяги). Для забезпечення довгострокового ресурсу необхідно зменшити температуру конструктивних елементів плазмових рушіїв, плазма не повинна взаємодіяти з елементами конструкції. В основному швидкість стікала плазми (характеристична швидкість) визначає питомий імпульс рушія. Чим більше значення характеристичної швидкості, тим більше і питомий імпульс. Для здійснення тривалих робіт (програм) в космосі необхідно мати надійні, високоефективні електроракетні двигуни зі швидкостями закінчення плазми 103-105 м / с і більше.
Ми отримали наступні результати: при швидкостях закінчення робочого тіла 1000-9000 м / с термоелектричні рушії працюють надійно, а в даний час створюються рушії зі швидкостями закінчення робочого тіла 2000-20000 м / с.
Використання електродугових плазмових рушіїв для цих цілей продемонструвало, що в даному діапазоні швидкостей негативні явища спостерігаються лише внаслідок експлуатації рушія більше заданого часу ресурсу.
Підвищення температури плазми в движителях такого типу призводять до підвищення питомої імпульсу. Але майже 50% електричної енергії підводиться до електродів, перетворюється в тепло і не бере участі в підвищенні швидкості плазмового пучка, а електроди випаровуються (зменшуються), що зменшує ресурс рушія.
У нашому університеті багато років ведеться детальна розробка таких рушіїв. Порівняння сучасних досягнень за типовими рушіїв приведено в таблиці 1
Одним із сучасних напрямків розвитку плазмових прискорювачів є розробка двигунів малих тяг, що працюють на принципі безелектродного створення електромагнітної сили у формі ВЧ- і СВЧ-полів в плазмовому об'ємі, утриманні плазми і її прискоренні в магнітному полі заданої форми. В цьому випадку пропонується концепція термоелектричного рушія з високочастотним нагрівом робочого тіла, такого як водень. Це дозволяє істотно зменшити взаємодія плазми на елементи плазмового прискорювача, виключити втрати енергії на електродах і використання магнітного сопла значно підвищать ККД рушія. Таким чином, переваги цього типу рушіїв очевидні. Вони полягають в наступному:
- високий ККД (0,4 - 0,5);
- Тривалий ресурс роботи на борту (до 2-х років);
- Висока надійність і безпека;
- Використання екологічно чистого палива;
- Такі рушії забезпечують характеристическую швидкість в необхідному діапазоні швидкостей закінчення, яку рушії інших типів не можуть забезпечити;
- Масові характеристики, «ціна» тяги і вартість збірки не перевищують існуючих.
Це може стати можливим, якщо ми будемо використовувати деякі досягнення сучасної технології і врахуємо деякі нюанси:
1) З усіх робочих тел водень має мінімальної атомною масою, тобто швидкість витікання водневої плазми з ВЧ-прискорювача буде максимальною.
2) Водень - екологічно чисте робоче

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

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар