Форсажная камера истребителя

Дожиг топлива. В универе все это в живую трогали, двигали и крутили. Даже интересные, но сумасшедшие идеи посещали, чтобы форсунки вращать, дабы поток был более ламинарный. Интересно было. Спасибо за тему!

мои знания об авиационных двигателях примерно этим и ограничивались, когда лет 10 назад я пришел работать в одну из ведущих контор России по этому профилю) и ничего, 2 года проработал)

Цитата (Бокин @ 5.08.2018 - 20:20)

Например: двигатель РД-3м500а (Ту-16, 104, М4, 3М) - компрессор тянет вперёд с силой 33 тонны..

Это не так.
Компрессор не тянет, он даже больше тормозится об набегающий поток, чем успевает его всасывать.
Однако он повышает давление воздуха после себя, и это его основная работа. Степень повышения давления определяет экономичность и производительность газотурбинного двигателя. На данный момент лучшие образцы могут обеспечить компрессию 48. Естественно только в идеальных условиях.
Под условиями принимается высота, скорость, и влажность воздуха. Отчего самолёт с таким двигателем может летать далеко и долго - если будет поддерживать высоту и скорость.

AVIcrak

Цитата

Компрессор не тянет, он даже больше тормозится об набегающий поток, чем успевает его всасывать.

Это при наличии скорости, на земле, при скорости "0" перед компрессором разрежение, за ним, естественно - повышенное давление.

Кстати - это не я придумал - "Конструкция и эксплуатация РД 3м-500" автора не помню уже.

Я только Ваши слова подтвердил:
[quote]Тут классическая схема тяни-толкай. Чтобы она работала - перевес должен быть на стороне компрессора.[hide]

Кстати - о степени повышения давления - Вы указали 48 у современных, у того-же РД-3 этот параметр -17, но он далеко не современный - конец 40-х годов.


Это сообщение отредактировал Бокин - 5 авг 2018 в 21:16

Цитата (Syco @ 5.08.2018 - 16:15)

Форсажная камера истребителя

Форсажная камера двигателя истребителя.

Цитата (Бокин @ 5.08.2018 - 20:20)

AVIcrak Цитата Тут классическая схема тяни-толкай. Чтобы она работала - перевес должен быть на стороне компрессора. Например: двигатель РД-3м500а (Ту-16, 104, М4, 3М) - компрессор тянет вперёд с силой 33 тонны, на выходе тяга двигателя 9500 кг, 22,5 тонны - турбина жрёт.

А куда еще 1 т девается?

Цитата (EraserEx @ 5.08.2018 - 21:14)

Цитата (Бокин @ 5.08.2018 - 20:20) AVIcrak Цитата Тут классическая схема тяни-толкай. Чтобы она работала - перевес должен быть на стороне компрессора. Например: двигатель РД-3м500а (Ту-16, 104, М4, 3М) - компрессор тянет вперёд с силой 33 тонны, на выходе тяга двигателя 9500 кг, 22,5 тонны - турбина жрёт. А куда еще 1 т девается?

На трение))) (поторопился считать)

Цитата (DDD63 @ 5.08.2018 - 16:15)

Форсировка ТРД это неинтересно... тупо вкачивают кучу горючки в трубу... А вот форсировка поршневых моторов подразумевает гораздо больше конструктивных извращений... Правда после этого они долго не живут, но некоторым нравится... Камера сгорания от РД-45, впоследствии ВК-1, а в девичестве Роллс-Ройс Нин...

О, друг, там тоже все банально до безобразия - в цилиндр вкачивают больше кислорода-воздуха и это позволяет сжечь больше топлива, что в свою очередь дает бОльшую работу на выходе коленчатого вала.
А все потому что наполняемость у атмосферников есть величина ограниченная временем сечения впускных клапанов. Вот и ставят всякого рода нагнетатели...
Короч. Суть одна для всех двигателей- сжечь больше топлива чтобы получить больше работы с единицы объема.

Цитата (kvasiliy @ 5.08.2018 - 18:32)

как говорил препод у нас на кафедре "вас будут пытать и вы ничего не расскажите врагу! и не потому, что вы такой стойкий, а потому, что вы нихрена не знаете"

У нас один препод был? или они все одинаковы?

Цитата (bowsov @ 5.08.2018 - 21:49)

Цитата (kvasiliy @ 5.08.2018 - 18:32) как говорил препод у нас на кафедре "вас будут пытать и вы ничего не расскажите врагу! и не потому, что вы такой стойкий, а потому, что вы нихрена не знаете" У нас один препод был? или они все одинаковы?

Все студенты одинаковы.

Отправлено с мобильного клиента YAPik+
Это сообщение отредактировал Арлекин50 - 5 авг 2018 в 22:27

Цитата (bowsov @ 5.08.2018 - 21:49)

Цитата (kvasiliy @ 5.08.2018 - 18:32) как говорил препод у нас на кафедре "вас будут пытать и вы ничего не расскажите врагу! и не потому, что вы такой стойкий, а потому, что вы нихрена не знаете" У нас один препод был? или они все одинаковы?

скорей всего разные, а вот уних мог быть один)

ТС, 5+. Давай ещё про движки

Цитата (AVIcrak @ 5.08.2018 - 20:58)

Цитата (Бокин @ 5.08.2018 - 20:20) Например: двигатель РД-3м500а (Ту-16, 104, М4, 3М) - компрессор тянет вперёд с силой 33 тонны.. Это не так. Компрессор не тянет, он даже больше тормозится об набегающий поток, чем успевает его всасывать. Однако он повышает давление воздуха после себя, и это его основная работа. Степень повышения давления определяет экономичность и производительность газотурбинного двигателя. На данный момент лучшие образцы могут обеспечить компрессию 48. Естественно только в идеальных условиях. Под условиями принимается высота, скорость, и влажность воздуха. Отчего самолёт с таким двигателем может летать далеко и долго - если будет поддерживать высоту и скорость.

Все верно, но про степени сжатия ты говоришь о двух и трех контурных двигателях. В одном контуре такого сжатия не достичь. А так ну не совсем конечно верно, ты забыл про авторотацию на компрессоре при набегающем потоке.

А как быть в условиях высокогорья и высоких температур? Когда воздух разряжен и кислорода мало?
надо осуществить взлет, к примеру.
Это сообщение отредактировал IvBerezin - 5 авг 2018 в 23:24

Цитата (Бокин @ 5.08.2018 - 21:11)

Кстати - о степени повышения давления - Вы указали 48 у современных, у того-же РД-3 этот параметр -17, но он далеко не современный - конец 40-х годов.

Не будем о грустном, 48 у вражеского трёх_контурника. У нас (по доступным данным) уровень компрессии остановился на величине 21,5. И говорят, типа это оптимально по критерию цена/качество.
То-есть больше сделать можно, но стоить будет многократно дороже.

Читал как работают тарелки- там двигатели используют обратный процесс- сжатие газов в твердую фазу.
И разряжение перед кромкой фюзеляжа обеспечивает движение.

Цитата

После включения форсажа, воздух молниеносно расширяется

Што за бред, половина текста в статье бред.

Цитата (LastAlive @ 5.08.2018 - 23:25)

Цитата После включения форсажа, воздух молниеносно расширяется Што за бред, половина текста в статье бред.

Это правда: половина текста - чушь собачья. Температура 5000 градусов?! В ЖРД 3500...3800 - почти предел. А в ГТД реальные температуры не достигают и 2200 градусов имени тов.Цельсия.

Цитата (LORIMER @ 5.08.2018 - 23:02)

Все верно, но про степени сжатия ты говоришь о двух и трех контурных двигателях. В одном контуре такого сжатия не достичь. А так ну не совсем конечно верно, ты забыл про авторотацию на компрессоре при набегающем потоке.

Авторотации нет, по крайней мере мне о ней неизвестно.
Торможение выполняет обрамление перед компрессором. Та самая дутая нашлёпка на двигатель, что делает его заметно больше чем он есть на самом деле. Именно на ней формируется ударная волна.
На пассажирских самолётах в внешним двигателем - этот бублик видно сразу. На боевых с внутренним расположением двигателя - нечто подобное расположено внутри корпуса.

Первое колесо компрессора не работает как компрессор в явном виде, его задача раскрутить входной поток - чтобы он сжался под действием центробежной силы. То-есть лопатки толкают воздух не точно вдоль оси двигателя, а почти в стенку движка. Потому как турбина вращается ну уж слишком быстро для входного потока. И если выставлять малый угол для нормальной компрессии - то возникнет слишком много завихрений. И двигатель будет на последующих секциях ловить лопатками переменное давление, отчего оные долго не проживут - факт.

И да, всё это про сверхзвуковой режим полёта. На малых скоростях более привычные законы физики. И весь газотурбинный двигатель можно с небольшой натяжкой представлять как большой пылесос.

Вообще то на первой картинке изображен двух-контурный реактивный двигатель. Они на форсаже работать не могут и не предназначены. Они- для гражданской авиации, где важна топливная эффективность.

Syco

Цитата

Как-то так.

Да как то вообще никак.

Кто расскажет: как идёт впрыск топлива в двигатель? Там же высоченное давление? А впрыск идёт не циклично, как в поршневом двигателе, а постоянно?

Что такое формажная камера и с чем её хавают:


Вблизи её работа выглядит так:

Цитата

Ещё один интересный факт. Область физики где производится расчёт газотурбинных двигателей - называется гидродинамика. О нет, там не используют воду, всё намного интереснее. Дело в том что для газотурбинного двигателя, точнее для его вращающихся частей и внутренних поверхностей - рабочее тело, то-есть воздух, приобретает свойства тягучего киселя. На тех скоростях что ему (воздуху) приходится проходить через весь двигатель - начинают работать совершенно другие законы физики. Когда вполне безобидная для нас масса воздуха имеет больший вес в расчётах чем все остальные параметры. Начнем с того что перед воздухозаборником двигателя на скорости образуется ударная волна. Она не исчезает бесследно, но многократно используется уже в самом двигателе. Дело в том что ударная волна, как и любая другая волна - имеет минимумы и максимумы давления. Логично использовать максимум для ещё большего уплотнения. Именно там находятся лопатки компрессора, так-же как в области минимума ставят лопатки компенсатора. Использование локальных зон разности давления позволяет увеличить кпд компрессора до теоретически достижимой величины (1). Правда не во всём диапазоне скоростей и нагрузок, а только там - где формируется правильная ударная волна. Для того чтобы оперативно подстраивать параметры компрессора - в двигателе применяют подвижные компенсаторы потока. Это лопатки, которые не вращаются на валу, но могут поворачиваться на небольшой угол (все вместе) - тем самым меняя угол атаки. Интересный факт номер два: Давление нагнетания в камеру сгорания - ниже чем давление выходного потока. Да, внутри двигателя давление намного больше, чем он выдаёт на выхлопе. Тут классическая схема тяни-толкай. Чтобы она работала - перевес должен быть на стороне компрессора. Хоть давление на выхлопе ниже, но зато другой параметр намного выше - скорость исходящего потока. При сгорании топлива воздух расширяется, попутно имея всю ту-же неизменную массу - ударяется о камеру сгорания, которая к выходу заметно сужается. Массе неуда деваться, сзади давит компрессор, с боков стенки камеры, впереди почти выход (заметно более низкое давление). Происходит ускорение, и при этом охлаждение. Имея начальную температуру в пять~двадцать тысяч градусов - на выхлопе из камеры сгорания температура опускается до вполне терпимых двух тысяч. А скорость уже сверхзвуковая!!! Каким макаром при этом не расплавляется нахрен камера сгорания??? А очень просто. Я уже говорил, что на подобных скоростях воздух как кисель. Вот его и подают малыми порциями прямо под пламя. Заставляя работать изолирующей прокладкой между адским пламенем и нежной нержавейкой. И этот кисель не успевает нагреться!!! Даже на этом этапе воздух имеет ярко выраженную волновую структуру. Которая после выхлопа из камеры сгорания приобретает почти окончательную форму. Её уже сложно менять, потому как любой предмет который окажется не на своём месте просто сгорит к чертям собачим. А там ещё и температура и скорость... В целом имеем некое подобие адского хлыста, из которого ещё предстоит взять энергию для вращения компрессора. Этим занимается турбина. Сия часть газотурбинного двигателя на данный момент - почти произведение искусства. Дело в том что не существует материала способного выдержать такое давление, и температуру - просто не существует. И по этому придумали использовать то-же самый принцип изоляции что и в камере сгорания - прослойку холодного воздуха. Этот способ защиты применяется на всём пути горячего воздуха, где-то больше, где-то ради галочки. Но для лопаток турбины этот способ охлаждения единственный. Дело в том что лопатка полая, имеет несколько воздуховодов для охлаждения, и изготавливается путём литья в керамику. Там достаточно прикольный процесс, который на видео выглядит как простое действие (поиском по ютюбу). Вот чего не показывают - так это средства зонального контроля температуры в печи. Дело в том что тупо нагреть печь мало. Нужно обеспечить необходимые температуры на разных уровнях печи. Лопатка имеет высоту примерно десять сантиметров, разница в температуре на таких расстояниях примерно 400С. Дополнительно - точность установки температуры ~30C. А металл лопатки плавится при 1700С (могу ошибаться). Ну то-есть просто бросая уголь в печь таких условий не добиться, хоть тресни. Вернёмся к турбине. Лопатки турбины, так-же как лопатки управляемых компенсаторов - располагают в зонах повышенного и пониженного давления. Там после камеры сгорания этого добра хватает с лихвой. Если виртуально разрезать работающий двигатель - то воздух будет в виде слоёного пирога. Где вишнёвой начинкой будет высокая температура и давление. Не забываем, давление у компрессора выше чем у всего что позади него. Часть воздуха без нагрева используется как прослойка изоляции между горячим потоком и металлом. В самой турбине - проходное сечение немного увеличивается в направлении выхлопа. Это позволяет снизить температуру, а так-же (вот странность) - ещё немного поднять скорость выходного потока. И вот на выхлопе из турбины имеем сверхзвуковую скорость потока воздуха, перегретого примерно до 700С. На быстрых истребителях выхлоп имеет 10-30 раз превышающий скорость звука выхлоп. Ну и ваша форсажная камера. Самое простое и тупое дополнение к двигателю - для досрочного уничтожения топлива. Дело в том что выхлоп уже сформирован, вторичная его компрессия уже невозможна. Он очень сильно разряжен и имеет дикую скорость. что-бы хоть что-то получилось - его нужно нагреть до планируемых 5000С. Даже если у вас получится распылить топливо - оно банально не успеет сгореть. По этому топливо горит в обратном направлении, ага именно так. Топливо вместе с воздухом из компрессора (достаточно холодным и медленным) - пролетает в форсажной камере против "течения", при этом уплотняясь и нагреваясь до бешеных температур. Особый прикол - пролетает не сгорая. Взрывное горение происходит на выходе из обратной камеры, в месте соприкосновений потоков. Это как точить топор на наждаке, почти полное совпадение физики. Взрывное от того что успевает сгореть за столь короткое время - что тол и гексоген неверно курят с сторонке. От сгорания повышается температура и давление на выхлопе форсажной камеры, без изменения скорости потока. Обеспечивая ощутимую прибавку к тяге. А так-же красивый факел за двигателем. Наверное нужно картинки добавить, но мне лень.

Спасибо бро! Процентов 80 не понял, но охуел...Мне бы в картиночках и видосиках как это всё выглядит в действии.

Цитата (Sidorini @ 5.08.2018 - 23:57)

Вообще то на первой картинке изображен двух-контурный реактивный двигатель. Они на форсаже работать не могут и не предназначены. Они- для гражданской авиации, где важна топливная эффективность.

На Миг-31 вполне себе двухконтурный двигатель, на МиГ-29 вполне себе двухконтурный двигатель, на Су-27-аналогично.