Типы авиационных двигателей

«Готовились заранее»

До 2014 года Россия была основным заказчиком продукции ПАО «Мотор Сич» (Запорожье), КБ «Ивченко-Прогресс» (Запорожье) и ГП НПКГ «Зоря-Машпроект» (Николаев). Данные предприятия ежегодно поставляли десятки двигателей для нужд российской армии.

В 2015 году Киев полностью разорвал военно-техническое сотрудничество с Москвой и тем самым уничтожил существовавшие со времён СССР связи. Украина выполнила контракты, заключённые с российскими коллегами до 2015 года, но отказалась подписывать новые соглашения даже на продукцию двойного назначения.

Негативный эффект от разрыва сотрудничества с РФ не заставил себя долго ждать. В сентябре 2018 года на прошедшем в Геленджике «Гидроавиасалоне» президент ПАО «Мотор Сич» Вячеслав Богуслаев констатировал, что поставки в РФ с 2014 года рухнули в десять раз. До «революции достоинства» российский рынок приносил около 50% чистого дохода.

Россия тоже столкнулась с затруднениями: украинские санкции сдвинули сроки строительства сторожевых кораблей дальней морской зоны (проекты 11356 и 22350) и корветов (проекты 20380 и 20385).

В июне 2015 года вице-премьер (сейчас — глава «Роскосмоса») Дмитрий Рогозин рассказал, что отечественная промышленность будет осваивать производство 186 газотурбинных агрегатов, которые ранее поставлял Киев. К 2017 году специалисты «Сатурна» смогли оперативно найти замену украинской продукции. В частности, в апреле прошлого года предприятие запустило производство морского газотурбинного двигателя (ГТД) М-70ФРУ-2 мощностью 14 тыс. лошадиных сил.

«Отказ Киева от поставок двигателей стал серьёзным стресс-тестом для нашей армии и оборонки. Однако у меня сложилось впечатление, что к выкрутасам Украины мы готовились заранее, задолго до 2014 года, потому что создать с нуля новый двигатель за 3—4 года абсолютно нереально», — отметил в беседе с RT полковник в отставке Михаил Тимошенко.

Мнение эксперта подтверждается тем, что с 2000 года президент РФ Владимир Путин назначил «Сатурн» головным предприятием по разработке, серийному производству и ремонту всех морских ГТД. Ранее расположенное в Рыбинске предприятие специализировалось на выпуске авиационных силовых установок.

Также Россия подстраховалась в сфере вертолётных двигателей. В 2014 году ОАО «Климов» запустило серийное производство турбовального двигателя ВК-2500 мощностью 2700 лошадиных сил (на замену ТВЗ-117 ПАО «Мотор Сич»). В 2017 году предприятие выпустило 130 силовых установок. Семейство ВК-2500 может устанавливаться на большинство машин ОКБ Камова и Московского завода им. Миля.

Двигатель ВК-2500ПС и блок автоматического регулирования и контроля БАРК-6В

Как пояснил Тимошенко, по состоянию на 2014 год российские инженеры располагали необходимой научно-технологичной базой. По его словам, часть двигателей была создана во времена СССР, а в процессе кооперации и эксплуатации российские специалисты накопили достаточный опыт для развёртывания производства их более совершенных версий.

«Закупать у «Мотор Сича» двигатели было удобно по той причине, что там располагается гигантский производственный комплекс и испытательные стенды. Настало время развернуть собственное производство, и мы это сделали. Кроме того, на замену украинским двигателям наши инженеры разработали ряд перспективных опытных образцов, которые ожидают сертификации. Об этом, кстати, тоже говорил Борисов, но их производство начнётся через 1,5—2 года», — отметил Тимошенко.

Агрегат со свободно поршневым генератором

На сегодняшний день аппараты этого типа являются наиболее перспективными для авто. Устройство движка представлено блоком, который соединяет поршневой компрессор и 2-х тактовый дизель. В середине находится цилиндр с наличием двух поршней объединенных друг с другом с помощью специального приспособления.

Работа движка начинается с того, что воздух сжимается во время схождения поршней и происходит возгорание горючего. Газы образуются за счет сгоревшей смеси, они способствуют расхождению поршней при повышенной температуре. Затем газы оказываются в газо-сборнике. За счет продувочных щелей в цилиндр попадает пережатый воздух, помогающий очистить агрегат от отработанных газов. Затем цикл начинается заново.

Ресурс прочности

«Скаут» представляет собой глубоко модернизированную версию советского вертолёта Ми-2, который находится в эксплуатации с 1960-х годов. До 1992 года машина выпускалась в Польше и снискала большую популярность в разных странах мира. Сейчас её различные модификации используются как в самой Польше, так и на пространстве СНГ.

Как пояснил Сунцов, компания «Борисфен» проводит капитальный ремонт находящихся на складах Ми-2 и устанавливает на вертолёты новое бортовое оборудование и силовые агрегаты, разработанные в Центре двигателестроения «Борисфена» в подмосковной Дубне.

«Мы не меняем трансмиссию, редукторную часть и лопасти винтов. Однако машина получает современную авионику и двигатели, которые изготавливаем мы сами. Именно в них заключена главная особенность «Скаута», — подчеркнул собеседник RT.

Авиационные двигатели на стенде «Борисфена» на выставке HeliRussia-2021

По желанию заказчика вертолёт может оснащаться двухроторной силовой установкой АИ-450М или более мощным агрегатом АИ-450М-Б. По словам Сунцова, обновлённые двигатели позволили значительно сократить расход топлива и увеличить дальность полёта с дополнительными баками до 1000 км.

«Расход топлива на «Скауте» с АИ-450М-Б составляет 200 л/ч. Максимальная высота полёта достигает 8000 м. Такие показатели на Ми-2 были недостижимы», — сказал специалист.

Также по теме

«Безопасность, доступность, универсальность»: каким будет новый российский самолёт на замену легендарному Ан-2

В ближайшие месяцы российский лёгкий многоцелевой самолёт ЛМС-901 «Байкал», создающийся на замену Ан-2, должен совершить первый полёт….

Максимальная взлётная масса «Скаута» составляет 4,1 т, ширина без лопастей — 3,25 м, длина корпуса — 11,94 м, высота без рулевого винта — 3,75 м, вместимость (в зависимости от компоновки салона) — до 7—8 человек, крейсерская скорость — 200 км/ч.

«Борисфен» предлагает заказчикам несколько модификаций «Скаута»: транспортно-пассажирскую, поисково-спасательную, сельскохозяйственную, патрульную, учебно-тренировочную и спортивную.

Отвечая на вопрос о пределе модернизационного ресурса Ми-2, Сунцов заявил, что вертолёт ещё очень долго будет находиться в эксплуатации благодаря необычайно удачным конструктивным решениям коллектива под руководством Михаила Миля. Собеседник RT отметил, что эта советская машина заслужила массу комплиментов за надёжность, сбалансированность и центровку.

«В советское время авиатехника проектировалась с прочностным ресурсом примерно в 90 лет. Кстати, на Западе техника в различных вариациях также эксплуатируется долгие десятилетия. Если вертолёт конструктивно хорош, то сложно говорить, когда закончится его путь, особенно когда он имеет современную авионику и двигатели», — рассуждает Сунцов.

Помимо «Борисфена», модернизацией Ми-2 занимается «Роствертол» (Ростов-на-Дону) — одно из основных предприятий холдинга «Вертолёты России». После капитально-восстановительного ремонта на машины устанавливаются современные бортовые системы, двигатели, существенно улучшается уровень комфорта.

Собственный проект совершенствования Ми-2 в кооперации с другими предприятиями реализует и запорожский «Мотор Сич». Украинская модификация вертолёта получила название МСБ-2 «Надежда». Первый полёт машина совершила в апреле 2018 года.

МСБ-2 «Надежда»

На вертолёте установлен силовой агрегат АИ-450М-П. Дальность полёта «Надежды» составляет около 1000 км, грузоподъёмность — более 1 т, пассажировместимость — до семи человек.

В конструкцию украинской машины широко интегрированы композиты, что, как утверждают разработчики, позволило уменьшить массу изделия на 400 кг. За счёт экономии в весе увеличились грузоподъёмность и дальность полёта «Надежды».

Плюсы и минусы двигателя

Газовая турбина, как и паровая, развивает большие обороты, что позволяет ей набирать хорошую мощность, несмотря на свои компактные размеры.

Охлаждается турбина очень просто и эффективно, для этого не нужно каких-либо дополнительных приборов. У нее нет трущихся элементов, а подшипников совсем немного, за счет чего движок способен функционировать надежно и долгое время без поломок.

Главный минус подобных агрегатов в том, что стоимость материалов, из которых они изготавливаются довольно высокая. Цена на ремонт газотурбинных двигателей тоже немалая. Но, несмотря на это они постоянно совершенствуются и разрабатываются во многих странах мира, включая нашу.

Газовую турбину не устанавливают на легковые автомобили, прежде всего из-за постоянной нужды в ограничении температуры газов, которые поступают на турбинные лопатки. Вследствие этого понижается КПД аппарата и повышается потребление горючего.

Сегодня уже придуманы некоторые методы, которые позволяют повысить КПД турбинных двигателей, например, с помощью охлаждения лопаток или применения тепла выхлопных газов для обогрева воздушного потока, который поступает в камеру. Поэтому вполне возможно, что через некоторое время разработчики смогут создать экономичный двигатель своими руками для автомобиля.

Среди главных преимуществ агрегата можно также выделить:

Низкое содержание вредоносных веществ в выхлопных газах;
Простота в обслуживании (не нужно менять масло, а все детали обладают износостойкостью и долговечностью);
Нет вибраций, поскольку есть возможность запросто сбалансировать вращающейся элементы;
Низкий уровень шума во время работы;
Хорошая характеристика кривой крутящего момента;
Заводиться быстро и без затруднений, а отклик двигателя на газ не запаздывает;
Повышенная удельная мощность.

Общее описание устройства

В настоящее время такие агрегаты бывают двух типов. Первый вид – это поршневые или же двигатели внутреннего сгорания. Второй вид – воздушно-реактивные моторы. Кроме того, в качестве вертолетного двигателя может выступать еще и ракетный. Однако он обычно применяется не в качестве основного, а кратковременно включается в работу машины, когда необходима дополнительная мощность, к примеру, во время посадки или же взлета техники.

Раньше довольно часто использовались турбовинтовые двигатели для установки на вертолеты. У них была одновальная схема, однако они достаточно сильно стали вытесняться другими типами оборудования. Особенно сильно это стало заметно на многодвигательных вертолетах. На такой технике наиболее широкое распространение получили двухвальные турбовинтовые вертолетные двигатели с так называемой свободной турбиной.

Преимущества и недостатки

Основным преимуществом турбовального двигателя является то, что по сравнения с поршневыми двигателями он более легкий по весу, менее шумный и более мощный, если брать двигатели одного размера. Вся суть турбовального двигателя и заключается, чтоб максимально использовать энергию сгорающего топлива, по сравнению с поршневыми двигателями это реализуется лучшим образом. Тем самым в одном килограмме двигателя можно реализовать конструкцию, более мощную своих цилиндрических сородичей, которая с каждого килограмма топлива будет забирать тепловую энергию и преобразовывать ее в механическую.

Есть у турбовального двигателя и недостатки. Первый из них – сравнительно большой расход топлива и, соответственно, низкий КПД, несмотря на высокие показатели мощности. Именно этот недостаток объясняет его ограниченное применение на наземном транспорте, где его можно заменить более эффективными силовыми установками. Второй недостаток – чувствительность к загрязнениям. Компрессор, втягивая воздух в камеру сгорания, заодно всасывает и пыль, и посторонние предметы, что сказывается на качестве работы двигателя и на его исправность в целом. На высоких оборотах даже незначительные твердые частички могут повредить лопасти турбины. Поэтому ТВаД нуждается в надежной системе тщательной очистки воздуха, а расходы на нее далеко не всегда оправданы – в большинстве случаев намного проще и дешевле использовать традиционный дизель. Это еще одна причина, по которой эти двигатели в основном используются в воздухе: там и грязи меньше, и птицы летают ниже высоты полета, так что нормальной работе компрессора и турбины ничего не мешает

Зато масса ТВаД намного меньше любого поршневого двигателя, а это в авиации немаловажно.

Турбовальные двигатели – это действительно в первую очередь «сердца» вертолетов, а уж потом все остальное. Именно эти стальные «стрекозы» дают возможность оценить основные преимущества ТВаД, ну а недостатки в этом случае совсем незначительны.

Турбовинтовые двигатели

Турбовинтовой двигатель, как и турбореактивный, относится к газотурбинным двигателям. И работает он почти как турбореактивный. Элементарный турбовинтовой двигатель состоит из уже знакомых нам элементов: компрессора, камеры сгорания, турбины и сопла. К ним добавляются редуктор и винт.

Схематичная конструкция ТВД

Схематичная конструкция ТВД со свободной турбиной

Хочу отметить, что не нужно смотреть на турбовинтовые двигатели как на малоэффективный пережиток прошлого. Я несколько раз слышал такие высказывания, но они неверны. Турбовинтовой двигатель в некоторых случаях обладает наивысшим КПД, как правило, на самолетах с не очень большими скоростями (например, на 500 км/ч), притом, самолет может быть внушительных размеров. В таком случае, турбовинтовой двигатель может быть в разы выгоднее, рассмотренного ранее, турбореактивного двигателя.

На этом про турбовинтовые двигатели можно заканчивать. Мы потихоньку подошли к понятию турбовального двигателя.

Малые ГТД области применения

Микротурбины применяют в промышленности и быту в качестве автономных источников электроэнергии. — Мощность микротурбин составляет 30-1000 кВт; — объем не превышает 4 кубических метра.

Среди преимуществ малых ГТД можно выделить: — широкий диапазон нагрузок; — низкая вибрация и уровень шума; — работа на различных видах топлива; — небольшие габариты; — низкий уровень эмиссии выхлопов.

Отрицательные моменты: — сложность электронной схемы (в стандартном варианте силовая схема выполняется с двойным энергопреобразованием); — силовая турбина с механизмом поддержания оборотов значительно повышает стоимость и усложняет производство всего агрегата.

На сегодняшний день турбогенераторы не получили такого широкого распространения в России и на постсоветском пространстве, как в странах США и Европы в виду высокой стоимости производства. Однако, по проведенным расчетам, одиночная газотурбинная автономная установка мощностью 100 кВт и КПД 30% может быть использована для энергоснабжения стандартных 80 квартир с газовыми плитами.

Коротенькое видео, использования турбовального двигателя для электрогенератора.

За счет установки абсорбционных холодильников, микротурбина может использоваться в качестве системы кондиционирования и для одновременного охлаждения значительного количества помещений.

Автомобильная промышленность

Малые ГТД продемонстрировали удовлетворительные результаты при проведении дорожных испытаний, однако стоимость автомобиля, за счет сложности элементов конструкции многократно возрастает. ГТД с мощностью 100-1200 л.с. имеют характеристики, подобные бензиновым двигателям, однако в ближайшее время не ожидается массовое производство таких авто. Для решения этих задач необходимо усовершенствовать и удешевить все составляющие части двигателя.

По иному дела обстоят в оборонной промышленности

Военные не обращают внимание на стоимость, для них важнее эксплуатационные характеристики. Военным нужна была мощная, компактная, безотказная силовая установка для танков. И в середине 60-ых годов 20 века к этой проблеме привлекли Сергея Изотова, создателя силовой установки для МИ-2 — ГТД-350

КБ Изотова начало разработку и в итоге создало ГТД-1000 для танка Т-80. Пожалуй это единственный положительный опыт использования ГТД для наземного транспорта. Недостатки использования двигателя на танке — это его прожорливость и привередливость к чистоте проходящего по рабочему тракту воздуху. Внизу представлено короткое видео работы танкового ГТД-1000

И в середине 60-ых годов 20 века к этой проблеме привлекли Сергея Изотова, создателя силовой установки для МИ-2 — ГТД-350. КБ Изотова начало разработку и в итоге создало ГТД-1000 для танка Т-80. Пожалуй это единственный положительный опыт использования ГТД для наземного транспорта. Недостатки использования двигателя на танке — это его прожорливость и привередливость к чистоте проходящего по рабочему тракту воздуху. Внизу представлено короткое видео работы танкового ГТД-1000.

Малая авиация

На сегодняшний день высокая стоимость и низкая надежность поршневых двигателей с мощностью 50-150 кВт не позволяют малой авиации России уверенно расправить крылья. Такие двигатели, как «Rotax» не сертифицированы на территории России, а двигатели «Lycoming», применяемые в сельскохозяйственной авиации имеют заведомо завышенную стоимость. Кроме того, они работают на бензине, который не производится в нашей стране, что дополнительно увеличивает стоимость эксплуатации.

Именно малая авиация, как ни одна другая отрасль нуждается в проектах малых ГТД. Развивая инфраструктуру производства малых турбин, можно с уверенностью говорить о возрождении сельскохозяйственной авиации. За рубежом производством малых ГТД занимается достаточное количество фирм. Сфера применения: частные самолеты и беспилотники. Среди моделей для легких самолетов можно выделить чешские двигателиTJ100A, TP100 и TP180, и американский TPR80.

В России со времен СССР малые и средние ГТД разрабатывались в основном для вертолетов и легких самолетов. Их ресурс составлял от 4 до 8 тыс. часов,

На сегодняшний день для нужд вертолета МИ-2 продолжают выпускаться малые ГТД завода «Климов» такие как: ГТД-350, РД-33,ТВЗ-117ВМА, ТВ-2-117А, ВК-2500ПС-03 и ТВ-7-117В.

Турбовинтовой двигатель (ТВД)

Турбовинтовой двигатель. Привод винта от вала турбины осуществляется через редуктор

Устройство турбовинтового двигателя

Турбовинтовые двигатели (ТВД) или турбовальные двигатели (ТВЛД) относятся к ВРД непрямой реакции.

Конструктивно ТВД схож с ТРД, в котором мощность, развиваемая последним каскадом турбины, передаётся на вал воздушного винта (обычно через редуктор). Этот двигатель не является, строго говоря, реактивным (реакция выхлопа турбины составляет не более 10 % его суммарной тяги), однако традиционно их относят к ВРД. Турбовинтовые двигатели используются в транспортной и гражданской авиации при полётах с крейсерскими скоростями 400—800 км/ч.

В ТВЛД газ, исходящий их камеры сгорания, направляется, во-первых, на турбину, приводящую в движение компрессор, а во-вторых, на турбину, связанную с приводным валом. Приводной вал механически соединяется с редуктором, приводящим в движение несущий винт. Таким образом, в ТВЛД связь ротора и выходного вала является чисто газодинамической. Такое техническое решение преимущественно применяется для силовых установок вертолетов из-за большого момента инерции несущего винта. В случае механической связи несущего винта с газогенератором запуск двигателя требует наличия стартера большой мощности.

Это интересно: Что такое серия шины?

Список литературы:

История создания газотурбинных двигателей. URL: https://stepik.org/lesson/23307/step/12?unit=5546
Развитие авиационных газотурбинных двигателей в СССР. URL: http://engine.aviaport.ru/issues/92/pics/pg20.pdf
Классификация газотурбинных двигателей. URL: http://helpiks.org/8-16909.html
Авиационные двигатели. URL: http://worldweapon.ru/news/aviaciya-vxodnye-ustrojstva-gazoturbinnyx-dvigatelej.php
Камера сгорания. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Камера_сгорания#Камеры_сгорания_ГТД
Аддитивные технологии в малоразмерных ГТД. URL: http://polit.ru/article/2017/12/26/sk_skyturbines/
Выходное устройство ГТД. URL: https://studfiles.net/preview/1853299/page:10/

Реактивные, турбореактивные двигатели, их виды и принцип работы

( 36 Votes )

При всей своей мощи и кажущейся невероятной сложности – ракетные и турбореактивные двигатели на самом деле имеют довольно простой принцип работы.

Самым простым является ракетный двигатель. Начнем с него.

Для того, чтобы работать в условиях космоса, ракетные двигатели должны иметь собственный запас кислорода для обеспечения сжигания топлива. Топливо-воздушная смесь впрыскивается в камеру сгорания, где происходит ее постоянное сжигание. Образующийся во время сгорания газ под очень большим давлением высвобождается наружу через сопло, создавая реактивную силу и заставляя ракетный двигатель, а вместе с ним и ракету двигаться в противоположном направлении. Наглдный пример реактивной силы в повседневной жизни это обычный воздушный шарик. Если его надуть и отпустить, не завязывая, то шарик будет двигаться за счет реактивной силы, создаваемой вылетающим из него воздухом.

Турбореактивный двигатель (ТРД)

Турбореактивный двигатель (ТРД) работает по тому же принципу, что и ракетный, за исключением того, что в нем сжигается атмосферный кислород.

Сходства:Топливо постоянно сжигается внутри камеры сгорания турбины. Освобождающийся через сопло газ создает реактивную силу.

Различия:На выходе из сопла установлены несколко ступеней турбины, закрепленные на общем валу. проходя через лопатки турбин газ приводит их во вращение. Между колесами турбин установлены неподвижные направляющие лопатки, которые придаю определенное направление потоку газа на пути ко следующей ступени (колесу) турбины, что создает более эффективое вращение.

Вместе с турбиной на едином валу в передней части двигателя установлен компрессор, который служит для сжатия и подачи воздуха в камеру сгорания.

Турбовинтовой двигатель (ТВД).

Принцип работы точно такой же как и у ТРД, за исключением того, что на валу перед компрессором установлен редуктор, приводящий во вращение воздушный винт с более низкими оборотами, чем турбина.Получение мощности, необходимой для вращения ротора компрессора и воздушного винта, обеспечивается турбиной с увеличенным числом ступеней, поэтому расширение газа в турбине происходит почти полностью и реактивная тяга, получаемая за счет реакции газовой струи, вытекающей из двигателя, составляет только 10–15% суммарной тяги, в то время как воздушный винт создает основное тяговое усилие (85–90%).

ТВД сочетают в себе преимущества ТРД на больших скоростях полета (способность создавать большую тягу при относительно небольшой массе и габаритах двигателя) и ПД на малых скоростях (низкие расходы топлива) и, обладая высокой топливной эффективностью, широко применяются в силовых установках имеющих большую грузоподъемность и дальность полета самолетов (летающих на скоростях 600–800 км/ч) и вертолетов.

Турбовентиляторный двигатель (ТВлД)

Этот двигатель является неким копромиссом между турбореактивным и турбовинтовым двигателем. У турбовентиляторного двигателя (ТВлД) на валу перед компрессором установлен вентилятор, имеющий большее количество лопаток, чем воздушный винт и обеспечивающий высокий расход воздуха через двигатель на всех скоростях полета, включая низкие скорости при взлете.

Новости СМИ2

kaz-news.ru | ekhut.ru | omsk-media.ru | samara-press.ru |

Проблемы разработки малых ТГД

При уменьшении размера ГТД происходит уменьшение КПД и удельной мощности по сравнению с обычными турбореактивными двигателями. При этом удельная величина расхода топлива так же возрастает; ухудшаются аэродинамические характеристики проточных участков турбины и компрессора, снижается КПД этих элементов. В камере сгорания, в результате уменьшения расхода воздуха, снижается коэффициент полноты сгорания ТВС.

Снижение КПД узлов ГТД при уменьшении его габаритов приводит к уменьшению КПД всего агрегата

Поэтому, при модернизации модели, конструкторы уделяют особое внимание увеличению КПД отдельно взятых элементов, вплоть до 1%.. Для сравнения: при увеличении КПД компрессора с 85% до 86%, КПД турбины возрастает с 80% до 81%, а общий КПД двигателя увеличивается сразу на 1,7%

Это говорит о том, что при фиксированном расходе топлива, удельная мощность увеличится на ту же величину.

Для сравнения: при увеличении КПД компрессора с 85% до 86%, КПД турбины возрастает с 80% до 81%, а общий КПД двигателя увеличивается сразу на 1,7%. Это говорит о том, что при фиксированном расходе топлива, удельная мощность увеличится на ту же величину.

Устройство и принцип работы двигателя

Строение турбовального двигателя в общих чертах напоминает строение ТРД. Основными составляющими являются комрессор, турбина, камера сгорания и вал. В отличие от других газотурбинных двигателей ТВаД совсем не имеет реактивной тяги – вся свободная энергия расходуется на вращение вала, поэтому и сопла, как такового, у него нет, а есть только каналы (своеобразные выхлопные трубы), по которым отводятся отработанные газы. Еще одна особенность ТВаД – наличие не одной, а двух турбин, не связанных между собой механически. Одна турбина приводит в движение компрессор, а вторая – рабочий вал. Между собой они связаны газодинамически. Некоторые модели турбовинтовых двигателей также имеют схожую конструкцию, но не обязательно. В случае с ТВаД турбин всегда две.

Две основные схемы устройства ТВаД с описание расположенных механизмов. Картинки кликабельны.

Принцип работы турбовального двигателя тоже не сильно отличается от ТРД или ТВД. Компрессор, приводимый в движение турбиной, нагнетает воздух в камеру сгорания, где он перемешивается с впрыснутым через форсунки топливом. Топливный заряд воспламеняется и сгорает, в результате чего образуются газы с большим запасом энергии. Расширяясь, они вращают турбины, приводя в движение компрессор и вал, а отработанные газы выводятся наружу.

Компрессор турбовального двигателя имеет несколько ступеней и может быть центробежным, осевым или комбинированным. Комбинированные компрессоры сочетают в себе и центробежные, и осевые ступени.

Обязательным конструктивным элементом ТВаД, как, впрочем, и турбовинтового двигателя, является редуктор, установленный между турбиной и валом. Сама турбина вращается с угловой скоростью, достигающей 20 000 об/мин. Понятно, что винт, закрепленный на валу и создающий тягу, не сможет работать при такой скорости и выполнять свои функции, ведь тогда ему придется вращаться со сверхзвуковой скоростью. Редуктор, установленный перед валом, понижает обороты и увеличивает крутящий момент, так что скорость вращения лопастей винта вертолета значительно меньше скорости вращения турбины.

Если турбовинтовые двигатели, которые используются на самолетах, должны иметь компактные размеры, а вал турбины и вал винта у них устанавливаются параллельно в одном корпусе, то к габаритам турбовальных двигателей таких жестких требований нет. Рабочий вал у них может находиться впереди турбины или за ней, в одном корпусе с ней или отдельно. Это объясняется тем, что мотор спрятан в конструкции кабины, где его можно расположить в любом удобном положении. Различают цельные моторы и модульные, состоящие из отдельных модулей, связанных между собой механически. Часто в одном модуле расположены компрессор и турбины, а в другом – рабочий вал, связанный с валом турбины редуктором.

Легкий американский вертолет AH-6j Little Bird

Классификация авиационных двигателей

К авиационным двигателям относятся все типы тепловых машин, используемых как движители для летательных аппаратов авиационного типа, т. е. аппаратов, использующих аэродинамическое качество для перемещения, маневра и т. п. в пределах атмосферы (самолеты, вертолеты, крылатые ракеты классов «В-В», «В-3», «3-В», «3-3», авиакосмические системы и др.). Отсюда вытекает большое разнообразие применяемых двигателей — от поршневых до ракетных.

Авиационные двигатели (рис.1) делятся на три обширных класса:

поршневые (ПД);
воздушно-реактивные (ВРД включая ГТД);
ракетные (РД или РкД).

Более детальной классификации подлежат два последних класса, в особенности класс ВРД.

По принципу сжатия воздуха ВРД делятся на:

компрессорные, т. е. включающие компрессор для механического сжатия воздуха;
бескомпрессорные:
- прямоточные ВРД (СПВРД) со сжатием воздуха только от скоростного напора;
- пульсирующие ВРД (ПуВРД) с дополнительным сжатием воздуха в специальных газодинамических устройствах периодического действия.

Класс ракетных двигателей ЖРД также относится к компрессорному типу тепловых машин, так как в этих двигателях сжатие рабочего тела (топлива) осуществляется в жидком состоянии в турбонасосных агрегатах.

Ракетный двигатель твердого топлива (РДТТ) не имеет специального устройства для сжатия рабочего тела. Оно осуществляется при начале горения топлива в полузамкнутом пространстве камеры сгорания, где располагается заряд топлива.

По принципу действия существует такое деление: ПД и ПуВРД работают по циклу периодического действия, тогда как в ВРД, ГТД и РкД осуществляется цикл непрерывного действия. Это дает им преимущества по относительным показателям мощности, тяги, массе и др., что и определило, в частности, целесообразность их использования в авиации.

По принципу создания реактивной тяги ВРД делятся на:

двигатели прямой реакции;
двигатели непрямой реакции.

Двигатели первого типа создают тяговое усилие (тягу Р) непосредственно — это все ракетные двигатели (РкД), турбореактивные без форсажа и с форсажными камерами (ТРД и ТРДФ), турбореактивные двухконтурные (ТРДД и ТРДДФ), прямоточные сверхзвуковые и гиперзвуковые (СПВРД и ГПВРД), пульсирующие (ПуВРД) и многочисленные комбинированные двигатели.

Газотурбинные двигатели непрямой реакции (ГТД) передают вырабатываемую ими мощность специальному движителю (винту, винтовентилятору, несущему винту вертолета и т. п.), который и создает тяговое усилие, используя тот же воздушно-реактивный принцип (турбовинтовые, турбовинтовентиляторные, турбовальные двигатели — ТВД, ТВВД, ТВГТД). В этом смысле класс ВРД объединяет все двигатели, создающие тягу по воздушно-реактивному принципу.

На основе рассмотренных типов двигателей простых схем рассматривается ряд комбинированных двигателей, соединяющих особенности и преимущества двигателей различных типов, например, классы:

турбопрямоточных двигателей — ТРДП (ТРД или ТРДД + СПВРД);
ракетно-прямоточных — РПД (ЖРД или РДТТ + СПВРД или ГПВРД);
ракетно-турбинных — РТД (ТРД + ЖРД);

и многие другие комбинации двигателей более сложных схем.

Вопреки давлению Вашингтона

В беседе с журналистами Юрий Борисов не обошёл вниманием и ситуацию вокруг экспортных поставок зенитного ракетного комплекса (ЗРК) С-400 «Триумф» разработки концерна «Алмаз-Антей». Вице-премьер заявил, что Турция не поддалась на угрозы Соединённых Штатов и не отказалась от сделки

По его словам, контракт с Анкарой будет исполнен в 2019 году. Также, как добавил Борисов, концерн будет загружен заказами «на ближайшее десятилетие».

«Не только наши традиционные партнёры, но и, как вы знаете, страна — член НАТО, Турция, вопреки всем угрозам со стороны Соединённых Штатов, не отказывается от этого контракта. В срок, в 2019 году, Анкара получит всю технику в соответствии с нашими контрактными обязательствами», — сообщил Борисов.

Вице-премьер Юрий Борисов

Вице-премьер подчеркнул, что отечественные системы ПВО пользуются огромной популярностью во всём мире. Россия, как полагает Борисов, является признанным мировым лидером в этом сегменте вооружения. В 2015 году контракт на поставку С-400 подписал Китай, на финальной стадии находятся и переговоры с Индией о поставке российских ЗРК.

«Рынок сбыта С-400 и других средств ПВО чрезвычайно широк

Если говорить о «Триумфе», то его могут купить все государства, которые уделяют большое внимание воздушным угрозам и обладают соответствующими финансовыми ресурсами. Это в первую очередь Иран, Саудовская Аравия, из союзников США — Япония и Южная Корея», — пояснил RT военный эксперт Юрий Кнутов

Также по теме

Реактивный ответ: как Россия нашла замену украинским авиационным двигателям

Украинские двигатели Д-436 больше не будут поднимать в небо российские самолёты-амфибии Бе-200. Вместо них отечественные борты…

Специалист подчеркнул, что по боевым характеристикам «Триумф» превосходит новейший американский аналог Patriot Pac 3. Российский ЗРК является универсальной системой, способной сбивать практически весь спектр целей, включая малозаметные ракеты и самолёты-невидимки. Эффективность поражения С-400 составляет 90—95%.

Ещё одно достоинство «Триумфа», которое влияет на его экспортный потенциал, заключается в автономности, говорит Кнутов. Он пояснил, что Patriot работает только «в связке с американскими спутниками». По этой причине государство, которое приобретает заокеанский комплекс, обрекает себя на тотальную зависимость от США в сфере ПВО—ПРО.

«Сейчас единственным серьёзным препятствием на покупку С-400 зарубежными государствами является колоссальное давление со стороны Вашингтона. Конечно, это не новость: американцы всегда пытались помешать крупным сделкам с участием Москвы. Вряд ли С-400 купит Саудовская Аравия, но сломить волю Индии и ряда других государств Штатам точно не удастся», — считает Кнутов.