Конструкция и эксплуатация газотурбинных авиационных двигателей
Обычные реактивные двигатели с газовой турбиной, такие как турбовант, существуют уже много лет. Они электричество почти все коммерческие самолеты и чрезвычайно надежны. Каждый раз, когда вы садитесь на коммерческий самолет, эта технология обеспечивает безопасную и эффективную способность доставить вас в пункт назначения.
Двигатель газовой турбины сильно варьируется в дизайне от двигателя в вашем автомобиле. Воздух попадает в переднюю часть двигателя через сечение вентилятора, которая работает на валу N1 или низкого давления. В больших переходных двигателях, которые являются наиболее эффективными, в 4 раза больше воздуха, который продолжается в центре двигателя, или более, направляется вокруг тяги, генерирующего двигатель. Затем воздух, попадающий в центр двигателя, достигает секции компрессора. Здесь воздух сжимается поэтапно, поскольку он продолжается назад. Поскольку воздух не любит течь из областей низкого давления к высокого давления, турбинные двигатели зависят от каскадного эффекта. Компрессор, работающий на валу N2 или вала высокого давления, содержит стадии лопастей ротора. Эти лопасти ротора представляют собой маленькие аэродинамические профили титана, излучающиеся в валу. Так же, как крыло самолета, движущееся через воздух, эти лопасти расположены для того, чтобы сделать область низкого давления на верхнем и более высоком давлении внизу.
Учитывая, что эти лезвия подчеркнуты вперед, область низкого давления направлена вперед в двигателе, а сзади высокого давления назад. В промежутке каждой пары вращающихся лопастей ротора есть кольцо стационарных лопастей, называемых лопастями статора. Это идентичные лезвия в форме аэродинамического профиля титана, расположенные напротив лопастей ротора. Поскольку площадь высокого давления за лопатками ротора проходит по площади низкого давления перед лезвиями статора, воздух течет от высокого давления до низкого давления. Это можно продолжать через сечцию компрессора, пока деформация не увеличится значительно больше, чем внешнее давление.
Когда воздух выходит из компрессора турбинного двигателя, он входит в область сгорания. Как следствие повышенного давления, воздух находится при более высокой температуре. Топливо впрыскивается в этот нагретый воздух, и для зажигания смесь добавляется искра. Во время сжигания воздух быстро нагревается и расширяется. Это увеличивает давление в камере сгорания заставляет воздух назад во время турбины компрессора высокого давления. Здесь энергия в расширяющемся воздухе используется для поворота турбины, которая передает энергию через вал N2 для питания компрессора в передней части двигателя. После прохождения через компрессор воздух продолжается в силовой турбине. Именно здесь большая часть энергии в воздухе переносится по всему валу N1 в вентилятор, производящий большинство тяжких двигателей. Оставшийся воздух выходит из задней части двигателя и обеспечивает двигатель около двадцати процентов от общего объема.
Двигатель газовой турбины в основном использует то же самое впуск, сжатие, питание и выхлопные циклы, что и ваш автомобильный четырехтактный двигатель. Турбинные двигатели просто варьируются в рамках четырехтактного двигателя. Простота двигателя позволила ему оставаться важным двигателем коммерческой авиации.