Транспортные системы

Всё об автомобильном, ЖД и авиатранспорте в России

Авиационные силовые установки

Силовые установки и требования, предъявляемые к ним 

Авиационные силовые установки (АСУ) предназначены для создания силы тяги. Состоят: топливные системы, масляные, противооблединительные, системы запуска, всасывания и выхлопа, системы охлаждения, противопожарные.

Устройства:

- крепления двигателя;

- гондола двигателя;

- элементы управления силовой установкой;

- воздушный винт.

clip_image002Для создания АСУ обеспечивающей max скорость, min расход топлива, max высоты необходимо: оптимальным образом выбрать компоновку АСУ, куда входят размещения устройств, контуры гондолы, крепление двигателей, при этом должны выполняться требования: обеспечение летных, технических и экономических данных ЛА, надежность, безотказность, и живучесть, красота конструкции и удобство в эксплуатации, большой ресурс, небольшой вес и габариты, малые аэродинамические и гидравлические сопротивления.

R – сила тяги, X – сила лобового сопротивления, Y – подъемная сила, Q– вес ЛА, k0 – качество.

В условиях горизонтального полета: clip_image004clip_image006(1)

Качество ЛА показывает какой вес может поддерживаться в воздухе на единицу силы тяжести.

Чем меньше k, тем clip_image008, следовательно требуется больше R.

Необходимое значение R может определяться условием горизонтального полета, но и условие маневровых свойств ЛА. Общие требования к R характеризуется тяговооружонностью: clip_image010(2)

Вся совокупность оборудования, служащая для получения силы тяги называется силовой установкой: clip_image012(3), где clip_image014– расход воздуха через двигатель; clip_image016– скорость истечения в срезе сопла; clip_image018– скорость полета.

Для получения тяги необходимо: увеличить скорость, повышать кинетическую энергию воздуха, т.е. необходимо совершать работу, так как приходиться преодолевать инерционность воздушного потока: clip_image020(4), где clip_image022– работа.

Анализ (3) и (4) показывает, что для поддержания тяги необходимо иметь непрерывно действующий источник механической работы.

В качестве источника механической работы используют удобную формулу в виде химической энергии топлива.

clip_image024

Задачи АСУ:

1.                  Химическая энергия топлива преобразуется в механическую работу.

2.                  Используя получаемую работу, разгоняет набегающий воздушный поток. Возникающая реакция потока есть тяга.

Эти задачи выполняются отдельными устройствами: 1 часть – двигателем; 2 часть – движителем.

Качеством движителя служат ТВД, вентиляторы двухконтурные двигатели, реактивные сопла.

clip_image026(5), где clip_image028– полезная нагрузка и частей ЛА, clip_image030– вес силовой установки с элементами крепежа крепления.

clip_image032, clip_image034,  clip_image036удельный вес АСУ, показывает какой вес АСУ на единицу силы тяги.

clip_image038, clip_image040(6)

Для возможности полета необходимы условия:

1. АСУ должна обладать малым весом применительно к данному типу самолета clip_image042

2. Величина тяги R должна быть достаточной, что при k0 и qRобеспечивать полет с требуемым весом полезной нагрузки.

При Qпол = const необходимая R будет тем больше, чем qR стремиться к k0 

qRсостоит из: qдв+ qт+ qоб (7), где qт – зависит от энергоэкономности двигателя и движителя и продолжительности полета; qоб – определяется конструкцией, весом и компоновкой двигателя, более стабильна; qR – зависит от qдв иqт.

Для увеличения max скорости полета наиболее важно: снижать qдв даже ценой роста qт (боевые ЛА). Если требуется большая дальность qт уменьшают qдв увеличивают (для транспортных ЛА).