Принцип работы гтд

Что такое газотурбинные двигатели, почему они не прижились в обычных машинах и как их будут использовать в гибридах

На проходящем в Женеве автосалоне сразу два автопроизводителя представили концептуальные машины с гибридными силовыми установками, в которых батареи заряжаются миниатюрными газотурбинными двигателями. Обе машины, к слову, китайские. Это седан Hybrid Kinetic H600 с элегантным дизайном от Pininfarina и суперкар Techrules Ren с футуристичной внешностью работы Джорджетто Джуджаро.

Не надо думать, что в данном техническом направлении трудятся лишь китайцы. Несколько лет назад никто иной как Jaguar показал гибридный концепт C-X75 с теми же микротурбинами. Так что же это за технология?

Газотурбинные двигатели впервые нашли серийное применение в конце Второй мировой войны, но... в авиации, на немецких истребителях Messerschmitt. В последующие 20 лет они фактически полностью вытеснили поршневые ДВС в военной и гражданской авиации, в прямом смысле спустив их с небес на землю. Моторы отечественных Ту и Superjet, европейских Airbus и американских Boeing — все это газотурбинные двигатели.

Их принцип действия прост. В камере сгорания воспламеняется топливо, газы под давлением подаются на лопасти турбины, турбина вращается. На одном валу с турбиной расположены лопасти компрессора, который, будучи приводим в движение от турбины, нагнетает воздух в камеру сгорания.

Газотурбинный двигатель

В авиации на том же валу спереди может располагаться винт (как, например, на самолетах Ан-24), а может более мощный компрессор, который прогоняет воздух через весь двигатель, создавая воздушную струю и тягу для самолета. При этом к валу газотурбинного двигателя можно прицепить не только винт или тяговый компрессор, но и что-то другое. Например, электрогенератор или коробку передач, а через нее соединить такой мотор с колесами автомобиля.

Как видите, все выглядит гораздо проще, чем в поршневом ДВС. Так и есть — проще. Меньше деталей, меньше трущихся частей — это одно из преимуществ газотурбинных двигателей. Второе неоспоримое преимущество — это высокая удельная мощность. Иными словами при равной отдаче газотурбинные моторы в несколько раз легче и компактнее поршневых. Именно этот факт определил их доминирование в авиастроении.

Есть, однако, и существенные недостатки. Именно с ними столкнулись автомобильные конструкторы при попытке установить такой мотор под капот автомобиля. Попыток было много: в США, в Европе и даже в СССР — наши инженеры, в частности, экспериментировали с автобусами.

Выяснилось, что такой мотор потребляет очень много топлива в переходных режимах: на холостом ходу и при наборе скорости. Конструкцию попытались усложнить, применив не один вал, а два: на первом располагался компрессор и малая турбина, которой хватало для вращения компрессора и обеспечения холостого хода. А на втором — основная турбина и отбор мощности на автоматическую коробку передач. На холостом ходу газы на вторую турбину не подавались. А при старте с места открывались заслонки, поток газа направлялся на лопасти тяговой турбины и машина ехала. Такая конструкция, к слову, позволила отказаться от механизма сцепления или гидротрансформатора — поскольку два вала не имели механической связи друг с другом автомобиль не мог заглохнуть.

Techrules Ren

Тем ни менее, расход топлива все равно был выше, чем у поршневых двигателей во всех режимах кроме равномерного движения по трассе. Всплыли и другие недостатки, но о них — позже.

Так или иначе, где-то с 70-х годов XX века от идеи отказались. До тех пор, пока не началась нынешняя гибридно-электрическая революция.

Дело было в далеком 2011 году. Компания Opel тогда пригласила журналистов из России в Нидерланды на тест-драйв подзаряжаемого гибрида Ampera (он же Chevrolet Volt), который в General Motors почему-то называли электрокаром.

После поездки у журналистов, в том числе у меня, накопилось много вопросов относительно устройства машины. Отвечать на них пришлось тогдашнему главе электрического подразделения Opel Кристиану Кунстману. Меня интересовало в частности, почему конструкторы выбрали в качестве ДВС для гибрида наиболее архаичный и неэффективный бензиновый атмосферный мотор объемом 1,4 литра.

Jaguar C-X75

Поскольку концепт Jaguar C-X75 тогда уже представили, я спросил у доктора Кунстмана, что он думает насчет того, чтобы установить под капот Opel Ampera микротурбину вместо поршневого ДВС. Ответ меня удивил.

«Это был бы лучший вариант», — признался инженер. «Однако главная проблема заключается в том, что у нас нет таких двигателей. Для их производства пришлось бы полностью перестроить все заводы. Это огромные инвестиции. Но если бы нам пришлось строить моторный завод с нуля, то мы бы крепко задумались над тем, какие двигатели для гибридов там выпускать — поршневые или газотурбинные».

Действительно, если микротурбина не связана ни с колесами, ни с коробкой передач, а лишь вращает генератор, работая в режиме постоянной тяги — значит все проблемы с высоким расходом топлива в переходных режимах отпадают сами собой? Все так. Вот почему китайцы, у которых в отличие от Opel нет заводов поршневых двигателей, и строить предстоит с нуля, сейчас уцепились за эту идею. Увы, расход топлива — не единственный недостаток.

Первый нерешенный минус газотурбинного двигателя — очень высокая температура газов, попадающих на лопасти турбины. В авиации с этим борются за счет использования дорогих термостойких сплавов, но в массовом автомобилестроении это не применимо из-за высокой стоимости.

Hybrid Kinetic H600

Решить проблему еще в 50-е годы пытались за счет теплообменников, которые нагревают входящий воздух и охлаждают газы, выходящие из камеры сгорания. Это повышает КПД и бережет турбину, но заметно усложняет конструкцию двигателя. И китайцам надо иметь это в виду.

Есть и другие сложности. В частности, газотурбинным моторам надо значительно больше воздуха, чем поршневым двигателям. Причем воздуха чистого. У самолетов нет с этим проблем. А у машин — есть. Необходимые воздушные фильтры достигают такого размера, что преимущество микротурбин компактности полностью сводится на нет.

Вы, возможно, в курсе, что газотурбинные моторы пробовали применять на серийных танках: советском Т80 и американском «Абрамсе». Военных привлекло сочетание мощности и компактности мотора. Увы, простые танкисты жаловались на необходимость постоянно чистить огромные воздушные фильтры. И на колоссальный расход топлива — тоже.

Наконец, последний недостаток — токсичность. Опять же, это следствие повышенного расхода топлива в промежуточных режимах. Создатели концептов Techrules и особенно Hybrid Kinetic H600 уверяют, что их микротурбины экологичнее поршневых ДВС. Но точных данных пока не приводят.

В любом случае, все показанные гибридные автомобили, использующие подобную технологию — пока лишь концепты и их серийное будущее покрыто туманом. Но согласитесь, звучит заманчиво!

Авиационные газотурбинные двигатели / Хабр

Всем привет! В этой статье я хочу рассказать о том, как работают авиационные газотурбинные двигатели (ГТД). Я постараюсь сделать это наиболее простым и понятным языком.

Авиационные ГТД можно можно разделить на:

• турбореактивные двигатели (ТРД)
• двухконтурные турбореактивные двигатели (ТРДД)
• Турбовинтовые двигатели (ТВД)
• Турбовальные двигатели (ТВаД)

Притом, ТРД и ТРДД могут содержать в себе форсажную камеру, в таком случае они будут ТРДФ и ТРДДФ соответственно. В этой статье мы их рассматривать не будем.

Начнём с турбореактивных двигателей.

Турбореактивные двигатели

Такой тип двигателей был создан в первой половине 20-го века и начал находить себе массовое применение к концу Второй мировой войны. Первым в мире серийным турбореактивным самолетом был немецкий Me.262. ТРД были популярны вплоть до 60-ых годов, после чего их стали вытеснять ТРДД.

Современная фотография Me-262, сделанная в 2016 году

Самый простой турбореактивный двигатель включает в себя следующие элементы:

• Входное устройство
• Компрессор
• Камеру сгорания
• Турбину
• Реактивное сопло (далее просто сопло)

Можно сказать, что это минимальный набор для нормальной работы двигателя.

А теперь рассмотрим что для чего нужно и зачем.

Входное устройство — это расширяющийся* канал, в котором происходит подвод воздуха к компрессору и его предварительное сжатие. В нём кинетическая энергия входящего воздуха частично преобразуется в давление.

*здесь и дальше мы будем говорить про дозвуковые скорости. На сверхзвуковой скорости физика меняется, и там все совсем не так.

Компрессор — это устройство, в котором происходит повышение давление воздуха. Компрессор можно характеризовать такой величиной, как степень повышения давления. В современных двигателях оно уже начинает переступать за 40 единиц. Кроме того, в нем увеличивается температура (может быть, где-то до 400 градусов Цельсия).

Камера сгорания — устройство, в котором к сжатому воздуху (после компрессора) подводится тепло из-за горения топлива. Температура в камере сгорания очень высокая, может достигать 2000 градусов Цельсия. Вам может показаться, что давление газа в камере тоже сильно увеличивается, но это не так. Теоретически принято считать, что подвод тепла осуществляется при постоянном давлении. В реальности оно немного падает из-за потерь (проблема несовершенства конструкции).

Турбина — устройство, превращающее часть энергии газа после камеры сгорания в энергию привода компрессора. Так как турбины используются не только в авиации, можно дать более общее определение: это устройство, преобразующее внутреннюю энергию рабочего тела (в нашем случае рабочее тело — это газ) в механическую работу на валу. Как вы могли понять, турбина и компрессор находятся на одном валу и жестко связаны между собой. Если в компрессоре происходит повышение давления газа, то в турбине, наоборот, понижение, то есть газ расширяется.

Сопло — суживающийся канал, в котором происходит преобразование потенциальной энергии газа в кинетическую (оставшийся запас энергии газа после турбины). Как и в турбине, в сопле происходит расширение газа. Образуется струя, которая, вытекая из сопла, движет самолёт.

С основными элементами разобрались. Но все равно не очень понятно как оно работает? Тогда давайте ещё раз и коротко.

Воздух из атмосферы попадает во входное устройство, где немного сжимается и поступает в компрессор. В компрессоре давление воздуха растёт ещё сильнее, растёт и температура. После компрессора воздух поступает в камеру сгорания и, смешиваясь там с топливом, воспламеняется, что приводит к сильному возрастанию температуры, при, можно сказать, постоянном давлении. После камеры сгорания горячий сжатый газ попадает в турбину. Часть энергии газа расходуется на вращение компрессора турбиной (чтобы он мог выполнять свою функцию, описанную выше), другая часть энергии расходуется на, нужное нам, движение самолёта, из-за того, что газ, пройдя турбину, превращается в реактивную струю в сопле и вырывается из него (сопла) в атмосферу. На этом цикл завершается. Конечно, в реальности все процессы цикла проходят непрерывно.

Такой цикл называется циклом Брайтона, или термодинамическим циклом с непрерывным характером рабочего процесса и подводом тепла при постоянном давлении. По такому циклу работают все ГТД.

Цикл Брайтона в P-V координатах

Н-В — процесс сжатия во входном устройстве
В-К — процесс сжатия в компрессоре
К-Г — изобарический подвод тепла
Г-Т — процесс расширения газа в турбине
Г-С — процесс расширения газа в сопле
С-Н — изобарический отвод тепла в атмосферу

Схематичная конструкция турбореактивного двигателя, где 0-0 — ось двигателя

ТРД может иметь и два вала. В таком случае компрессор состоит из компрессора низкого давления (КНД) и компрессора высокого давления (КВД), а подвод работы будут осуществлять турбина низкого давления (ТНД) и турбина высокого давления (ТВД) соответственно. Такая схема более выгодная газодинамически.

Реальный двигатель такого вида в разрезе

Мы рассмотрели принцип работы самой простой схемы авиационного газотурбинного двигателя. Естественно, на современных «Эйрбасах и Боингах» устанавливаются ТРДД, конструкция которых заметно сложнее, но работает все по таким же законам. Давайте рассмотрим их.

Двухконтурный турбореактивный двигатель

ТРДД, прежде всего, отличается от ТРД тем, что имеет два контура: внешний и внутренний. Внутренний контур содержит в себе то же самое, что и ТРД: компрессор (разделенный на КНД и КВД), камеру сгорания, турбину (разделенную на ТВД и ТНД) и сопло. Внешний контур представляет собой канал, с соплом в конце. В нем нет ни камеры сгорания, ни турбины. Перед обоими контурами (сразу после входного устройства двигателя) стоит ступень компрессора, работающая на оба контура.

Не очень понятная картина выходит, да? Давайте разберемся как оно работает.

Схематичная конструкция двухвального двухконтурного турбореактивного двигателя

Воздух, попадающий в двигатель, пройдя через первую ступень компрессора низкого давления, разбивается на два потока. Одна часть воздуха идет по внутреннему контуру, где происходят те же процессы, которые были описаны, когда мы разбирали ТРД. Вторая часть воздуха попадает во внешний контур, получив энергию от первой ступени КНД (та, которая работает на два контура). Во внешнем контуре энергия воздуха тратится только на преодоление гидравлических потерь (за счёт трения). В конце этот воздух попадает в сопло внешнего контура, создавая огромную тягу. Тяга, созданная внешним контуром, может составлять 80% тяги всего двигателя.

Одной из важнейших характеристик ТРДД является степень двухконтурности. Степень двухконтурности — это отношение расхода воздуха во внешнем контуре, к расходу воздуха во внутреннем контуре. Это число может быть как больше, так и меньше единицы. На современных двигателях это число переступает за значение в 12 единиц.
Двигатели, степень двухконтурности которых больше двух, принято называть турбовентиляторными, а первую ступень компрессора (ту, что работает на оба контура) вентилятором.

ТРДД самолета Boeing 757-200. На переднем плане видно входное устройство и вентилятор

На некоторых двигателях вентилятор приводится в движение отдельной турбиной, которая ставится ближе всего к соплу внутреннего контура. Тогда двигатель получается трехвальным. Например, по такой схеме выполнены двигатели Rolls Royce RB211 (устанавливались на L1011, B747, B757, B767), Д-18Т (Ан-124), Д-36 (Як-42)

Д-18Т в разрезе изнутри

Главное достоинство ТРДД заключается в возможности создания большой тяги и хорошей экономичности, по сравнению с ТРД.

На этом я хотел бы закончить про ТРДД и перейти к следующему виду двигателей — ТВД.

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.

Принцип работы работы такой же, как у турбореактивного, с разницей в том, что практически вся энергия газа расходуется на турбине на вращение компрессора и на вращение винта через редуктор (здесь винт и редуктор находятся на одном валу с компрессором). Винт создаёт основную долю тяги. Оставшаяся, после турбины, часть энергии направляется в сопло, образуя реактивную тягу, но она мала, может составлять десятую часть от общей. Редуктор в этой схеме нужен для того, чтобы понизить обороты и передать момент, так как турбина может вращаться с очень высокой частотой, например, 10000 оборотов в минуту, а винту нужно только 1500. И винт достаточно тяжелый.

Схематичная конструкция ТВД

Но бывает и другая схема турбовинтовых двигателей: со свободной турбиной.
Её суть в том, что за обычной турбиной компрессора ставится отдельная турбина, которая механически не связана с турбиной компрессора. Такая турбина называется свободной. Связь между турбиной компрессора и свободной турбиной только газодинамическая. От свободной турбины идёт отдельный вал, на который устанавливаются редуктор с винтом. Все остальное работает так же, как и в первом случае. Большинство современных двигателей выполняют именно по такой схеме. Одним из плюсов такой схемы является возможность использования двигателя на земле, как вспомогательную силовую установку (ВСУ), не приводя винт в движение.

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.

Турбовальный двигатель

Должно быть, большинство читателей здесь вообще впервые слышат такое название. Такой тип двигателей устанавливается на вертолёты.

Турбовальный двигатель очень схож с турбовинтовым двигателем со свободной турбиной. Он также состоит из компрессора, камеры сгорания, турбины компрессора, далее идёт свободная турбина, связанная со всем предыдущем только газодинамически. А вот реактивную тягу такой двигатель не создаёт, реактивного сопла у него нет, только выхлоп. Свободная турбина имеет свой вал, который соединяется к главному редуктору вертолёта (несущего винта). Да, у всех известных мне вертолетов есть такой редуктор, и, как правило, он внушительных размеров. Дело в том, что обороты несущего винта вертолёта очень низкие. Если у самолета, как я писал выше, они могут достигать 1500 об/мин, то у вертолёта, например у Ми-8, всего 193 об/мин.
А обороты двигателя у вертолёта зачастую очень высокие (из-за небольших размеров), и понижать их приходится в сотню и более раз. Бывает такое, что редуктор стоит и на двигателе, и на самом вертолете, например, у Ми-2 и его двигателя ГТД-350.

Схематичная конструкция турбовального двигателя

Двигатель ТВ3-117 от вертолета Ми-8. Справа видны выхлопная труба и приводной вал

Итак, мы рассмотрели четыре типа газотурбинных двигателей. Надеюсь, мой текст был понятен и полезен для вас. Все вопросы и замечания можете писать в комментариях.

Спасибо за внимание.

Что такое GTD и как это работает

Что такое GTD?

GTD (Getting Things Done) — это система продуктивной работы и одноимённая книга бизнес-тренера Дэвида Аллена. Главная цель — успевать делать то, что необходимо, но тратить больше времени на то, что доставляет вам удовольствие.

Часто на русский Getting Things Done переводят как «привести дела в порядок», хотя точнее было бы «довести дела до конца». Согласитесь, важнее не распихать задачи по спискам, а завершить их. Как раз для этого нужно составлять списки, определять приоритеты и придумывать расписание.

И зачем это нужно?

Работая по принципам GTD, вам будет легче управлять своими делами. Ведь главное достоинство этой методики в том, что информация обо всех ваших задачах сосредоточена в одном месте таким образом, чтобы вы могли переходить от одного дела к другому не раздумывая.

В чём разница между GTD и списком задач?

В списке мы обычно фиксируем только самые важные дела, а менее значительные, мелкие задачи не записываем. И зря. Они прокручиваются в голове, отвлекают от работы, и ваша эффективность падает. Один из главных принципов GTD — фиксировать абсолютно всё. Так вы сможете разгрузить свой мозг и использовать все его ресурсы для работы.

А мне точно подойдёт эта система?

GTD актуальна для людей разных профессий, возраста и социального положения. Дэвид Аллен, который сформулировал принципы системы, проводил курсы и для космонавтов МКС, и для рок-музыкантов, и для руководителей крупных компаний.

Как говорил Дэвид Аллен в интервью Лайфхакеру, система может быть одинаково эффективной или одинаково бесполезной как для тинейджера, так и для CEO крупной компании. Нужно иметь определённый склад ума, любить заниматься систематизацией и планированием.

Хорошо, и что конкретно нужно делать?

В системе GTD нет строгих правил. Зато есть базовые принципы работы:

1. Собирайте информацию и всё фиксируйте. Записывайте задачи, идеи, повторяющиеся дела в блокнот или приложение. При этом список всегда должен быть у вас под рукой, чтобы вы не могли сказать: «Добавлю это позже». Даже самое маленькое и незначительное дело нужно записывать, если вы не делаете его прямо сейчас.
2. Пишите пояснения. Не должно быть задач вроде «Подготовиться к отпуску». Разбивайте большие дела на конкретные выполнимые действия (подать такие-то документы в визовый центр, купить полотенце и солнцезащитные очки, скачать карты на телефон). С обычным списком задач мы тратим больше времени на расшифровку, чем на выполнение. И да, если можете делегировать, делегируйте.
3. Определяйте приоритеты. Для каждого элемента в списке укажите конкретную дату и срок. Если необходимо, добавьте напоминания. По сути, это работа и со списком, и с календарём. На этом этапе у вас должна появиться уверенность, что вы точно ни о чём не забудете.
4. Обновляйте списки. Списки дел быстро устаревают: что-то теряет актуальность, что-то переносится на будущее. Система должна работать на вас. Поэтому следите, чтобы у вас всегда был список конкретных действий и вы могли приступить к работе без промедления.
5. Действуйте. Когда всё организовано, можно приступать к выполнению задуманного. Выберите дело из нужной категории, посмотрите, какие конкретные действия от вас требуются, и работайте. Так вы сможете реализовать большие проекты.

Все дела нужно записывать в один список?

Нет, лучше составлять несколько, но хранить их в одном месте. Например, ведите несколько списков по каждому рабочему проекту, списки домашних дел, списки для изучения, списки идей и возможных проектов в будущем — на что хватит фантазии.

Есть какие-то специальные инструменты?

Из приложений и веб-сервисов подойдут Wunderlist, Trello, Any.do, MyLifeOrganized, любой заметочник или обычный файл в «Google Документах». Если вы привыкли делать заметки на бумаге, можете использовать её.

Есть поклонники файловой системы. На рабочем столе создаётся одна общая папка, в ней — несколько тематических, и в каждой хранятся соответствующие списки и необходимые материалы.

В общем, выбирайте то, что удобно вам.

Главное требование: инструмент должен быть всегда у вас под рукой, чтобы вы могли перенести задачу из головы на бумагу или в приложение. Например, когда к вам подходит начальник и поручает новую задачу, а вы в это время работаете над чем-то другим.

Как получить больше пользы от GTD?

Любая система продуктивности не будет работать, если применять её слепо. Чтобы получить максимальную отдачу, настраивайте её под себя, и тогда всё получится.

И да, никакая система не сможет переделать все дела за вас, так что не слишком увлекайтесь составлением списков, не забывайте действовать. GTD — это инструмент, который помогает вам избавиться от стресса и ничего не забывать. Но как вы распорядитесь своим временем, зависит от вас.

Надо попробовать. А что ещё почитать по этой теме?

Разумеется, книги Дэвида Аллена: они помогают и новичкам, и опытным пользователям проникнуться философией GTD, применять её в работе и личной жизни, научиться использовать на практике.

И напоследок процитируем очень точное высказывание Дэвида Аллена:

Ваше сознание предназначено для создания идей, а не для их хранения.

Поэтому пользуйтесь GTD, придумывайте отличные идеи и обязательно претворяйте их в жизнь.

*Деятельность Meta Platforms Inc. и принадлежащих ей социальных сетей Facebook и Instagram запрещена на территории РФ.

Принцип работы газотурбинного двигателя - Энциклопедия по машиностроению XXL

из "Основы теории тепловых процессов и машин Часть 2 Издание 3 "

На рис. 9.22 представлена схема одновального идеализированного ГТД, состоящего из центробежного компрессора, высокотемпературного источника тепловой энергии (нагревателя), соплового аппарата, осевой турбины, низкотемпературного источника тепловой энергии (холодильника), редуктора и пускового устройства (стартера). Рабочее тело в таком тепловом двигателе движется по замкнутой траектории и не покидает пределов двигателя. Это позволяет заключить, что рассматриваемый идеализированный ГТД работает по замкнутому циклу. [c.156]
Пуск двигателя осуществляется с помощью электрического стартера, а затем его работа поддерживается самим двигателем автоматически. При пуске стартер раскручивает ротор турбины и компрессора, соединенные валом. Компрессор за счет действия центробежных сил перемещает рабочее тело к периферии . Рабочее тело движется от компрессора в сторону турбинной ступени, так как за турбиной давление ниже (равно атмосферному давлению Ро)- Давление рабочего тела на выходе из компрессора определяется характеристиками компрессора и турбинной ступени (соплового аппарата). Рабочее тело после компрессора проходит через диффузор , где его давление увеличивается до pi. От высокотемпературного источника энергии рабочему телу передается энергия в тепловой форме в количестве Ql, В результате нагревания внутренняя энергия (и температура) рабочего тела увеличиваются, а давление не изменяется (р = idem). [c.156]
Это обусловлено тем, что в процессе нагревания рабочее тело находится в открытом пространстве (справа и слева от него нет ограничивающих стенок). Рассматриваемое рабочее тело, как и любое другое тело, в результате нагревания несколько расширяется. Далее, поступая в турбинную ступень (сопловой аппарат и рабочее колесо), рабочее тело также расширяется . В некоторых типах турбинных ступеней рабочее тело расширяется только в сопловом аппарате. В результате расширения давление рабочего тела уменьшается от р до Ро а. скорость рабочего тела увеличивается, т. е. потенциальная энергия давления преобразуется в кинетическую энергию потока. В рабочем колесе компрессора поток рабочего тела отдает кинетическую энергию колесу, в результате чего оно вращается, приводя в движение внешние агрегаты через понижающий редуктор. [c.157]
Таким образом, ГТД, как и поршневой двигатель, в своем составе имеет расширительную машину. Это еще раз доказывает, что процесс преобразования энергии из тепловой формы в механическую форму и обратно в циклически работающих машинах сопровождается сжатием и расширением рабочего тела. [c.157]
После турбинной ступени рабочее тело поступает в холодильник, где отдает часть своей внутренней энергии окружающей среде. Энергия отводится в форме теплоты. В дальнейшем рабочее тело поступает в компрессор, и процесс повторяется. [c.157]
Таким образом, в ГТД рабочее тело находится в непрерывном движении. Это позволяет непрерывно подводить к нему энергию в тепловой форме (в нагревателе) и также непрерывно отводить ее (в холодильнике). В поршневом двигателе процессы подвода энергии к рабочему тела и отвода ее в окружающую среду происходят прерывисто. Этот факт обуславливает некоторое преимущество ГТД перед поршневым двигателем. При прочих равных условиях характеристики ГТД должны быть лучше по сравнению с поршневым двигателем. Тем не менее, на практике выигрыш оказывается несущественным. Несмотря на это, ГТД получили широкое распространение, особенно в авиации. [c.157]

Вернуться к основной статье

Автомобильные газотурбинные двигатели - Журнал «АВТОТРАК»

С 1955 года на Горьковском автомобильном заводе велись работы по созданию газотурбинного двигателя. Сначала при создании первых образцов экспериментальной серии «ГАЗ-99», считалось, что для применения авиационных газотурбинных двигателей надо создать регенератор тепла выхлопных газов – теплообменник, найти компоновочное решение всего двигателя и трансформировать накопленные знания по компрессорам, турбинам и камерам сгорания в область малых размерностей и мощностей автомобильных двигателей.

Использование опыта авиационного двигателестроения себя не оправдало. Тем не менее в 1956 году были изготовлены первые макетные образцы ГТД ГАЗ*99 мощностью 130 л.с. Двигатели испытывались по узлам и в сборе, но без теплообменника, ленточная матрица которого не выдерживала тепловых ударов. После проб и ошибок, преодолев целый ряд неудач, выяснилось, что это только первая веха на пути к автомобильному газотурбинному двигателю. Созданный образец двигателя обладал низкой топливной экономичностью. К тому же стало ясно, что все его элементы нуждаются в усовершенствовании.

В 1957 году разработчики сделали первую попытку создания автомобильного ГТД (АГТД) компактной конструкции, основные узлы которого располагались в едином литом чугунном корпусе. В конструкции этого двигателя впервые применена компоновка с двумя расположенными по бокам двигателя дисковыми вращающимися теплообменниками – специфического для АГТД узла со сложной системой уплотнений. Длительная работа над этим узлом привела к созданию вращающегося регенератора арманного типа. Дальнейшее повышение надежности и технологичности конструкции привело к созданию в 1962 году первого в нашей стране полностью работоспособного двигателя ГАЗ-99Б мощностью 175 л.с. Было изготовлено три образца, прошедших испытания на стенде, включая 100-часовые ресурсные. По результатам испытаний получен минимальный удельный расход топлива 320 г/л.с.ч. Один из образцов был установлен на макетном шасси, и были проведены первые дорожные испытания.

Дальнейшее развитие принципов, заложенных в разрабатываемую конструкцию АГТД и его элементов, нашло отражение в модели ГАЗ-99В мощностью 250 л.с., построенной в 1965 году. Двигатель прошел обширную программу стендовых испытаний, включая 300-часовые ресурсные. Применение в его конструкции внутренних корпусов из жаропрочного листового материала обеспечило надежную термоизоляцию наружного корпуса, благодаря чему он был выполнен из алюминиевого сплава. В результате вес двигателя составил 430 кг. В результате доводочных работ на стенде было получено расчетное значение мощности при удельном расходе топлива – 250 г/л.с.ч.

Для проведения дорожных испытаний на базе этого двигателя в 1966 году была разработана модификация ГАЗ-99Г. В отличие от предшествующей модели в ее конструкцию ввели систему блокировки валов турбокомпрессора и тяговой турбины. Эта система предотвращала возможность резкого возрастания оборотов тяговой турбины при разрыве потока мощности, например, при переключении передач и осуществляет режим торможения двигателем.

Было изготовлено два образца, прошедших испытания на шасси в объеме 1000 моточасов. Дорожные испытания проводились на переоборудованном под установку АГТД ГАЗ-99Г шасси повышенной проходимости полным весом 12 тонн, при этом была сохранена трансмиссия бронетранспортера, включая КПП и сцепление.

Созданная дорожная лаборатория обеспечила проведение испытания в объеме 20 000 км, включая испытательные пробеги по маршруту: Горький – Москва (Бронницы) – Горький; Горький – Ленинград (Горелово) – Горький, и по лесному бездорожью северных районов Горьковской области.

В 1969 году была разработана модель двигателя ГАЗ-99Д мощностью 350 л.с., подводящая итог работы над экспериментальной серией ГАЗ-99. В ее конструкции нашли отражение все наиболее характерные для серии особенности: 
- двухкорпусная система с наружным литым корпусом из алюминиевого сплава;
- дисковые карманные теплообменники, расположенные в боковых крышках корпуса;
- система блокировки валов и др.

Было изготовлено 8 образцов трех модификаций. В условиях стендовых испытаний получена мощность 380 л.с. и удельный расход топлива 204 – 210 г/л.с.ч. Двигатель выдержал 500-часовые ресурсные испытания. В 1973 году начались дорожные испытания следующей модификации автомобильного газотурбинного двигателя - ГАЗ-99 ДМ. Он был установлен на шассе седельного тягача магистрального автопоезда МАЗ-6423 общей массой 41 – 43 тонны. Первые образцы автомобилей испытывались с механической коробкой передач и многодисковым сцеплением, разработанным венгерским производителем «Аутокут». В дальнейшем для столь мощного двигателя была разработана отечественная трансмиссия на базе коробки передач Ярославского моторного завода.

В 1974 году дорожные испытания двигателя продолжились на полноприводном автомобиле высокой проходимости Кременчугского автозавода. Общий пробег автомобилей с ГТД превысил 100 тыс. км. Был подготовлен переход к опытной эксплуатации автомобилей с газотурбинными двигателями в реальных условиях автопредприятий.

В 1977 году был разработан и утвержден технический проект унифи цированного семейства АГТД ГАЗ, включающего две модели: 902.10 мощностью 380 л.с. и 903.10, развивающий 600 л.с. Двигатели должны были в 80-е годы конкурировать с существующими дизелями по расходу топлива стоимости производства, ресурсу, превосходя их по габаритно-весовым показателям. Газотурбинные моторы превосходили дизельные двигатели простотой обслуживания и низкой токсичностью выхлопа.

В отличие от прежних конструкций ГАЗ-99 модели нового семейства выполнены с одним, расположенным сверху, теплообменником. Это существенно улучшало компоновку и облегчало обслуживание двигателя на шасси автомобиля. Применение в конструкции регулируемого соплового аппарата (РСА) силовой турбины и гомогенной камеры сгорания обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики по экономичности частичных режимов, динамике, торможению и совместной работе с трансмиссией при низкой токсичности выхлопа.

Для нового семейства была разработана конструкция гибридной камеры сгорания. Сжигание топлива в гибридных камерах гомогенных смесей позволило снизить выброс токсичных компонентов и значительно повысить ресурс камеры. По токсичности выхлопа двигатели значительно превосходили перспективные европейские нормы.

Успехи в разработке основных узлов позволили увеличить степень повышения давления до 6 и температуру газов до 1030 с0. Оба эти мероприятия резко улучшили габаритно-весовые показатели и обеспечили пологое протекание нагрузочной характеристики при минимальном удельном расходе топлива не более 170 г/л.с.ч. Создание оригинальной конструкции дискового секционного вращающегося регенератора является одним из наиболее важных достижений данного этапа работ. Стальной паяный или чугунный литой каркас диска имел практически неограниченный ресурс работы.

Сетчатые теплопередающие элементы конической формы обеспечивали требуемый тепловой режим каркаса и графитовых башмаков уплотнения. Степень регенерации теплообменника достигала 83 - 85%. Технологичная и надежная конструкция этого узла с учетом возможности легкой смены теплопередающих элементов и поперечины уплотнения снимали какие-либо ограничения по ресурсу двигателя.

Газотурбинный двигатель (ГТД) - тепловой двигатель, в котором газ сжимается и нагревается, а затем энергия сжатого и нагретого газа преобразуется в механическую работу на валу газовой турбины. Рабочий процесс ГТД может осуществляться с непрерывным сгоранием топлива при постоянном давлении или с прерывистым сгоранием топлива при постоянном объеме.

В 1791 году английский изобретатель Дж. Барбер впервые предложил идею создания ГТД. Русский инженер П. Д. Кузьминский в 1892 году разработал проект, а в 1900-м построил ГТД со сгоранием топлива при постоянном давлении, предназначенный для небольшого катера. В нем была применена многоступенчатая газовая турбина. Испытания не были завершены из-за смерти Кузьминского.

ПРИНЦИП РАБОТЫ ГТД

Принцип действия ГТД становится понятным из схем. Воздух из атмосферы засасывается компрессором, сжимается в нем и подается в камеру сгорания, куда одновременно с воздухом через форсунку подается топливо. В камере сгорания происходит процесс горения топлива при постоянном давлении. Газообразные продукты сгорания поступают в турбину компрессора, где часть их энергии преобразуется в механическую работу в колесе так называемой свободной или силовой турбины, связанной через редуктор непосредственно с трансмиссией автомобиля. В турбине компрессора и свободной турбине происходит расширение газа с уменьшением давления в диапазоне от давления в камере сгорания до атмосферного.

Допустимая по условиям прочности материалов максимальная температура газов перед турбиной компрессора ГТД 900-1180 с0, что значительно ниже, чем в камере сгорания поршневого двигателя (1700-1800 с0), так как его рабочие части подвергаются воздействию высокой температуры газов постоянно. Для обеспечения более низкой температуры газа воздух подается в камеру сгорания ГТД в значительно большем количестве, чем требуется для процесса горения. Расход воздуха ГТД в 3-4 раза больше, чем дизеля. Поэтому у транспортных ГТД компрессор потребляет мощность почти вдвое большую полезной мощности, снимаемой с вала свободной турбины. Зато для ГТД не требуется громоздкой системы охлаждения.

Газотурбинный двигатель - что это? Как устроен и принципе работы

Газотурбинный двигатель является разновидностью теплового двигателя, в основе его работы которого не очень простой принцип. А именно, в двигателе газ сначала сжимается, потом нагревается, и после этого, энергия этого газа и «превращается» в механическую работу. Как стало ясно, с первых слов описания такого типа двигателя, все рабочие процессы в потоке движущегося газа происходят, благодаря чему от принципа работы поршневых типов двигателей отличается кардинально.

А если говорить простым языком, то, как же работает газотурбинный двигатель? Итак, если более подробно рассматривать процесс работы газотурбинника, то следует выделить несколько шагов, которые описывают в соединении в механическую работу сложный процесс преобразования энергии сжатого газа. И что это за этапы?

*  Итак, подача воздуха, а в дальнейшем и топливно-воздушной смеси. В сжатом виде атмосферный воздух из компрессора попадает в камеру сгорания. Куда и поступает топливо, в итоге получаем топливную смесь, которой выделяется очень много энергии во время процесса сгорания.

*  Далее идёт преобразование. Оно начинается после того, как и топливно-воздушная смесь преобразуется в энергию в процессе сгорания, и необходимо, чтобы ее преобразовать в механической действие, работу. Происходит это благодаря вращению специально предназначенных «лопаток» с помощью струй газа, которые и получаются под большим давлением после горения смеси.

*  Разделяется работа. А именно, следующим образом - часть полученной механической работы, которую получаем от энергии топливной смеси, идёт в компрессоре на сжатие воздуха для последующей подачи, а остальная часть энергии передается на приводимое устройство силового агрегата.

Как раз та работа, которую и получает приводимый агрегат и есть полезная работа! Кстати, газотурбинный мотор считается по праву двигателем, который обладает наибольшей удельной мощностью, среди остальных типов ДВС. В качестве топлива к газотурбинному двигателю можно выступить почти любое горючее: керосин, дизельное топливо, бензин, природный газ, мазут, водяной газ, спирт, судовое топливо, и даже мелкий уголь!

Принцип работы газотурбинного двигателя

Чтобы получить высокое КПД в тепловом двигателе, нужно добиться высокой температуры сгорания топливной смеси, однако не всегда можно достичь это. Препятствия кроются не в способностях материалов, из которых выполнен двигатель (это может быть никель, магний, сталь, сплавы, керамика и прочие) которые сами по себе выдерживают большие температуры и давление. Инженеры очень большое количество трудов направили на то, чтобы удачно отводить тепло от турбины и применять его там, где необходимо это. Можно смело сказать, что работа их была проведена не зря, ибо в настоящее время, благодаря этим инновационным разработкам, удалось эту цель достичь путем перенаправления выхлопных газов, а точнее их тепла, сжатому воздуху. Этот процесс называется рекуперированием. Это оказался очень успешным подходом, ведь в иначе, тепло выхлопных газов мог бы быть просто утеряно, а таким способом, оно в состоянии выступать в роли источника нагрева сжатого воздуха, перед тем как начнётся процесс дальнейшего сгорания. В итоге, можем смело утверждать, что без данного процесса и специально предусмотренных теплообменников, или рекуператоров, не удалось бы добиться столь высокого значения КПД.

Максимальное давление определяется максимальной скорость вращения лопаток турбинных, которое необходимо достигнуть для того, чтобы получить наивысшее значение мощности мотора. Как правило, при этом, чем меньше размеры и вес двигателя, частота вращения его вала должна быть тем выше, для того, чтобы поддерживать максимальную скорость турбинных лопаток. Это в силу их малой инерционности – чем меньше ГТД, то есть газотурбинный двигатель, тем больше вращение вала – чтобы компенсировать меньшие размеры и вес.

Об устройстве ГТД

Что насчёт его устройства, то здесь все не так и сложно, как себе можно представить. Газотурбинники состоят из камеры сгорания, где также расположены форсунка и свечи зажигания, для подачи топлива и в камере сгорания получения искры. Турбинное колесо обладает специальными лопатками, и установлено с компрессором на одном валу. Конструкция устройства такого мотора также состоит из: понижающего редуктора, теплообменника, выпускного трубопровода, впускного канала, а также диффузора и сопла.

Когда вращается вал компрессора, то его лопастями захватывается воздух, который и поступает во впускной канал. Как компрессором увеличивается скорость движения воздуха до скорости 500 метров в секунду, он его нагнетает в диффузор. Хотя и скорость воздуха на выходе диффузора уменьшается, однако заодно и  повышается его давление. Воздух после диффузора поступает в теплообменник, там он нагревается под воздействием тепла отработанных газов и попадает в камеру сгорания. Кроме воздуха, который уже подогрет и сжат, в камеру сгорания непрерывно подается топливо, предварительно распыляясь, с помощью форсунок. Топливо там смешивается с воздухом, там образуется топливная смесь, далее идёт процесс воспламенения этой смеси, с помощью искры, которая производится свечами. В результате этого сгорания, повышается в камере давление, через сопло нагретые газы проходят и направляются в сторону лопаток турбинного колёса, которое и начинает своё движение. Через понижающий редуктор крутящий момент от турбинного колеса передается на трансмиссию автомобиля. Отработанные газы попадают в теплообменник, где помогают подогревать уже поступивший сжатый воздух и наконец, выходят в атмосферу.

Конечно, у ГТД есть куча плюсов, но есть и минусы. Основным из них считается стоимость теплопрочных материалов, с применением которых производится двигатель. Кроме этого сложность работ и необходимая высокая уровень очистки воздуха, который поступает в мотор, также бьют по карману хорошо, однако, не взирая ни на что, и разработка и усовершенствование ГТД уже вовсю проходят не только в нашей стране, но и за границей. Когда-то у них был большой минус – огромная турбояма – то есть, например, у Крайслера Турбайн образца 1963 года! То есть, несмотря на огромную тягу в 576 Н*м, он ждал целых десять секунд, прежде чем начать разгон!!! На такое не в состоянии даже модели у которых тандем из откровенно «тупого» автомата и  «провального» турбомотора (с большой «турбоямой»). Но позже крайслеровцы и другие инженеры это доработали, и уже вместо десяти секунд мотор «думал» секунд три. Были помимо Крайслера, такие марки с моделями с ГТД под капотом, как Ровер, Лотус и другие.

О типах газотурбинных моторов

Что насчёт типов, то их довольно большое количество, правда, при этом суть их работы абсолютна одна и та же (в отличие от привычных нам поршневых типов, они могут быть бензиновыми, дизельными, атмосферными, турбированными, роторно-поршневыми и т.д.), однако лишь выполнение – может немного различаться. Исходя из типов, ГТД нашёл широкое применение на железнодорожных составах, морских судах, самолетах, вертолетах, автомобилях и даже на танках. Кстати на сегодняшний день остался лишь американский танк Абрамс М1А1, оснащенный газотурбинником. Конечно, советские инженеры также применяли попытки применить газотурбинник на танках, было даже несколько концептов на базе T80, однако почему в дальнейшем все эти разработки свернули.

• < Назад
• Вперёд >

Газотурбинный двигатель wiki | TheReaderWiki

Газотурбинный двигатель (ГТД) — это воздушный двигатель, в котором воздух сжимается нагнетателем перед сжиганием в нём топлива, а нагнетатель приводится в движение газовой турбиной, использующей энергию нагретых таким образом газов. Двигатель внутреннего сгорания с термодинамическим циклом Брайтона.

То есть сжатый воздух из компрессора поступает в камеру сгорания, куда подаётся топливо, которое, сгорая, образует газообразные продукты с большей энергией. Затем в газовой турбине часть энергии продуктов сгорания преобразуется во вращение турбины, которая расходуется на сжатие воздуха в компрессоре. Остальная часть энергии может передаваться на приводимый агрегат или использоваться для создания реактивной тяги. Эта часть работы двигателя считается полезной. Газотурбинные двигатели имеют большую удельную мощность до 6 кВт/кг.

В качестве топлива используется разнообразное горючее. Например: бензин, керосин, дизельное топливо, мазут, природный газ, судовое топливо, водяной газ, спирт и измельчённый уголь.

Одну из простейших конструкций газотурбинного двигателя для понятия его работы можно представить как вал, на котором находится два диска с лопатками, первый диск компрессора, второй турбины, в промежутке между ними установлена камера сгорания.

Простейшая схема газотурбинного двигателя Схема турбореактивного двигателя Газотурбинный ДВС

Принцип работы газотурбинного двигателя:

• всасывание и сжатие воздуха в осевом компрессоре, подача его в камеру сгорания;
• смешение сжатого воздуха с топливом для образования топливо-воздушной смеси (ТВС) и сгорание этой смеси;
• расширение газов из-за её нагрева при сгорании, что формирует вектор давления газа, направленный в сторону меньшего сопротивления (в направлении лопаток турбины), передача энергии (давления) газа лопатками турбины на диск или вал, в котором эти лопатки закреплены;
• привод во вращение диска турбины и, вследствие этого, передача крутящего момента по валу с диска турбины на диск компрессора.^[1]

Увеличение количества подаваемого топлива (добавление «газа») вызывает генерирование большего количества газов высокого давления, что, в свою очередь, ведёт к увеличению числа оборотов турбины и диска компрессора и, вследствие этого, увеличению количества нагнетаемого воздуха и его давления, что позволяет подать в камеру сгорания и сжечь больше топлива. Количество топливо-воздушной смеси зависит напрямую от количества воздуха, поданного в камеру сгорания. Увеличение количества ТВС приведёт к увеличению давления в камере сгорания и температуры газов на выходе из камеры сгорания и, вследствие этого, позволяет создать бо́льшую энергию выбрасываемых газов, направленную для вращения турбины и повышения реактивной силы.

Как и во всех циклических тепловых двигателях, чем выше температура сгорания, тем выше топливный коэффициент полезного действия (если точнее, чем выше разница между «нагревателем» и «охладителем»). Сдерживающим фактором является способность стали, никеля, керамики или других материалов, из которых состоит двигатель, выдерживать температуру и давление. Значительная часть инженерных разработок направлена на то, чтобы отводить тепло от частей турбины. Большинство турбин также пытается рекуперировать тепло выхлопных газов, которое, в противном случае, теряется впустую. Рекуператоры — это теплообменники, которые передают тепло выхлопных газов сжатому воздуху перед сгоранием. Также существует и другой способ утилизации тепла остаточных газов — подача в паровой котёл-утилизатор. Генерируемый котлом пар может быть передан паровой турбине для выработки дополнительной энергии в комбинированном цикле на парогазовой установке, либо использоваться для нужд отопления и ГВС в комбинированном производстве тепла и электроэнергии (когенерация) на газотурбинной ТЭЦ.

Чем меньше двигатель, тем выше должна быть частота вращения вала(ов), необходимая для поддержания максимальной линейной скорости лопаток, так как длина окружности (путь, проходимый лопатками за один оборот), прямо зависит от радиуса ротора. Максимальная скорость турбинных лопаток определяет максимальное давление, которое может быть достигнуто, что приводит к получению максимальной мощности независимо от размера двигателя. Вал реактивного двигателя вращается с частотой около 10000 об/мин и микротурбина — с частотой около 100000 об/мин.^[2][3]

Для дальнейшего развития авиационных и газотурбинных двигателей рационально применять новые разработки в области высокопрочных и жаропрочных материалов для возможности повышения температуры и давления. Применения новых типов камер сгорания, систем охлаждения, уменьшения числа и массы деталей и двигателя в целом возможно в прогрессе применение альтернативных видов топлива, изменение самого представления конструкции двигателя.

Газотурбинная установка (ГТУ) с замкнутым циклом

В ГТУ с замкнутым циклом рабочий газ циркулирует без контакта с окружающей средой. Нагрев (перед турбиной) и охлаждение (перед компрессором) газа производится в теплообменниках. Такая система позволяет использовать любой источник тепла (например, газоохлаждаемый ядерный реактор). Если в качестве источника тепла используется сгорание топлива, то такое устройство называют двигателем внешнего сгорания. На практике ГТУ с замкнутым циклом используются редко.

Газотурбинная установка (ГТУ) с внешним сгоранием

Большинство ГТУ представляют собой двигатели внутреннего сгорания, но также возможно построить ГТУ внешнего сгорания, которая, фактически, является газотурбинной версией теплового двигателя.^{[источник не указан 3857 дней]}

При внешнем сгорании в качестве топлива используется пылевидный уголь или мелкоистолчённая биомасса (например, опилки). Внешнее сжигание газа используется как непосредственно, так и косвенно. В прямой системе сквозь турбину проходят продукты сгорания. В косвенной системе используется теплообменник, и через турбину проходит чистый воздух. Тепловой КПД ниже в системе внешнего сгорания косвенного типа, однако лопасти не подвергаются воздействию продуктов сгорания.

Одновальные и многовальные газотурбинные двигатели

Простейший газотурбинный двигатель имеет только один вал, куда устанавливается турбина, которая приводит во вращение компрессор и одновременно является источником полезной мощности. Это накладывает ограничение на режимы работы двигателя.

Иногда двигатель выполняется многовальным. В этом случае имеется несколько последовательно стоящих турбин, каждая из которых приводит свой вал. Турбина высокого давления (первая после камеры сгорания) всегда приводит в движение компрессор двигателя, а последующие могут приводить как внешнюю нагрузку (винты вертолёта^[4] или корабля, мощные электрогенераторы и так далее), так и дополнительные каскады компрессора самого двигателя, расположенные перед основным. Разбиение компрессора на каскады (каскад низкого давления, каскад высокого давления — КНД и КВД соответственно^[5], иногда между ними помещается каскад среднего давления, КСД, как, например, в двигателе НК-32 самолёта Ту-160) позволяет избежать помпажа на частичных режимах.

Также преимущество многовального двигателя в том, что каждая турбина работает при оптимальной скорости вращения и нагрузке. При нагрузке, приводимой от вала одновального двигателя, была бы очень плохая приёмистость двигателя, то есть способность к быстрой раскрутке, так как турбине требуется поставлять мощность и для обеспечения двигателя большим количеством воздуха (мощность ограничивается количеством воздуха), и для разгона нагрузки. При двухвальной схеме лёгкий ротор высокого давления быстро выходит на режим, обеспечивая двигатель воздухом, а турбину низкого давления — большим количеством газов для разгона. Также есть возможность использовать менее мощный стартёр для разгона при пуске только ротора высокого давления.

Система запуска

Для запуска ГТД нужно раскрутить его ротор до определённых оборотов, чтобы компрессор начал подавать достаточное количество воздуха (в отличие от объёмных компрессоров, подача инерционных (динамических) компрессоров квадратично зависит от частоты вращения и поэтому на малых оборотах практически отсутствует), и поджечь подаваемое в камеру сгорания топливо. Со второй задачей справляются свечи зажигания, зачастую установленные на специальных пусковых форсунках, а раскрутка выполняется стартером той или иной конструкции:

• электростартер, зачастую являющийся стартёр-генератором, то есть после запуска переключающимся в режим генератора постоянного тока 27 вольт. Таковы, например, ГС-24 вспомогательного двигателя ТА-6Б или СТГ-18 турбовинтового двигателя АИ-24 самолёта Ан-24;
• воздушный турбостартер (ВТС) — небольшая воздушная турбина, получающая воздух от системы отбора (от ВСУ или соседнего работающего двигателя) или наземной установки воздушного запуска (УВЗ). Такие стартёры стоят на двигателях Д-30КП самолёта Ил-76, ТВ3-117 вертолётов Ми-8 и Ми-24 и многих других;
• турбостартер (ТС) — небольшой турбовальный двигатель, рассчитанный только на раскрутку ротора основного двигателя, на котором он и установлен. Такие стартёры стоят, например, на двигателе АИ-25ТЛ учебно-тренировочного самолёта L-39 и НК-12МВ дальнего бомбардировщика Ту-95. Сам ТС имеет электрозапуск.^[6]

Турбореактивный двигатель

Принципиальная схема одноконтурного ТРД:
1 — входное устройство; 2 — осевой компрессор; 3 — камера сгорания; 4 — рабочие лопатки турбины; 5 — сопло

ГТД, в котором химическая энергия топлива преобразуется в кинетическую энергию струй газов, вытекающих из реактивного сопла.^[7] Тягу в любом ТРД создаёт только сила реакции вытекающих из сопла газов со скоростью, всегда превышающей скорость полёта. Турбореактивный двигатель объединяет в себе и двигатель и движитель.^[8]

Турбореактивные двигатели (далее — ТРД) классифицируются по числу контуров, которых может быть один, два или три. Число контуров важно в контексте технического описания того или иного конкретного ТРД, но в случае обобщённого упоминания число контуров значения не имеет, и любой ТРД любой контурности в таком случае может быть назван просто турбореактивным. ТРД могут иметь более одного вала, но классификация по числу валов является узкоспециальной и в широком обиходе не используется.

ТРД с единственным контуром, в котором вся энергия сгорания топлива преобразуется в кинетическую энергию струй газов, вытекающих из реактивного сопла. Область применения — любые самолёты от дозвуковых гражданских до сверхзвуковых боевых.

Принципиальная схема двухконтурного ТРД:
1 — компрессор низкого давления; 2 — внутренний контур; 3 — выходной поток внутреннего контура; 4 — выходной поток внешнего контура

ТРД с внутренним и наружным контурами, в котором часть энергии сгорания топлива, подводимого во внутренний контур, преобразуется в механическую работу для привода вентилятора наружного контура.^[9] Важной характеристикой двухконтурных ТРД является степень двухконтурности, предполагающая соотношение объёмов воздуха, проходящих через наружный и внутренний контуры. В любом случае смешение потоков каждого контура происходит до сопла. Двухконтурность позволяет ТРД быть более экономичным на дозвуковых и трансзвуковых скоростях полёта. Область применения — любые самолёты от дозвуковых гражданских до сверхзвуковых боевых.^[8] Аббревиатура — ТРДД.

ТРД с внутренним, промежуточным и наружным контурами, в котором часть энергии сгорания топлива, подводимого во внутренний контур, преобразуется в механическую работу для привода вентиляторов промежуточного и наружного контуров.^[9] Аббревиатура — ТРТД.

ТРД, в котором помимо основной камеры сгорания имеется дополнительная форсажная камера сгорания, расположенная перед реактивным соплом.^[10] Функция форсажной камеры — кратковременное увеличение силы тяги. Может комбинироваться с двигателем любой контурности. Область применения — боевые сверхзвуковые самолёты. Аббревиатура — ТРДФ, ТРДДФ.

Турбовентиляторный двигатель

Схема турбореактивного двухконтурного двигателя без смешения потоков (Турбовентиляторного двигателя): 1 — вентилятор; 2 — защитный обтекатель; 3 — турбокомпрессор; 4 — выходной поток внутреннего контура; 5 — выходной поток внешнего контура.

Турбовентиляторный реактивный двигатель (ТВРД) — это ТРДД со степенью двухконтурности m=2—10. Здесь компрессор низкого давления преобразуется в вентилятор, отличающийся от компрессора меньшим числом ступеней и большим диаметром, и горячая струя практически не смешивается с холодной. Применяется в гражданской авиации, двигатель имеет большой назначенный ресурс и малый удельный расход топлива на дозвуковых скоростях.

Дальнейшим развитием ТВРД с увеличением степени двухконтурности m=20—90 является турбовинтовентиляторный двигатель (ТВВД). В отличие от турбовинтового двигателя, лопасти двигателя ТВВД имеют саблевидную форму, что позволяет перенаправить часть воздушного потока в компрессор и повысить давление на входе компрессора. Такой двигатель получил название винтовентилятор и может быть как открытым, так и закапотированным кольцевым обтекателем. Второе отличие — винтовентилятор приводится от турбины не напрямую, а, как винт, через редуктор. Двигатель наиболее экономичен, но при этом крейсерская скорость полёта ЛА, с такими типами двигателей, обычно не превышает 550 км/ч, имеются более сильные вибрации и «шумовое загрязнение».

Пример ТВВД — Д-27 грузового самолёта Ан-70.

Турбовинтовой двигатель

Схема турбовинтового двигателя: 1 — воздушный винт; 2 — редуктор; 3 — турбокомпрессор

В турбовинтовом двигателе (ТВД) основное тяговое усилие обеспечивает воздушный винт, соединённый через редуктор с валом турбокомпрессора.^[11] Для этого используется турбина с увеличенным числом ступеней, так что расширение газа в турбине происходит почти полностью и только 10—15 % тяги обеспечивается за счёт газовой струи.

Турбовинтовые двигатели гораздо более экономичны на малых скоростях полёта и широко используются для самолётов, имеющих большую грузоподъёмность и дальность полёта — например, Ан-12, Ан-22, C-130. Крейсерская скорость самолётов, оснащённых ТВД, 500—700 км/ч.

Вспомогательная силовая установка (ВСУ)

ВСУ — небольшой газотурбинный двигатель, являющийся автономным источником энергии на борту. Простейшие ВСУ могут выдавать только сжатый воздух, отбираемый от компрессора турбины, который используется для запуска маршевых (основных) двигателей, либо для работы системы кондиционирования на земле (пример, ВСУ типа АИ-9, применяемая на вертолётах и самолёте Як-40). Более сложные ВСУ, помимо источника сжатого воздуха, выдают электрический ток в бортовую сеть, то есть являются полноценным автономным энергоузлом, обеспечивающем нормальное функционирование всех бортовых систем самолёта без запуска основных двигателей, а также при отсутствии наземных аэродромных источников энергии. Такова, например, ВСУ ТА-12 самолётов Ан-124^[12], Ту-95МС, Ту-204, Ан-74 и других.

Турбовальный двигатель

Схема турбовального двигателя.   — вал отбора мощности

В отличие от всех остальных типов ГТД, турбовальный двигатель не создаёт реактивной тяги, его выхлопное устройство не является соплом, а вся полезная мощность снимается в виде вращения выходного вала. Чаще всего, у такого двигателя турбина состоит из двух механически не связанных частей, связь между которыми газодинамическая. Газовый поток после выхода из камеры сгорания вращает первую турбину, отдаёт часть своей мощности для вращения компрессора, далее направляется во вторую, вал которой выходит за пределы корпуса двигателя и приводит в движение полезную нагрузку.

Выходной вал ТВаД, с которого снимается вся полезная мощность, может быть направлен как назад, через канал выходного устройства, так и вперёд, либо через полый вал турбокомпрессора, либо через редуктор вне корпуса двигателя.

Редуктор — непременная принадлежность турбовального двигателя. Скорость вращения как ротора турбокомпрессора, так и ротора свободной турбины велика настолько, что это вращение не может быть напрямую передано на приводимые агрегаты. Они просто не смогут выполнять свои функции и даже могут разрушиться. Поэтому между свободной турбиной и полезным агрегатом обязательно ставится редуктор для снижения частоты вращения приводного вала.

Компрессор у ТВаД может быть осевым (если двигатель мощный) либо центробежным. Часто компрессор бывает и смешанным по конструкции, в нём есть как осевые, так и центробежные ступени. В остальном принцип работы этого двигателя такой же, как и у ТРД.

Основное применение турбовальный двигатель находит в авиации — на вертолётах, а так же в турбостартерах для других ГТД; в судостроении — на газотурбоходах; в электроэнергетике на газотурбинных ТЭЦ, парогазовых установках, в виде микротурбины в составе микротурбогенераторов; на насосных станциях для перекачки природного газа. Изредка применяется на железнодорожном транспорте — на газотурбовозах, а так же на автотранспорте и военной технике в качестве силовой установки. На вертолёте полезной нагрузкой является несущий винт. Наиболее известными примерами могут служить широко распространённые вертолёты Ми-8 и Ми-24 с двигателями ТВ2-117 и ТВ3-117. Двигатели современных турбовинтовых самолётов также являются турбовальными, где привод воздушного винта производится от свободной турбины, а реактивная тяга отработавших газов не используется. Преимущества такой схемы: унификация с вертолётными двигателями, гораздо лучшие условия для запуска и выхода в рабочий режим (нет необходимости проворачивать воздушный винт), гораздо лучшая газодинамическая устойчивость, более простая и компактная конструкция, так как газогенератор может работать на больших оборотах, а свободная турбина - на сравнительно малых, возможность использования мощности газогенератора запущенного двигателя (при заторможенном воздушном винте) для нужд самолетных систем на земле.

ТС — агрегат, устанавливаемый на газотурбинном двигателе и предназначенный для его раскрутки при запуске.

Такие устройства представляют собой миниатюрный, простой по конструкции турбовальный двигатель, свободная турбина которого раскручивает ротор основного двигателя при его запуске. В качестве примера: турбостартёр ТС-21, используемый на двигателе АЛ-21Ф-3, который устанавливается на самолёты типа Су-24^[13], или ТС-12, устанавливаемый на авиационные двигатели НК-12 самолётов Ту-95 и Ту-142. ТС-12 имеет одноступенчатый центробежный компрессор, двухступенчатую осевую турбину привода компрессора и двухступенчатую свободную турбину. Номинальные обороты ротора компрессора в начале запуска двигателя — 27 тысяч мин⁻¹, по мере раскрутки ротора НК-12 за счёт роста оборотов свободной турбины ТС-12 противодавление за турбиной компрессора падает и обороты возрастают до 30 тысяч мин⁻¹.

Турбостартёр ГТДЭ-117 двигателя АЛ-31Ф также выполнен со свободной турбиной, а стартёр С-300М двигателя АМ-3, стоявшего на самолётах Ту-16, Ту-104 и М-4 — одновальный и раскручивает ротор двигателя через гидромуфту.^[14]

Используются в судовой промышленности для снижения веса. General Electric LM2500 и LM6000 — характерные модели этого типа машин.

Суда, использующие турбовальные газотурбинные двигатели называют газотурбоходами. Они являются разновидностью теплохода. Это чаще всего суда на подводных крыльях, у которых гребной винт приводит в движение турбовальный двигатель механически через редуктор или электрически через генератор, который он вращает. Либо это суда на воздушной подушке, которая создаётся при помощи ГТД.

Например, газотурбоход «Циклон-М» с 2 газотурбинными двигателями ДО37. Пассажирских газотурбоходов за российскую историю было всего два. Последнее очень перспективное судно «Циклон-М» появилось в 1986 году. Более таких судов не строили. В военной сфере в этом плане дела обстоят несколько лучше. Примером является десантный корабль «Зубр», самое большое в мире судно на воздушной подушке.

Локомотивы, на которых стоят турбовальные газотурбинные двигатели, называются газотурбовозами (разновидность тепловоза). На них используется электрическая передача. ГТД вращает электрогенератор, а вырабатываемый им ток, в свою очередь, питает электродвигатели, приводящие локомотив в движение. В 1960-е годы в СССР проходили довольно успешную опытную эксплуатацию три газотурбовоза. Два пассажирских и один грузовой. Однако они не выдержали соревнования с электровозами и в начале 1970-х годов проект был свёрнут. Но в 2007 году по инициативе ОАО «РЖД» был изготовлен опытный образец грузового газотурбовоза, работающий на сжиженном природном газе. ГТ1 успешно прошёл испытания, позднее был построен второй газотурбовоз, с той же силовой установкой, но на другой ходовой части, машины эксплуатируются.

Газотурбинный двигатель НК-12СТ, используется на магистральных газопроводах ООО «Газпром трансгаз Москва» с 1981 года. По состоянию на 2018 год, в ООО «Газпром Трансгаз Москва» эксплуатируется тридцать таких двигателей.

Принцип работы газоперекачивающей установки практически не отличается от турбовинтовых двигателей, ТВаД используются здесь в качестве привода мощных насосов, а в качестве топлива используется тот же самый газ, который они перекачивают. В отечественной промышленности для этих целей широко применяются двигатели, созданные на базе авиационных — НК-12 (НК-12СТ)^[15], НК-32 (НК-36СТ), так как на них можно использовать детали авиадвигателей, выработавшие свой лётный ресурс.

Турбовальный газотурбинный двигатель может использоваться для привода электрогенератора на электростанциях, основу которой составляют один или несколько таких двигателей. Такая электростанция может иметь электрическую мощность от двадцати киловатт до сотен мегаватт.

Однако, термодинамический КПД газотурбинного двигателя в чистом виде достаточно мал для эффективного применения в энергетике. Значительная часть энергии уносится в виде тепла выхлопных газов, имеющих высокую температуру. Поэтому ГТД чаще всего применяется в составе парогазовых установок, в которой выхлопной газ подаётся в котёл-утилизатор, вырабатывающий пар высокого давления, который используется для дополнительной выработки электроэнергии. Термодинамический КПД такой установки совместной выработки может достигать 55..60 %, по этой причине ГТД в составе ПГУ широко применяются на электростанциях. Помимо этого, тепло выхлопных газов ГТД может применяться для нужд теплоснабжения, в этом случае станция называется газотурбинной ТЭЦ.

Первые исследования в области применения газовой турбины в танковых двигателях проводились в Германии Управлением вооружённых сухопутных сил начиная с середины 1944 года. Первым массовым танком с газотурбинным двигателем стал С-танк.

Установка блочного силового агрегата (двигатель — трансмиссия) в танк M1A1

Турбовальные двигатели (ТВаД) установлены на советском танке Т-80 (двигатель ГТД-1000Т) и американском М1 Абрамс. Газотурбинные двигатели, устанавливаемые на танках, имеют при схожих с дизельными размерах гораздо бо́льшую мощность, меньший вес и меньшую шумность, меньшую дымность выхлопа. Также ТВаД лучше удовлетворяет требованиям многотопливности, гораздо легче запускается, — оперативная готовность танка с ГТД, то есть запуск двигателя и последующий вход в рабочий режим всех его систем, занимает несколько минут, что для танка с дизельным двигателем в принципе невозможно, а в зимних условиях при низких температурах дизелю требуется достаточно длительный предпусковой прогрев, который не требуется ТВаД. Из-за отсутствия жёсткой механической связи турбины и трансмиссии на застрявшем или просто упёршемся в препятствие танке двигатель не глохнет. В случае попадания воды в двигатель (утоплении танка) достаточно выполнить так называемую холодную прокрутку ГТД для удаления воды из газовоздушного тракта и после этого двигатель можно запускать — на танке с дизельным двигателем в аналогичной ситуации происходит гидроудар, ломающий детали цилиндро-поршневой группы и непременно требующий замены двигателя.

Однако из-за низкого КПД газотурбинных двигателей, установленных на тихоходных (в отличие от самолётов) транспортных средствах, требуется гораздо большее количество возимого топлива для сравнимого с дизельным двигателем километрового запаса хода. Именно из-за расхода топлива, невзирая на все достоинства, танки типа Т-80 поэтапно выводятся из эксплуатации. Неоднозначным оказался опыт эксплуатации танковых ТВаД М1 Абрамс в условиях высокой запылённости (например в песчаных пустынях). В отличие от него, Т-80 благополучно может эксплуатироваться в условиях высокой запылённости, — конструктивно хорошо продуманная система очистки поступающего в двигатель воздуха на Т-80 надёжно защищает ГТД от песка и пыли. «Абрамсы», напротив, «задохнулись» — во время двух кампаний против Ирака при прохождении пустынь довольно много «Абрамсов» встали, так как их двигатели забились песком^{[источник не указан 1560 дней]}.

STP Oil Treatment Special на выставке в зале славы музея трассы Indianapolis Motor Speedway показана вместе с газотурбинным двигателем Pratt & Whitney. A 1968 Howmet TX — единственный в истории газотурбинный двигатель, принёсший победу в автомобильной гонке.

Множество экспериментов проводилось с автомобилями, оснащёнными газовыми турбинами.

В 1950 году дизайнер Ф. Р. Белл и главный инженер Морис Вилкс в британской компании Rover Company анонсировали первый автомобиль с приводом от газотурбинного двигателя. Двухместный JET1 имел двигатель, расположенный позади сидений, решётки воздухозаборника по обеим сторонам машины, и выхлопные отверстия на верхней части хвоста. В ходе испытаний автомобиль достиг максимальной скорости 140 км/ч, на скорости турбины 50000 об/мин. Автомобиль работал на бензине, парафиновом или дизельном маслах, но проблемы с потреблением топлива оказались непреодолимыми для производства автомобилей. В настоящее время он выставлен в лондонском Музее науки.

Команды Rover и British Racing Motors (Формула-1) объединили усилия для создания Rover-BRM, автомобиля с приводом от газовых турбин, который принял участие в гонке 24 часа Ле-Мана 1963 года, управляемого Грэмом Хиллом и Гитнером Ричи. Этот автомобиль показал среднюю скорость 173 км/ч, максимальную — 229 км/ч.

Американские компании Ray Heppenstall, Howmet Corporation и McKee Engineering объединились для совместной разработки собственных газотурбинных спортивных автомобилей в 1968 году, Howmet TX приняла участие в нескольких американских и европейских гонках, в том числе завоевав две победы, а также принимала участие в гонке 24 часа Ле-Мана 1968 года. Автомобили использовали газовые турбины Continental Motors Company, благодаря которым, в конечном итоге, ФИА было установлено шесть посадочных скоростей для машин с приводом от турбин.

На гонках автомобилей с открытыми колёсами, революционное полноприводное авто 1967 года STP Oil Treatment Special с приводом от турбины, специально подобранной легендой гонок Эндрю Гранателли и управляемое Парнелли Джонсом, почти выиграло в гонке «Инди-500»; авто с турбиной STP компании Pratt & Whitney обгоняло почти на круг авто, шедшее вторым, когда у него неожиданно отказала коробка передач за три круга до финишной черты. В 1971 году глава компании Lotus Колин Чепмен представил авто Lotus 56B F1, с приводом от газовой турбины Pratt & Whitney. У Чепмена была репутация создателя машин-победителей, но он вынужден был отказаться от этого проекта из-за многочисленных проблем с инерционностью турбин (турболагом).

Оригинальная серия концептуальных авто General Motors Firebird была разработана для автовыставки Моторама 1953, 1956, 1959 годов, с приводом от газовых турбин.

Единственная серийная модель «семейного» газотурбинного автомобиля для использования на дорогах общего пользования была выпущена Chrysler в 1963—1964 года. Компания передала пятьдесят собранных вручную машин в кузовах итальянского ателье Ghia добровольцам, которые испытывали новинку в обычных дорожных условиях до января 1966 года. Эксперимент прошёл удачно, но компания, не располагавшая средствами для постройки нового моторного производства, отказалась от массового выпуска автомобиля с ГТД. После ужесточения экологических стандартов и взрывного роста цен на нефть компания, с трудом пережившая финансовый кризис, отказалась от продолжения разработок^[16].^[17]

В 1791 году английский изобретатель Джон Барбер получил патент за номером 1833, в котором описал первую газовую турбину.^[18]

В 1892 году русский инженер П. Д. Кузьминский конструировал и построил первый в мире ГТД с газовой реверсивной турбиной радиального типа с 10 ступенями давления.^[19] Турбина должна была работать на парогазовой смеси, которая получалась в созданной им же камере сгорания — «газопаророде».^[20]

В 1906—1908 году русский инженер В. В. Кароводин сконструировал газовую турбину взрывного типа (турбину постоянного объёма).^[21] Бескомпрессорный ГТД Кароводина с 4 камерами прерывистого сгорания и газовой турбиной при 10 000 об/мин развивал мощность 1,2 квт (1,6 л. с.).^[22]

В 1909 году русский инженер Н. Герасимов запатентовал ГТД, использующийся для реактивного движения, то есть по сути — первый турбореактивный двигатель (привилегия № 21021, 1909 г.).^[23][24][25]

В 1913 г., М. Н. Никольский спроектировал газотурбинный двигатель мощностью 120 кВт (160 л. с.), у которого было три ступени газовой турбины.^[26][27]

Дальнейшие усовершенствования в конструкцию газотурбинных двигателей внесли В. И. Базаров (1923 г.), В. В. Уваров и Н. Р. Брилинг (1930—1936 гг.).^[27][28]

В 1930-е годы огромный вклад в развитие газотурбинных технологий внесла группа конструкторов под руководством академика АН СССР А. М. Люльки. Главные работы конструктора касались турбореактивных двигателей с центробежным лопастным компрессором, которые стали основными для авиации.^{[29][30][31][32]}

Как и у любого теплового двигателя, у ГТД есть множество параметров, которые необходимо контролировать для эксплуатации двигателя в безопасных, а по возможности и экономичных режимах. Измеряются с помощью приборов контроля.

• Обороты — контролируются для оценки режима работы двигателя и недопущения опасных режимов. У многовальных двигателей, как правило, контролируются обороты всех валов — например, на Як-42 для контроля оборотов всех трёх валов каждого двигателя Д-36 установлен трёхстрелочный тахометр ИТА-13^[33], на Ан-72 и Ан-74, оснащённых такими же двигателями Д-36 — три двухстрелочных тахометра, два стоят на приборной доске пилотов и показывают один обороты роторов вентиляторов, второй обороты роторов ВД, третий установлен на пульте предполётной подготовки и показывает обороты роторов НД.
• Температура выходящих газов (ТВГ) — температура газов за турбиной двигателя, как правило, за последней ступенью^[5], так как температура перед турбиной слишком высока для надёжного измерения. Температура газов показывает тепловую нагрузку на турбину и измеряется с помощью термопар. Также от термопар может работать автоматика, срезающая расход топлива или вовсе выключающая двигатель при превышении ТВГ — СОТ-1 на двигателе ТА-6^[1], РТ-12 на двигателе НК-8 и так далее.

1. ↑ ^{1 2} Двигатель ТА-6В. Руководство по технической эксплуатации. ТА-6В.00.000-01РЭ
2. ↑ Принцип работы -Микротурбины Capstone -Оборудование (неопр.) (недоступная ссылка). www.bpcenergy.ru. Дата обращения: 1 сентября 2016. Архивировано 1 октября 2016 года.
3. ↑ Большая тайна маленьких турбин (неопр.). www.rcdesign.ru. Дата обращения: 1 сентября 2016.
4. ↑ Авиационный турбовальный двигатель ТВ2-117 и редуктор ВР-8А
5. ↑ ^{1 2} Двигатель НК-8-2У. Руководство по технической эксплуатации (в трёх частях)
6. ↑ Авиационный турбовинтовой двигатель НК-12МВ серии 4. Книга I. Техническое описание. Москва, «Машиностроение», 1966
7. ↑ ГОСТ 23851-79. — С. 3. термин 10.
8. ↑ ^{1 2} Боевая авиационная техника . — С. 149. раздел III «Авиационные двигатели», глава 1 «Классификация и области применения».
9. ↑ ^{1 2} ГОСТ 23851-79. — С. 3. термин 13.
10. ↑ ГОСТ 23851-79. — С. 23. термин 136.
11. ↑ Авиационный турбовинтовой двигатель АИ-20М (серия 6). ИЭиТО (редакция 4)
12. ↑ Самолёт Ан-124-100. Руководство по технической эксплуатации. Книга 17. 1.4001.0000.000.000 РЭ17
13. ↑ Юрий. Турбовальный двигатель (неопр.). АВИАЦИЯ, ПОНЯТНАЯ ВСЕМ (28 февраля 2012).
14. ↑ Авиационный турбореактивный двигатель РД-3М-500. Фельдман Л. Е. М., «Транспорт», 1968
15. ↑ Двигатель НК-12СТ серии 02. Техническое описание турбовального двигателя со свободной турбиной. Куйбышев, 1985 г. (недоступная ссылка)
16. ↑ Lehto, Steve. Chrysler's turbine car: the rise and fall of Detroit's coolest creation. — Chicago, IL: Chicago Review press, 2010. — 228 p. — ISBN 9781569765494.
17. ↑ Jay Leno's Garage. 1963 Chrysler Turbine: Ultimate Edition - Jay Leno's Garage (неопр.) (7 ноября 2012). Дата обращения: 26 сентября 2018.
18. ↑ Джон Барбер - английский изобретатель - биография, фото, видео (рус.). biozvezd.ru. Дата обращения: 16 февраля 2019.
19. ↑ Кузьминский Павел Дмитриевич (неопр.). cadethistory.ru. Дата обращения: 16 февраля 2019.
20. ↑ Создание и развитие парогазовых и газопаровых установок (неопр.). poisk-ru.ru. Дата обращения: 16 февраля 2019.
21. ↑ Б. Бидуля. Огненная турбина // Юный техник. — 1960. — № 11. — С. 13—17.
22. ↑ Изобретения России // Газотурбинный двигатель (неопр.). rus-eng.org. Дата обращения: 16 февраля 2019.
23. ↑ Гильзин К. А. Воздушно-реактивные двигатели. — Москва: Военное Издательство Министерства Обороны Союза ССР, 1956.
24. ↑ [История Реактивный двигатель] (рус.). warthunder.ru. Дата обращения: 16 февраля 2019.
25. ↑ В. М. Корнеев. Особенности конструкции газотурбинных двигателей. — 2018. — ISBN 978-5-4485-9499-1.
26. ↑ Гражданская авиация СССР в 50-70-х гг. (неопр.). Vuzlit. Дата обращения: 16 февраля 2019.
27. ↑ ^{1 2} ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ (ПГД) (неопр.). enciklopediya-tehniki.ru. Дата обращения: 16 февраля 2019.
28. ↑ Изобретения России // Газотурбинный двигатель (неопр.). www.rus-eng.org. Дата обращения: 16 февраля 2019.
29. ↑ [История Двигатели Архипа Люльки] (рус.). warthunder.ru. Дата обращения: 16 февраля 2019.
30. ↑ Кудрявцев В.Ф. Авиационные двигатели А.М.Люльки // Авиация и космонавтика. — 1993. — № 11—12.
31. ↑ Отечественный турбореактивный двигатель с центробежным компрессором РД-500. - Путешествие к далеким мирам (неопр.). www.e-reading.club. Дата обращения: 16 февраля 2019.
32. ↑ Турбореактивный двигатель с центробежным компрессором | Техника и человек (рус.). Дата обращения: 16 февраля 2019.
33. ↑ Самолёт Як-42. Руководство по технической эксплуатации. Раздел 77

• ГОСТ 23851-79. Двигатели газотурбинные авиационные; термины и определения. — Москва: ИПК Издательство стандартов, 1979. — 99 с.
• ГОСТ 51852-2001. Установки газотурбинные; термины и определения. — Москва: ИПК Издательство стандартов, 2001. — 9 с.
• Павленко В. Ф. Боевая авиационная техника; летательные аппараты, силовые установки, их эксплуатация. — Москва: Воениздат, 1984. — 319 с.
• Elliot, Simon. Power Progress: World Turbine Engine Directory (англ.). // Flight International. — 13-19 October 1993. — Vol. 144 — No. 4391 — P. 29-40 — ISSN 0015-3710. (справочник с техническими данными и сравнительной характеристикой 34 турбовальных газотурбинных двигателей (turboshafts) ведущих мировых производителей-предприятий зарубежного двигателестроения)

Что такое газотурбинный двигатель?

На сегодняшний день существует несколько различных типов двигателей, которые отличаются друг от друга по принципу работы. Одним из них является газотурбинный двигатель. Он был сконструирован таким образом, что, переняв все ключевые достоинства бензиновых и дизельных двигателей, получил ряд неоспоримых преимуществ.

Газотурбинный двигатель, принцип работы которого заключается в прохождении топлива через ряд лопаток турбины, приводит его в движение за счет расширения газа.Относится к моделям внутреннего сгорания. Газотурбинные двигатели делятся на одновальные и двухвальные. Их эффективность прямо пропорциональна температуре сгорания топлива. Самые простые модели - это одновальные модели с одной турбиной. Двухголовый вал не только сложнее в обращении, но и выдерживает большие нагрузки.

Обычно газотурбинные двигатели используются в грузовых автомобилях, кораблях и локомотивах. Ведутся эксперименты по разработке таких механизмов для автомобилей.

На сегодняшний день существует большое количество моделей таких двигателей, многие из которых значительно превосходят своих предшественников по большей экономичности, меньшим габаритам, габаритам и массе. Кроме того, газотурбинный двигатель более безопасен и экологически нейтрален. Он производит меньше шума и вибрации, а также потребляет значительно меньше топлива. Это основные преимущества газотурбинного двигателя.

Первый такой механизм был создан своими руками норвежским ученым Эгидиусом Эллингом в 1903 году. С тех пор над ним никто не работал до 1920 года, когда после окончания Первой мировой войны д-р.Гриффит начал вносить изменения в свой дизайн. После окончания Второй мировой войны реактивные двигатели были запущены в массовое производство как наиболее эффективный способ приведения в движение самолетов.

Сегодня газотурбинный двигатель продолжает активно совершенствоваться. Чаще всего он используется в воздушных турбинах, приводных лопастях и военной технике.

Механизмы газовых турбин представляют человечеству множество современных возможностей. Без них не было бы трансконтинентальной перекачки газа и дальних перелетов больших самолетов.Газотурбинный двигатель способен вырабатывать огромное количество энергии при минимальных затратах топлива. Это самая сложная технологическая конструкция из всех разработанных в прошлом веке.

Таким образом, газотурбинный двигатель является одним из величайших открытий 20 века, благодаря которому человечество получило огромные возможности для совершенствования техники. Особенно ценным вкладом данной разработки является то, что она экономит топливные ресурсы и практически не наносит вред окружающей среде, что крайне важно в наше время глобальных экологических кризисов.

.

В умпо внедрена технология производства лопаток нового поколения. От монокристаллических неохлаждаемых лопаток до турбинных лопаток с проникающим (транспирационным) охлаждением, изготовленных с применением аддитивного производства (обзор литотехнологий

Лопасти газотурбинных двигателей (ГТД)

являются наиболее массовыми деталями в производстве этих силовых установок.

Общее количество лопаток в роторе и статоре ГТД в зависимости от его конструкции может достигать нескольких тысяч штук в пределах от двух до трех десятков элементов, а размер может варьироваться от нескольких десятков миллиметров до полутора метров.Турбинные лопатки самые сложные в изготовлении и самые ответственные в эксплуатации. Трудоемкость изготовления этих деталей в общих затратах труда при производстве ГТД составляет не менее 70 - 80 %.

Совершенствование технологических процессов производства лопаток газотурбинных двигателей (ГТД) должно в первую очередь решить задачу роста экономических показателей процесса, а именно: повышение коэффициента использования материалов; снижение трудоемкости производства; сокращение технологического цикла изготовления деталей и технологических затрат на подготовку производства.

Решение данной задачи основано на разработке технологий группового изготовления основных деталей газотурбинного двигателя, определяющих его стоимость. К таким деталям в основном относятся лопатки турбин и компрессоров, открытые и полузакрытые рабочие колеса. Выбор той или иной технологии зависит от конструктивных особенностей Детали. Однако для одной и той же конструкции лопатки могут быть использованы разные технологические процессы, из которых определяется выбор наиболее оптимальной экономической целесообразности, ее использование в рамках конкретной издательской программы, т.е.при изготовлении одной и той же детали на разных этапах освоения производства - от единичного до серийного - применяются разные технологии, и переход от одной технологии к другой можно значительно сократить при соблюдении некоторых общих правил.

Этим правилам должны соответствовать условия автоматизированного производства, где достижение требуемой геометрической точности и качества поверхностного слоя гарантируется соблюдением той или иной групповой технологии, реализуемой на многоцелевых станках, и применением специальных процессов .

Одним из выдающихся советских ученых и конструкторов был Михаил Миль. Этот уникальный человек работал ведущим конструктором вертолетостроения. С использованием его выдающихся знаний были созданы вертолеты Ми-1, Ми-2, Ми-4, Ми-6, Ми-8, Ми-10, Ми-12, Ми-24 и др.

Технология Группы основана на стандартных конструкциях деталей. Классификация последних по видам осуществляется с учетом сходства их конструктивных особенностей и функционального назначения. Это позволяет при обработке деталей из определенной группы использовать схожие технологии.Основанием для создания групп однородных деталей является разнообразие деталей, применяемых в газотурбинных двигателях (ГТД).

По единым признакам сходства и различия деталей можно образовать следующие группы с характерными признаками: лопатки ротора турбины; лопасти сопла; лопатки компрессора; кольца; диски; валы; дефлекторы; опоры и др. Таким образом, дана группа деталей - лопатки компрессора ГТД, которые должны изготавливаться по одной типовой технологии.

Использование групповой технологии как одного из этапов производства требует обязательного кодирования на основе системы классификации деталей. Эта система построена по принципу деления деталей на группы дизайнером изделия. Решающую роль в этом играет геометрическое сходство деталей. Это сходство определяет другую общность — сходство способов обработки, т. е. одинаковую последовательность операций, способов резания и, соответственно, одинаковое технологическое оборудование для их производства.

Следующим шагом в классификации является использование групповых кодов технологических операций (номеров). Код операции должен подсказывать конкретную технологическую операцию, определяющую тот или иной этап групповой технологии.

Например, операция 005 - изготовление технологических основ для механообработки из литейных основ; операция 095 - обработка сопрягаемых поверхностей с другой деталью из технологической базы и т.п. Так при составлении новой технологии изготовления детали, относящейся к определенной группе, номер операции (код) используется для интеграции этой детали с технологической возможности, связанные с этой операцией.

Однако к существующим отраслям уже относится большое количество технологий, разработанных в предшествующий период, которые также следует объединить в рамках группы технологий, сохранив при этом существующую систему их классификации на детали, технологические процессы, оснастку и т.п.

При этом в пределах одной группы могут быть детали с конструктивными отличиями, которые влекут за собой введение в технологию дополнительных операций. Эти операции не меняют кардинально технологию концерна, они выполняются внутри него.Однако они существенно изменяют технологию изготовления отдельных деталей, входящих в эту группу. В связи с этими конструктивными различиями для осуществления того или иного этапа групповой технологии конкретной детали может быть использовано различное количество технологических операций и, соответственно, приспособлений, режуще-измерительного инструмента и т.п.

Таким образом, технологическая система групповых технологий имеет целью, с одной стороны, обобщить опыт предыдущих этапов развития предприятия, а с другой - создать упорядоченную систему технологической подготовки производства для дальнейшего развития предприятия. .

Полезная модель относится к области двигателестроения и может быть использована в лопатках газотурбинных двигателей (ГТД) авиационного, морского и наземного применения (в составе силовой установки). Полезная модель решает задачу повышения усталостной прочности лопасти при изгибе за счет снижения растягивающих напряжений в замке во избежание преждевременного выхода из строя лопасти. Дополнительной задачей является возможность применения предлагаемого решения к охлаждаемым лопаткам ГТД. Проблема решается тем, что лопатка турбины ГТД включает в себя елочный замок, на котором выполнен концентратор напряжения в виде отверстия.Новым в предлагаемой полезной модели является расположение отверстия вдоль оси лопатки ГТД. Лопатка может иметь канал, который сообщается с каналом ствола, образуя единый концентратор напряжений. Такая конструкция лопатки турбины ГТД «елочкой» увеличивает усталостную прочность на изгиб за счет снижения растягивающего напряжения в казенной части лопатки, что позволяет избежать преждевременного выхода лопатки из строя.

Полезная модель относится к двигателестроению и может быть использована в лопатках газовых турбин (ГТД) авиационного, морского и наземного применения (в составе силовой установки).

Известна конструкция лопатки турбины газотурбинного двигателя, содержащей елочный замок (Скубачевский Г.С. Авиационные газотурбинные двигатели. Конструирование и расчет деталей. - М.: Машиностроение, 1981, стр. 89, рис. 3.27) .

Недостатком клинка с таким замком является то, что он не обеспечивает концентратора напряжений. Отсутствие ступицы приводит к разрушению не только лопаток, но и диска при резком снятии нагрузки.

Известна также конструкция лопасти ГТД, содержащая замок-елочку и не менее одного концентратора напряжений в виде отверстия в замке, расположенного поперек оси лопасти (патент GB 1468470 от 30.03.1977).

Недостатком данной конструкции является то, что елочный замок в процессе эксплуатации подвержен растягивающим напряжениям, увеличение которых приводит к недостаточной усталостной прочности при изгибе. Результат – преждевременный выход из строя лопатки ГТД. Также эту конструкцию нельзя использовать для охлаждаемых лопаток, так как происходит утечка охлаждающего воздуха.

Техническое назначение полезной модели - повышение усталостной прочности лопасти при изгибе за счет снижения растягивающих напряжений в замке во избежание преждевременного выхода из строя лопасти.

Дополнительным техническим вызовом является применимость предлагаемого решения к охлаждаемым лопаткам ГТД.

Проблема решается тем, что лопатка турбины ГТД включает в себя елочный замок, на котором выполнен концентратор напряжения в виде отверстия.

Новизной предлагаемой полезной модели является расположение отверстия по оси лопатки ГТД.

Кроме того, лопасть может иметь канал, который сообщается с каналом ствола, образуя единый концентратор напряжений.

На предлагаемом чертеже изображен продольный разрез лопатки газовой турбины.

Лопатка газотурбинного двигателя содержит замок 1. Замок 1 содержит концентратор напряжений в виде отверстия 2, выполненного по оси 3 лопатки.

Лопатка турбины ГТД снабжена охлаждающим каналом 4, который соединен с каналом 2.

При работе ротора турбины ГТД в случае выхода из строя из-за внезапной разгрузки увеличивается частота вращения диска из-за увеличения центробежных сил.В свою очередь центробежные силы увеличивают сжимающие и изгибающие напряжения в еловом замке 1 и в диске (на чертеже не показаны), а растягивающие уменьшаются за счет наличия концентратора напряжений в виде отверстия 2, выполненного на еловый замок 1 по оси лопасти. Это приводит к увеличению усталостной прочности при изгибе в замке лопатки, что предотвращает преждевременный выход из строя лопатки.

Лопатка турбины газотурбинного двигателя выполняет роль охлаждаемой лопатки при протекании воздуха через охлаждающий канал 4, соединенный с отверстием 2 для охлаждения елового шлюза 1 лопатки.

Данная конструкция лопатки турбины ГТД позволяет повысить усталостную прочность лопатки на изгиб за счет снижения растягивающих напряжений в ее казенной части во избежание преждевременного выхода из строя лопатки, может быть применена к охлаждаемым лопаткам ГТД.

Полезная модель

1. Лопатка турбины для газотурбинного двигателя, содержащая замок дерева, на котором образован хотя бы один концентратор напряжений в виде отверстия, отличающаяся тем, что отверстие выполнено по оси лопатки.

2. Лопатка газовой турбины по п.1, отличающаяся тем, что лопатка содержит по меньшей мере один охлаждающий канал, соединенный с отверстием.

Производство лопастей ГТД занимает особое место в авиадвигателестроении, что обусловлено рядом факторов, основными из которых являются:

сложная геометрическая форма лопасти и корпуса лопасти;

высокая точность изготовления;

использование дорогих и редких материалов для изготовления лопаток;

массовое производство лопаток;

оснащение технологического процесса изготовления лопаток дорогостоящим специализированным оборудованием;

общая сложность производства.

Лопатки компрессора и турбины являются наиболее массивными деталями газотурбинных двигателей. Их количество в одном двигателекомплекте достигает 3000, а трудоемкость производства составляет 25...35 % от общей трудоемкости двигателя.

Лопасть весла сложной пространственной формы

Длина рабочей части лопасти 30-500 мм с переменным профилем в поперечных сечениях по оси. Эти сечения строго ориентированы по отношению к базовой строительной плоскости и замковому профилю.Сечения содержат расчетные значения точек, определяющих профиль гребня и впадины лопасти в системе координат. Значения этих координат приведены в табличном виде. Секции вращаются друг относительно друга и создают кручение лопасти.

Точность профиля лопасти в системе координат определяется допустимым отклонением от заявленных номинальных значений каждой точки профиля. В примере она составляет 0,5 мм, при этом угловая погрешность вращения пера не должна превышать 20'.

Толщина лопатки небольшая, на входе и выходе воздуха в компрессор колеблется от 1,45 мм до 2,5 мм для разных сечений. При этом допуск по толщине составляет от 0,2 до 0,1 мм. Высокие требования предъявляются также к формированию переходного радиуса на входе и выходе из профиля лопатки. Радиус при этом изменяется от 0,5 мм до 0,8 мм.

Шероховатость профиля лезвия должна быть не менее 0,32 мкм.

В центральной части профиля лопасти расположены полки для щита со сложной структурой профиля.Эти полки играют роль вспомогательных конструкционных поверхностей лопаток, а их опорные поверхности покрыты твердыми сплавами карбида вольфрама и карбида титана. Соединительные полки средней обечайки образуют единое опорное кольцо в первом колесе ротора компрессора.

В нижней части лопасти расположена запорная полка, имеющая сложную пространственную форму с переменными параметрами поперечного сечения. Лотки с нижними лопастями создают замкнутый контур в колесе компрессора и обеспечивают равномерный поток воздуха к компрессору.Изменение зазора между этими полками производится в пределах 0,1...0,2 мм. Верхняя часть пера лопатки имеет фасонную поверхность, образующая которой расположена точно по отношению к замковому профилю и передней кромке пера. Точность этого профиля определяет зазор между концами лопаток и кожухом статора компрессора.

Рабочий профиль язычка бандажа и замка подвергают упрочняющим методам обработки с целью создания сжимающих напряжений на формообразующих поверхностях.Высокие требования предъявляются и к поверхности лезвий, где недопустимы трещины, пригары и другие производственные дефекты.

Материал лезвия относится ко второй контрольной группе, что обеспечивает тщательный контроль качества каждого лезвия. Для партии лопастей также готовится специальный образец, который подвергается лабораторному анализу. Требования к качеству лопаток компрессора очень высоки.

Способы получения предварительных заготовок для таких деталей и применение традиционных и специальных способов дальнейшей обработки определяют выходное качество и экономические показатели производства.Исходные заготовки лопаток компрессора получают штамповкой. В этом случае можно получить детали повышенной точности, с малыми припусками на обработку. Ниже мы рассмотрим технологический процесс изготовления лопаток компрессора, оригинальной заготовки, полученной методом горячей штамповки с обычной точностью. При создании такого изделия были выявлены методы, снижающие трудоемкость производства и выполнение перечисленных показателей, качество лопаток компрессора.

При разработке технологического процесса были поставлены следующие задачи:

Создание предварительной заготовки методом горячей штамповки с минимальным припуском на вершину лопатки.

Создание технологических прибылей для ориентирования и надежного закрепления заготовки в технологической системе.

Разработка технологического оборудования и применение метода ориентации исходной заготовки в технологической системе относительно профиля лопатки с целью распределения (оптимизации) припуска на различных стадиях обработки.

Использовать станок с ЧПУ для обработки сложных контуров при фрезерных операциях.

Применение чистовых методов обработки шлифованием и полированием с обеспечением показателей качества поверхности.

Создание системы контроля качества выполнения операций на основных этапах производства.

Разметочная технология производства лопаток. Штамповка и все сопутствующие операции выполняются по обычной высокоточной технологии горячей штамповки.Обработка осуществляется на кривошипных прессах в соответствии с техническими требованиями. Наклон штамповки 7…10°. Радиусы перехода поверхности штамповки реализуются в диапазоне R = 4 мм. Допуски на горизонтальные и вертикальные размеры по ИТ-15. Допустимый сдвиг по линии штамповки не превышает 2 мм. Лопасть оригинальной детали подвергается профилированному ходу. Следы облоя по всему контуру заготовки не должны превышать 1 мм.

Лопатки компрессора - одно из наиболее ответственных и серийно выпускаемых изделий двигателей, со сроком службы от нескольких часов до десятков тысяч часов, испытывающих широкий спектр динамических и статических нагрузочных воздействий, высокотемпературный газовый поток, содержащий абразивные частицы , а также продукты окисления окружающей среды и топливо сгорания.При этом следует отметить, что в зависимости от географического положения и режима работы двигателя температура на его пути колеблется от -50...-40 °С до

700... 800 С° в компрессоре. . В качестве конструкционных материалов для лопаток компрессоров современных газотурбинных двигателей используются титановые сплавы (ВТ22, ВТ3-1, ВТ6, ВТ8, ВТ33), жаропрочные стали (ЭН961 Ш, ЭП517Ш) и литейные сплавы на основе никеля (ЖС6У, ЖС32). для лопаток турбин.

Опыт, связанный с эксплуатацией и ремонтом двигателей военных самолетов, показывает, что выделение выделенного ресурса в 500-1500 часов во многом зависит от степени повреждения лопаток компрессора и турбины.В то же время в большинстве случаев он связан с появлением забоин, усталостных и тепловых трещин, питтинговой и газовой коррозии, эрозионного износа.

Снижение предела выносливости лопаток IV стадии из расчета 20*106 циклов составляет 30 % (с 480 МПа для лопаток без дефектов до 340 МПа для ремонтных лопаток), хотя максимальные напряжения на ремонтируемых лопатках IV стадии хотя и снижаются, но все же значительно превышают напряжения на кромках лопаток без забоин.Забои в лопатках ротора компрессора приводят к значительной потере усталостной прочности новых лопаток. Значительное количество лопаток выбраковано и безвозвратно утеряно из-за наличия забоин, не поддающихся ремонту. Конструкции из титана при относительно небольшом весе отличаются высокой коррозионной стойкостью, хорошими механическими свойствами и красивым внешним видом.

Изобретение относится к литейному производству. Лопатка газотурбинного двигателя изготовлена ​​методом литья по выплавляемым моделям.Лопасть содержит язычок 4, на конце которого имеется пятка 5, выполненная в виде одной детали с язычком. Ступня содержит платформу 5а, в которой образована первая ванна 12 с радиальными поверхностями 13 и дном 14. Ванна 12 уменьшает толщину ступни. В первой ванне в зоне контакта 15 язычка и пятки выполняют вторую ванну 16, позволяющую заливать металл в оболочковую форму только в одной точке. Благодаря равномерному распределению металла предотвращается образование пористости в лезвии.3 ряда и 3 изн.п. муха, 4 больных.

Чертежи к патенту РФ 2477196

Настоящее изобретение относится к литой металлической лопатке и способу ее изготовления.

Газотурбинный двигатель, такой как турбореактивный двигатель, включает в себя вентилятор, одну или несколько ступеней компрессора, камеру сгорания, одну или несколько ступеней турбины и сопло. Газы приводятся в движение рабочими колесами вентиляторов, компрессоров и турбин благодаря наличию радиальных лопастей, закрепленных по окружности рабочих колес.

Концепции внутреннего, внешнего, радиального, переднего или заднего расположения или концепции расположения должны рассматриваться в отношении главной оси газотурбинного двигателя и направления потока газа в этом двигателе.

Подвижная лопатка турбины включает ножку, с помощью которой она крепится к диску ротора, площадку, образующую часть внутренней стенки, ограничивающей газовоздушный тракт, и лопатку, расположенную преимущественно по радиальной оси и обдуваемую газами .В зависимости от ступени двигателя и турбины на удаленном от вала конце лопатка заканчивается поперечным к главной (главной) оси профиля элементом, называемым пятой, являющейся элементом наружной стенки, ограничивающим газовоздушный тракт.

На наружной поверхности пяты выполнены одна или несколько радиальных пластин или гребешков, образующих с противоположной стенкой статора газонепроницаемую лабиринтную прокладку; для этого, как правило, указанная стенка статора выполнена в виде кольца из абразивного материала, о которое трутся пластины.Пластины имеют переднюю и заднюю стороны, поперечные газовому потоку.

Лопасть может быть моноблочной, т.е. ножка, платформа, язычок и пятка выполнены в виде одной детали. Лезвие изготовлено методом литья, называемым "литье по выплавляемым моделям", и хорошо известно специалистам в данной области техники. Таким образом:

Раньше модель весла делалась из воска;

Модель погружена в огнеупорную керамику, которая при обжиге образует оболочку;

Воск расплавляют и удаляют, образуя «покрытие» из огнеупора, внутренний объем которого определяет форму лезвия;

Заливка расплавленного металла в оболочковую форму, при этом несколько оболочковых форм объединяются в блок для одновременной заливки металла;

Форма оболочки нарушена, что позволяет получить металлический шпатель.

В местах заливки металла в форму на сформированной металлической лопатке образуются относительно толстые металлические гребни, которые после формирования лопатки необходимо обработать. Как правило, металл заливают на уровне пятки лезвия. Диаметр разливочного канала и, следовательно, образующегося нароста значителен, и разлив происходит вблизи пластин лабиринтной прокладки, имеющих малую толщину; в результате, если предусмотрена только одна температура застывания, возникает плохое раковинообразное расположение металла и проблемы с пористостью лопасти, особенно на уровне лопастей.

Эту проблему можно решить, предусмотрев два заливных патрубка, при этом диаметр заливных патрубков соответственно уменьшится. Таким образом, вместо одного переливного канала большого диаметра получаются два разливочных канала меньшего диаметра, которые разнесены друг от друга, что обеспечивает лучшее распределение металла и позволяет избежать проблем с пористостью.

Однако желательно преодолеть эти проблемы с пористостью, поддерживая только одну температуру застывания.

В этом отношении изобретение относится к лопатке газотурбинного двигателя, изготовленной методом литья, содержащей шпунт, на конце которого имеется пятка, выполненная за одно целое с шпунтом, с которым он соединен на уровне зона контакта, а пятка содержит платформу, на которой согласно, по крайней мере, одна уплотнительная пластина, причем первая ванночка выполнена в платформе, отличающаяся тем, что вторая ванночка выполнена в первой ванне на уровне пяточно-языкового контакта .

Наличие одной ванны в другой ванне на уровне зоны контакта профиля и пяты позволяет избежать чрезмерного утолщения в этой зоне, а при формовке лопатки литьем обеспечивает лучшее распределение жидкого металла в форме . Лучшее распределение жидкого металла в кристаллизаторе позволяет использовать метод литья с одной точкой затвердевания металла. Преимущество изготовления лопатки с одной температурой застывания заключается в предельной простоте оболочковой формы и, при необходимости, блока оболочковой формы; снижается себестоимость изготовления лопастей и повышается их качество.

Кроме того, оптимизировано количество материала на пятке, что снижает вес и стоимость лезвия.

Кроме того, механические нагрузки на пятку и/или язычок оптимизированы и лучше поглощаются лезвием, так как достигается лучшее распределение веса.

Предпочтительно первую ванну ограничивают радиальными поверхностями и днищем, а вторую ванну формируют на дне первой ванны.

Также предпочтительно, чтобы второй лоток формировался вдоль главной оси лопасти, обращенной к месту контакта пятки и язычка.

Желательно, чтобы профиль лопатки был образован сплошной стенкой и включал криволинейные поверхности в зоне стыковки, вторая ванна включала криволинейные радиальные поверхности и донную поверхность, а криволинейные радиальные поверхности второй ванны располагались практически параллельно криволинейные поверхности аэродинамического профиля в зоне стыковки, что обеспечивает практически постоянную толщину лопастей в зоне контакта.

Изобретение также относится к турбине, содержащей по меньшей мере одну лопасть в соответствии с настоящим изобретением.

Изобретение также относится к газотурбинному двигателю, содержащему по меньшей мере одну турбину в соответствии с настоящим изобретением.

Изобретение также относится к способу изготовления лопатки газотурбинного двигателя, включающему следующие этапы:

Изготавливается восковая модель лопатки, содержащая язычок, на конце которого выполнена пятка, образующая одну часть с язычком, с которым он соединяется на уровне контактной зоны, при этом пятка содержит площадку, на которой выполнена хотя бы одна уплотнительная пластина, при этом в первой ванне на платформе вторая ванна выполняется в первой ванночка на уровне зоны сопряжения пера и пятки,

Восковой шпатель окунается в огнеупорный шликер,

Обечайка выполнена из огнеупорного материала,

Расплавленный металл заливается в оболочковую форму через один литник,

Оболочка разбивается и получается шпатель.

Настоящее изобретение будет лучше понятно из следующего описания предпочтительного варианта осуществления лезвия в соответствии с настоящим изобретением и его варианта осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Рис. 1 представляет собой схематический вид сбоку лопатки турбины в соответствии с настоящим изобретением.

Рис. 2 - изометрический вид спереди внешней стороны пяты лопасти.

Рис. 3 - сечение лопасти по плоскости III-III на фиг. один.

Рис. 4 представляет собой изометрический вид сбоку внешней стороны пятки лопатки.

Как показано на РИС. 1, лопатка 1 согласно настоящему изобретению сформирована по существу вдоль большой оси А, которая является по существу радиальной по отношению к оси В газотурбинного двигателя, содержащего лопатку 1. В этом случае речь идет о лопатке турбины турбореактивный двигатель. Лопатка 1 содержит ножку 2 с внутренней стороны, платформу 3, язычок 4 и пятку 5 с внешней стороны.Пятка 5 соединяется с язычком 4 в зоне контакта 15. Нога 2 предназначена для установки в гнездо ротора для установки на этот ротор. Площадка 3 образована между ногой 2 и язычком 4 и содержит поверхность, расположенную поперек оси А лопасти 1, образующую стеновой элемент, ограничивающий газовоздушный тракт в ее центре; указанная стенка образована всеми примыкающими друг к другу лопаточными площадками 3 данной ступени 1 турбины. Лопасть 4 обычно расположена вдоль главной оси А лопасти 1 и имеет аэродинамическую форму, соответствующую ее назначению, как известно специалистам в данной области техники.Пятка 5 включает в себя платформу 5а, которая сформирована на внешнем конце аэродинамического профиля 4 по существу поперек главной оси А лопасти 1.

Как показано на фиг. 2 и 4 пяточная площадка 5 содержит переднюю 6 и заднюю 7 кромки, направленные поперек газового потока (поток обычно параллелен оси В ТРД). Две поперечные кромки, передняя 6 и задняя 7, соединены двумя боковыми кромками 8, 9, имеющими Z-образный профиль: каждая боковая кромка 8, 9 содержит два продольных участка (соответственно 8а, 8б, 9а, 9б), соединенных по отношению друг к другу, соответственно, участок 8", 9", который является по существу поперечным или, по крайней мере, расположенным под углом к ​​направлению газового потока.По боковым кромкам 8, 9 опора 5 соприкасается с опорами двух соседних лопастей несущего винта. В частности, для гашения вибраций, которым они подвергаются в процессе эксплуатации, лопасти установлены на диске с существенным скручивающим напряжением относительно их большой оси А. Пятки 5 сконструированы таким образом, что лопасти подвергаются скручиванию. напряжения в опоре на соседние лопасти по поперечным сечениям 8", 9" боковых кромок 8, 9.

Начиная с наружной поверхности площадки 5а пятки 5, радиальные пластины 10, 11 или фестоны 10, 11 сделал, в данном случае два; также возможна поставка только одной пластины или более двух пластин.Каждая пластина 10, 11 выполнена поперек оси Б ГТД, начиная от наружной поверхности пяточной площадки 5, между двумя противоположными продольными участками (8а, 8б, 9а, 9б) боковых кромок 8, 9 пятки 5.

Платформа 5а пятка 5 обычно формируется под радиальным углом по отношению к оси В газотурбинного двигателя. Действительно, в турбине сечение газовоздушного тракта увеличивается от входа к выходу, чтобы обеспечить расширение газов; таким образом, пяточная площадка 5а отходит от оси В ГДТ от входа к выходу, при этом ее внутренняя поверхность образует внешнюю границу газовоздушного тракта.

В платформе 5а пятки 5 формируется первая ванна 12 (за счет конфигурации пресс-формы). Эта первая ванна 12 представляет собой углубление, образованное периферийными поверхностями 13, образующими обод, которые образованы от внешней поверхности платформы 5а и соединены с поверхностью 14, образуя дно 14 ванны 12. Периферийные поверхности 13 расположены по существу радиально и в этом случае изогнуты внутри, образуя посадку между внешней поверхностью платформы 5а и поверхностью дна 14 бака 12.Эти криволинейные радиальные поверхности 15 в целом параллельны боковым кромкам 8, 9 и поперечным кромкам 6, 7 пяточных площадок 5а 5 в соответствии с их формой, если смотреть сверху (вдоль большой оси А лопасти 1). Некоторые пяточные зоны 5 могут не содержать таких радиальных поверхностей 13, в этом случае нижняя поверхность 14 бадьи 12 выходит непосредственно на боковой край (см. край 9а на фиг. 2) (обратите внимание, что на фиг. 4 эти зоны не находятся в то же место).

Ванна этого типа уже использовалась в известных шпателях.Его функция заключается в облегчении каблука 5 при сохранении его механических свойств: толщина площадки 5а каблука 5 значительна у боковых кромок 8, 9, боковые поверхности которых при соприкосновении с соседними лопатками подвергаются сильным нагрузкам. напряжения при вращении лопасти 1, при этом центральная часть площадки 5а пяты 5, подвергающаяся меньшим нагрузкам, выполнена с выемкой, образующей первую ванну 12.

Кроме того, пята содержит ванну 16 в первой ванне 12, далее именуемой второй ванной 16.Вторую ванну 16 выполняют в зоне 15 контакта пятки 5 с язычком 4. В частности, вторую ванну выполняют по главной оси А лопатки 1, обращенной к паровой зоне 15 между пяткой 5 и язычком 4.

Вторая ванна 16 представляет собой полость, образованную периферийными поверхностями 17, образующими сторону, соединяющую нижнюю поверхность 14 первой ванны 12 с поверхностью 18, образующей дно второй ванны 16 (а внутри с помощью нижняя поверхность 14 первой ванны 12).Периферийные поверхности 17 расположены по существу радиально, в этом случае они изогнуты снаружи и внутри, образуя прилегание между нижней поверхностью 14 первой ванны 14 и нижней поверхностью 18 второй ванны 16. Эти изогнутые радиальные поверхности 17 по существу параллельны поверхности язычка 4, в соответствии с их формой, если смотреть сверху (вдоль главной оси А лопасти 1) (см. фиг. 4).

Второй контейнер 16 формируется в процессе формования (другими словами, конфигурация оболочковой формы для формирования лопасти 1 приспособлена для формирования такого контейнера 16).Лезвие изготовлено методом литья по выплавляемым моделям по выплавляемым моделям, как описано выше в описании.

Наличие второй ванны 16 позволяет избежать переутолщения в зоне 15 контакта пятки с 5-язычком 4. В результате при заливке металла в обечайку металл распределяется более равномерно, благодаря чему можно избежать образования пористости, даже если металл заливается только при одной температуре застывания.

Таким образом, лопатка 1 может быть изготовлена ​​методом литья по выплавляемым моделям с одним входом для заливки жидкого металла на каждую оболочковую форму, что проще и дешевле.Если ваши формы объединены в блоки, способ еще проще. Более того, при заливке в оболочковую форму через один напорный ящик полученная лопатка содержит только один остаточный нарост, удаляемый механической обработкой. Обработка такой детали проще.

Кроме того, вес, а значит, и стоимость лопасти 1 снижается за счет наличия второго лотка 16, а нагрузки на пятку 5, а также нагрузки на язычок 4 лучше распределяются и поэтому лучше воспринимаются лезвие 1.

При этом загон 4 выполнен в виде сплошной стенки, т.е. без охлаждения посредством кожуха или углубления, выполненного в толще его стенки. Предпочтительно периферийные поверхности 17 и нижняя поверхность 18 второго бака 16 выполнены таким образом, чтобы толщина весла 1 была по существу постоянной в области 15 контакта между пяткой 5 и язычком 4. Эта отметка хорошо видна на фиг. . 3. В частности, если обозначить 15а, 15б криволинейные поверхности языка 4 на уровне зоны контакта 15 между языком 4 и пяткой 5, на фиг.3 видно, что криволинейные радиальные поверхности 17 второй ванны 16 по существу параллельны криволинейным поверхностям 15а, 15b пера 4, на котором они размещены. В показанном варианте осуществления радиус криволинейных радиальных поверхностей 17 второго бака 16 не идентичен радиусу противоположных криволинейных поверхностей 15а, 15b язычка 4, но, тем не менее, эти поверхности по существу параллельны.

Часть второй ванны 16, показанной на фиг. 3 слева, характеризуется непрерывной криволинейной формой без какого-либо плоского участка между криволинейной радиальной поверхностью 13 первого лотка 12, дном 14 первого лотка 12 и криволинейной радиальной поверхностью 17 второго лотка 16.Однако на части второго лотка 16, расположенного на фиг. 3 справа четко видна каждая из этих областей. Обеспечение различных сечений между ними на рассматриваемом участке (сечении) зависит от положения пяточной поверхности 5 по отношению к поверхности 4 лопатки.

Изобретение описано для подвижной лопатки турбины. Однако фактически его можно применить к любому лезвию, изготовленному литьем и содержащему перо, на конце которого выполнена пятка в виде единого целого с пером.

ЗАКОН

1. Лопатка газотурбинного двигателя, изготовленная литьем, содержащая шпунт, на конце которого расположена пятка, выполненная за одно целое с шпунтом, с которым горизонтально соединена контактная зона, причем пятка включает в себя площадку, на которой по меньшей мере одну уплотнительную пластину и первую ванну выполняют в платформе, отличающуюся тем, что вторую ванну выполняют в первой ванне на уровне зоны контакта пера и пятки.

2.Лопатка по п. 1, отличающаяся тем, что первая ванна образована радиальными поверхностями и днищем, а вторая ванна образована на дне первой ванны.

3. Отвал по п.1. Лопасть по п. 1, отличающаяся тем, что второй лоток образован вдоль главной оси (А) лопасти напротив зоны контакта пятки и язычка. Лопасть по п. 3, отличающаяся тем, что язычок образован сплошной стенкой и имеет криволинейные поверхности в зоне соединения, а второй лоток включает криволинейные радиальные поверхности и нижнюю поверхность, при этом криволинейные радиальные поверхности второго лотка расположены по существу параллельно криволинейные поверхности пера в зоне контакта, что обеспечивает практически постоянную толщину лезвия в зоне контакта.

5. Турбина, содержащая не менее одной лопасти по п.1.

6. Газотурбинный двигатель, содержащий не менее одной турбины по п.5.

Важность работы

Ресурс и надежность авиадвигателей в основном определяются грузоподъемностью лопаток компрессора (рис. 1), которые являются наиболее ответственными и тяжелонагруженными деталями, подвергающимися в процессе эксплуатации значительным знакопеременным и циклическим нагрузкам, действующим на них с высокой частотой.Лопатки компрессора – самая массивная, тяжелонагруженная и ответственная часть авиационного двигателя.
Характерная особенность лопаток компрессора, имеющих тонкие входную и выходную кромки и изготовленных из титановых сплавов, очень чувствительных к концентрации напряжений, первыми встречают инородное тело (птицу, град и т.п.) в двигатель канал.
Опасности, забоины, эрозионные повреждения и другие дефекты значительно повышают уровень местных вибрационных напряжений, что значительно снижает прочностные характеристики лопаток.Поэтому создание благоприятного сочетания свойств верхнего слоя при доводке и закалке оказывает большое влияние на повышение нагрузочной способности лопатки ГТД. Актуальной задачей является оценка влияния поверхностного упрочнения на вязкость лопаток при ударе о инородные тела.

Рисунок 1. Модель лопатки компрессора GTE (10 рам, 20 циклов)

В настоящее время при производстве лопаток компрессоров широко применяются методы пластической деформации и механической обработки, а также комплексные технологии отделочных операций технологического процесса.
Виброабразивная обработка (ВО) на специальных установках нашла широкое применение в производстве лопаток компрессоров из титановых сплавов. Положительное влияние на эффективность виброабразивной обработки оказывает совместное использование с абразивом химически активных жидкостей.
Ультразвуковая обработка шаров (УЗО) позволяет получить выгодное сочетание свойств верхнего слоя лопаток компрессора, которые характеризуются малой жесткостью, высокой точностью изготовления, сложной конфигурацией и тонкими кромками.
Пневмоструйная обработка (ПДО) характеризуется скользящим ударом шаров по поверхности профиля лопасти, предотвращая их смазку. Установлено, что ФДА связан со снижением структурной неоднородности и унифицирует структуру, фазовое распределение и остаточные сжимающие напряжения в поверхностном слое профиля лопатки. Предлагаемый способ доводки и упрочнения пневматической дробью эффективно нейтрализует технологические микродефекты поверхностного слоя, образовавшиеся на предыдущих стадиях технологического процесса, сопровождается значительным повышением предела прочности, снижением разброса стойкости, не требует последующей доводки. тонких кромок ручной полировкой.
Одним из многообещающих методов отделки и упрочнения является метод магнитно-абразивной полировки (МАП). Особенностью МАП является возможность обработки деталей различной конфигурации и совмещения отделочных и закалочных операций в одном процессе.
Проблема эрозии лопаток газотурбинных двигателей широко известна. Интенсивность и характер эрозии лопаток компрессора зависят не только от условий столкновения частиц с поверхностью профиля, но и от совокупности особенностей поверхностного слоя.
Для повышения износостойкости лопаток все чаще применяют различные виды сложных технологий - нанесение плазменных покрытий в сочетании с различными методами отделки и упрочнения.
Разработка и внедрение двигателей в серийное производство в настоящее время сопровождается прогрессивными конструкторскими и технологическими решениями, выражающимися в появлении новых деталей, применении принципиально новых конструкционных материалов, а также совершенствовании технологий производства, сборки и испытаний.Широко применяются передовые технологические процессы обработки, основанные на концепции высокоскоростного резания, разрабатываются методы чистовой закалки и термической обработки.
Тесная взаимосвязь конструкции и технологии производства двигателей определила ряд актуальных вопросов, связанных с повышением нагрузочной способности деталей сложных профилей технологическими приемами.

Цель и задачи работы

Задача - повышение долговечности и качества лопаток компрессоров ГТД за счет совершенствования конструктивно-технологического обеспечения процессов изготовления лопаток компрессоров ГТД.

Основные задачи:
1.) Анализ текущего состояния конструктивно-технологической базы процессов изготовления лопаток компрессора ГТД;
2.) Изучить возможности повышения долговечности лопаток компрессоров за счет применения плазменно-ионных покрытий;
3.) Проведение экспериментов по исследованию свойств износостойкого плазменно-ионного покрытия;
4.) Разработка рекомендаций по совершенствованию конструктивно-технологического обеспечения процессов изготовления лопаток компрессоров ГТД.

Научная новизна работы

Научная новизна работы заключается в разработке рекомендаций по совершенствованию конструктивно-технологического обеспечения процессов изготовления лопаток ГТД и создании оптимальной структуры технологического процесса обработки лопаток компрессоров ГТД. Эта работа также решает проблему долговечности и износостойкости лопаток компрессора ГТД.

Основной элемент

Лопатки компрессора ГТД

Лопатки ГТД

работают при высоких температурах, достигающих более 1200°С для турбины и более 600°С для компрессора.Многократные изменения тепловых режимов работы двигателя - быстрый нагрев при пуске и быстрое охлаждение при остановке - вызывают циклическую смену термических напряжений, называемую термической усталостью (рис. 2). Кроме того, профильная часть профиля и хвостовик лопатки, помимо растяжения и изгиба за счет центробежных сил, изгиба и крутящего момента за счет высокоскоростного газового потока, испытывают знакопеременные напряжения, вызванные вибрационными нагрузками, амплитуда и частота которых варьируются в широком диапазоне.

Рисунок 2 – Схема движения газового потока в ГТД (3 кадра)

Эксплуатационная надежность лопаток компрессоров и турбин зависит не только от их конструктивной прочности, устойчивости к циклическим и длительным статическим нагрузкам, но и от технологии их изготовления, которая напрямую влияет на качество верхнего слоя лопатки и лезвие. В поверхностном слое формируются расчетно-технологические концентраторы напряжений, на которые воздействуют деформационное упрочнение и внутренние остаточные напряжения от механической обработки.Кроме того, верхний слой подвергается внешним нагрузкам по основным видам напряженных состояний (изгиб, растяжение, кручение) внешней среды. Эти негативные факторы могут привести к разрушению лопатки и, как следствие, к выходу из строя ГТД.
Производство лопаток ГТД занимает особое место в авиадвигателестроении, что обусловлено рядом факторов, основными из которых являются:
сложная геометрическая форма лопатки и вала лопатки;
высокая точность изготовления;
использование дорогих материалов, таких как легированные стали и титановые сплавы;
массовое производство лопаток;
оснащение технологического процесса дорогостоящим специализированным оборудованием;
высокая сложность производства.
В настоящее время для производства лопаток ГТД характерны следующие виды обработки:
растяжение;
переточка;
прокат;
полировка;
Вибрационная полировка или Вибрационная шлифовка;
термическая обработка.

Создание поверхностного слоя на чистовых операциях для изготовления лопаток

При изготовлении лопаток ГТД на их поверхности создаются микронеровности и опасности, а в поверхностном слое происходят структурные и фазовые изменения.Кроме того, в поверхностном слое наблюдается повышение твердости металла и образование остаточных напряжений.
В условиях эксплуатации верхний слой подвергается наибольшим нагрузкам и подвергается физико-химическим воздействиям: механическим, термическим, коррозионным и др.
до разрушения.
После отделки различают такие дефекты поверхности: угрозы, царапины, царапины, вмятины, поры, трещины, заусенцы и др.
Физико-механические свойства поверхностного слоя, формируемого при изготовлении лопаток, претерпевают значительные изменения в процессе эксплуатации под действием силовых, температурных и других факторов.
Поверхность детали имеет много особенностей по сравнению с сердцевиной. Атомы на поверхности имеют однонаправленные связи с металлом, поэтому находятся в неустойчивом состоянии и обладают избыточной энергией по сравнению с атомами внутри.
В результате диффузии, особенно под действием повышенной температуры, химических соединений основного металла с проникающими извне веществами.При повышенных температурах увеличивается диффузионная подвижность атомов, что приводит к перераспределению концентрации легирующих элементов. Диффузия в поверхностном слое оказывает существенное влияние на свойства металлов. Это особенно актуально для таких операций, как шлифование, когда температура в зоне обработки высокая.
Основными причинами возникновения макронапряжений при механической обработке являются неоднородность пластических деформаций и локальный нагрев металла поверхностного слоя, а также фазовые переходы.
Степень и глубина упрочнения поверхностного слоя детали определяются режимами обработки и напрямую связаны с увеличением количества дислокаций, вакансий и других дефектов в кристаллической решетке металла.
Поверхностный слой детали ГТД образуется в результате взаимосвязанных явлений, происходящих в очаге деформации и прилегающих к нему зонах: многократных упругопластических деформациях, изменении пластических свойств металла, трении, изменении микро- и макроструктуры и др.
При закалке в результате деформации поверхности металла и работы трения выделяется теплота, нагревающая деталь.При интенсивных режимах обработки локальные участки поверхностных слоев нагреваются, а при заглаживании - до 600-700°С, ударными методами - до 800-1000°С.
Такой нагрев приводит к снижению уровня остаточной сжимаемости. напряжения вблизи поверхности, что может привести к уменьшению эффекта отверждения. В некоторых случаях сжимающие напряжения преобразуются в растягивающие.
Основной причиной упрочнения является увеличение плотности дислокаций, скапливающихся вблизи линии сдвига, и последующая их блокировка от всевозможных препятствий, возникающих в процессе деформации или существовавших до него.Дробление на блоки объемов металла, заключенных между плоскостями скольжения, поворот этих блоков, искривление плоскостей скольжения и накопление на них продуктов разрушения кристаллической решетки способствуют увеличению неравномерности по плоскостям скольжения, а, следовательно, и к закалке.
При механической обработке деталей образование остаточных напряжений связано с неравномерной пластической деформацией поверхностных слоев, возникающей при взаимодействии сил и термических факторов.
Деформация сопровождается неравномерными, глубокими и взаимосвязанными процессами сдвига, переориентации, дробления, удлинения или укорочения элементов конструкции. В зависимости от характера деформаций наблюдается увеличение плотности материала детали.
В жестких условиях закалки может происходить закалка, в результате которой в поверхностном слое появляются опасные микротрещины и царапается образованием частиц отслаивающегося металла. Повторная закалка — необратимый процесс, при котором нагрев не восстанавливает исходную структуру металла и его механические свойства.

Виброабразивная обработка лопаток

Лопасти являются характерными массовыми деталями авиационных газотурбинных двигателей внутреннего сгорания, работают в условиях высоких статических, динамических и тепловых нагрузок и во многом определяют долговечность и надежность всего двигателя.
Для их производства используются высокопрочные титановые сплавы, нержавеющие стали, жаропрочные сплавы на основе никеля, а также композиционные материалы.
Сложность изготовления лопаток в большинстве конструкций ГТД составляет 30-40% от общей сложности двигателя.Эта особенность в совокупности с условиями работы лопаток двигателей требует применения в производстве прогрессивных методов получения полуфабрикатов, современных технологий обработки, особенно на отделочных операциях, механизации и автоматизации технологических процессов.
При эксплуатации авиационных газотурбинных двигателей внутреннего сгорания среди всех повреждений, вызванных причинами отказов прочности, на долю лопаточных частей приходится около 60 %. Подавляющее большинство повреждений лезвий связано с усталостью.Этому нередко способствуют повреждения лопастей, вызванные попаданием в систему двигателя твердых частиц (камни при наземной рулежке, летящие птицы и т.п.). Это обуславливает необходимость иметь достаточно высокий запас циклической прочности лопастей, а также принимать специальные технологические и конструктивные меры, повышающие их живучесть при повреждениях (вмятинах).
В зависимости от условий работы в двигателе уровни знакопеременных напряжений в лопатках обычно находятся в пределах 40-160 МПа, а с учетом необходимого запаса прочности обычно требуется их прочность в пределах 300-500 МПа .Усталостная прочность лопасти зависит от материала, конструкции лопасти и технологии ее изготовления, но в любом случае большое влияние на величину предела прочности оказывает состояние поверхностного слоя. Основными факторами, влияющими на качество поверхностного слоя, являются:
- остаточные напряжения - их знак, величина, глубина, характер распределения по сечению деталей и др.;
- микрорельеф поверхности - величина и характер микронеровностей, наличие царапин;
- структура верхнего слоя.
Актуальность задачи повышения усталостной прочности лопаток привела к разработке и внедрению специальных методов обработки и внедрению в промышленность ряда специальных методов обработки поверхности.
Место виброабразивной обработки в технологическом процессе механической обработки лопаток обычно занимает доводочный процесс, выполняемый на завершающем этапе механической обработки. В зависимости от материала лопатки, вида предварительной обработки и исходного значения микрошероховатости поверхности и некоторых других факторов назначаются режимы обработки - частота и величина амплитуды колебаний, характеристики рабочих органов ( абразивный излом, формованные вибрирующие элементы, керамические, стеклянные или металлические шарики, деревянные кубики и т.д.), соотношения масс и т. д. Это позволяет достичь желаемого результата в достаточно широком диапазоне начальных состояний поверхности. Так, для лопаток компрессоров малых и средних размеров, изготовленных из стали и титановых сплавов, завершающей операцией формообразования является холодная прокатка с последующим закруглением кромок абразивным кругом. При этом шероховатость поверхности составляет Ra = 1,6 и выше, поэтому для компенсации микронеровностей на поверхности и создания сжимающих напряжений в поверхностном слое применяют «мягкие» вибрационные режимы обработки.При этом в тороидальных вибраторах применяется массовая обработка (без элементов крепления). В ряде случаев технология обработки предусматривает абразивную шлифовку на завершающих операциях с последующей полировкой поверхности лезвия. Такие лопатки подвергаются более интенсивной виброабразивной обработке для удаления микрошероховатостей и обеспечения остаточных сжимающих напряжений в поверхностном слое.
Гораздо сложнее реализовать эффективную вибрационную обработку больших лопаток вращающихся машин.Большая масса таких деталей с учетом веса контейнера и рабочей среды затрудняет изготовление вибромашины с приемлемой частотой и амплитудой колебаний по двум-трем координатам за счет резкого увеличения требуемой приводной мощности. и динамические перегрузки элементов машины. Кроме того, эти детали имеют худшее качество исходной поверхности, что снижает эффективность обработки.
«Мотор Сич» использует метод продольной вибрационной обработки закрытых контейнеров (ПОВО).
В традиционных отечественных и зарубежных виброшлифовальных станках насыпной наполнитель приводится в движение колебательными движениями дна емкости, которое всегда находится внизу. В этом случае наполнитель возвращается в свободное падение. Эффективность этого метода недостаточно высока.
Процесс виброабразивной обработки заготовок значительно активизируется и интенсифицируется внутри закрытой емкости с двумя расположенными друг напротив друга днищами, если сыпучий наполнитель активно колеблется между ними, отбирая кинетическую энергию от каждого днища.Интенсивность присадочных штрихов на заготовке значительно возрастает. Боковые стенки контейнера наклонные (конические), что вызывает дополнительное давление на наполнитель при его движении, что увеличивает силы динамического взаимодействия между абразивным наполнителем и стенками контейнера, внутри которых обрабатываются газовые детали. двигатель находится в твердом или свободном состоянии.
При вибрировании этим способом абразивными гранулами и шариками из закаленной стали снос металла с поверхности и микродеформация поверхности деталей протекают более интенсивно, чем в традиционных вибраторах, что увеличивает величину и глубину поверхностных сжимающих напряжений и увеличивает усталостная прочность детали.
На рисунке 3 представлены кривые изменения шероховатости поверхности лопаток из стали 14Х27Н2Ш в процессе обработки на виброустановке с П-образным контейнером

Рисунок 3 – Зависимость шероховатости от абразивной обработки в П-образном контейнере (1) и методом ПОВО (2)

Шероховатость

Ra = 1,5 мкм получается методом POOH, как показано на рис. 3, примерно через 30 минут, а при обычной виброабразивной обработке - 1,5 часа.
Исследование виброабразивной обработки лопаток турбин и компрессоров показывает преимущества этого процесса по сравнению с ручной полировкой и полировкой. Результаты испытаний показали, что предел прочности лопаток, подвергнутых виброшлифованию и виброполированию, составляет 410 МПа и соответствует требованиям ТУ. Величина и характер остаточных напряжений у испытанных лопаток более благоприятны, чем у лопаток с ручной полировкой и полированием.

Заявка

Очень важное значение при решении задачи обеспечения ресурса и надежности авиационных ГТД, а также при создании двигателей нового поколения занимается разработкой, совершенствованием и созданием новых технологических процессов, способов обработки деталей и устройств, повышающих не только оперативность, но и качество продукции.
Появление современных типов и модификаций авиадвигателей постоянно сопровождается новыми конструкторскими решениями, которые связаны с технологическими трудностями. Для их своевременного преодоления и преодоления разрыва между «идеальными» с точки зрения конструкции и «истинными» с точки зрения технологии изготовления необходимо активно внедрять в производство прогрессивные методы механообработки и отделочно-упрочняющие.

Литература

1. Богуслав В.А., Яценко В.К., Притченко В.Ф. Технологическая поддержка и прогнозирование нагрузочной способности деталей ГТД. -К.: Издательство Манускрипт, 1993. - 332 с.
2. Дриггс И. Г., Панкастер О. Э. Авиационные газовые турбины. Позади. с английского. ГАРАНТИРОВАННАЯ ПОБЕДА. Миронов. - М., Оборонгиз, 1957 - 265 с.
3. Газотурбинные установки Жирицкого Г.С. Авиация. -М., Оборонгиз, 1950 - 511 стр. 4. Доронин Ю.В., Макаров В.Ф. Причины образования дефектов профиля титанового лезвия титановой лопатки при полировке // Там же. - 1991. - № 12. - С. 17-19
5.Колощук Е.М., Шаботенко А.Г., Хазанович С.В. Объемная виброабразивная обработка деталей ГТД. // Самолет. прямой - 1973. - № 6. С7 13-16
6. Богуслав В.А., Яценко В.К., Жеманюк П.Д., Пухальская Г.В., Павленко Д.В., Бен В.П. Доводка и упрочнение деталей ГТД - Запорожье, изд. ОАО «МоторСич», 2005 г. - 559 стр.
7. Демин Ф. И., Проничев Н. Д., Шитарев И. Л. Технология изготовления основных деталей газотурбинных двигателей: Учеб. - М.: Машиностроение. 2002 г.- 328 секунд; больной.
8. Сулима А.М., Шулов В.А., Ягодкин Ю.Д. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин. М.: Машиностроение, 1988. 240с.
9. Скубачевский Г.С. Авиационные газотурбинные двигатели: Учебник для студентов авиационных вузов. М.: Машиностроение, 1969-544 с.
10. Маталин А. А. Технология машиностроения: Учебник для студ. М.: Машиностроение, 1985-512 стр.
11. http://www.nfmz.ru/lopatki.htm
ЗАО «Наро-Фоминский машиностроительный завод» Лопасти компрессора ГТЭ
12.http://www.nfmz.ru/lopatki.htm
д.т.н. Юрий Елисеев, генеральный директор ФНПЦ ММПП «Салют», Перспективные технологии производства лопаток ГТЭ

Важное примечание!
На момент написания данного реферата магистерская работа еще не завершена. Окончательное завершение: декабрь 2009 г. Полный текст работы и материалы по данной теме можно получить у автора или его покровителя после указанной даты.

.

Waspaloy Круглый пруток / Поковки Специальные сплавы для экологически чистой энергетики и океанографии AISI NR 685

Круглый пруток Waspaloy / поковки Специальные сплавы для экологически чистой энергетики и океанографии AISI № 685

Описание

Круглый сплав, поковки, прессованные профили, проволока, переходник для деталей ГТД

1 ИЗДЕЛИЕ

Круглый пруток, поковки, прессованные профили, проволока, крепеж для деталей ГТД, агрегатов планера и ракетные комплексы и т.д.

2 ЭКВИВАЛЕНТНОЕ ОБОЗНАЧЕНИЕ

UNS N07001, AISI NO.685, W.Nr. 2.4654, CarTech ^® Waspaloy, Harnes ^® Waspaloy, NI-P101HT

3 ПРИМЕНЕНИЕ

Waspaloy используется для деталей газотурбинных двигателей, требующих высокой прочности и коррозионной стойкости при высоких рабочих температурах. Текущие и потенциальные области применения включают диски компрессоров и роторов, валы, прокладки, прокладки, кольца и корпуса, крепежные детали и другое различное оборудование для двигателей, узлы планера и ракетные системы.

Сплав применяется для деталей газотурбинных двигателей, требующих значительной прочности и коррозионной стойкости при температурах до 871°С (1600°F).

4 CHEMICAL COMPOSITION (wt%):

Fe	Ni	Co	Cr	Ti	b	Mo	Zr
≤2.00	Balance	12.00-15.00	18.0–21.0	2.75-3.25	0.003–0.008	3.50–5.00	0.02–0.12
to	Alumina	Mn	Si	P.	S.	Cu
0.02–0.10	1.20–1.50	≤0.50	≤0.75	≤0.020	≤0.020	≤0.10

5 Сплошной Физический

Плотность: 8,19 г / см³ (0,296 фунта / дюйма)

Диапазон плавления: 1330–1360 ° C (2425–2475 ° F)

6 Механические свойства

6 0008 . (термообработка А)

7 КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ
Waspaloy проявляет превосходную стойкость к коррозии под действием газов и продуктов коррозии авиационных двигателей реактивных двигателей при температуре до 871°С.Внутримолекулярное окисление происходит при температуре выше 871°С (1600°F).

Стойкость сплава к окислению хорошая в условиях частого термоциклирования и непрерывного воздействия температур до 1038°С (1900°F). Он хорошо зарекомендовал себя в атмосфере, возникающей при работе газотурбинного двигателя, и в условиях соляного тумана. Материал, обработанный раствором, обеспечивает наилучший уровень коррозионной стойкости.

8 ТЕРМООБРАБОТКА

Waspaloy подвергается термообработке в три этапа, включая обработку на твердый раствор, стабилизацию и отверждение.

A: Для оптимальной ползучести при высоких температурах и растрескивания под напряжением.

Обработка раствором - Нагрев до 1080 °C (1975 °F) / 4 часа / переменный ток для получения твердости по Роквеллу 20-25 Стабилизация - Нагрев до 845 ° C (1550 ° F) / 24 часа / переменный ток. Закаленный - нагрев до 760 ° C (1400 ° F) / 16 ч / переменный ток для 34-40 Rockwell C.

B: Для оптимальных свойств на растяжение в помещении и высокой температуре.

Раствор для обработки – нагревание 995–1035 °C (1825–1895 °F) / 4 часа / масляная закалка. Стабилизация - нагрев до 845°С (1550°F)/4ч/АС.

Закаленная - нагрев до 760°С (1400°F) / 16ч/АС для твердости 34-44 по Роквеллу С.

9 ИНСТРУКЦИЯ ПО РАБОТЕ диапазон 982-1177°С (1800-2150°F).Это позволяет избежать быстрого затвердевания в процессе эксплуатации, возможного растрескивания при температуре ниже 980°С (1800°F) и горячеломкости выше 1180°С (2150°F).

Холодная обработка

Сплав может подвергаться холодной обработке путем гидроформовки, волочения, прядения, гибки, прокатки и т. д. Он намного прочнее, чем нержавеющие стали серии AISI 300 при комнатной температуре. Стержень из сплава с пониженным напряжением также успешно вводится в крепеж в холодном состоянии.Обычно требуется промежуточный отжиг, поскольку сплав работает очень быстро.

10 ФОРМА ПРОДУКЦИИ

Круглый прокат, поковки, сырье для ковки, прессованные профили, заготовки, полосы, проволока и катанка и т.д. ASTM B637 / ASME SB637 Billert, Rod & Bar, поковки

Болты BS EN 2930

SAE AMS 5704 Billert, Rod & Bar, поковки

SAE AMS 5706 Billert, Rod & Bar, поковки

SAE AMS & Bar, forgings

SAE AMS 5708

SAE AMS 5709

SAE AMS 5828 Bare Weld Rods & Wire

SAE MAM 5706

SAE AMS 7471

AECMA PrEN 2193

PrEN 2194

PrEN 2194

PrEN 2194

PrEN 2194

AECMA PrEN 2958

AECMA PrEN 2959

AECMA PrEN 2960

AECMA PrEN 3220

Плиты, листы и полосы 9 0005

SAE AMS 5544 Лист, плита и лента

AECMA PrEN 2195

12 КОНКУРЕНТНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА

(1) Более 50 лет опыта исследований и разработок жаропрочных, коррозионностойких, прецизионных сплавов, сплавов металлы и драгоценные металлы и изделия.
(2) 6 ключевых лабораторий и калибровочный центр.
(3) Запатентованные технологии.

(4) Высокая производительность.

13 Деловой термин

Минимальный заказа.	в соответствии с приказом
Время доставки	60-90 дней
Условия оплаты	T / T, L / C At Isield, D / P
СПВЕТСТ. месяц

.

Когенерационные установки на базе микротурбин | elektro.info

Связанный

Магистр Гжегож Рысински О чем стоит помнить при выборе ИБП?

О чем стоит помнить при выборе ИБП?

UPS (Uninterruptible Power Supply) — устройство, гарантирующее бесперебойное питание приемников в случае отключения или сбоя питания. Основными функциями этого типа устройств являются ...

UPS (Uninterruptible Power Supply) — устройство, гарантирующее бесперебойное питание приемников в случае отключения или сбоя питания.Основными функциями этого типа устройств являются защита данных в случае сбоя питания (например, за счет возможности сохранения данных и безопасного отключения приемника) и защита от сетевых помех.

доктор хаб. англ. Павел Пиотровски, M.Sc. Рафал Пайонк Анализ систем электроснабжения объекта типа ЦОД в зависимости от требуемого уровня надежности (часть 1)

Анализ систем электроснабжения объекта типа ЦОД в зависимости от требуемого уровня надежности (часть 1)

Стоимость построения систем электроснабжения центров обработки данных, что является важным экономическим элементом, на практике сильно различается в зависимости от выбранного стандарта Tier.Затраты резко возрастают ...

Стоимость построения систем электроснабжения центров обработки данных, что является важным экономическим элементом, на практике сильно различается в зависимости от выбранного стандарта Tier. Затраты значительно возрастают с повышением надежности системы электроснабжения.

доктор хаб. англ. Павел Пиотровски, M.Sc. Рафал Пайонк Анализ систем электроснабжения объекта типа ЦОД в зависимости от требуемого уровня надежности (часть 2)

Анализ систем электроснабжения объекта типа ЦОД в зависимости от требуемого уровня надежности (часть 2)

Очень высокая надежность систем электроснабжения в центрах обработки данных значительно увеличивает затраты на построение системы, при этом растущие гораздо быстрее, чем соответствующее сокращение времени простоя...

Очень высокая надежность систем электроснабжения в центрах обработки данных значительно увеличивает затраты на построение системы, при этом растущие гораздо быстрее, чем соответствующее сокращение времени простоя системы.

Магистр Кароль Кучиньски Тандемная генераторная установка и ИБП

Тандемная генераторная установка и ИБП

К объектам, требующим повышенной надежности подводимого электроснабжения, относятся: банки, дата-центры, больницы, метро, ​​объекты телекоммуникаций и офисные комплексы, полностью управляемые системами...

К объектам, требующим повышенной надежности электроснабжения, относятся: банки, центры обработки данных, больницы, метрополитен, объекты телекоммуникаций и офисные комплексы, полностью управляемые интеллектуальными системами зданий. Часто использование двухстороннего питания от электросети оказывается недостаточным и необходимо установить дополнительный источник энергии в виде генераторной установки.

доктор инж. Кароль Беднарек Батарейные модули в системах бесперебойного питания (ИБП)

Батарейные модули в системах бесперебойного питания (ИБП)

Правильная и безопасная работа электрических, электронных и информационных устройств напрямую связана с качеством энергии в системах электроснабжения.Универсальный режим ... 9000 8

Правильная и безопасная работа электрических, электронных и информационных устройств напрямую связана с качеством энергии в системах электроснабжения. Совместная работа нелинейных приемников (часто работающих в импульсном режиме) или динамически переключаемых больших нагрузок способствует возникновению помех в общих питающих сетях.

Магистр Кароль Кучиньски Рынок ИБП в Польше и надежность электроснабжения – избранные вопросы

Рынок ИБП в Польше и надежность электроснабжения – избранные вопросы

Маловероятно, что в 21 веке нас коснутся регулярные отключения электроэнергии.Между тем, предупреждают специалисты, такое состояние может наступить в течение двух лет, и проблема...

Маловероятно, что в 21 веке нас коснутся регулярные отключения электроэнергии. Между тем, предупреждают эксперты, такое состояние может наступить в течение двух лет, причем проблема коснется как частных заказчиков, так и компаний. Провалы и провалы напряжения, а также другие нарушения, возникающие в электрических сетях, вызывают потери на промышленных предприятиях или других предприятиях в результате остановок производственных линий или нарушений в работе систем...

доктор инж. Марек Волински Опасность взрыва от батарей

Опасность взрыва от батарей

Постановление министра инфраструктуры от 12 апреля 2002 г. о технических условиях, которым должны соответствовать здания и их расположение (Законодательный вестник № 75 от 2002 г., поз. 690 с изменениями) в § 181 ...

Постановление министра инфраструктуры от 12 апреля 2002 г. о технических условиях, которым должны соответствовать здания и их расположение (Законодательный вестник № 75 от 2002 г., №, вещь 690 с поправками г) в статье 181 установлено, что «здание, в котором потеря напряжения в сети электроснабжения может создать угрозу жизни или здоровью людей, серьезную угрозу окружающей среде, а также значительные материальные потери, должно питаться от не менее двух независимых самопереключающихся источников электроэнергии»....

доктор хаб. англ. Павел Пиотровски, инж. Пшемыслав Сухецкий Технико-экономический анализ выбора однофазной генераторной установки малой мощности в зависимости от используемого топлива

Технико-экономический анализ выбора однофазной генераторной установки малой мощности в зависимости от используемого топлива

Выбор типа топлива является важным элементом при выборе генераторной установки.Тип двигателя и топлива (бензин, дизельное топливо, СУГ...

) предпочтительнее по технико-экономическим критериям

Выбор типа топлива является важным элементом при выборе генераторной установки. Тип двигателя и топлива (бензин, дизель, сжиженный нефтяной газ, природный газ ПГ), предпочтительные по технико-экономическим критериям для генераторной установки, могут различаться в зависимости от назначения генераторной установки (расчетное время и частота работы).

Магистр Кароль Кучиньски На что следует обратить внимание при выборе ИБП?

На что следует обратить внимание при выборе ИБП?

Возникновение аварийных состояний или других нарушений в энергосистеме, а также влияние атмосферных факторов влияют на возникновение перебоев в энергоснабжении. Влияющие расстройства ... 9000 8

Возникновение аварийных состояний или других нарушений в энергосистеме, а также влияние атмосферных факторов влияют на возникновение перебоев в энергоснабжении.Удары или перебои в подаче питания на приемники могут привести к потере обрабатываемых данных, повреждению устройств, перегреву систем из-за отключения кондиционера и, как следствие, их немедленному отключению или повреждению. Защитой от вышеперечисленных последствий является применение ...

Магистр Кароль Кучиньски Генераторная установка как источник аварийного электроснабжения здания

Генераторная установка как источник аварийного электроснабжения здания

Часто использование мощности двух независимых линий электропередач недостаточно и необходимо установить дополнительный источник энергии в виде генераторной установки.В некоторых...

Часто использование мощности двух независимых линий электропередач недостаточно и необходимо установить дополнительный источник энергии в виде генераторной установки. В некоторых случаях это единственный источник питания электроприемников. На рынке представлены агрегаты мощностью от нескольких кВА до 6 МВА, рассчитанные на различные режимы работы и для установки в помещении или встроенные в отдельно стоящий контейнер. Работа генераторной установки...

Магистр Юлиан Ветер Выбор мощности генераторной установки (часть 1)

Выбор мощности генераторной установки (часть 1)

Часто возникает необходимость проектирования энергосистем с повышенной надежностью электроснабжения. Вторая линия электропередач, подключенная к зданию, не всегда соответствует ...

Часто возникает необходимость проектирования энергосистем с повышенной надежностью электроснабжения.Подключенная к зданию вторая линия электропередач не всегда соответствует ожиданиям получателя. Часто возникает необходимость установки аварийного источника питания, которым является генераторная установка и ИБП. Оба этих источника требуют разного подхода при выборе их мощности и разного метода проектирования и оценки защиты от поражения электрическим током применительно к системе...

Магистр Юлиан Ветер Подбор мощности генераторной установки (часть 2)

Подбор мощности генераторной установки (часть 2)

Во второй части статьи, опубликованной в No.9 сентября 2013 г. мы сосредоточимся на принципах проектирования защиты от поражения электрическим током и ее оценке в существующих системах аварийного питания.

Во второй части статьи, опубликованной в No. 9 сентября 2013 г. мы сосредоточимся на принципах проектирования защиты от поражения электрическим током и ее оценке в существующих системах аварийного питания.

Магистр Кароль Кучиньски ИБП - на что обратить внимание при выборе (часть 2)

ИБП - на что обратить внимание при выборе (часть 2.) ИБП

— силовые электронные устройства, обеспечивающие бесперебойную работу устройств, чувствительных к перебоям в электроснабжении, колебаниям напряжения и помехам в электросети. При оформлении...

ИБП

— силовые электронные устройства, обеспечивающие бесперебойную работу устройств, чувствительных к перебоям в электроснабжении, колебаниям напряжения и помехам в электросети. При проектировании данной системы следует учитывать тип электроснабжения с учетом его надежности и способа подключения нагрузок и их групп.На этапе подготовки проекта следует учитывать важность приемников и необходимое время резервного копирования. Некоторые из них можно доделать сразу...

Магистр Юлиан Ветер Оценка эффективности автоматического отключения в установках, питаемых от генераторной установки

Оценка эффективности автоматического отключения в установках, питаемых от генераторной установки

В статье разъясняются причины, по которым оценка отключения возможна только при работающей цепи принудительного возбуждения, в противном случае при наличии короткого замыкания, которое длится дольше...

В статье разъясняются причины, по которым оценка отключения возможна только при работе системы форсировки возбуждения, в противном случае при более длительном коротком замыкании следует искать другое средство защиты от поражения электрическим током, т.к. возбуждение не будет эффективным и не будет соответствовать требованиям стандарта, о котором напоминает текст. Оценить эффективность автоматического отключения защит в установке, питаемой от генераторной установки, можно расчетным путем...

доктор хаб. англ. Павел Пиотровски, инж. Михал Дерлацкий - Варшавский политехнический университет Классификация надежности центров обработки данных

Классификация надежности центров обработки данных

В век компьютеризации и всеобщего доступа к информации крайне важно обеспечить надежное электроснабжение ИТ-объектов, на которых происходит хранение и обработка...

В век компьютеризации и всеобщего доступа к информации крайне важно обеспечить надежное электроснабжение ИТ-объектов, в которых происходит хранение и обработка данных.Классификация надежности центров обработки данных включает важную информацию, связанную с правильным проектированием систем бесперебойного питания.

Магистр Кароль Кучиньски Надежность электроснабжения в контексте систем АВР

Надежность электроснабжения в контексте систем АВР

Проектирование максимально надежной системы электроснабжения на конкретном объекте требует знания требований и установленных приемников. В зависимости от типа приемников и степени их важности...

Проектирование максимально надежной системы электроснабжения на конкретном объекте требует знания требований и установленных приемников. В зависимости от типа приемников и степени их важности для пользователя применяются различные решения питающей сети и источника бесперебойного питания. Основным фактором, определяющим выбор подходящей системы электроснабжения, является требуемая надежность системы электроснабжения. Для снижения вероятности выхода из строя энергосистемы используется мультиплексирование...

доктор хаб. англ. Павел Пиотровски, инж. Михал Дерлацкий - Варшавский политехнический университет Технико-экономический анализ выбранных элементов гарантированного электроснабжения центров обработки данных (часть 1.)

Технико-экономический анализ выбранных элементов гарантированного электроснабжения центров обработки данных (часть 1.)

Гарантированное питание дата-центров — сложная и многогранная проблема. Повышение надежности всегда связано с динамичным ростом затрат.Выбор конкретного источника питания... 9000 8

Гарантированное питание дата-центров — сложная и многогранная проблема. Повышение надежности всегда связано с динамичным ростом затрат. Выбор конкретной системы бесперебойного питания и устройств ИБП требует тщательного технико-экономического анализа.

доктор хаб. англ. Павел Пиотровски Надежность гарантированного электроснабжения дата-центров

Надежность гарантированного электроснабжения дата-центров

Объекты типа ЦОД должны характеризоваться рядом важных для данного типа объектов признаков [9].Среди них [10]: 1. Физическая охрана. Имеется в виду защищенное и охраняемое здание...

Объекты типа ЦОД должны характеризоваться рядом важных для данного типа объектов признаков [9]. Среди них [10]: 1. Физическая охрана. Означает защищенное и охраняемое здание, оборудованное системами контроля доступа, противоаварийной и диверсионной системами, системой видеонаблюдения, устойчивое к затоплению и находящееся вне зоны затопления, сейсмически активное.

Яцек Катаржински Качество электроэнергии в микросетях

Качество электроэнергии в микросетях

Использование генераторных установок в качестве резервного источника питания и связанных с ними ИБП стало обычным явлением и касается все большего количества объектов, где требуется бесперебойная работа...

Использование генераторных установок в качестве резервного источника питания и связанных с ними ИБП стало обычным явлением и касается все большего числа объектов, где приоритетом является бесперебойное электроснабжение.

Магистр Юлиан Ветер Источники бесперебойного питания (ИБП)

Источники бесперебойного питания (ИБП)

ИБП – это устройство, предназначенное для обеспечения бесперебойной работы компьютерных устройств, средств связи и других устройств, чувствительных к перебоям в электроснабжении, колебаниям напряжения и другим помехам...

ИБП - устройство, предназначенное для обеспечения бесперебойной работы устройств ЭВМ, средств связи и других устройств, чувствительных к перебоям в электроснабжении, колебаниям напряжения и другим возмущениям в электросети. Это силовое электронное устройство, позволяющее питать приемники от аккумулятора или другого накопителя электроэнергии в случае отключения электроэнергии в питающей сети.

Магистр Мирослав Мигонь Устойчивость систем бесперебойного электроснабжения к отказам (часть 1.)

Стойкость систем бесперебойного питания к отказам (часть 1)

Работа в отрасли с более высокой конкуренцией означает, что операторы центров обработки данных находятся под огромным давлением, чтобы сохранить эксплуатационные расходы на низком уровне, в то время как во времена высокой ...

Работа в отрасли с более высокой конкуренцией означает, что операторы центров обработки данных находятся под огромным давлением, чтобы сохранить эксплуатационные расходы на низком уровне, и в то же время, в периоды высокой нагрузки на окружающую среду, они также несут ответственность за снижение воздействия своего бизнеса на природная среда.Нетрудно заметить, что энергоэффективность является ключом к эффективному реагированию на эти нагрузки, но энергоэффективность не является и никогда не может быть ...

Магистр Кароль Кучиньски Основные требования при установке генераторной установки

Основные требования при установке генераторной установки

Количество объектов, требующих повышенной надежности электроснабжения, таких как торговые центры, банки, центры обработки данных, больницы, объекты телекоммуникаций и офисные комплексы в г...

Постоянно растет количество объектов, требующих повышенной надежности электроснабжения, таких как торговые центры, банки, дата-центры, больницы, телекоммуникационные объекты и офисные комплексы, полностью управляемые системами автоматизации зданий. Эти объекты требуют использования источников электроэнергии мощностью от нескольких сотен кВт до нескольких МВт. Более крупные агрегаты мощностью несколько МВт и более могут приводиться в действие газовыми турбинами и также используются для покрытия ежедневных пиковых нагрузок в системе...

Магистр Кароль Кучиньски, M.Sc. Катажина Рыбка Правила выбора кондиционера для офисов и небольших серверных

Правила выбора кондиционера для офисов и небольших серверных

Использование кондиционеров позволяет поддерживать надлежащие условия окружающей среды в помещениях, обеспечивающих комфортность работы людей и получение тепла от электронных устройств. Устройства ... 9000 8

Использование кондиционеров позволяет поддерживать надлежащие условия окружающей среды в помещениях, обеспечивающих комфортность работы людей и получение тепла от электронных устройств.Устройства кондиционирования воздуха оказывают существенное влияние на составляющие климата помещения: температуру, влажность воздуха, чистоту воздуха и движение (циркуляцию воздуха).

Магистр Юлиан Ветер Батареи аккумуляторов, используемые в блоках ИБП, и условия их безопасной эксплуатации

Батареи аккумуляторов, используемые в блоках ИБП, и условия их безопасной эксплуатации

В статье представлены основные эксплуатационные требования к аккумуляторным батареям, используемым в ИБП в качестве накопителей энергии, выполнение которых гарантирует сохранение работоспособности...

В статье представлены основные эксплуатационные требования к батареям, используемым в ИБП, в качестве накопителей энергии, выполнение которых гарантирует сохранение работоспособности в течение предполагаемого срока службы.

Новейшие продукты и технологии

Евро Про Групп Диагностика фотоэлектрических панелей с применением тепловизионных камер FLIR

Диагностика фотоэлектрических панелей с применением тепловизионных камер FLIR

По данным Polskie Sieci Elektroenergetyczne на конец марта 2022 года.в Польше около 9 401,1 МВт. питание поступает от фотоэлектрических панелей. По-прежнему основной и доминирующий сегмент фотоэлектрического рынка ... 9000 8

По данным Polskie Sieci Elektroenergetyczne, на конец марта 2022 года в Польше около 9 401,1 МВт. питание поступает от фотоэлектрических панелей. По-прежнему основным и доминирующим сегментом фотоэлектрического рынка являются микроустановки, составляющие 75% установленной фотоэлектрической мощности.

eon.pl Окупится ли фотоэлектричество, несмотря на изменения?

Окупится ли фотоэлектричество, несмотря на изменения?

1 апреля 2022 года вступили в силу правила, потрясшие мир фотовольтаики.Слово «фотовольтаика» во всех случаях склонялось, а специалисты и сами просьюмеры недоумевали...

1 апреля 2022 года вступили в силу правила, потрясшие мир фотовольтаики. Слово «фотовольтаика» использовалось во всех случаях, и эксперты и сами просьюмеры задавались вопросом, будет ли установка по-прежнему прибыльной. Однако оказывается, что большинство опасений были беспочвенными, и фотовольтаика остается одним из самых привлекательных решений в области возобновляемой энергетики.Что нужно знать о фотовольтаике после 1 апреля 2022 года? Давай проверим.

BuyPV.eu КупитьPV. Дарим хорошую энергию

КупитьPV. Дарим хорошую энергию

Спрос на энергию неуклонно растет, и прогнозы показывают, что эта тенденция сохранится. Энергетическая независимость означает не только экологию, но и значительную экономию. Для инвесторов это тоже преимущество...

Спрос на энергию неуклонно растет, и прогнозы показывают, что эта тенденция сохранится.Энергетическая независимость означает не только экологию, но и значительную экономию. Для инвесторов это еще и конкурентное преимущество — все больше компаний стремятся к устойчивому развитию, предпринимая действия по защите окружающей среды. Бренд BuyPV был создан для таких клиентов.

BayWa р.э. Солнечные системы Учебный марафон - получи сертификат установщика!

Учебный марафон - получи сертификат установщика!

Мы рады сообщить, что 1 июня 2022 г. BayWa.е. Solar Systems организует обучающий марафон для монтажников фотоэлектрических систем, то есть целый день, наполненный интересными и полезными панелями встреч.

Мы рады сообщить, что 1 июня 2022 г. BayWa r.e. Компания Solar Systems организует обучающий марафон для монтажников фотоэлектрических систем, то есть целый день, наполненный интересными и полезными панелями встреч.

unidex.pl Теплообменники - современные устройства для индивидуальных нужд и особых требований к установке

Теплообменники - современные устройства для индивидуальных нужд и особых требований к установке

Практически каждая промышленная система охлаждения имеет фреоновые и/или аммиачные теплообменники.Благодаря этим устройствам можно эффективно охлаждать или замораживать продукты. Принцип ... 9000 8

Практически каждая промышленная система охлаждения имеет фреоновые и/или аммиачные теплообменники. Благодаря этим устройствам можно эффективно охлаждать или замораживать продукты. Принцип работы теплообменника относительно прост. В современных, технологичных промышленных применениях используются теплообменники различных конструкций, причем конструкция самого теплообменника зависит главным образом от способа прохождения тепла.

Адус Сп. о.о. Ящики напольные специального назначения типа ЗГП в современных электроустановках

Ящики напольные специального назначения типа ЗГП в современных электроустановках

Общеупотребительные напольные коробки, оснащенные комплектами электрических розеток, гарантируют подачу электроэнергии в указанные места. Эстетика таких ящиков зависит от способа их установки...

Общеупотребительные напольные коробки, оснащенные комплектами электрических розеток, гарантируют подачу электроэнергии в указанные места.Эстетика таких коробов зависит от способа их установки и типа подложки. Совсем другой вопрос, сильно влияющий на выбор типа корпуса банок, — способ и место их использования.

Грентон Сп. о.о. Новости Grenton Smart Home расширяет свое предложение по обучению

Grenton Smart Home расширяет свое предложение по обучению

Если вас интересуют новые рынки и способы диверсификации вашего предложения, ознакомьтесь с возможностями от Grenton и Совета по интеллектуальным технологиям Польши.

Если вас интересуют новые рынки и способы диверсификации вашего предложения, ознакомьтесь с возможностями от Grenton и Совета по интеллектуальным технологиям Польши.

ГудВе Европа ГмбХ Межсолнечная Европа 2022

Межсолнечная Европа 2022

GoodWe, мировой производитель фотогальванических решений, расширяет свою деятельность в области инверторов и решений для хранения фотоэлектрической энергии, предлагая комплексное предложение для домашних хозяйств «Eco Smart ...

GoodWe, мировой производитель фотогальванических решений, расширяет свой бизнес инверторов и фотоэлектрических накопителей энергии, предлагая комплексное предложение «Эко-умный дом» для домашних хозяйств.Ряд новых продуктов, отвечающих потребностям клиентов в повышении эффективности и энергетической независимости, будет представлен на выставке Intersolar в Мюнхене с 11 по 13 мая 2022 года в зале B4, стенд 210.

.

Брук-Бет ПВ Новости Конференция по фотоэлектрической отрасли - нетто-биллинг, хранение энергии, тепловые насосы

Конференция по фотоэлектрической отрасли - нетто-биллинг, хранение энергии, тепловые насосы

Практическая информация об изменениях в законодательстве, обсуждение возможности расширения услуг за счет накопления энергии, тепловых насосов или электромобилей, аргументы в пользу продажи и варианты поддержки для компаний и клиентов...

Практическая информация об изменениях в законодательстве, обсуждение возможности расширения услуг за счет накопления энергии, тепловых насосов или электромобилей, аргументы в пользу продаж и варианты поддержки для компаний и индивидуальных клиентов – эти темы будут обсуждаться на Симпозиуме «Вместе за ВИЭ», который пройдет место 18 и 19 мая в Унеюве (центральная Польша).

BayWa р.э. Солнечные системы АГРИ-ПВ - Все, что вам нужно знать!

АГРИ-ПВ - Все, что вам нужно знать!

Тема использования фотовольтаики в сельском хозяйстве очень интересная, но более всего важная и нужная для нашего климата.Эта отрасль фотогальваники дает возможность использовать пространство дважды: защищая ...

Тема использования фотовольтаики в сельском хозяйстве очень интересная, но более всего важная и нужная для нашего климата. Эта отрасль фотоэлектричества предлагает возможность использовать пространство дважды: защищать его от экстремальных погодных условий и в то же время производить зеленую энергию из той же земли.

OleOle.pl Какую башню выбрать?

Какую башню выбрать?

Какую башню выбрать? На что следует обратить внимание при покупке стереосистемы? Какие аудиоформаты поддерживает мини-башня? Какие динамики лучше? Если вы ищете ответы на поставленные выше вопросы, читайте дальше!

Какую башню выбрать? На что следует обратить внимание при покупке стереосистемы? Какие аудиоформаты поддерживает мини-башня? Какие динамики лучше? Если вы ищете ответы на поставленные выше вопросы, читайте дальше!

ЭЛЮС Какие уличные фонари? Только светодиодные лампы!

Какие уличные фонари? Только светодиодные лампы!

Что, если бы было темно? Представьте, что вы едете по дорогам и тротуарам в неосвещенном городе или по бездорожью.Все водители хорошо знают, что при езде поздней зимней ночью даже самые лучшие ...

Что, если бы было темно? Представьте, что вы едете по дорогам и тротуарам в неосвещенном городе или по бездорожью. Все водители прекрасно знают, что при движении поздней зимней ночью даже по самой лучшей скоростной трассе видимость в неосвещенных местах ничтожно мала. Что, если бы на дорогах вообще не было искусственного освещения? Поэтому хорошо, что есть уличные фонари, а еще лучше, когда это современные, долговечные и мощные светодиодные фонари.

БРЭДИ Польша Создавайте, просматривайте и печатайте — все это с помощью вашего телефона и нового принтера этикеток M211

Создавайте, просматривайте и печатайте — все это с помощью вашего телефона и нового принтера этикеток M211

Новый принтер этикеток M211 от Brady Corporation — это легкое, прочное и портативное устройство, которое печатает как разрезанные, так и непрерывные этикетки для идентификации кабелей и компонентов. Это позволяет ...

Новый принтер этикеток M211 от Brady Corporation — это легкое, прочное и портативное устройство, которое печатает как разрезанные, так и непрерывные этикетки для идентификации кабелей и компонентов.Он позволяет создавать даже сложные этикетки, которые можно создавать, распечатывать и просматривать с телефона. Встречайте принтер Brady M211!

BayWa р.э. Солнечные системы НОВИНКА - модули PV Meyer Burger

НОВИНКА - модули PV Meyer Burger

Мы рады сообщить, что портфолио одного из ведущих дистрибьюторов фотоэлектрических систем в Польше - BayWa r.e. В Solar Systems размещались модули этого немецкого производителя. "Немецкое качество" - или в данном случае...

Мы рады сообщить, что портфолио одного из ведущих дистрибьюторов фотоэлектрических систем в Польше - BayWa r.e. В Solar Systems размещались модули этого немецкого производителя. "Немецкое качество" - отражается ли эта поговорка в данном случае на деле? Да – это нам доказывает Meyer Burger. Модули разрабатываются в Швейцарии и производятся исключительно в Германии в соответствии с самыми строгими стандартами качества.

Хагер Поло Сп. о.о. Знаете ли вы, что система распределения электроэнергии до 4000 А может быть модульной, как куб?

Знаете ли вы, что система распределения электроэнергии до 4000 А может быть модульной, как куб?

Unimes H - Почему ты можешь ему доверять? Unimes H — это комплексная система распределения электроэнергии до 4000 А, разработанная Hager.Обеспечивает гибкую платформу для распределительных щитов. Состоит из 16 стандартизированных ...

Unimes H - Почему ты можешь ему доверять? Unimes H — это комплексная система распределения электроэнергии до 4000 А, разработанная Hager. Обеспечивает гибкую платформу для распределительных щитов. Он состоит из 16 стандартизированных типов полей в различных конфигурациях, что позволяет создавать более 1000 вариантов оформления.

Обучение: Сертифицированный установщик Huawei - цикл обучения

Обучение: Сертифицированный установщик Huawei - цикл обучения

24-27 мая, час.10:00 - онлайн-тренинг: Сертифицированный установщик Huawei - цикл обучения - Варшава - регистрация до 30 апреля

24-27 мая, час. 10:00 - онлайн-тренинг: Сертифицированный установщик Huawei - цикл обучения - Варшава - регистрация до 30 апреля

Грентон Сп. о.о. Грентон - ваш дом будущего уже сегодня

Грентон - ваш дом будущего уже сегодня

В настоящее время, по оценкам, 20% домохозяйств используют технологию «Умный дом».К 2024 году это число увеличится до 50%, достигнув 240 миллионов получателей только в Европейском Союзе. Как насладиться...

В настоящее время, по оценкам, 20% домохозяйств используют технологию «Умный дом». К 2024 году это число увеличится до 50%, достигнув 240 миллионов получателей только в Европейском Союзе. Как наслаждаться домом будущего уже сегодня? Используйте Grenton Smart Home — инновационную систему, позволяющую контролировать все устройства и установки в доме. Используя лучшее в проводных и беспроводных системах, мы можем установить его как в готовые, так и в единственные...

архонт.pl Недорогой строящийся дом – каким должен быть идеальный проект?

Недорогой строящийся дом – каким должен быть идеальный проект?

Инвестор, который уже принял решение о строительстве дома и начинает подготовку, открывает множество возможностей в плане выбора идеального проекта дома. Самое главное, что этот приспособлен для нужд ...

Инвестор, который уже принял решение о строительстве дома и начинает подготовку, открывает множество возможностей в плане выбора идеального проекта дома.Самое главное, чтобы он был адаптирован к потребностям домочадцев, к условиям участка и местного законодательства, а также к бюджету, выделенному на инвестиции. Студия АРХОН+ предлагает различные готовые проекты одноэтажных домов, проекты домов с мансардой, многоэтажных домов, среди которых имеются интересные проекты...

КАК ЭНЕРГИЯ Скидки по-прежнему важны при расширении установки

Скидки по-прежнему важны при расширении установки

С 1 апреля изменится система расчетов за электроэнергию от фотовольтаики.На новые установки система скидок не распространяется. Что если мы захотим расширить текущую установку?...

С 1 апреля изменится система расчетов за электроэнергию от фотовольтаики. На новые установки система скидок не распространяется. Что делать, если мы хотим расширить текущую установку? Потеряем ли мы скидки? Нет, но нужно помнить одно правило.

Редакторы Какую интеллектуальную систему здания выбрать? Обзор систем умного дома

Какую интеллектуальную систему здания выбрать? Обзор систем умного дома Умный дом

становится все более распространенным явлением на рынке.Многие люди решают приобрести такие решения, желая снизить потребление электроэнергии и одновременно повысить комфорт своей жизни...

Умный дом

становится все более распространенным явлением на рынке. Многие люди решают приобрести такие решения, чтобы снизить потребление электроэнергии при одновременном повышении комфорта жизни. Какие компании предлагают нам такие решения?

БРЭДИ Польша Удобная печать и маркировка силовых кабелей в полевых условиях

Удобная печать и маркировка силовых кабелей в полевых условиях

Крупному коммунальному оператору требовались надежные идентификационные этикетки и принтеры, чтобы технические специалисты могли быстро идентифицировать и маркировать любой кабель в полевых условиях.

Крупному коммунальному оператору требовались надежные идентификационные этикетки и принтеры, чтобы технические специалисты могли быстро идентифицировать и маркировать любой кабель в полевых условиях.

СР Тех измеритель радиации 5G

измеритель радиации 5G

Что такое 5G? Каковы преимущества и риски этой новой, весьма спорной технологии? Оказывают ли эти типы сетей негативное влияние на наше здоровье? Что такое излучение 5G и есть ли...

Что такое 5G? Каковы преимущества и риски этой новой, весьма спорной технологии? Оказывают ли эти типы сетей негативное влияние на наше здоровье? Что такое излучение 5G и существует ли проверенный измеритель радиации 5G? Мы постараемся ответить на эти вопросы здесь.

Магистр Дариуш Згожальский, EVER Sp. о.о. Отдельные аспекты требований к источникам питания устройств противопожарной защиты - на примере блока питания приводов аэрационных затворов УЗС-230В-1кВт-1Ф фирмы EVER

Отдельные аспекты требований к источникам питания устройств противопожарной защиты - на примере блока питания приводов аэрационных затворов УЗС-230В-1кВт-1Ф фирмы EVER

В предыдущих разделах я доказал, что блоки питания для воздушных затворов являются важным элементом системы противопожарной вентиляции, с формальной стороны они должны иметь сертификат одобрения CNBOP-PIB, a...

В предыдущих разделах я доказал, что блоки питания для воздушных затворов являются важным элементом системы противопожарной вентиляции, с формальной точки зрения они должны иметь сертификат одобрения CNBOP-PIB, и использование несертифицированных ИБП чревато серьезными последствиями. Я подчеркнул, что свидетельство о допуске CNBOP-PIB является необходимым, но не достаточным условием. Функциональная, электрическая и механическая совместимость всей системы необходима для функционирования оборудования...

Магистр Дариуш Згожальский, EVER Sp. о.о. Отдельные аспекты требований к источникам питания устройств противопожарной защиты - на примере блока питания приводов аэрационных затворов УЗС-230В-1кВт-1Ф фирмы EVER

Отдельные аспекты требований к источникам питания устройств противопожарной защиты - на примере блока питания приводов аэрационных затворов УЗС-230В-1кВт-1Ф фирмы EVER

В предыдущем разделе я представил обоснование того, что в случае систем дымоудаления необеспечение гарантированной подачи воздуха делает систему дымоудаления неэффективной, а в случае механического дымоудаления...

В предыдущем разделе я представил обоснование того, что в случае систем дымоудаления необеспечение гарантии подачи воздуха делает систему дымоудаления неэффективной, а в случае механического дымоудаления может привести к серьезной угрозе или даже к строительной катастрофе. Использование для питания ворот ИБП без знака CNBOP-PIB и Сертификата соответствия, выданного Научно-исследовательским центром противопожарной защиты (CNBOP-PIB), является серьезной ошибкой.Приложение...

Магистр Дариуш Згожальский, EVER Sp. о.о. Отдельные аспекты требований к источникам питания устройств противопожарной защиты - на примере блока питания приводов аэрационных затворов УЗС-230В-1кВт-1Ф фирмы EVER

Отдельные аспекты требований к источникам питания устройств противопожарной защиты - на примере блока питания приводов аэрационных затворов УЗС-230В-1кВт-1Ф фирмы EVER

Специалистам, хоть немного знакомым с анализом рисков, хорошо известно, что крупные неудачи были вызваны факторами, которые казались незначительными, а потому и остались...

Специалисты, имевшие некоторый опыт анализа рисков, хорошо знают, что серьезные неудачи были вызваны факторами, которые казались незначительными и поэтому недооценивались. Работая инспектором органа по сертификации НИИ Строительства и Научно-исследовательского центра противопожарной защиты, я имел возможность участвовать в разрешении многих споров, в том числе игр между страховщиком и застрахованным лицом...

Михал Пшибыльский, инженер технической поддержки EVER Sp. z o.o., ЭВЕР Сп. о.о. Эксперт консультирует: Выбор блоков ИБП и генераторных установок и их надлежащее взаимодействие

Эксперт консультирует: Выбор блоков ИБП и генераторных установок и их надлежащее взаимодействие

В наше время с вездесущей электроникой очень важно защитить себя от внезапных и неконтролируемых отключений электроэнергии, которые могут парализовать нашу повседневную жизнь....

В наше время с вездесущей электроникой очень важно защитить себя от внезапных и неконтролируемых отключений электроэнергии, которые могут парализовать нашу повседневную жизнь. Наиболее рекомендуемым способом обеспечения правильного питания устройств является использование систем бесперебойного питания UPS. В случае пропадания или перебоев в сетевом напряжении их задачей является подача энергии к приемникам (используя энергию, запасенную в батареях)...

Михал Пшибыльский, инженер технической поддержки EVER Sp. z o.o., ЭВЕР Сп. о.о. Совет эксперта: Эксплуатационные свойства ИБП

Совет эксперта: Эксплуатационные свойства ИБП

В настоящее время условием эффективной работы любого учреждения, предприятия или организации является исправное функционирование ИТ-инфраструктуры и электросети. Любой...

В настоящее время условием эффективной работы любого учреждения, предприятия или организации является исправное функционирование ИТ-инфраструктуры и электросети.Все отрасли экономики, такие как промышленность, вся сфера услуг, образования и управления, а также частная человеческая деятельность связаны с широким использованием электрических, электронных и информационных элементов, устройств и систем, поэтому надежность электроснабжения ...

Михал Пшибыльский, инженер технической поддержки EVER Sp. z o.o., ЭВЕР Сп. о.о. ИБП для обеспечения электроснабжения котлов центрального отопления

ИБП для обеспечения питания автоматики котла c.о.

С каждым годом все большее количество потребителей борется с периодическими перебоями или отключениями электроэнергии в зимнее время. Специально для жителей загородных и сельских местностей с интеллектуальным...

С каждым годом все большее количество потребителей борется с периодическими перебоями или отключениями электроэнергии в зимнее время. Особенно для жителей загородных и сельских районов с умными домами или печами центрального отопления. это надоедливая проблема. Как обезопасить себя от таких событий?

Михал Пшибыльский, инженер технической поддержки EVER Sp.z o.o., ЭВЕР Сп. о.о. Эксперт советует: Критерии выбора ИБП

Эксперт советует: Критерии выбора ИБП

В наше время с вездесущей электроникой очень важно защитить себя от внезапных и неконтролируемых отключений электроэнергии, которые могут парализовать нашу повседневную жизнь, ...

В наше время, при повсеместном распространении электроники, очень важно защитить себя от внезапных и неконтролируемых отключений электроэнергии, которые могут парализовать нашу повседневную жизнь, и их последствий в виде повреждения нашего электронного оборудования.Наиболее рекомендуемым способом обеспечения правильного питания чувствительных устройств является использование систем бесперебойного питания UPS.

Михал Пшибыльский, инженер технической поддержки EVER Sp. z o.o., ЭВЕР Сп. о.о. Эксперт советует: Компенсация реактивной мощности в ИБП EVER

Эксперт советует: Компенсация реактивной мощности в ИБП EVER

Все устройства (приемники) электрической энергии, кроме потребления активной (полезной) мощности, преобразуемой в работу, получают от электрической сети и реактивную мощность.Эта сила связана...

Все устройства (приемники) электрической энергии, кроме потребления активной (полезной) мощности, преобразуемой в работу, получают от электрической сети и реактивную мощность. Эта мощность связана с созданием в системах определенных физических условий, с возбуждением магнитных и электрических полей и с накоплением энергии в этих полях.

.

Bonistics как часть 1 называется Bonstick или Stikeez? Откуда у «Евроопта» появилась идея игрушек на липучках?

В ближайшее время в России будет построен морской прототип воздухонезависимой (бескислородной) энергетической установки (ВНЭУ) для неатомных подводных лодок. Об этом сообщил президент Объединенной судостроительной корпорации (ОСК) Алексей Рахманов. Такой двигатель позволяет подводным лодкам не всплывать для подзарядки батарей. Подлодки ВНЭУ отличаются высокой незаметностью и малошумностью, что снижает вероятность их обнаружения противником.Подлодки «Лада» и «Калина» будут оснащены анаэробными установками.

Президент Объединенной судостроительной корпорации (ОСК) Алексей Рахманов сообщил, что в ближайшее время российские специалисты создадут морской прототип воздухонезависимой (бескислородной) энергетической установки (ВНЭУ). Также этой силовой установкой будет оснащена часть подводных лодок четвертого поколения проекта 667 «Лада».

Научно-исследовательская работа на ВНЭУ завершена в 2014 году. В 2016 году конструкторы провели серию полигонных испытаний, а в начале этого года испытали макет установки с газотурбинным двигателем.В разработке силового агрегата участвуют три петербургских предприятия: ЦКБ «Рубин», КБ «Малахит» и Крыловский государственный научный центр (КГНТ).

ВНЭУ позволяет устранить существенный недостаток современности. Он заключается в том, что дизельным подводным лодкам приходится довольно часто всплывать для пополнения заряда аккумуляторов. Благодаря этому катер может быть легко обнаружен вражескими самолетами. Анаэробная установка позволяет лодке находиться под водой от 20 до 45 дней.

«В неатомных подводных лодках дизельное топливо выполняет роль генератора энергии для электродвигателей. Однако дизельный двигатель не может работать без наружного воздуха, а точнее кислорода. Поэтому дизельные подводные лодки вынуждены всплывать каждый день или раз в несколько дней, — пояснил в беседе с RT основатель портала Military Russia Дмитрий Корнев.

По мнению эксперта, классическая дизель-электрическая подводная лодка не способна двигаться с большой скоростью и долгое время скрываться от современных средств наблюдения.Поднимаясь на поверхность, субмарина почти всегда дает противнику возможность ее обнаружить.

Водород из дизельного топлива

Разработка ВНЭУ началась в 1950-х годах в странах Запада и несколько позже в СССР. Научно-технические исследования были сосредоточены на изучении воздухонезависимых возможностей «двигателей Стирлинга» (тип двигателя внутреннего сгорания). РТ ).

Однако в течение нескольких десятилетий ученые не могли добиться практического результата из-за сложности и высокой стоимости эксплуатации таких агрегатов.В конце 1980-х годов шведским специалистам удалось создать первую подводную лодку с эффективной ВНЭУ.

В 1990-е годы концерн Kockums Submarine System построил три малых подводных лодки типа Gotland, оснащенных анаэробными устройствами. Однако их серийное производство не было развито. В 2000 году ВМС Германии и Силы самообороны Японии приобрели воздухонезависимый двигатель.

• Российская подводная лодка
• function.mil.ru

Корнев предполагает, что российские ВНЭУ могут превосходить зарубежные аналоги.В частности, для производства электроэнергии в домашней анаэробной системе используется высокоочищенный водород, который получают из дизельного топлива. При этом запасы водорода загружаются на палубы подводных лодок за границей перед выходом в море.

На форуме "Армия-2017" Центральный институт электротехники и судоходства (входит в состав КГНТ) представил образец аккумуляторной батареи на основе твердотопливных элементов БТЭ-50К-Э. Эта батарея является одним из важнейших компонентов ВНЭУ.Аккумуляторная батарея входит в состав энергомодулей мощностью 250-450 кВт.

«В последние годы аккумуляторы активно совершенствуются, они становятся более емкими и компактными. Например, в первой половине октября в Японии был спущен на воду катер с литий-ионными батареями. Японцы рассчитывают, что продолжительность их пребывания под водой будет сопоставима с тем, на что способна ВНЭУ», — сказал Корнев.

При этом, как отметил собеседник RT, в настоящее время сложно прогнозировать, насколько успешным окажется эксперимент ВМС Японии.По словам Корневой, весьма вероятно, что для расширения возможностей ВНЭУ еще долго будут использоваться аккумуляторы последних моделей.

"Стратегический и многофункциональный"

Российская анаэробная энергетическая установка строится в рамках проекта неатомной подводной лодки "Калина". 16 октября Алексей Рахманов сообщил, что ОСК готова к сборке подводной лодки пятого поколения, как только получит соответствующий заказ Минобороны.

Ранее начальник подчеркивал, что Калина "будет совсем другой лодкой по физическим полям".По его словам, он будет «стратегическим и многозадачным по ряду ключевых элементов». Предполагается, что сверхзвуковой ракетный комплекс "Циркон" станет основой ударного оружия подводной лодки пятого поколения.

В настоящее время самой современной неатомной подводной лодкой ВМФ является разработка ЦКБ «Рубин». Пока АПЛ "Санкт-Петербург" находится в опытной эксплуатации, а "Кронштадт" и "Велькие Луки" должны войти в состав флота в 2019 и 2021 годах соответственно.Строительство еще двух подводных лодок включено в Государственную программу вооружений (ГПВ) до 2027 года. Шестая подряд «Лада» должна получить ВНЭУ.

В беседе с RT доктор военных наук, капитан запаса 1-го ранга Константин Сивков предположил, что «Калина» разрабатывается на базе «Лады», которая относится к четвёртому поколению неатомных подводных лодок. По его словам, сегодня ВНЭУ «правильно создана», поэтому промышленность готова выпускать новейшие подводные лодки.

"Информация об этом проекте является конфиденциальной.Но наверняка наши конструкторы берут лучшее из подводных лодок предыдущих поколений, в первую очередь «Лады». Это будет бесшумный и практически незаметный для противника катер. Появление «Калины» в составе ВМФ позволит в полной мере использовать боевой потенциал неатомной составляющей подводного флота, убежден Сивков.

• ПЛ проекта 677
• функционал.mil.ru

Дмитрий Корнев сказал, что Калина, скорее всего, будет отличаться от своих предшественниц.Помимо анаэробной установки на подлодку установят более совершенные батареи и электронное оборудование. По габаритам и ряду других характеристик подлодка явно будет превосходить «Ладу».

"Двухкорпусные подводные лодки в нашей стране строились традиционно: помимо прочного внутреннего корпуса они имеют легкий водопроницаемый. Такая конструкция повышает живучесть в случае повреждения, но уменьшает водоизмещение и низкий уровень шума. Очень вероятно, что «Лада» будет однокорпусной, что является решительным шагом вперед», — сказал Корнев.

Эксперт считает, что анаэробная установка позволит новейшим российским подводным лодкам более эффективно выполнять задачи как на малых глубинах (в Черном, Балтийском, Средиземном морях), так и в Мировом океане. По словам Корнева, по боевым возможностям они будут приближаться к более дорогим и мощным атомным образцам.

«Конечно, Калина вряд ли будет патрулировать побережье США. Зато катера ВНЭУ могут хорошо отслеживать передвижение атомного подводного флота противника, обеспечивать выход в океан для наших стратегических крейсеров, выполнять широкий спектр других боевых задач, включая уничтожение крупных надводных сил и наземных целей», — заключил Корнев.

Двигатель Стирлинга, принцип работы которого качественно отличается от привычного для всех двигателей внутреннего сгорания, когда-то был достойным конкурентом последнему. Однако на какое-то время об этом забыли. Как этот двигатель используется сегодня, каков принцип его работы (в статье также можно найти чертежи двигателя Стирлинга, наглядно демонстрирующие его работу) и каковы перспективы использования в будущем, читайте ниже.

Story

В 1816 году в Шотландии Роберт Стирлинг запатентовал устройство, названное сегодня в честь его изобретателя.До него были изобретены первые двигатели горячего воздуха. Но Стирлинг добавил к устройству очиститель, который в технической литературе называется регенератором или теплообменником. Благодаря ему повысился КПД двигателя при сохранении тепла аппарата.

Этот двигатель считался самым надежным паровым двигателем того времени, так как он никогда не взрывался. До него на других двигателях эта проблема появлялась часто. Несмотря на быстрый успех, в начале 20 века от его разработки отказались, поскольку он стал менее экономичным, чем другие появившиеся тогда двигатели внутреннего сгорания и электрические двигатели.Однако Стирлинг продолжали использовать в некоторых отраслях.

Двигатель внешнего сгорания

Принцип действия всех тепловых двигателей заключается в том, что для получения газа в расширенном состоянии требуются большие механические усилия, чем для холодного сжатия. Чтобы продемонстрировать это, вы можете поэкспериментировать с двумя кастрюлями, наполненными холодной и горячей водой, и бутылкой. Последнюю погружают в холодную воду, закупоривают пробкой, а затем переносят в горячую. При этом газ в бутылке начнет совершать механическую работу и вытолкнет пробку.Первый двигатель внутреннего сгорания был полностью основан на этом процессе. Правда, позже изобретатель понял, что часть тепла можно использовать для отопления. Таким образом, производительность значительно возросла. Но даже это не помогло двигателю стать обычным явлением.

Позднее Эриксон, инженер из Швеции, усовершенствовал конструкцию, предложив охлаждать и нагревать газ при постоянном давлении вместо объема. В результате многие экземпляры стали использовать в шахтах, на кораблях и в типографиях.Но они были слишком тяжелы для экипажей.

Двигатели внешнего сгорания Philips

Такие двигатели бывают следующих типов:

• паровые;
• паровая турбина;
• Стерлинг.

Последний тип не получил развития из-за низкой надежности и других не самых высоких показателей по сравнению с другими типами появившихся агрегатов. Однако Philips вновь открылась в 1938 году. Двигатели стали использовать для питания генераторов в неэлектрифицированных районах.В 1945 году инженеры компании нашли им обратное применение: если вал вращается электродвигателем, то охлаждение ГБЦ достигает минус ста девяноста градусов Цельсия. Именно тогда было принято решение использовать в чиллерах усовершенствованный двигатель Стирлинга.

Принцип действия

Двигатель работает по термодинамическим циклам, в которых сжатие и расширение происходят при разных температурах. При этом регулировка расхода рабочей жидкости осуществляется за счет изменяющегося объема (или давления – в зависимости от модели).Это принцип работы большинства таких машин, которые могут иметь разные функции и конструкции. Двигатели могут быть поршневыми или роторными. Машины и установки работают как тепловые насосы, холодильники, генераторы давления и так далее.

Кроме того, существуют двигатели с открытым циклом, в которых поток регулируется клапанами. Это те, которые называются двигателями Эриксона, в дополнение к разговорному имени имени Стирлинга. В двигателе внутреннего сгорания полезная работа совершается после предварительного сжатия воздуха, впрыска топлива, нагревания полученной смеси, смешанной с горением и расширением.

Двигатель Стирлинга работает по тому же принципу: сжимает при низких температурах и разжимает при высоких температурах. Но нагрев происходит по-разному: тепло подается через стенку цилиндра извне. Поэтому он и получил название двигателя внутреннего сгорания. Стирлинг применил периодическое изменение температуры с поршнем вытеснения. Последний переносит газ из одной полости цилиндра в другую. С одной стороны температура постоянно низкая, а с другой стороны высокая. При движении поршня вверх газ перемещается из горячей полости в холодную, а при движении вниз - обратно в горячую полость.Сначала газ отдает много тепла холодильнику, а затем получает от нагревателя столько же тепла, сколько отдал. Между нагревателем и охладителем находится регенератор - полость, заполненная материалом, которому газ отдает тепло. При обратном течении регенератор возвращает его.

Система вытеснения соединена с рабочим поршнем, который сжимает газ в холодном состоянии и расширяет его в теплом. При сжатии при более низкой температуре совершается полезная работа. Вся система проходит четыре цикла с прерывистыми движениями.В то же время шатун обеспечивает непрерывность. Поэтому резких границ между стадиями цикла не наблюдается, а показатель Стирлинга не снижается.

Учитывая все вышеизложенное, делается вывод, что данный двигатель является поршневой машиной с внешним подводом тепла, в которой рабочее тело не покидает замкнутого пространства и не заменяется. Чертежи двигателя Стирлинга хорошо иллюстрируют устройство и принцип его работы.

Детали работы

Солнце, электричество, ядерная энергия или любой другой источник тепла могут питать двигатель Стирлинга.Принцип работы его тела заключается в использовании гелия, водорода или воздуха. Идеальный цикл имеет максимально возможный тепловой КПД от тридцати до сорока процентов. Но с эффективным регенератором он сможет работать с более высоким КПД. Регенерация, нагрев и охлаждение обеспечиваются встроенными безмасляными теплообменниками. Следует отметить, что двигатель требует очень мало смазки. Среднее давление в баллоне обычно составляет от 10 до 20 МПа. Поэтому здесь требуется отличная система уплотнений и возможность просачивания масла в рабочие полости.

Сравнительная характеристика

Большинство эксплуатируемых сегодня двигателей этого типа работают на жидком топливе. В то же время постоянное давление легко контролировать, что помогает снизить выбросы. Отсутствие клапанов обеспечивает бесшумную работу. Отношение мощности к весу сравнимо с двигателями с турбонаддувом, а плотность выходной мощности равна дизельному агрегату. Скорость и крутящий момент не зависят друг от друга.

Стоимость производства двигателя намного выше, чем у двигателя внутреннего сгорания.А вот при работе получается наоборот.

Преимущества

Каждая модель двигателя Стирлинга имеет множество преимуществ:

• КПД при современном дизайне может достигать семидесяти процентов.
• Двигатель не имеет высоковольтной системы зажигания, распределительного вала и клапанов. Его не нужно будет регулировать на протяжении всего срока службы.
• В Стирлингах нет взрыва, как в двигателе внутреннего сгорания, дающего большие нагрузки на коленчатый вал, подшипники и шатуны.
• Они не имеют этого эффекта, когда говорят "двигатель заглох".
• Благодаря простоте устройства может работать длительное время.
• Может работать как на дровах, так и на ядерном топливе и любом другом виде.
• Сгорание происходит вне двигателя.

неудобство

Применение

В настоящее время двигатель Стирлинга с генератором используется во многих областях. Это универсальный источник электроэнергии в холодильниках, насосах, подводных лодках и солнечных электростанциях.Именно благодаря использованию различных видов топлива возможно его широкое применение.

возрождение

Эти моторы были переработаны компанией Philips. В середине ХХ века с ней заключил контракт General Motors. Она руководила разработкой приложений Стирлинга в космических и подводных устройствах, на кораблях и автомобилях. Вслед за ними к их разработке приступила другая компания из Швеции United Stirling, в том числе

В настоящее время линейный двигатель Стирлинга используется в подводных, космических и солнечных транспортных установках.Большой интерес к ней обусловлен актуальностью вопросов деградации окружающей среды, а также борьбы с шумом. В Канаде и США, Германии и Франции, а также Японии ведутся поиски развития и усовершенствования его использования.

Будущее

Очевидные преимущества поршня и Стирлинга в плане долговечности, различных видов топлива, бесшумности и низкой токсичности делают его весьма перспективным на фоне двигателя внутреннего сгорания. Однако, учитывая, что двигатель внутреннего сгорания со временем совершенствовался, его нелегко передвинуть.Так или иначе, это тот двигатель, который сегодня занимает лидирующие позиции и не намерен их сдавать в ближайшем будущем.

МОСКВА, 23 авг — РИА Новости, Андрей Коц. Дизельные подводные лодки проекта (ДЭПЛ) необходимы в прибрежных районах и на мелководье, где их более тяжелые атомные аналоги не всегда могут быть успешными. Современные российские дизельные подводные лодки представляют собой мощное и универсальное оружие, но у них есть один серьезный недостаток по сравнению с атомными подводными лодками.Если атомоход может оставаться под водой сколько угодно времени, пока не закончатся запасы продовольствия, то дизельные подводные лодки вынуждены периодически всплывать на поверхность для подзарядки аккумуляторов с помощью генераторов. Однако благодаря воздухонезависимым силовым установкам (ВНЭУ) некоторые современные «дизели» обходятся без него.

Нет надводной

Любая подводная лодка, независимо от ее конструкции, водоизмещения, вооружения и подготовки экипажа, в надводном положении беззащитна, как котенок против стаи собак.Катер не имеет значительной корабельной артиллерии, способной дать отпор моторным катерам абордажных групп противника. Он не сможет отразить налет противолодочных самолетов или ПКР. И даже если он успеет срочно нырнуть, вряд ли оставит "загонщиков", которые уже точно определили его координаты. В мирное время это грозит нарушением «автономии». В армии - гибель лодки и ее экипажа.

Двигатели неатомных подводных лодок питаются от аккумуляторов, которые можно заряжать до четырех суток при движении подводной лодки со скоростью до пяти узлов.При подаче команды «Полный вперед!» батареи разрядятся за несколько часов. Зарядка их до максимума бортовыми дизель-генераторами занимает около двух суток, для этого нужен кислород, поэтому лодка вынуждена всплывать. Конечно, можно использовать подводный режим работы двигателя (РДП). В этом случае подлодка поднимает над поверхностью воды шноркель, через который поступает воздух. Однако метод, активно применявшийся в середине прошлого века, сегодня резко повышает вероятность обнаружения подводной лодки радиолокационными, инфракрасными, оптико-электронными и акустическими средствами противника.

Воздухонезависимый, т.е. бескислородный двигатель, не требующий прямого доступа в атмосферу. В настоящее время в мире существует четыре основных типа ВНЭУ: дизельный двигатель замкнутого цикла, двигатель Стирлинга, топливный элемент (электрохимический генератор) и паровая турбина замкнутого цикла. Они должны отвечать следующим требованиям: низкий уровень шума, низкое тепловыделение, приемлемые массогабаритные характеристики, простота и безопасность в эксплуатации, длительный срок службы и низкая стоимость.

Следует отметить, что технология изготовления ВНЭУ очень сложна и наукоемка. В мире найдется немного стран, освоивших его полностью. ВМС США не интересовались темой ВНЭУ, предпочитая перевод всего подводного флота на атомную энергетику. Французы пошли по тому же пути, но тем не менее строили экспортные субмарины типа «Скорпен». Эти маленькие лодки приводятся в движение турбинами с замкнутым контуром, которые используют этанол и жидкий кислород. Автономность без всплытия - около трех недель.

Немцы приняли другую стратегию и в начале 2000-х представили серию подводных лодок проекта U-212/214. Эти подлодки имеют «гибридную» силовую установку: в режиме РДП или надводного плавания аккумуляторы заряжаются от дизель-генератора мощностью 1050 киловатт. А под водой для экономичного движения в дело вступает воздухонезависимый двигатель Siemens SINAVY Permasin. Он приводится в действие силовой установкой из девяти топливных элементов для протонного обмена, включая баллоны с криогенным кислородом и баки из гидрида металла.Эти элементы обеспечивают вращение гребных винтов.

Роль топливных элементов

Сегодня в России нет ДЭПЛ с воздухонезависимой энергетической установкой, но они должны появиться в ближайшие годы. Представители Минобороны неоднократно заявляли, что первые ВНЭУ получат подлодки проекта 677 «Лада». Тем не менее, введенный в эксплуатацию «Св. "Петербург" и строящиеся "Кронштадт" и "Велико Луки" пока полностью зависят от дизель-генераторов.А вот следующая лодка проекта, которая будет спущена на воду до 2025 года, уже будет оснащена анаэробной установкой собственного производства. Большая часть данных по этой разработке засекречена, но известно, что ее конструкция основана на паровом риформинге с электрохимическим генератором на твердом топливе.

«Эксперименты по ВНЭУ проводились в Советском Союзе», — заявил РИА Новости главный редактор журнала «Арсенал Отечества» Виктор Мурачовский. Работа двигателя внутреннего сгорания.Сейчас подход другой - питание электростанций на топливных элементах. Главный мировой тренд — полный переход на электропривод без использования дизель-генераторов. В этом случае топливные элементы с высокой энергоемкостью будут напрямую питать электродвигатели. Вам просто не нужно будет плавать».

Кстати, КБ "Рубин" заявило о готовности представить воздухонезависимую энергетическую установку для неатомных подводных лодок в 2021-2022 годах.А в апреле этого года опытный образец ВНЭУ с ГТД закрытого типа прошел успешные испытания в КБ «Малахит». Новинку предполагается использовать на малых подводных лодках, которые до сих пор существуют только в виде систем.

Импортозамещение

«Мы разработали линейку малых подводных лодок водоизмещением от двухсот до тысячи тонн», — сообщил РИА Новости главный конструктор КБ «Малахит» Игорь Караваев. «Одним из основных их преимуществ является использование ВНЭУ.катера смогут комфортно себя чувствовать в тяжелых зонах, на мелководье, в гаванях и даже смогут заходить в гавани и военно-морские базы противника. Высокая незаметность, малые габариты и способность неделями оставаться под водой, не выныривая, делают их идеальными разведчиками и позволяют совершать внезапные атаки на корабли и жизненно важные объекты береговой инфраструктуры».

По словам Виктора Мураховского, для того, чтобы наладить серийное производство воздухонезависимых силовых установок и их массовое производство на подводных лодках, необходимо создать гигантский научно-технический задел по созданию топливных элементов, которые будут питать электродвигатели подводной лодки флот.Более дешевой и простой альтернативой он считает разработку перспективных литий-полимерных аккумуляторов, работающих от одного «заряда» гораздо дольше, чем имеющиеся в настоящее время на флоте их аналоги. «Однако их производство, видимо, придется начинать с нуля, потому что на Западе нам такие технологии никто не продаст. А если и продадут, то в один прекрасный день могут просто перекрыть поставки», — добавил эксперт.

5 апреля 2014 г. Это сообщение было прочитано 18 091 раз

19 марта главнокомандующий ВМФ России адмирал Виктор Черков В постановлении № говорилось, что проект по разработке неатомной подводной лодки пятого поколения получил название «Калина » и напоминалось, что новая подводная лодка получит воздухонезависимую (анаэробную) энергетическую установку.Повышение боевых возможностей неатомных подводных лодок, а также многоцелевых подводных лодок, как отмечает Черков, должно обеспечиваться за счет интеграции в их вооружение перспективных робототехнических комплексов. Кроме того, «в перспективе планируется создание подводных лодок нового поколения на базе унифицированных подводных платформ», — добавил адмирал.

Основу подводного флота ВМФ в настоящее время составляют подводные лодки третьего поколения. Подлодки четвертого поколения типа «Юрий Долгорукий» пр. (пр.955, Бореаш ) и «Петербург» пр. (пр.677, «Лада» ) только начали поступать на вооружение флота.С мая 2010 года "Петербург" находится в опытной эксплуатации ВМФ. Корабли проекта 885 также относятся к четвертому поколению атомных подводных лодок проекта «Ясень» . К 2021 году ВМФ планирует получить семь АПЛ проекта «Ясень» проекта .

Пионерами в мировой разработке ВНЭУ были немцы, имеющие большие традиции подплава и создавшие проект У-212/214 с анаэробной установкой. Разработка проекта Калина Наконечники Центральное конструкторское бюро морской техники (ЦКБ МТ) "Рубин" .О разработке предприятием подводных лодок пятого поколения, генеральный директор каб. Игорь Вильнит сообщили в прошлом году. «Начато формирование облика корабля нового поколения с учетом замечаний и предложений, возникающих при эксплуатации кораблей предыдущих поколений и кораблей новых конструкций», — сказал он.

Он говорил о проведении исследований по определению облика будущего корабля. Совместно с главным конструкторским бюро, профильными институтами Минобороны и ВМФ и подрядчиками «Рубин» — основными создателями гидроакустических систем, радиоэлектронной аппаратуры, ракетно-торпедного вооружения.

Результатом этих работ стало создание атомной подводной лодки проекта «Борей-А» и модернизация проекта 636 для ВМФ России, улучшенный проект подводной лодки «Лада» .

Высокопоставленный представитель Главного штаба ВМФ ранее заявлял, что подводная лодка пятого поколения, разработка которой заявлена ​​Госпрограммой вооружений (ГПВ) РФ к 2020 году, будет унифицирована как под баллистические, так и под крылатые ракеты .Эти подводные лодки также будут отличаться пониженной шумностью, автоматизацией систем управления, безопасным реактором и дальнобойным вооружением.

ПЛ "Петербург" (пр.677, "Лада" )

Завершение строительства ВНЭУ запланировано на 2015-2016 годы. А в 2016-2017 по Чирков будет построена первая новая подводная лодка для ВМФ. Опытный блок будет установлен на второй подводной лодке проекта 677 «Лада» .Первый катер этого проекта «Петербург» в настоящее время находится в опытной эксплуатации с использованием обычной дизельной энергетической установки.

ВНЭУ российского проекта принципиально отличается от зарубежных аналогов способом получения водорода. Чтобы не возить на борту подводной лодки высокочистый водород, в блоке прогнозируется производство водорода в объеме потребления путем риформинга дизельного топлива.

Испытания воздухонезависимой силовой установки должны были пройти в июне 2013 года на специальном стенде «Рубин» в Санкт-Петербурге.По словам источника в штабе, осенью 2012 года установка прошла испытания на опытной подводной лодке "Саров" в Белом море и "в работе ВНЭУ были выявлены некоторые проблемы, ненадежность некоторых узлов и агрегатов". ".

Кроме электроснабжения «Петербург» расположены «Кронштадт» и «Севастополь» . ВНЭУ должны получить «Севастополь» и «Петербург» (при условии успешных ходовых испытаний) и «Кронштадт» останутся со старыми батареями, так как находятся в высокой степени готовности и нет смысла пере- оснастить его ВНЭУ, которая до сих пор не была принята на вооружение.

По словам президента Санкт-Петербургского подводного клуба Игоря Курдина , во многих странах, в основном Германии и Швеции, проекты таких лодок от ВНЭУ "реализуются в металле". «Во всем мире воздухонезависимые агрегаты более известны как двигатель Стирлинга. Этот двигатель был запатентован более века назад. Первой российской неатомной подводной лодкой, на которую планировалось установить воздухонезависимую установку, стала проект «Петербург» проекта .Но, к сожалению, этот проект не пошел. Поэтому вынуждены были делать обычную ДЭПЛ. Сейчас он остается экспериментальным и должен пройти глубинные испытания на Северном флоте», — сказал Курдынь . .

Согласно Курдынь , подводные лодки пятого поколения "Петербург" будут строиться на базе, но самое главное будет создать воздухонезависимую установку и "тут большие трудности".«Создание воздухонезависимых установок — единственный путь развития неатомных подводных лодок. Дизель-электрикам сто лет! Это «дайверские» подводные лодки, потому что им приходится часто заниматься серфингом, чтобы перезарядить свои батареи. А воздухонезависимая установка позволит им находиться под водой столько же, сколько могут атомные подводные лодки», — отметил эксперт.

Основное преимущество подводных лодок с аналогичными установками по сравнению с АПЛ Курдынь учитывает их низкий уровень шума и более низкую цену.

«Атомные лодки — это турбины и заглушить такую ​​систему невозможно. Даже такие технологически развитые страны, как Япония, не имеют атомных подводных лодок, потому что считают это очень дорогим. Поэтому дизель-электрические катера должны быть заменены подводными лодками с воздухонезависимыми энергетическими установками», — сказал он.

Кроме Курдынь напомнил о существующих ограничениях. В Балтийском и Черном морях согласно международным договорам запрещено нахождение АПЛ (поэтому все АПЛ базируются на Северном и Тихоокеанском флотах), и "единственный вариант - создать лодку с воздухонезависимой энергетической установкой ."Сейчас Россия имеет в Черном море одну ДЭПЛ Алроса . При том, что у Турции, члена НАТО, 14 подводных лодок. Соотношение далеко не благоприятное для России", - подчеркнул эксперт, предположив, что это в Черное море спрос будет в первую очередь на подводные лодки нового поколения.

Он напомнил, что голландская дизель-электрическая подводная лодка экспонировалась на прошлогоднем Международном военно-морском салоне. "Дельфин" . «Меня пригласили туда. Мне показали все, кроме машинного отделения на корме. По некоторым данным, у них там установлена ​​воздухонезависимая силовая установка, что является большим секретом, поэтому нам ее не показали, - считает он. Игорь Курдин .

Директор программы ПИР-Центра по обычным вооружениям Вадим Козюлин Согласен, что эта технология "очень нужна" России. «К сожалению, для России он пока недоступен.Немцы здесь первые. У французов такая же технология. Но, конечно, они не поделятся этим с нами, так что вам придется использовать свой собственный разум. Это в наших силах, так называемый Чиркув времени и будет посвящено освоению этой технологии. Научный потенциал России значителен. За последние 20 лет военная техника развивалась и все это время флот выступал в роли падчерицы», — сказал Козюлин .

По его словам, технология создания таких силовых установок считается приоритетной для России, и ключевой для «данного проекта».«Эта технология позволяет подводной лодке находиться под водой до двадцати и более суток», — сказал он, предположив, что подлодки будут востребованы на всех флотах России.

Публикация персонала CompMechLab® по материалам сайта Новости ВПК .

Для получения дополнительной информации по этой теме см.

23.02.2014
16.03.2013
27.09.2012
18.09.2012.
09.10.2012.
18.08.2012
26.05.2012
26.04.2012

.

Защитите свое электрическое и электронное оборудование.

Испытано на электромагнитное экранирование

Установленное уплотнение Roxtec ES защищает отверстие и подключенное оборудование от наведенных электромагнитных помех. Уплотнения прошли многочисленные испытания в различных институтах, такие как испытания на затухание экрана в соответствии со стандартом IEEE 299 и испытания на передаточное сопротивление в соответствии с требованиями стандарта VG 95373-15.

Модули Roxtec ES (электромагнитное экранирование)

Уплотнительные модули Roxtec ES

, отмеченные белыми полосами, состоят из двух компонентов, каждый из которых отвечает за устранение электромагнитных помех определенного типа.Они защищают от нежелательной электромагнитной энергии, переносимой токами в экранировании кабеля, и направляют ее на землю. Кроме того, благодаря использованию внутри электропроводящего резинового материала они защищают от нежелательного излучения электромагнитной энергии.

Модуль Roxtec ES состоит из двух идентичных частей, которые после установки составляют один блок. Центральная структура образована концентрически расположенными цилиндрическими слоями, которые можно снимать для плотного прилегания.Резиновые слои позволяют подогнать решение как под диаметр изоляции кабеля, защищая от факторов окружающей среды, так и экранируя от электромагнитных помех.

• Токопроводящая резина - слой токопроводящей резины проходит по центру модуля перпендикулярно цилиндрическим слоям резины. Это барьер для излучаемых электромагнитных помех.
• Токопроводящая фольга — модуль обернут токопроводящей фольгой с низким импедансом, которая также защищает экран кабеля со всех сторон.Он постоянно соединен с токопроводящей резиной и экраном кабеля и соединяет все модули в металлическом каркасе. Целью этой фольги является проведение помех, поглощаемых проводящей резиной, и экранирование кабеля или трубы через раму в экранированную конструкцию.

Ошибка при загрузке видео

Система Roxtec ES

Гарантия непрерывного соединения со всех сторон

Вводы Roxtec ES

незаменимы в приложениях, требующих высокой эффективности экранирования электрических и электронных устройств в экранированном корпусе.Это может быть корпус оборудования, помещение, конструкция здания, платформа или корабль.

Кабельное и трубное уплотнение Roxtec ES служит неотъемлемой частью экранирования окружающего оборудования. Экранирование представляет собой барьер для электромагнитной энергии в виде как излучаемых волн, так и кондуктивных электромагнитных полей.

Отражение, поглощение, экранирование

Отражение

Одним из способов защиты чувствительного оборудования от потенциально опасных электромагнитных полей является отражение.Наиболее распространенным является высокопроводящий барьер/оболочка, снижающий энергию.

Поглощение

Поглощение энергии — это процесс, при котором электричество теряется в результате потери материала, через который оно проходит.

Экранирование

Экранирование работает за счет отражения и поглощения. Эффективность экранирования, выраженная в децибелах (дБ), измеряет эффективность экранирования и выражает логарифмическое сравнение уровней энергии с обеих сторон экрана.Чем выше значение, тем выше эффективность экранирования.

Кондуктивные помехи в системе Roxtec ES перенаправляются на экранированную конструкцию через проводящую фольгу. Таким образом, они удаляются с пути подключения и отделяются от экранированных кабелей или труб. Излучаемые помехи отражаются и поглощаются слоем проводящей резины. Он закрывает поперечное сечение модулей и проходит перпендикулярно кабельным вводам.

Как измерить эффективность экранирования

Основной метод, описанный в стандарте IEEE 299, заключается в использовании самогенерируемого РЧ-сигнала.Калибровка тестовой конструкции выполняется путем измерения уровня сигнала между передающей и приемной антеннами, расположенными рядом друг с другом. Затем приемную антенну вставляют в экранированный корпус и возвращают на то же место. Сила сигнала измеряется снова. Разница между предыдущим и этим значением определяет эффективность экранирования, которая обычно выражается в дБ.

Изображение измерительной системы - передающая и приемная антенны, расположенные по обеим сторонам электромагнитного барьера.

Ошибка при загрузке видео Испытания

в компании Roxtec — испытание электромагнитного экранирования

Типовые электрические характеристики систем Roxtec RM ES.

Уплотнения

Roxtec проходят испытания в соответствии с требованиями стандартов экранированных уплотнений, таких как IEEE 299. Они вставляются в конструкцию стены перед измерением эффективности экранирования всей конструкции.

Уплотнительная система Roxtec ES доступна в версиях, сертифицированных для использования во взрывоопасных зонах.Откройте для себя вводы Roxtec ES Ex.

.

Двигатели газотурбинные для привода машин и механизмов. Особенности работы и устройство двигателя внутреннего сгорания с непрерывным сгоранием топлива

1. Особенности ДВС с непрерывным сгоранием

2. Принцип работы реактивного двигателя

3. Принцип работы газотурбинного двигателя

4. Как работает турбокомпрессор? реактивный двигатель

1. Двигатели постоянного сгорания.

Основным компонентом двигателей постоянного сгорания является камера сгорания постоянного объема.Работает на топливе и окислителе. Благодаря высокой температуре и расширению газовый поток продуктов сгорания получает высокую кинетическую энергию, которая преобразуется в так называемую реактивная тяга двигателя или энергия вращения ротора газовой турбины. Развитие реактивной силы хорошо иллюстрирует опыт из школьного курса физики — «вращение колеса Зегнера»: вода, вытекающая из колеса в одном направлении, заставляет колесо вращаться в противоположном направлении.

Уитл отправился учиться в Кембридж за счет Министерства, а фон Охайн занял место Хейнкеля.Только когда визит Дэвида Рэндалла Пая в авиационный департамент изменил ситуацию, Уиттл получил грант и заказал двигатель, который можно было испытать в Глостере.

В Германии, после успеха фон Охайна, несколько авиакомпаний открыли свои собственные операции. В Великобритании Уиттл получил деньги на исследования и был замечен, что быстро привело к сотрудничеству с Rover. Конец 1940-х также ознаменовался поздним стартом американцев в гонке реактивных двигателей. Уиттл, посланный из океана, помог начать исследования Америки.

2. Принцип работы реактивного двигателя

Реактивный двигатель ... Рабочая смесь для реактивного двигателя, схема которого представлена ​​на рис. 4, обычно готовят из жидкого топлива и окислителя, хранящихся в отдельных баках специальной емкости 1, из которого они непрерывно подаются в камеру сгорания 4 специальные дозирующие насосы 2 и 7 под давлением через открытые форсунки 6. Рабочим телом реактивного двигателя являются продукты реакции окисления топлива (продукты сгорания топлива), выходящие из сопла 5 имеют высокую температуру и высокий расход. Эти параметры рабочего тела позволяют создать для такого двигателя значительную тягу. Запуск осуществляется кратковременным включением свечи накаливания 3.

Результатом этой работы стало появление реактивных истребителей перед окончанием Второй мировой войны. Британцы первыми запустили реактивный двигатель.Сгорание происходило в десяти камерах сгорания. Одноступенчатая осевая турбина с выхлопными газами. Хорошо виден широкий привод центробежного компрессора. Прозрачный мост компрессора открыт. Это решение, хотя и господствующее сегодня, было принято слишком поспешно и в своей поспешности выявило все слабые стороны ТРД. Низкие материалы и плохой дизайн.

С точки зрения пользователя разница была разительной. Осевые двигатели также пострадали больше из-за большей прокачиваемости, т.е.отрыв воздушного потока от воздухозаборника двигателя или лопатки компрессора. В результате нарушения воздушного потока в компрессоре произошла временная потеря мощности, двигатель заглох или - компрессор вышел из строя.

Рис. 1. Схема ЖРД:

1 - баки; 2 - насос дозирующий топливный; 3 - свеча накаливания; 4-камера сгорания; 5 - насадка; 6 - форсунки; 7 - Насос-дозатор окислителя

Особенность работы реактивного двигателя состоит в том, что его тяга не зависит от скорости движения.электростанция . Простота конструкции делает ее довольно дешевой и простой в эксплуатации, однако высокие термические напряжения деталей приводят к снижению надежности и срока службы.

Все реактивные двигатели в те времена требовали от пилота аккуратного и бережного обращения. Быстрое перемещение дроссельной заслонки было недопустимо, как быстрое увеличение подачи топлива, так и ее уменьшение приводили к остановке двигателя из-за радикального изменения состава топливно-воздушной смеси в камере сгорания.

С конца 1930-х годов и по сегодняшний день в ТРД используются компрессоры двух типов - центробежные и осевые. Центробежный компрессор. В центробежном компрессоре используется рабочее колесо, в котором лопасти направляют всасываемый воздух по центру. Благодаря конструкции ротора он значительно прочнее осевого вала компрессора, и в то же время менее подвержен возмущениям воздушного потока. Центробежные компрессоры отличаются высокой эффективностью в широком диапазоне частот вращения.

Недостатками этих тепловых двигателей являются высокий уровень шума при работе и низкий КПД, что является основными причинами, ограничивающими их применение на железнодорожном транспорте. Эти двигатели широко используются в авиации и ракетостроении.

3. Принцип работы газотурбинного двигателя

Газотурбинный двигатель. Газотурбинный двигатель (ГТД) — вид теплового двигателя, в конструкцию которого включены лопаточные машины. Особенностью работы является то, что в ней постоянно происходит превращение энергии горения топлива в механическую работу.В газотурбинном двигателе компоненты рабочего цикла, включая сжатие воздуха, передачу тепла рабочему телу и расширение, не связаны друг с другом и протекают в разных местах. В поршневых двигателях процессы сжатия воздуха, подвода теплоты к рабочему телу и расширения, чередуясь последовательно, происходят в одном месте - рабочем цилиндре.

Осевой компрессор состоит из нескольких лопаток, сжимающих воздушный поток. По сравнению с центробежным компрессором - одна лопатка имеет малое сжатие, поэтому центробежные компрессоры в ТРД строятся многоступенчато.Основным преимуществом осевого компрессора является очень высокая эффективность при номинальной скорости и хорошая производительность на высоких скоростях.

Первый опыт и первые проблемы

Использование реактивных самолетов позволило быстро разработать соответствующие рабочие процедуры и описание проблем. По сравнению с использовавшимися ранее поршневыми плоскостями, самым большим изменением стало полное отсутствие вращения и отсутствие вращения. В обоих случаях может произойти серьезное повреждение насоса и двигателя.

Газотурбинный двигатель может быть использован в качестве теплового двигателя в локомотивах и самолетах с газовой турбиной.

Газотурбинный двигатель может работать на любом виде и сорте топлива (жидком, твердом и газообразном).

Простейшая принципиальная схема одновального газотурбинного двигателя, применяемого в газотурбинных локомотивах, показана на рис., будем постепенно увеличивать мощность.Для правильного набора высоты оптимальная скорость, которую должен достичь пилот.

Даже при полете в условиях турбулентности скорость полета определяется точно. Выше этой высоты 195 узлов. Эти ограничения были связаны с необходимостью лучшего прохождения воздуха через двигатель. Ранние ТРД были очень холодными — одним из важнейших параметров была температура. Превышено принудительное снижение мощности.

Топливо сжигается в специальной камере сгорания 8. Топливо к нему подается через форсунку насосом 3. Воздух, необходимый для сжигания топлива, поступает в двигатель через регулируемый воздухозаборник 6 ... Устанавливается на один вал 4 с ротором газовой турбины 2, воздушный компрессор 5 сжимает его и подает в камеру сгорания 8. Продукты сгорания топлива из камеры сгорания, проходящие через направляющие аппараты 9, перейти к лопаткам рабочего колеса 2 и далее через газоотвод 10 в атмосфере.Газовая турбина с рабочими органами в виде лопаток специального профиля, закрепленных на роторе 2, работает на высокой скорости (100 ... 250 с -1 ), работает как воздушный компрессор 5, и свободный вал 4 для передачи мощности потребителю 11. Для запуска газотурбинного двигателя используется специальный стартер. 12, г. который начинает вращать голый вал 4 и электрическая свеча 7 предварительно воспламеняет топливо в камере сгорания 8. Применение в турбине нескольких последовательных рядов рабочих колес с лопатками позволяет более полно использовать энергию выхлопных газов и увеличить ее мощность.

Если самолет находится в штопоре, первым делом пилот должен минимизировать запас топлива. В инструкции указано на необходимость поддержания относительно высоких оборотов при посадке на посадку - для обеспечения перехода на второе кольцо. Ранние двигатели имели очень большую инерцию, и быстрое увеличение мощности было невозможно.

При всех недостатках ранних реактивных двигателей этот самолет представлял смертельную угрозу для любого противника, пока эксплуатировался в тех условиях, для которых был спроектирован. Все эти недостатки сильно ограничивали использование реактивных истребителей. Они идеально подходили для полета на высокой скорости. Чем медленнее они летели, тем хуже смотрелись на заднем плане. поршневые самолеты... Обычно взлет и посадку сопровождают немецкие поршневые истребители - из-за малой динамики они практически беззащитны на этих фазах полета.

Газовые турбины экономически уступают поршневым двигателям внутреннего сгорания, особенно при частичной нагрузке. Кроме того, их отличает высокая теплоемкость лопастей несущего винта, которые непрерывно работают в условиях высокой температуры окружающей среды. Температура продуктов сгорания топлив достигает 1800...2000°С и более. Охлаждающей средой ГТД является только воздух, который в значительных количествах подается в камеру сгорания. Другие способы отвода тепла от лопастей несущего винта сложны и малоэффективны.В связи с этим привод воздушного компрессора, подающего воздух в камеру сгорания, требует большой мощности, до 60…70 % от полной мощности ВГД.

Двигатель использовался как минимум для дюжины британских самолетов. Вскоре после войны реактивные двигатели использовались практически только в военных самолетах. После нескольких лет политического сотрудничества Востока и Запада борьба между великими державами стала набирать обороты. Конфликт - даже когда было холодно - способствовал развитию двигателей.

Основной проблемой, с которой столкнулись инженеры, стала нестабильная работа осевых двигателей и низкая эффективность центробежных компрессоров на высоких оборотах. Новых разработок найдено не было, и сегодня центробежные компрессоры используются только в дозвуковых авиадвигателях... Конечно, потенциал осевого компрессора был заметен. Сложность при разработке данной конструкции заключалась в необходимости регулирования расхода воздуха на всех режимах работы двигателя.

В настоящее время известно множество конструкций и схем газотурбинных двигателей, различающихся по следующим параметрам:

Условия горения топлива - для внутреннего и внешнего сгорания;

Использование рабочей жидкости в циркулярном процессе - открытые и закрытые системы;

Количество валов - одновальный, двухвальный и многовальный.

До рубежа 1940-х и 1950-х годов ТРД с осевым компрессором был лучшим на пределе максимальной скорости и очень высокой скорости. Идея работы многоступенчатого осевого компрессора заключается в том, что каждая ступень компрессора подает необходимое количество воздуха на следующую ступень. Если количество воздуха, подаваемого на первой ступени, слишком велико, поток нарушается. В осевых компрессорах оптимальное количество воздуха на каждой кромке лопаток достигается только при номинальных скоростях и при высоких скоростях.

Рис. 2. Принципиальная схема одновального ГТД:

1 - корпус газовой турбины; 2 - ротор газовой турбины; 3 - топливный насос; 4 - свободный вал; 5- воздушный компрессор; 6 - воздухозаборник воздушного компрессора; 7- электрическая свеча зажигания; 8- камера сгорания; 9 - направляющее устройство; 10 - газоотвод; II - реципиент энергии; 12 - запуск двигателя

Z более низкие обороты - первые диски накачиваются слишком большим количеством воздуха и их приходится продувать через клапана.Работа потеряна. Влияние впрыска топлива на поток выхлопных газов. После устранения отказов и отказов первых реактивных двигателей был разработан способ значительного увеличения тяги двигателей.

Топливная форсунка представляет собой систему впрыска горячих отработавших газов после турбины. В результате сгорания увеличивается скорость выхлопных газов, увеличивая обороты двигателя. Это решение подходит для военных самолетов, которые должны быть небольшими и в то же время создавать большую тягу в бою. В отличие от двигателей боевых самолетов - в гражданской авиации более крупный двигатель может производить очень долго, более оптимальным решением является создание более крупного двигателя.

Заводы СПГ обычно используют топливо низкого качества. Турбина работает с газом при относительно низкой температуре (500…600°С), благодаря чему лопатки могут быть изготовлены из материала, менее теплостойкого. КПД таких установок достигает 35 %, однако они имеют повышенные массу и габариты по сравнению с газотурбинными дизелями с наддувом.

Двухтактный двигатель. Обозначены серый компрессор низкого давления, внутренний вал и турбина низкого давления.Черный - компрессор и турбина высокого давления и соединительный вал. Оба двигателя, с минимальными отличиями, были концептуально созданы в середине 1940-х годов. Каждая турбина через свой вал приводила в движение отдельный компрессор. Была разработана двухвальная система с отдельным компрессором и компонентами для компрессора низкого давления, а также турбины и компрессора высокого давления.

Эта система позволяет лучше использовать энергию турбины и снижает потери ненужного сжатого воздуха. Следующие венки. Результаты оказались настолько хорошими, что уже при первых испытаниях прототипа инженеры заподозрили неверные измерения измерительных приборов.Измерения были правильными - благодаря 17-ступенчатому компрессору двигатель был хорошо приспособлен для питания скоростных самолетов. На анимации показаны лопатки и шестерни турбины.

Производительность GHD может быть улучшена за счет повышения температуры газа перед турбиной, использования многовальных систем, использования регенерации и утилизации тепла выхлопных газов (например, для отопления и кондиционирования воздуха в автомобилях), косвенного охлаждения воздуха во время сжатие и косвенный подвод тепла к газу при его расширении.Обеспечение этих мероприятий требует применения жаропрочных сталей для лопаток турбин, применения металлокерамических материалов, воздушного охлаждения деталей турбин. При этом ЦГТР действующих установок увеличивается до 33...40 %.

На нашей стороне Атлантики англичане пошли своим путем. Таким образом, большая часть движущихся лопаток была удалена, остались только элементы стабильного потока газа и направляющая вниз к первой ступени компрессора. Регулятор потока воздуха был заменен вентиляционным отверстием.

Один из новейших двигателей для широкого применения в гражданской и военной авиации. С тех пор двигатели пошли двумя разными путями. Низкотемпературный ТРДД с форсажной камерой. В последующих двигателях истребителей и штурмовиков отключались отдельный вентилятор и компрессор низкого давления.

Имеются успехи в проектировании и попытки создания тепловозных газотурбинных двигателей на твердом или пылевидном топливе.

Газовая турбина компактна, имеет малый вес на единицу мощности, не имеет возвратно-поступательных частей, что приводит к более быстрому износу двигателя и низким затратам на техническое обслуживание.Он может работать без расхода воды, легко полностью автоматизировать процессы, есть реальная возможность сжигания различных видов топлива в камере сгорания, а также он имеет относительно постоянный крутящий момент на валу отбора мощности.

Все эти двигатели нацелены на повышение производительности компрессора. Военные придерживаются концепции двигателя малой мощности, потому что он позволяет совершать сверхзвуковые полеты. Двухскоростные ТРДД не способны развивать сверхзвуковые скорости.

Двухпоточный и турбулентный

Когда речь идет о военных двигателях, мало что можно сказать о назначении номенклатуры. В английском языке термин «турбовентилятор» относится ко всем двум турбовентиляторным двигателям. Если между одним и другим есть формальная граница, то это относится к числу ступеней вентилятора. Предполагается, что турбовентилятор имеет максимум три обода. При этом указывается взаимосвязь обоих потоков.

Специфика авиационных ГТД заключается в том, что энергия сгорания топлива преобразуется в энергию выхлопных газов, которая с большой скоростью выбрасывается в атмосферу через выхлопную систему ГТД.Тяга при работе этих двигателей возникает в результате разности количества движения (произведения массы на скорость), выходящего из системы выпуска газовоздушного потока и поступающего во впускное устройство газотурбинного двигателя. В этом случае тяга противоположна истечению газов, т. е. реактивна. Нетрудно представить, что для увеличения тяги реактивного двигателя необходимо увеличить разность количества движения, то есть на выходе ГТД произведение массы на скорость должно значительно превышать одинаковое значение на входе.Все элементы конструкции ГТД служат решению этой задачи.

Двигатели для гражданских и транспортных самолетов

В польском языке деление менее четкое и часто проводится различие между турбовентиляторными и турбовентиляторными двигателями. В 1960-х годах преобладали двухпоточные двигатели гражданской авиации и малорасходные ТРДД. Они не отличались особой экономичностью и не позволяли строить тяжелые самолеты, способные преодолевать большие расстояния.

Boeing, хотя и вышел из борьбы за перевозчика, продолжил работу над своим широкофюзеляжным самолетом. Дуглас не скрывал результаты. Локхид Тристар. Конструкция этих трех двигателей подтолкнула основных производителей к жесткой конкуренции.

Существует три типа газотурбинных двигателей: турбореактивные, двухконтурные турбореактивные и турбовинтовые. Рассмотрим принцип работы каждого типа двигателя.

Идея использования газотурбинных двигателей в автомобилях родилась давно.Но только в последние годы их дизайн достиг того уровня совершенства, который дает им право на существование.
Высокий уровень развития теории лопастных двигателей, металлургии и технологии производства в настоящее время дает реальную возможность создания надежных газотурбинных двигателей, способных с успехом заменить поршневые двигатели в автомобиле. внутреннего сгорания.
Что такое газотурбинный двигатель?
На рис. показана принципиальная схема такого двигателя. Роторный компрессор, расположенный на том же валу, что и газовая турбина, всасывает воздух из атмосферы, сжимает его и нагнетает в камеру сгорания.Топливный насос, также приводимый в движение валом турбины, нагнетает топливо в форсунку, расположенную в камере сгорания. Газообразные продукты сгорания проходят через направляющий аппарат к лопаткам рабочего колеса газовой турбины и заставляют его вращаться в одном определенном направлении. Выхлопной газ турбины выбрасывается в атмосферу через патрубок. Вал газовой турбины вращается в подшипниках.
По сравнению с поршневыми двигателями внутреннего сгорания газовая турбина имеет весьма существенные преимущества.Правда, он тоже еще не свободен от недостатков, но они постепенно устраняются по мере развития проекта.
Характеризуя газовую турбину, прежде всего следует отметить, что она, как и паровая турбина, может развивать высокие обороты. Благодаря этому можно получить значительную мощность от гораздо меньших (по сравнению с поршневыми) и почти в 10 раз более легких двигателей.
Вращение вала является по существу единственным видом движения в газовой турбине, тогда как в двигателе внутреннего сгорания помимо вращательного движения коленчатый вал.Газотурбинные двигатели не требуют специальных охлаждающих устройств. Отсутствие трущихся деталей при минимальном количестве подшипников обеспечивает долговременную работу и высокую надежность газотурбинного двигателя.
Керосин или дизельное топливо используется для питания газотурбинного двигателя.
Основной причиной, сдерживающей развитие газотурбинных двигателей для автомобилей, является необходимость искусственно ограничивать температуру газов, поступающих на лопатки турбины. Это снижает КПД двигателя и приводит к увеличению удельного расхода топлива (на 1 л.с). Температуру газов необходимо ограничить для легковых и грузовых ГТД в пределах 600-700°С, а в авиационных турбинах до 800-900°С, так как высокожаропрочные сплавы еще очень дороги.
В настоящее время уже существуют способы повышения КПД ГТД за счет охлаждения лопаток, использования тепла выхлопных газов для нагрева воздуха, поступающего в камеры сгорания, выработки газов в высокоэффективных беспоршневых генераторах, работающих по дизель-компрессорному циклу с высокой степенью сжатия соотношение и др.От успеха работ в этой области во многом зависит решение проблемы создания высокоэффективного автомобильного газотурбинного двигателя.

Принципиальная схема двухвального газотурбинного двигателя с теплообменником

Большинство существующих автомобильных газовых турбин построено по так называемой двухвальной схеме теплообменника. Здесь для привода компрессора 1 используется специальная турбина 8, а для привода колес автомобиля – тяговая турбина 7.Валы турбины не связаны друг с другом. Газы из камеры сгорания 2 сначала подаются на лопатки турбины привода компрессора, а затем на лопатки тяговой турбины. Воздух, нагнетаемый компрессором, перед поступлением в камеры сгорания нагревается в теплообменниках 3 за счет тепла, выделяемого отработавшими газами. Использование двухвальной схемы обеспечивает благоприятные тяговые характеристики ГТД, что позволяет уменьшить количество ступеней в обычной коробке передач автомобиля и улучшить ее динамические свойства.

Поскольку вал тяговой турбины механически не связан с валом турбины компрессора, его скорость может изменяться в зависимости от нагрузки без существенного влияния на скорость вала компрессора. Следовательно, моментная характеристика газотурбинного двигателя имеет вид, показанный на рис., где для сравнения были построены и характеристики поршня. автомобильный двигатель (штриховая линия).
На схеме видно, что у поршневого двигателя при уменьшении числа оборотов, которое происходит под действием возрастающей нагрузки, сначала незначительно увеличивается, а затем уменьшается.В то же время в двухвальном ГДТ крутящий момент увеличивается автоматически с ростом нагрузки. В результате необходимость замены коробки передач отпадает или возникает значительно позже, чем в случае с поршневым двигателем. С другой стороны, ускорение при разгоне у двухвального бензинового двигателя будет намного больше.
Характеристики одновального ГТД отличаются от приведенных на рисунке и, как правило, хуже, по динамике автомобиля, характеристики поршневого двигателя (при равной мощности).

Принципиальная схема газотурбинного двигателя со свободнопоршневым газогенератором

Большие перспективы у газотурбинного двигателя. В этом двигателе газ для турбины вырабатывается в так называемом свободнопоршневой генератор, представляющий собой двухтактный дизельный двигатель и поршневой компрессор, объединенные в общий блок. Энергия от дизельных поршней передается непосредственно на поршни компрессора. В связи с тем, что движение поршневой группы происходит только под действием давления газов, а способ движения зависит только от протекания термодинамических процессов в цилиндрах дизеля и компрессорах, такой агрегат называют тихоходным поршневым.В его центральной части расположен открытый с обеих сторон цилиндр 4 с прямоточной щелью, в которой происходит двухтактный процесс воспламенения от сжатия. В цилиндре движутся в противоположных направлениях два поршня, один из которых открывается на рабочем ходе и закрывает прорезанные в стенках цилиндра выпускные отверстия на обратном ходе. Другой поршень 3 также открывает и закрывает продувочные отверстия. Поршни соединены друг с другом легким реечным механизмом синхронизации, на схеме не показанным.По мере их приближения захваченный воздух между ними сжимается; После достижения мертвой точки температура сжатого воздуха становится достаточной для воспламенения топлива, которое впрыскивается через форсунку 5. В результате сгорания топлива образуются газы, имеющие высокую температуру и давление; они заставляют поршни раздвигаться, при этом поршень 9 открывает выпускные отверстия, через которые газы поступают в газовый коллектор 7. Затем открываются продувочные отверстия, через которые сжатый воздух поступает в цилиндр 4, вытесняет выхлопные газы из цилиндра , смешивается с ними и также поступает в газовый коллектор.Пока продувочные отверстия остаются открытыми, сжатый воздух успевает продуть выпускной цилиндр и заполнить его, тем самым подготавливая двигатель к следующему рабочему такту.
Поршни 2 компрессора соединены с поршнями 3 и 9 и перемещаются в соответствующих цилиндрах. При расходящемся ходе поршней воздух из атмосферы всасывается в цилиндры компрессора, при этом автоматические впускные клапаны 10 открыты, а выпускные 11 закрыты. При противоположном ходе поршней впускные клапаны закрыты, а выпускные открыты, и через них воздух нагнетается в ресивер 6, окружающий цилиндр дизеля.Поршни движутся навстречу друг другу за счет энергии воздуха, запасенной в буферных полостях 1 во время предыдущего рабочего хода. Газы из коллектора 7 поступают в тяговую турбину 8, вал которой соединен с редуктором. Сравнение приведенных ниже коэффициентов полезного действия показывает, что описываемый ГТД по КПД не уступает двигателям внутреннего сгорания:
Дизельное топливо 0,26-0,35
Бензиновый двигатель 0,22-0,26
Газовая турбина с камерами постоянного объема сгорания без теплообменника 0,12 -0,18
Газовая турбина с камерами сгорания постоянного объема с теплообменником 0,15-0,25
Газовая турбина с газогенератором, свободный поршень 0,25-0,35

Таким образом, КПД лучших образцов турбин не уступает дизельным двигателям.Неслучайно с каждым годом растет количество опытных машин с различными типами газовых турбин. Все новые компании в разных странах объявляют о своей работе в этой области.

Схема реального газотурбинного двигателя

Этот двухкамерный двигатель без теплообменника имеет эффективную мощность 370 л.с. Z. Работает на керосине. Частота вращения вала компрессора достигает 26 000 об/мин, а частота вращения тяговой турбины варьируется от 0 до 13 000 об/мин.Температура газов, поступающих на лопатки турбины, 815°С, давление воздуха на выходе из компрессора 3,5 атм. Общий вес силовой установки, предназначенной для гоночного автомобиля, составляет 351 кг, газогенераторная часть весит 154 кг, а тяговая с редуктором и передачей на ведущие колеса – 197 кг.

.

---

Смотрите также

• 
  Какая файловая система должна быть на флешке для автомагнитолы
• 
  Глубокая полировка кузова автомобиля своими руками
• 
  Kia seltos где собирают
• 
  Запотела фара
• 
  Расшифровка цветов проводов на схемах автомобилей
• 
  Настройка pioneer
• 
  Как крепится детское кресло в автомобиле на заднем
• 
  Диск сцепления это
• 
  Тип кузова легкового автомобиля
• 
  Марка краски
• 
  Kia minivan