Princip rada mlaznog motora. Opis i uređaj

Reaktivno gibanje je proces u kojem je jedan njegov dio odvojen od određenog tijela određenom brzinom. Sila koja se javlja u ovom slučaju djeluje sama od sebe, bez i najmanjeg kontakta s vanjskim tijelima. Jet propulzija bio je poticaj za stvaranje mlazni motor. Načelo njegovog djelovanja temelji se na toj moći. Kako radi takav motor? Pokušajmo shvatiti.

Povijesne činjenice

Ideja o korištenju mlaznog pogona, koji bi omogućio prevladavanje sile gravitacije Zemlje, napredovala je 1903. godine fenomenom ruske znanosti - Tsiolkovsky. Objavio je cijelu studiju na tu temu, ali nije ozbiljno shvaćen. Konstantin Eduardovič, koji je preživio promjenu političkog sustava, proveo je godine rada kako bi svima dokazao svoj slučaj.

Danas postoji mnogo glasina da je revolucionar Kibalchich bio prvi u ovom broju. No, oporuka ove osobe u vrijeme objavljivanja djela Tsiolkovsky je pokopan zajedno s Kibalchich. Osim toga, to nije bio punopravni rad, već samo skice i skice - revolucionar nije mogao donijeti pouzdanu bazu pod teoretskim izračunima u svojim djelima.

Kako djeluje reaktivna snaga?

Da biste razumjeli kako mlazni motor radi, morate razumjeti kako ova sila djeluje.

Dakle, zamislite pucanj iz bilo kojeg vatrenog oružja. Ovo je jasan primjer djelovanja reaktivne snage. Mlaz vrućeg plina, koji je nastao tijekom izgaranja naboja u ulošku, gura oružje natrag. Što je naboja snažniji, povrat će biti jači.

A sada zamislimo proces paljenja zapaljive smjese: prolazi postupno i kontinuirano. Tako izgleda princip ramjet motora. Raketa s čvrstim pogonskim mlaznim motorom radi na sličan način - to je najjednostavnije od njegovih varijacija. Čak i početnici rakete su upoznati s njom.

Najprije se kao gorivo za mlazne motore koristio crni prah. Za mlazne motore, čiji je princip već bio savršeniji, bilo je potrebno gorivo s bazom nitroceluloze, koja je otopljena u nitroglicerinu. U velikim jedinicama koje lansiraju rakete, lansiraju shuttleove u orbitu, danas koriste posebnu mješavinu polimernog goriva s amonijevim perkloratom kao oksidacijskim sredstvom.

Princip rada RD-a

Sada je potrebno razumjeti princip mlaznog motora. Da biste to učinili, razmislite o klasici - fluidnim motorima, koji se nisu mnogo promijenili od vremena Ciolkovskog. U tim se jedinicama koriste gorivo i oksidans.

Kao posljednje, koristi se tekući kisik, ili dušična kiselina. Kao gorivo se koristi kerozin. Moderni tekući kriogeni motori koriste tekući vodik. Kada se oksidira s kisikom, povećava specifični impuls (za čak 30 posto). Ideja da se može koristiti vodik također je rođena u glavi Tsiolkovskog. Međutim, u to vrijeme, zbog ekstremne opasnosti od eksplozije, trebalo je pronaći još jedno gorivo.

Princip rada je sljedeći. Komponente ulaze u komoru za izgaranje iz dva odvojena spremnika. Nakon miješanja, oni se pretvaraju u masu koja, kada se spali, emitira veliku količinu topline i desetke tisuća atmosfera tlaka. Oksidans se dovodi u komoru za izgaranje. Smjesa goriva koja prolazi između dvostrukih stijenki komore i mlaznice hladi te elemente. Nadalje, gorivo, zagrijano zidovima, proći će kroz veliki broj injektora u zonu paljenja. Mlaz, koji se formira od mlaznice, izbija. Zbog toga je osiguran trenutak guranja.

Ukratko, može se usporediti princip rada mlaznog motora aparat za zavarivanje. Međutim, potonje je mnogo jednostavnije. U shemi njegova rada ne postoje razni pomoćni sustavi motora. A to su kompresori potrebni za stvaranje pritiska ubrizgavanja, turbina, ventila i drugih elemenata, bez kojih je mlazni motor jednostavno nemoguć.

Unatoč činjenici da tekući motori troše puno goriva (potrošnja goriva je oko 1000 grama na 200 kilograma tereta), i dalje se koriste kao krstareće rakete za lansiranje vozila i manevriranje za orbitalne stanice, kao i za druge svemirske aparate.

uređaj

Uobličio je tipični mlazni motor kako slijedi. Njegovi glavni čvorovi su:

- kompresor;

- komora za izgaranje;

- turbine;

- ispušni sustav.

Razmotrite ove elemente detaljnije. Kompresor se sastoji od nekoliko turbina. Njihova je zadaća sisati i stisnuti zrak dok prolazi kroz oštrice. U procesu kompresije povećava se temperatura i tlak zraka. Dio tog komprimiranog zraka ulazi u komoru za izgaranje. Miješa zrak s gorivom i pali se. Ovaj proces dodatno povećava toplinsku energiju.

Smjesa napušta komoru za izgaranje velikom brzinom i zatim se širi. Zatim slijedi još jedna turbina, čije lopatice rotiraju zbog djelovanja plinova. Ova turbina, koja se spaja s kompresorom, nalazi se ispred jedinice i pokreće je. Zrak koji se zagrijava do visokih temperatura izlazi kroz ispušni sustav. Temperatura, koja je već prilično visoka, nastavlja rasti zbog učinka prigušivanja. Tada zrak potpuno izlazi.

Motor zrakoplova

Zrakoplovi također koriste ove motore. Na primjer, u ogromnim putničkim linijama ugrađene su turbojet jedinice. Oni se razlikuju od uobičajene prisutnosti dva spremnika. U jednom je gorivo, au drugom - oksidans. Istovremeno, turbojet motor nosi samo gorivo, a zrak koji se ubrizgava iz atmosfere koristi se kao oksidans.

Turbomlazni motor

Princip rada mlaznog motora zrakoplova temelji se na istoj reaktivnoj sili i istim fizikalnim zakonima. Najvažniji dio su lopatice turbine. Konačna snaga ovisi o veličini noža.

To je zahvaljujući turbina proizveden potisak, koji je potreban za ubrzanje zrakoplova. Svaka oštrica je deset puta snažnija od običnog automobilskog motora. Turbine su instalirane nakon komore za izgaranje, gdje je najviši tlak. A temperatura ovdje može doseći i pol tisuće stupnjeva.

Dvostruka staza za pješačenje

Ove jedinice imaju mnoge prednosti u odnosu na turborejet. Na primjer, znatno niža potrošnja goriva pri istoj snazi.

No, sam motor ima složeniju strukturu i veću težinu.

A princip rada dvostrukog mlaznog motora je malo drugačiji. Zrak zarobljen u turbini djelomično je komprimiran i stavljen u prvi krug u kompresor, a drugi u fiksne noževe. Turbina radi kao kompresor niskog tlaka. U prvom krugu motora zrak se komprimira i zagrijava, a zatim kroz kompresor visokog tlaka ulazi u komoru za izgaranje. Ovdje je mješavina s gorivom i paljenjem. Stvaraju se plinovi koji se dovode u visokotlačnu turbinu zbog koje se rotiraju turbinske lopatice, koje, pak, dovode u pogon. rotacijsko gibanje na visokotlačnom kompresoru. Tada plinovi prolaze kroz turbinu niskog tlaka. Potonji pokreće ventilator i, na kraju, izlazi plinovi, stvarajući žudnju.

Sinkroni RD

To su elektromotori. Princip rada sinkronog mlaznog motora sličan je radu steper jedinice. Na stator se dovodi izmjenična struja i stvara magnetsko polje oko rotora. Potonji se rotira zbog činjenice da pokušava smanjiti magnetski otpor. Ti motori nisu povezani s istraživanjem svemira i lansiranjem shuttleova.