Реактивный двигатель. холодильные машины

Преимущества реактивного двигателя

Перед остальными видами такие:

Простота конструкции. Для создания простейшего реактивного двигателя достаточно камеры сгорания и сопла. В камере сгорания образуется рабочее тело с высокой тепловой энергией, которое проходя через сопло передает аппарату реактивную тягу.
Малое количество подвижных деталей. Для повышения эффективности работы воздушно-реактивного двигателя, созданы дополнительные механизмы. Они обеспечивают принудительное нагнетание воздуха в камеру сгорания. Их конструкция проста. Обычно это воздухозаборник с крутящимся винтом и лопастями. У ракетного таковые отсутствуют вообще.
Высокие удельный импульс и мощность. Удельный импульс характеризует насколько большое ускорение передается самолёту или ракете рабочим телом, что позволяет развить хорошую скорость полета. Сравнение мощностей различных типов двигателей наглядно демонстрирует преимущества реактивного: карбюраторный ДВС – 200 кВт; дизельный ДВС – 2200 кВТ.; атомный – 55 000 кВт; турбинный паровой — 300 000 кВт; реактивный – 30 000 000 кВт.
КПД достигает 47-60%. Этот показатель гораздо выше, чем у двигателей внутреннего сгорания (25-35%) или турбинного (27-30%). Это значит, что реактивный совершает больше полезной работы.
Управляемость с помощью тяги во время космических полетов. Меняя расход топлива, можно уменьшать или увеличивать скорость полета, делать манёвры и вовсе отключать двигатель, а затем снова его запускать. При этом ему не требуется взаимодействовать с другими телами.
Работает при низком давлении воздуха или вовсе без него в условиях безвоздушного пространства. Пока ещё не создан механизм, который зарекомендовал себя лучше в условиях космоса.

Двигатель внутреннего сгорания

Основным преимуществом
двигателей внутреннего сгорания и других тепловых двигателей (например,
реактивных двигателей) перед гидравлическими и электрическими является их
независимость от постоянных источников энергии (водных ресурсов, электростанций
и т.д.); в этом контексте оборудование, оснащенное двигателями внутреннего
сгорания, может свободно передвигаться и находиться в любом месте. Это привело
к широкому использованию двигателей внутреннего сгорания на транспортных
средствах (легковые автомобили, дорожно-строительная техника, самоходная военная
техника и т.д.). ).

Основные компоненты МКО.

Двигатели внутреннего
сгорания представляют собой сложную единицу, состоящую из ряда компонентов и
систем.

Наконечник двигателя
представляет собой группу неподвижных деталей, которые составляют основу всех других
механизмов и систем. Корпус включает в себя корпус блока, головку (головки)
цилиндров, крышки подшипников коленчатого вала, крышки корпуса переднего и
заднего блока, масляный поддон и ряд мелких деталей.

Механизм перемещения — группа
подвижных частей, которые принимают давление газа в цилиндрах и преобразуют это
давление в крутящий момент на коленчатом валу двигателя. Механизм движения
включает в себя поршневую группу (поршень, шатун, коленчатый вал и маховик),
распределительный вал (распределительный вал), приводимый в движение коленчатым
валом, и толкатели, штоки и качающиеся рычаги, открывающие клапаны. Клапаны
закрыты пружинами клапана.

Система смазки — система
узлов и каналов, снабжающих движущиеся поверхности смазочным материалом. Масло
в масляном поддоне перекачивается в фильтр грубой очистки, а затем через
главный масляный канал в блочном корпусе под давлением подается на подшипники
коленчатого вала, подшипники распределительного вала, шестерни и детали
газораспределительного механизма. Цилиндры, толкатели и другие детали
смазываются масляным туманом, образующимся при распылении масла из зазора
подшипников вращающихся деталей.

Двигательная установка
готовит горючую смесь из топлива и воздуха в соотношении, соответствующем
режиму работы, и в количестве, зависящем от мощности двигателя. Система состоит
из топливного бака, топливного всасывающего насоса, топливного фильтра, труб и
карбюратора, который является основным компонентом системы.

Система зажигания
используется для создания в камере сгорания искры, которая зажигает рабочую
смесь. Система зажигания состоит из источника питания — генератора и батареи —
и прерывателя, от которого зависит время зажигания. В то время, когда двигатели
внутреннего сгорания не имели электрического зажигания, использовались
калибраторы зажигания.

Стартерная система состоит из
электрического стартера, передач от стартера к маховику, блока питания
(аккумуляторной батареи) и элементов дистанционного управления.

Входная и выходная система
состоит из труб, воздушного фильтра на входе и шумоглушителя на выходе.

Что шьют из синтетики

Стоит отметить, что синтетические волокна в чистом виде редко используются для создания материалов. Чаще всего их добавляют к натуральным тканям для улучшения их характеристик. Например:

нетягучие ткани можно сделать более эластичными с помощью лайкры или эластана;
для создания искусственной кожи и меха используются поливинилхлоридные волокна;
высокий уровень теплоизоляции полиолефиновых волокон позволяет использовать их для создания спецодежды, туристического снаряжения и другой одежды;
для создания колготок и чулок используют поливинилспиртовые волокна;
из полиакрилонитрильных волокон создаются полотна с ворсом и искусственный мех;
для производства вещей технического назначения, трикотажных тканей и домашней одежды используют волокна полиэстера.

Из синтетических волокон производятся практически все группы одежды, обувь, домашний текстиль.

Исторические факты

Идею использования реактивной тяги, которая позволила бы преодолеть силу притяжения Земли, выдвинул в 1903 году феномен российской науки – Циолковский. Он опубликовал целое исследование на данную тему, но оно не было воспринято серьезно. Константин Эдуардович, пережив смену политического строя, потратил годы трудов, чтобы доказать всем свою правоту.

Сегодня очень много слухов о том, что первым в данном вопросе был революционер Кибальчич. Но завещание этого человека к моменту публикации трудов Циолковского было погребено вместе с Кибальчичем. Кроме того, это был не полноценный труд, а лишь эскизы и наброски – революционер не смог подвести надежную базу под теоретические выкладки в своих работах.

Классы реактивных двигателей:

Все реактивные двигатели подразделяют на 2 класса:

Воздушно-реактивные – тепловые двигатели, использующие энергию окисления воздуха, получаемого из атмосферы. В этих двигателях рабочее тело представлено смесью продуктов горения с остальными элементами отобранного воздуха.
Ракетные – двигатели, которые на борту содержат все необходимые компоненты и способны работать даже в безвоздушном пространстве.

Прямоточный воздушно-реактивный двигатель – самый простой в классе ВРД по конструкции. Требуемое для работы устройства повышение давления образуется путем торможения встречного воздушного потока.

Рабочий процесс ПВРД можно кратко описать следующим образом:

Во входное устройство двигателя поступает воздух со скоростью полета, кинетическая его энергия преобразуется во внутреннюю, давление и температура воздуха повышаются. На входе в камеру сгорания и по всей длине проточной части наблюдается максимальное давление.

Нагревание сжатого воздуха в камере сгорания происходит путем окисления подаваемого воздуха, при этом внутренняя энергия рабочего тела увеличивается.
Далее поток сужается в сопле, рабочее тело достигает звуковой скорости, а вновь при расширении – сверхзвуковой. За счет того, что рабочее тело движется со скоростью, превышающей скорость встречного потока, внутри создается реактивная тяга.

В конструктивном плане ПВРД является предельно простым устройством. В составе двигателя есть камера сгорания, внутрь которой горючее поступает из топливных форсунок, а воздух – из диффузора. Камера сгорания заканчивается входом в сопло, которое является суживающейся-расширяющимся.

Развитие технологии смесевого твердого топлива повлекло за собой использование этого горючего в ПВРД. В камере сгорания располагается топливная шашка с центральным продольным каналом. Проходя по каналу, рабочее тело постепенно окисляет поверхность топлива и нагревается само. Применение твердого горючего еще более упрощает состоящую конструкцию двигателя: топливная система становится ненужной.

Смесевое топливо по своему составу в ПВРД отличается от применяемого в РДТТ. Если в ракетном двигателе большую часть состава топлива занимает окислитель, то в ПВРД он используется в небольших пропорциях для активирования процесса горения.

Наполнитель смесевого топлива ПВРД преимущественно состоит из мелкодисперсного порошка бериллия, магния или алюминия. Их теплота окисления существенно превосходит теплоту сгорания углеводородного горючего. В качестве примера твердотопливного ПВРД можно привести маршевый двигатель крылатой противокорабельной ракеты «П-270 Москит».

Тяга ПВРД зависит от скорости полета и определяется исходя из влияния нескольких факторов:

Чем больше показатель скорости полета, тем большим будет расход воздуха, проходящего через тракт двигателя, соответственно, большее количество кислорода будет проникать в камеру сгорания, что увеличивает расход топлива, тепловую и механическую мощность мотора.
Чем больше расход воздуха сквозь тракт двигателя, тем выше будет создаваемая мотором тяга. Однако существует некий предел, расход воздуха сквозь тракт мотора не может увеличиваться неограниченно.
При возрастании скорости полета увеличивается уровень давления в камере сгорания. Вследствие этого увеличивается термический КПД двигателя.
Чем больше разница между скоростью полета аппарата и скоростью прохождения реактивной струи, тем больше тяга двигателя.

Зависимость тяги прямоточного воздушно-реактивного двигателя от скорости полета можно представить следующим образом: до того момента, пока скорость полета намного ниже скорости прохождения реактивной струи, тяга будет увеличиваться вместе с ростом скорости полета. Когда скорость полета приближается к скорости реактивной струи, тяга начинает падать, миновав определенный максимум, при котором наблюдается оптимальная скорость полета.

В зависимости от скорости полета выделяют такие категории ПВРД:

дозвуковые;
сверхзвуковые;
гиперзвуковые.

Каждая из групп имеет свои отличительные особенности конструкции.

Растительный мир

Представителями фауны также используются законы реактивного движения. Большую часть растений, обладающих такими свойствами составляют однолетники и малолетники: колючеплодник, чесночница черешчатая, сердечник недотрога, пикульник двунадрезный, мёрингия трёхжилковая.

Колючеплодник, иначе бешеный огурец, относят к семейству тыквенных. Это растение достигает больших размеров, имеет толстый корень с шершавым стеблем и крупными листьями. Произрастает на территории Средней Азии, Средиземноморья, на Кавказе, довольно распространен на юге России и Украины. Внутри плода в период созревания семян преобразуется в слизь, которая под действием температур начинает бродить и выделять газ. Ближе к созреванию давление внутри плода может достигнуть 8 атмосфер. Тогда при легком прикосновении плод отрывается от основания и семена с жидкостью со скоростью 10 м/с вылетают из плода. Благодаря способности стрелять на 12 м. в длину, растение назвали «дамский пистолет».

Сердечник недотрога — однолетний широко распространённый вид. Встречается, как правило, в тенистых лесах, по берегам вдоль рек. Попав в северо-восточную часть Северной Америки и в Южную Африку, благополучно прижился. Сердечник-недотрога размножается семенами. Семена у сердечника-недотроги мелкие, массой не более 5 мг, которые отбрасываются на расстояние в 90 см. Благодаря такому способу распространения семян, растение и получило свое название.

Явление отдачи

Но научные поиски и разработки на этом не прекращались. Как всегда, на помощь пришла природа, которая, в большинстве случаев и наталкивает изобретателей на удивительные открытия.

Наблюдения за морскими жителями, такими как осьминоги, кальмары и каракатицы, привели к неожиданным результатам. Манера движения этих морских обитателей, была схожа с кратковременным толчком. Будто тело отталкивается отчего – то и продвигается вперед.

Эти наблюдения были чем-то схожи с замечаниями Гюегенса про выстрел и пушку, которые мы упоминали выше.

Таким образом, в физики появилось понятие «явление отдачи». В ходе дальнейших научных исследований было выяснено, что именно благодаря явлению отдачи происходит все движение на планете Земля: автомобиль отталкивается от земли, корабль – от воды и т.д.

Движение тел происходит благодаря передаче импульса от одного объекта другому. Для объяснения явления приведем простейший пример: вы решили толкнуть своего товарища в плечо, приложили определенную силу, в результате которой, он сдвинулся с места, но и вы испытали силу, отталкивающую вас в противоположную сторону.

Конечно, расстояние, на которое сдвинетесь вы и ваш друг, будет зависеть от ряда факторов: сколько вы весите, как сильно вы его толкнули.

Здравствуйте!

Я думаю, что пришла пора прояснить принцип действия всем нам известного «сердца», того самого, о котором я писал в предыдущей статье.

Паровая турбина элетростанции. Типичное устройство расширения.

Основным двигателем реактивной авиации мира является турбореактивный двигатель (ТРД) и именно его принцип работы мы сейчас без труда и лишних ненужных заморочек проясним.

Все мы прилежно учились в школе :-), и знаем, что в физике существует понятие «тепловая машина» (или «тепловой двигатель»). Человек долго подбирался к ее созданию.

Первые образцы приписывают даже Архимеду и потом Леонардо да Винчи. Но по настоящему она вошла в жизнь человека только в конце 60-х годов 18-го века, когда Д. Уатт построил свою паровую машину. Прогресс не остановить и современную жизнь уже невозможно представить без тепловых машин. Это не только тепловые электростанции и электроцентрали (в том числе, кстати и атомные станции), но и миллионы автомобилей различного назначения и, конечно же, мною очень любимые авиационные двигатели.

Теорию работы тепловой машины описывает раздел физики термодинамика. Не углубляясь в ее законы (принцип этого сайта Вам известен, если Вы читали страницу «Сайт об авиации» ), скажу, что тепловой двигатель – это машина для преобразования энергии в механическую работу. Работа — ее так сказать полезная «продукция». Этой энергией обладает используемое внутри машины так называемое рабочее тело, в качестве которого обычно выступает газ (или пар в паровой машине). Получает энергию рабочее тело при сжатии в машине, а полезную механическую работу мы потом будем иметь при последующем его расширении.

Но! Надо понимать, что в работоспособном тепловом двигателе работа, затрачиваемая на сжатие газа должна быть всегда меньше работы, которую газ может совершить при расширении. Иначе никакой полезной «продукции» не будет. То есть вариант «на сколько сжали, на столько же и расширили» (все равно как в автомобильном амортизаторе) нам не подходит. Поэтому для сохранения нужной нам работоспособности газ перед расширением или во время него нужно еще и нагревать, а перед сжатием неплохо бы охладить. В итоге за счет предварительного нагрева энергия расширения значительно повысится и сразу появится ее излишек, который можно использовать для получения необходимой нам механической работы. Вот собственно и весь принцип. На его основе и работает турбореактивный двигатель.

Таким образом любой тепловой двигатель должен иметь устройство для сжатия, нагреватель, устройство для расширения и неплохо бы холодильник. Все это есть у ТРД, соответственно: компрессор, камера сгорания, турбина, а в роли холодильника выступает атмосфера. Рабочее тело – воздух, который попадает в компрессор, там сжимается, далее идет в камеру сгорания, там нагревается, смешивается с продуктами сгорания ( керосина) и потом следует на турбину, вращая ее (а она, в свою очередь компрессор) и расширяясь, тем самым теряет часть энергии. И уже далее расходуется «полезная» энергия. Она превращается в кинетическую, когда газ сильно разгоняется в устройстве под названием реактивное сопло (которое обычно бывает сужающимся) и двигатель получает силу тяги за счет реакции струи. Все :-)… ТРД работает. Неплохо этот процесс показан в коротком ролике. Он без комментариев, но они здесь и не нужны :-). Скажу только, что показанное переднее колесо – это компрессор, далее кольцом вокруг вала – камера сгорания и за ней колесо турбины. Все схематично, но достаточно просто, чтобы понять как работает турбореактивный двигатель…

Более подробно об устройстве ТРД и его разновидностей мы поговорим в следующих статьях.
До встречи…

Р.S. Ролик рекомендую смотреть в большом формате.

Фотография кликабельна.

Как работает реактивный двигатель?

Тяга — это главный результат работы реактивного двигателя. Чтобы получить тягу, необходимо выпустить воздух из сопла (в основном, из сходящейся части). Чтобы воздух выходил из сопла автоматически, необходимо поддерживать высокое давление на входе в сопло в два этапа. На самом первом этапе компрессор сжимает поступающий воздух, повышая его температуру и давление. Но оно не слишком высокое, что необходимо для создания большой тяги. Для этого существует вторая ступень горения, которая сжигает небольшое количество топлива для сжигания воздуха и увеличивает температуру и объем топлива, оба из которых участвуют в конечном давлении, тем самым поддерживая воздух на входе в сопло. Теперь позвольте мне провести вас шаг за шагом по реактивному двигателю.

Первая ступень — это вход, где атмосфера поступает в двигатель, замедляя скорость и увеличивая давление. Вторая ступень — это компрессор с движущимися лопастями, которые увеличивают давление проходящего через него воздуха. Компрессор имеет решающее значение для работы камеры сгорания. Почему? Как компрессор увеличивает давление воздуха, проходя через движущиеся лопасти? Об этом мы расскажем в другой раз. В настоящее время сжатый воздух поступает в камеру сгорания, где он смешивается с топливом и сгорает при очень высокой температуре. Эти высокие температуры и давление действительно необходимы, но их необходимо снизить, прежде чем использовать на форсунке.

Кроме того, как я уже упоминал, в компрессоре используются движущиеся лопасти, поэтому необходимо затрачивать энергию. Эти два требования могут быть выполнены одновременно в одном устройстве, называемом турбиной. Ее назначение состоит главным образом в том, чтобы использовать газ высокого давления и температуры из камеры сгорания для вращения нескольких лопаток, установленных на том же валу, что и компрессор. По этой причине компрессор работает так же, как и турбина. Наконец, после вращения этих тяжелых лопастей воздух приобретает идеальные параметры и может всасываться в сопло. Воздух разгоняется у сопла и толкает двигатель в обратном направлении.

В настоящее время в некоторых двигателях полностью удалены компоненты компрессора и турбины. Такие двигатели как scramjet, ramjet и т.д. Эти типы двигателей генерируют огромную тягу, поскольку очевидно, что турбины не используют энергию воздуха до его погружения в сопло. Почему их часто не используют? Потому что они не работают самостоятельно. Таким образом, они могут работать только на высоких скоростях, чтобы сделать самолет сверхзвуковым.

Дальнейший сюжет

Заседатель Шабашкин пользуется обманными маневрами, чтобы добиться через суд решения о возврате Кистенёвки истинному хозяину. Кирилла Петрович приходит к выводу, что это уже слишком, а потому делает всё возможное, чтобы помириться со своим лучшим товарищем. Но это влечёт за собой еще более ужасные последствия, так как Дубровский уходит из жизни.

Владимир, его сын, оставшись без поместья, принимает решение стать разбойником. Он одержим желанием отомстить Троекурову. Ему представляется случай появиться в семье врага под именем Дефоржа. Он утверждает, что является преподавателем французского языка.

Но впоследствии мужчина встречает Машу, дочь Троекурова, что заставляет его отказаться от собственной идеи. Владимир признается в любви Марье Кирилловне и рассказывает, что он приходится сыном Дубровскому. Он обещает ей во всём помогать, если Маша столкнется с какими-либо проблемами. Но неожиданно к ней сватается богач Верейский.

Девушка отдает предпочтение разбойнику и просит его освободить её. Однако тот не успевает прийти на помощь.