Légcsavaros gázturbina

A turbólégcsavaros motor  olyan gázturbinás motor , amelyben a forró gázok energiájának nagy része a propeller sebességcsökkentő sebességváltón való áthajtására szolgál, és az energiának csak egy kis része a kipufogógáz tolóereje . A reduktor megléte annak köszönhető, hogy a lapátok végei körüli áramlási sebességet szubszonikusra kell csökkenteni.

A turbóprop motoroknak két fő fajtája van: ikertengelyes vagy szabadturbinás (jelenleg a legelterjedtebb) és egytengelyes. Az első esetben nincs mechanikus kapcsolat a gázturbina (ezekben a motorokban gázgenerátor) és a sebességváltó között, a hajtás gázdinamikus módon történik. A propeller nincs közös tengelyen a turbinával és a kompresszorral. Egy ilyen motorban két turbina van: az egyik a kompresszort hajtja, a másik (egy reduktoron keresztül) a csavart hajtja. Ennek a kialakításnak számos előnye van, többek között a repülőgép hajtóműve a földön történő működtetése anélkül, hogy a légcsavarra kerülne (ebben az esetben a légcsavarfék használatos, a működő gázturbinás egység pedig elektromos árammal látja el a repülőgépet, ill. nagynyomású levegő fedélzeti rendszerekhez). A második esetben (ahogy a név is sugallja) a kompresszorral és a propellerrel ellátott turbina ugyanazon a tengelyen található.

Alkalmazás

A légsebesség növekedésével a propeller hatékonyságának csökkenése miatt a turbólégcsavaros hajtóművek többnyire a viszonylag kis sebességű repülőgépeken, például a helyi légitársaságokon és a szállító repülőgépeken használatosak . A kivétel a Tu-95 stratégiai bombázó és az arra épülő repülőgépek ( Tu-114 , Tu-126 , Tu-142 ), körülbelül 800 km/h sebességgel repülnek. Gazdasági okokból korlátozottan használhatók harci repülőgépekhez, például az argentin FMA IA 58 Pucará támadógép erőművében (1974-es minta), amelyet partizánellenes hadműveletekre terveztek, 2 francia Turboméca Aztazou XVIG turbósugárhajtóművet használtak. [1] .

Tekintettel arra, hogy a turbólégcsavaros motor csak szubszonikus sebességgel működik , és a turbósugárhajtóműveket a legjobban használni nagyon magas repülési sebesség eléréséhez, akkor arra a következtetésre juthatunk, hogy egy bizonyos fordulatszám-tartományban e két motor kombinációja az optimális megoldás ( turbóventilátor motor ) .

Mivel a ventilátorlapátoknak és a légcsavarlapátoknak is szubszonikus sebességgel kell működniük ahhoz, hogy hatékonyan működjenek, a légcsatornás ventilátor (amely csökkenti a szabad áramlási sebességet) nagyobb sebességnél hatékonyabb.

Gazdasági megvalósíthatóság

Mivel a turbólégcsavaros hajtóművek alacsony repülési sebesség mellett sokkal gazdaságosabbak, mint a turbóhajtóművesek , a turbólégcsavaros repülőgépek előnyt élveznek a sugárhajtású repülőgépekkel szemben, elsősorban az alacsony üzemanyag-fogyasztás miatt . Ezért a magas olajárak időszakában a turbólégcsavaros bélések értékesítési volumene növekszik. Így 2011-ben, amikor az olaj hordónkénti ára 100 dollár körül mozgott, az Ascend Flightglobal Consultancy tanácsadó ügynökség számításai szerint a fuvarozóknak meg kell gondolniuk a turbólégcsavaros repülőgépekre való átállást, mivel a repülőjegyek magas ára a sugárhajtású repülőgép üzemeltetéséhez kapcsolódik. bélések elriasztják a potenciális utasokat.

Ugyanakkor nyilvánvaló a turbólégcsavaros repülőgépek előnye a sugárhajtású repülőgépekkel szemben a regionális közlekedésben. A Bombardier vezetése szerint a Q400 -as bélések (valamint a megfelelő orosz Il-114-300 ) egy 70 üléses sugárhajtású repülőgéphez képest 30%-kal hatékonyabbak [2] az üzemanyag-takarékosság és az üzemeltetési költségek tekintetében. . Ennek megfelelően a turbólégcsavaros repülőgépek ideálisan helyettesítik az 50 üléses sugárhajtású repülőgépeket. Ebben az esetben a légitársaságok a költségek szinten tartása mellett növelhetik repülőgépeik kapacitását.

Történelem

A turbópropeller (TVD) sémáját, amelyben a légcsavart gázturbina hajtotta, először M. N. Nikolsky orosz mérnök és repülős hadnagy dolgozta ki 1913-ban [3]. Ennek egy modellje. motort gyártottak és teszteltek. Az Ilya Muromets repülőgéphez szánták . [4] A Nikolsky motor 120 kW (160 LE) teljesítményt fejlesztett ki, és három fokozatú gázturbinája volt . [5]

1923-ban V. I. Bazarov egy sémát javasolt gázturbinás hajtóművéhez (GTE), amely közel áll a modern turboprop motorok sémáihoz; 1930-ban V. V. Uvarov N. R. Briling közreműködésével centrifugális kompresszorral ellátott gázturbinás motort tervezett és 1936-ban megépített. [5] Az Egyesült Királyság hazai mérnökeitől függetlenül a tudós és mérnök Alan Arnold Griffith 1926-ban saját projektet javasolt egy ilyen motorra.

Az első gyakorlati értelemben vett operatív színházat Jendrassik György magyar mérnök hozta létre . Több éves színházi munka után (és 1929-ben szabadalmat szerzett a tervezésére), megépített egy 100 LE teljesítményű motor prototípusát. Val vel.; a világ első teljes körű turbólégcsavaros motorja, a Jendrassik Cs-1 , mintegy 400 LE teljesítménnyel. Val vel. 1939 és 1942 között a budapesti Ganz Művekben gyártották és tesztelték . A motor nem került gyártásba.

Ugyanakkor a Szovjetunióban 1934-ben létrehozták az első hazai magas hőmérsékletű GTU-1 gázturbinás egységet, amely hosszú távú teszteken ment keresztül, amely a jövőbeli turbóprop motorok prototípusává vált. Az üzem egyfokozatú centrifugális kompresszorból, gyűrű alakú égéskamrából és egyfokozatú gázturbinából állt. 1938–1939-ben V. V. professzor irányításával. Az Uvarov a TB-3 repülőgéphez először építettek kísérleti GTU-3 gázturbinás egységeket 1150 LE teljesítménnyel. -val, egy turbóprop motor séma szerint készült. Irányítása alatt 1943 óta a CIAM kifejlesztette az E-3080 kísérleti színház repülési modelljét, amely 625 LE tengelyteljesítményt fejlesztett ki. Val vel. és további 160 kgf tolóerőt hoz létre. [6] [7]

Az első német turbólégcsavaros motort a 30-as évek közepén fejlesztette ki (a Berlini Műszaki Egyetem professzoraként) a Junkers Flugzeugwerke repülőgép-vitorlázó részlegének leendő vezetője , Herbert Wagner . Remélte, hogy a legjobb teljesítményjellemzőket tudja biztosítani a harci repülőgépeknek.

A hadműveleti színtéren végzett munka a háború utáni években felgyorsult. A Gloster Meteor (később Trent-Meteor elnevezést kapott ) sugárhajtású vadászgép 18. mintájára a szokásos turbóhajtóművek helyett Rolls-Royce RB.50 "Trent" turbólégcsavaros hajtóműveket szereltek be, és ez lett a világ első turbólégcsavaros repülőgépe (it 1945. szeptember 20-án szállt fel ). Ezt a gépet nem sorozatban gyártották, prototípus maradt.

A Rolls-Royce a Trent motorok alapján fejlesztette ki a Dartot. Ezt a motort a világ első soros turbólégcsavaros repülőgépére, a Vickers Viscount -ra telepítették (első repülés 1948-ban). A Rolls-Royce Dart színház tervezése nagyon sikeresnek bizonyult: a módosításokat és fejlesztéseket figyelembe véve körülbelül 40 évig gyártották (1987-ig), és számos repülőgépmodellre telepítették.

A valaha épített legerősebb színház az NK-12 motor volt, amelyet a Szovjetunióban építettek .

Az egyik legnépszerűbb és legszélesebb körben használt TVD jelenleg a Pratt & Whitney Canada PT6 TVD család . A sorozatgyártást 1963-ban kezdték meg, és a mai napig (2012) tart. A motort számos módosításban gyártják (különböző teljesítményű, repülőgépekhez és helikopterekhez), és több mint 100 típusú repülőgépre telepítik a különböző gyártóktól.

Lásd még

• turbóventilátoros motor
• Gázturbinás hajtómű

Jegyzetek

1. ↑ FMA IA.58A Pucara . www.airwar.ru _ Letöltve: 2022. február 8. Az eredetiből archiválva : 2012. október 14. (határozatlan)
2. ↑ IL-114-300 - turbólégcsavaros regionális repülőgépek | Oroszország repülése . aviation21.ru Letöltve: 2018. november 25. Az eredetiből archiválva : 2018. november 25. (Orosz)
3. ↑ A. A. Gulya, D. S. Mihajlov, Yu. K. Nerzhavin, S. A. Somov, V. V. Filippov. A pilótának egy turbólégcsavaros repülőgépről / Szerk. szerk. V. V. Filippova. - Moszkva: Munka Vörös Zászló Rendje A Szovjetunió Védelmi Minisztériumának katonai kiadója, 1971. - S. 3. - 330 p.
4. ↑ V. M. Kornyejev. A gázturbinás motorok tervezési jellemzői. - 2018. - ISBN 978-5-4485-9499-1 .
5. ↑ 1 2 Oroszország találmányai // Gázturbinás motor . rus-eng.org. Hozzáférés dátuma: 2019. február 16. Az eredetiből archiválva : 2019. február 17. (határozatlan)
6. ↑ 8. Turboprop hajtóműves repülőgépek. A második világháború sugárhajtású repülőgépei.
7. ↑ A gázturbinás motorok fejlődésének története . diákpédia. Letöltve: 2019. február 16. (határozatlan)

Linkek

• Crazy Aviation - Tubeprop Meteor

Irodalom

• Elliot, Simon . Power Progress : World Turbine Engine Directory  . // Flight International . - 1993. október 13-19. 144 - nem. 4391 - P. 29-40 - ISSN 0015-3710. (Kézikönyv műszaki adatokkal és összehasonlító jellemzőkkel [1] [2] a világ vezető külföldi motorgyártói-vállalatainak 32 turbólégcsavaros motorjáról (turboprops))

Szótárak és enciklopédiák	Nagy dán Nagy katalán Nagy orosz Britannica (online) Treccani