Turboprop engine: device, scheme, prinsipyo ng pagpapatakbo. Produksyon ng mga turboprop engine sa Russia

Talaan ng mga Nilalaman:

Turboprop engine: device, scheme, prinsipyo ng pagpapatakbo. Produksyon ng mga turboprop engine sa Russia
Turboprop engine: device, scheme, prinsipyo ng pagpapatakbo. Produksyon ng mga turboprop engine sa Russia

Video: Turboprop engine: device, scheme, prinsipyo ng pagpapatakbo. Produksyon ng mga turboprop engine sa Russia

Video: Turboprop engine: device, scheme, prinsipyo ng pagpapatakbo. Produksyon ng mga turboprop engine sa Russia
Video: SINU-SINO ANG DAPAT MAGBAYAD NG BUWIS 2024, Abril
Anonim

Ang turboprop engine ay katulad ng piston engine: parehong may propeller. Ngunit sa bawat iba pang paraan sila ay naiiba. Isaalang-alang kung ano ang unit na ito, kung paano ito gumagana, ano ang mga kalamangan at kahinaan nito.

Mga pangkalahatang katangian

Ang turboprop engine ay nabibilang sa klase ng mga gas turbine engine, na binuo bilang mga universal energy converter at naging malawakang ginagamit sa aviation. Binubuo ang mga ito ng isang heat engine, kung saan ang pinalawak na mga gas ay umiikot sa turbine at bumubuo ng metalikang kuwintas, at ang iba pang mga yunit ay nakakabit sa baras nito. Ang turboprop engine ay binibigyan ng propeller.

makinang turboprop
makinang turboprop

Ito ay isang krus sa pagitan ng piston at turbojet unit. Sa una, ang mga piston engine ay na-install sa sasakyang panghimpapawid, na binubuo ng mga hugis-bituin na mga cylinder na may baras na matatagpuan sa loob. Ngunit dahil sa ang katunayan na sila ay may masyadong malalaking sukat at timbang, pati na rin ang mababang bilis ng kakayahan, hindi na sila ginamit, mas pinipili ang mga pag-install ng turbojet na lumitaw. Ngunit ang mga makinang ito ay walang mga kakulangan. kaya nilabumuo ng supersonic na bilis, ngunit natupok ng maraming gasolina. Samakatuwid, ang kanilang operasyon ay masyadong mahal para sa transportasyon ng pasahero.

Ang turboprop engine ay kailangang makayanan ang gayong pagkukulang. At nalutas ang problemang ito. Ang disenyo at prinsipyo ng pagpapatakbo ay kinuha mula sa mekanismo ng isang turbojet engine, at mga propeller mula sa isang piston engine. Kaya, naging posible na pagsamahin ang maliliit na dimensyon, ekonomiya at mataas na kahusayan.

Ang mga makina ay naimbento at ginawa noong dekada thirties ng huling siglo sa ilalim ng Unyong Sobyet, at makalipas ang dalawang dekada ay nagsimula ang kanilang mass production. Nag-iba ang kapangyarihan mula 1880 hanggang 11000 kW. Sa loob ng mahabang panahon sila ay ginamit sa militar at sibil na abyasyon. Gayunpaman, hindi sila angkop para sa supersonic na bilis. Samakatuwid, sa pagdating ng gayong mga kapasidad sa paglipad ng militar, sila ay inabandona. Ngunit ang mga sasakyang panghimpapawid sibil ay pangunahing ibinibigay sa kanila.

Ang device ng turboprop engine at ang prinsipyo ng pagpapatakbo nito

prinsipyo ng paggana ng turboprop engine
prinsipyo ng paggana ng turboprop engine

Ang disenyo ng motor ay napakasimple. Kasama ang:

  • reducer;
  • propeller;
  • combustion chamber;
  • compressor;
  • nozzle.

Ang scheme ng turboprop engine ay ang mga sumusunod: pagkatapos ma-inject at ma-compress ng compressor, ang hangin ay pumapasok sa combustion chamber. Doon itinuturok ang gasolina. Ang nagresultang timpla ay nag-aapoy at lumilikha ng mga gas na, kapag pinalawak, ay pumasok sa turbine at paikutin ito, at ito naman, ay umiikot sa compressor at turnilyo. Hindi nagastoslumalabas ang enerhiya sa pamamagitan ng nozzle, na lumilikha ng jet thrust. Dahil hindi makabuluhan ang halaga nito (sampung porsyento lang), hindi itinuturing na turbojet engine ang turboprop engine.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo at disenyo, gayunpaman, ay katulad nito, ngunit ang enerhiya dito ay hindi ganap na tumakas sa pamamagitan ng nozzle, na lumilikha ng jet thrust, ngunit bahagyang lamang, dahil ang kapaki-pakinabang na enerhiya ay nagpapaikot din sa propeller.

Working shaft

May mga makina na may isa o dalawang shaft. Sa single-shaft na bersyon, ang compressor, turbine, at propeller ay matatagpuan sa parehong baras. Sa isang two-shaft, isang turbine at isang compressor ang naka-install sa isa sa kanila, at isang propeller sa pamamagitan ng isang gearbox sa kabilang banda. Mayroon ding dalawang turbin na konektado sa isa't isa sa isang gas-dynamic na paraan. Ang isa ay para sa propeller at ang isa ay para sa compressor. Ang pagpipiliang ito ay ang pinaka-karaniwan, dahil ang enerhiya ay maaaring mailapat nang hindi sinisimulan ang mga propeller. At ito ay lalong maginhawa kapag ang eroplano ay nasa lupa.

turboprop engine device
turboprop engine device

Compressor

Ang bahaging ito ay binubuo ng dalawa hanggang anim na yugto, na nagbibigay-daan sa iyong makita ang mga makabuluhang pagbabago sa temperatura at presyon, pati na rin bawasan ang bilis. Salamat sa disenyo na ito, posible na bawasan ang timbang at mga sukat, na napakahalaga para sa mga makina ng sasakyang panghimpapawid. Kasama sa compressor ang mga impeller at isang guide vane. Ang huli ay maaaring kinokontrol o hindi.

Propeller

Ang bahaging ito ay bumubuo ng thrust, ngunit ang bilis ay limitado. Ang pinakamahusay na tagapagpahiwatig ay itinuturing na isang antas mula 750 hanggang 1500 rpm, dahil maypagtaas, ang kahusayan ay magsisimulang mahulog, at sa halip na acceleration, ang propeller ay magiging preno. Ang phenomenon ay tinatawag na "locking effect". Ito ay sanhi ng mga blades ng propeller, na, sa mataas na bilis, kapag umiikot nang labis sa bilis ng tunog, ay nagsisimulang gumana nang hindi tama. Ang parehong epekto ay makikita sa pamamagitan ng pagtaas ng kanilang diameter.

Turbine

diagram ng turboprop engine
diagram ng turboprop engine

Ang turbine ay may kakayahang magpabilis ng hanggang dalawampung libong rebolusyon kada minuto, ngunit hindi ito matutumbasan ng turnilyo, kaya mayroong reduction gear na nagpapababa ng bilis at nagpapataas ng torque. Maaaring iba ang mga reducer, ngunit ang kanilang pangunahing gawain, anuman ang uri, ay bawasan ang bilis at pataasin ang torque.

Ito ang katangiang naglilimita sa paggamit ng turboprops sa mga sasakyang panghimpapawid ng militar. Gayunpaman, ang mga pag-unlad upang lumikha ng isang supersonic na makina ay hindi tumitigil, bagama't hindi pa sila matagumpay. Upang mapataas ang thrust, kung minsan ang isang turboprop engine ay binibigyan ng dalawang propeller. Kasabay nito, ipinapatupad nila ang prinsipyo ng pagpapatakbo dahil sa pag-ikot sa magkasalungat na direksyon, ngunit sa tulong ng isang gearbox.

produksyon ng mga turboprop engine sa russia
produksyon ng mga turboprop engine sa russia

Bilang halimbawa, maaari nating isaalang-alang ang D-27 engine (turbopropfan), na may dalawang screw fan na nakakabit sa isang libreng turbine sa pamamagitan ng gearbox. Ito ang tanging modelo ng disenyong ito na ginagamit sa civil aviation. Ngunit ang matagumpay na aplikasyon nito ay itinuturing na isang malaking hakbang sa pagpapabuti ng pagganap ng isinasaalang-alangmotor.

Mga kalamangan at kawalan

I-highlight natin ang mga plus at minus na nagpapakilala sa pagpapatakbo ng turboprop engine. Ang mga benepisyo ay:

  • magaan ang timbang kumpara sa mga unit ng piston;
  • ekonomiya kumpara sa mga turbojet engine (salamat sa propeller, ang kahusayan ay umaabot sa walumpu't anim na porsyento).

Gayunpaman, sa kabila ng hindi maikakaila na mga kalamangan, ang mga jet engine ay sa ilang mga kaso ang gustong opsyon. Ang limitasyon ng bilis ng isang turboprop engine ay pitong daan at limampung kilometro bawat oras. Gayunpaman, hindi ito sapat para sa modernong aviation. Bilang karagdagan, ang ingay na nabuo ay napakataas, na lumalampas sa mga pinahihintulutang halaga ng International Civil Aviation Organization.

pagpapatakbo ng makina ng turboprop
pagpapatakbo ng makina ng turboprop

Samakatuwid, ang produksyon ng mga turboprop engine sa Russia ay limitado. Pangunahing naka-install ang mga ito sa sasakyang panghimpapawid na lumilipad ng malalayong distansya at sa mababang bilis. Kung gayon ang aplikasyon ay makatwiran.

Gayunpaman, sa military aviation, kung saan ang mga pangunahing katangian na dapat taglayin ng sasakyang panghimpapawid ay mataas na kakayahang magamit at tahimik na operasyon, at hindi kahusayan, ang mga makinang ito ay hindi nakakatugon sa mga kinakailangang kinakailangan at ang mga turbojet unit ay ginagamit dito.

Kasabay nito, ang mga pag-unlad ay isinasagawa upang lumikha ng mga supersonic na propeller upang madaig ang "locking effect" at maabot ang isang bagong antas. Marahil, kapag ang imbensyon ay naging isang katotohanan, ang mga jet engine ay aabandonahin pabor sa turboprops at sa militar.mga eroplano. Ngunit sa kasalukuyan, ang mga ito ay matatawag lamang na "workhorses", hindi ang pinakamalakas, ngunit matatag na gumagana.

Inirerekumendang: