1. Общие сведения о двигателях.
Боевой летательный аппарат- это сложный авиационный комплекс, важнейшей частью которого является двигатель. Его параметры во многом определяют возможности достижения больших скоростей, высот и дальности полета летательных аппаратов. Поэтому все крупные достижения в области авиации были связаны с успехами в авиадвига-телестроении.
В современной авиации применяется много типов авиационных двигателей. Это объясняется разнообразием ЛА и тем, что каждый тип ЛА предъявляет к двигателю свои специфические требования.
Классификация воздушно-реактивных двигателей (ВРД) схематически представлена на кодослайде 1.
Воздушно-реактивные двигатели, как видно, подразделяются на бескомпрессорные
ВРД и газотурбинные ВРД, называемые также ГТД.
В настоящее время основным типом двигателей, используемых в авиации, являются газотурбинные двигатели.
Первая схема ГТД была разработана в 1909 году русским инженером Н. Герасимовым,
но эта схема лишь отдаленно напоминала существующие нынче двигатели. Схема ГТД, близкая-к современной, была предложена советским ученым В.И. Базаровым в 1924 году, а ее теоретическое обоснование разработано создателем современной теории воздушно-реактивных двигателей академиком Б.С.Стечкиным в 1929 году.
ГТД начали применяться в авиации в конце Великой Отечественной войны. За сравнительно короткий период поршневые двигатели были совершенно вытеснены из скоростной авиации и заменены газотурбинными, которые во многих отношениях оказались более совершенными. В ГТД можно было получить весьма большую тягу при меньшей массе, а поперечные габаритные размеры, отнесенные к тяге, оказались во много раз меньшими, чем у поршневых двигателей. Установка ГТД на самолете позволила резко повысить скорость полета: уже первые самолеты с ГТД достигали скорости около 950 км/ч, в то время как максимальная скорость самолетов со специальными гоночными форсированными поршневыми двигателями достигала только 760 км/ч.
ГТД по принципу создания силы тяги можно разделить на две основные группы:
ГТД прямой и ГТД непрямой реакции.
Нефорсированными ГТД прямой реакции на схеме являются турбореактивные (ТРД), двухконтурные с раздельными контурами (ТРДД) и двухконтурные со смешением потоков (ТРДД см) двигатели. Те же двигатели с форсажной камерой сгорания обозначены на схеме ТРДФ, ТРДДФ, ТРДДФ см.
К числу ГТД непрямой реакции относятся турбовинтовые (ТВД), турбовальные (ТваД) и турбовинтовентиляторные (ТВВД) двигатели.
Бескомпрессорные ВРД подразделяются на дозвуковые прямоточные ВРД (ПВРД), сверхзвуковые прямоточные ВРД (СПВРД) и гиперзвуковые прямоточные ВРД (ГПВРД).
На кодослайде 2 показаны области применения ВРД основных типов. Как видно, от диапазона изменения Мн и Н зависит применяемый тип двигателя. Турбовальные двигатели обеспечивают диапазон малых значений Мн и Н, характерных для вертолетов. При более высоких дозвуковых скоростях полета (до Мн≈0,7) становится выгодным переход к ТВД, а при еше больших Мн (до Мн≈0.8) - к ТВВД. Наиболее высокие дозвуковые скорости полета (до Мн≈0,85...0,9) обеспечиваются ТРДД. При сверхзвуковых скоростях и больших высотах полета находят применение высокотемпературные нефорсированные ТРД, а также ТРДДФ см и ТРДФ. Они обеспечивают скорости полета до Мн≈3,0.
При еще более высоких Мн и Н становится выгодным применение прямоточных двигателей (ПВРД, СПВРД, ГПВРД).