В мире моделей

МОДЕЛЬ АВИАДВИГАТЕЛЯ -ЭТО РЕАЛЬНО!

12.04.2013

МОДЕЛЬ АВИАДВИГАТЕЛЯ -ЭТО РЕАЛЬНО!Моделисты - народ скрупулёзный, и особо ценят, когда модель-копия самолёта, корабля или танка не только максимально сходна с прототипом, но и повторяет его в мельчайших подробностях. Представьте, что вы сможете продемонстрировать модель пассажирского авиалайнера или истребителя, включая основные элементы конструкции его двигателей! Сегодня мы рассказываем о том, как устроен современный авиационный газотурбинный двигатель (ГТД) и почему создание его модели требует высочайшего уровня мастерства. Эта публикация будет также полезна приверженцам моделирования судо- и бронетехники. Ведь зачастую под палубой современного корабля или под бронёй танка находится всё тот же ГТД.

Сначала немного истории. Как известно, вплоть до Второй мировой войны на самолёты устанавливались поршневые моторы, и долгое время они вполне устраивали и лётчиков, и конструкторов. Однако необходимость увеличения скоростей полёта «тянула» за собой увеличение массы таких моторов, что делало самолёты слишком тяжёлыми. Тогда-то на смену поршневым пришли газотурбинные двигатели, которые обеспечивали самолёту более высокую скорость при существенно меньшей массе конструкции.

 
Расчёты по созданию газотурбинных двигателей проводились уже в предвоенные годы в СССР, Англии, Германии, Италии. До 1941 года над созданием авиационных ГТД в нашей стране работали в основном В.В. Уваров и А.М. Люлька, а с началом войны их проектирование было практически законсервировано. В Англии же, и особенно в Германии, конструирование ГТД продолжалось полным ходом, и уже к середине 1944 года на вооружении Люфтваффе появились реактивные самолёты. В этом же году Государственный комитет обороны СССР принял постановление по развитию реактивной техники. Было решено создать опытные образцы ГТД В.В. Уварова и А.М. Люльки. После приобретения партии ГТД английских фирм стали использовать их. Появились трофейные немецкие реактивные самолёты, двигатели которых - BMW-003 и Jumo-004 - тщательно изучались и осваивались производством.
 
Сегодня известно множество типов авиационных газотурбинных двигателей: например, турбореактивный, турбореактивный с форсажной камерой, двухконтурный турбореактивный, турбовинтовой, турбовальный, турбовинтовентиляторный и др. Объединяет их наличие обязательных элементов - компрессора, камеры сгорания и турбины.
 
В.В. Уваров
В.В. Уваров
 
А.М. Люлька
А.М. Люлька
 
Конструктивная схема турбореактивного двигателя с форсажной камерой «Олимп-593» для сверхзвукового англо-французского самолёта «Конкорд»
 
Конструктивная схема турбореактивного двигателя с форсажной камерой «Олимп-593» для сверхзвукового англо-французского самолёта «Конкорд»
 
Типичный вид ступени авиационного компрессора
 
Типичный вид ступени авиационного компрессора
 
Так выглядит камера сгорания авиационного газотурбинного двигателя
 
Так выглядит камера сгорания авиационного газотурбинного двигателя
 
Типичный вид ступени авиационной газовой турбины
 
Типичный вид ступени авиационной газовой турбины
 
Принцип действия газотурбинного двигателя состоит в следующем. Компрессор, вращаемый турбиной, непрерывно сжимает и подаёт воздух в камеру сгорания. В камере сгорания воздух нагревается благодаря непрерывному сжиганию топлива. В результате сжатия и нагрева получается высокотемпературный газ, обладающий большой энергией. Полезно используемая часть этой энергии идёт на вращение турбины и винта и (или) на формирование реактивной газовой струи через сопло.
 
На первый взгляд, гондола с двигателем выглядит на самолёте столь элементарно, что невольно возникает мысль о простоте самого двигателя. В действительности это не так. Впервые ознакомившись с «начинкой» современного авиационного газотурбинного двигателя, многие пребывают в состоянии шока. Тысячи крупных и мелких деталей, скорость вращения ротора в десятки тысяч оборотов в минуту, температура в камере сгорания почти как на поверхности солнца, и при этом - десятки тысяч часов безотказной работы; стоимость каждого двигателя, исчисляемая миллионами долларов.
 
Для целей моделирования, очень упрощенно, внутреннее устройство ГТД можно представить как длинную череду парных кольцевых решёток (ступеней). Одна их часть неподвижно закреплена на цилиндрическом корпусе двигателя (статоре), а другая расположена на вращающемся валу с дисками (роторе). При этом ротор напоминает множество «нанизанных» на одну ось вентиляторов, которые вращаются между решётками статора. Решётки можно имитировать множеством тонких длинных пластинок, которые в настоящем двигателе называются лопатками и имеют сложную пространственную форму. Решётки компрессора и турбины находятся по разные стороны от камеры сгорания, фактически представляющей собой «пустой» кольцевой объём. Непосредственно за турбиной расположено сопло. В верхней или нижней части двигателя монтируются агрегаты. В современных пассажирских самолётах двигатели чаще всего размещаются под крыльями на пилонах (в мотогондоле), тогда как в военной авиации ГТД могут занимать значительную часть фюзеляжа самолета.
 
Двухконтурный турбореактивный двигатель RВ.207 - разрабатывался для аэробуса А-300
 
Двухконтурный турбореактивный двигатель RВ.207 - разрабатывался для аэробуса А-300:
 
1 - вентилятор; 2 - компрессор; 3 - камера сгорания; 4 - турбина
 
Расположение двигателя в мотогондоле и схема действия устройства для отклонения тяги двухконтурного турбореактивного двигателя Роллс-Ройс RB.211. Одна из модификаций этого двигателя разрабатывалась для самолётов Боинг-747
 
Расположение двигателя в мотогондоле и схема действия устройства для отклонения тяги двухконтурного турбореактивного двигателя Роллс-Ройс RB.211. Одна из модификаций этого двигателя разрабатывалась для самолётов Боинг-747
 
Даже при поверхностном рассмотрении изготовление модели ГТД для конкретной модели самолёта или вертолёта выглядит делом сложным и трудоёмким. Необходимо представлять себе не только тип двигателя и его устройство, но и тщательно продумать технологию изготовления статора и ротора, ажурных компрессорных и турбинных решёток, камеры сгорания, сопла, других элементов конструкции. Следует проработать схему крепления двигателя и обеспечить возможность его обзора в составе модели-копии. Ещё более сложной является задача имитации работающего ГТД, при которой будет видно вращение ротора и даже свечение пламени в камере сгорания. Очевидно, что такая работа под силу только очень опытным копиистам. Тем не менее, овчинка стоит выделки. Именно такие модели летательных аппаратов и двигателей неоднократно демонстрировались на международных выставках и авиасалонах, собирая вокруг себя толпы восхищённых профессионалов и поклонников авиамоделизма.
А. ЗЛОБИН




Рекомендуем почитать
  • НК-24 - РАДИОУПРАВЛЯЕМЫЙ ПЛАНЕР
    НК-24 - РАДИОУПРАВЛЯЕМЫЙ ПЛАНЕРМодель разработана для участия в соревнованиях по многоборью в классе F-3-B. Хотя планер рассчитан под отечественную аппаратуру РУМ-2, на нем успешно может быть применена и зарубежная техника.

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ VK FB


Нашли ошибку? Выделите слово и нажмите Ctrl+Enter.