Turboreaktyvinių variklių sukūrimas reaktyvinių variklio veikimo principai ir reaktyviniai lėktuvai
5 (100%) 1 vote

Turboreaktyvinių variklių sukūrimas reaktyvinių variklio veikimo principai ir reaktyviniai lėktuvai

Turboreaktyvinio variklio sukūrimas

Nuo neatmenamų laikų Kinijoje buvo naudojamos fejerverkų raketos, kurios iškeldavo užtaisą į viršų. Tuo tarpu pirmieji skraidančiųjų aparatų su reaktyvine trauka projektai minimi tik 1835 metais. Tai buvo G.Rebensteino ir F.Mattiso projektai, kurie buvo išspausdinti ne tik vienu metu, bet ir tame pačiame mieste – Niurnberge. Šie ir vėlesni projektai yra įdomūs savo istorine reikšme, tačiau techniškai jie nebuvo perspektyvūs, nes siūlomų variklių galia buvo nepakankama arba veikimas pernelyg trumpas. Kieto kuro varikliai, kurie galėjo trumpam išvystyti didesnę trauką, pradėti taikyti tik po Pirmojo pasaulinio karo kaip papildomos priemonės lėktuvo įsibėgėjimui palengvinti ir buvo vadinamos greitintuvais.

1923 metais JAV Nacionalinis standartų biuras sudarė sutartį su NACA (National Advisory Committee for Aeronautics – Nacionalinis patariamasis komitetas aeronautikai, dabartinės aeronautikos agentūros NASA pirmtakas) dėl rimtų reaktyvinės traukos tyrimų ir galimybės pritaikyti tų tyrimų rezultatus. Edgaras Buckinghamas ataskaitoje „Reaktyvinė trauka aeronautikoje“, kuri buvo paskelbta kaip NACA „159 techninis raportas“, priėjo pesimistinių išvadų. Anot jo, reaktyvinio variklio kuro sąnaudos yra keturis kartus didesnės, nei vidaus degimo variklių su sraigtais, reaktyviniai varikliai sunkesni ir sudėtingesni už vidaus degimo. Šios išvados iš esmės buvo teisingos, nes tyrimai atlikti tik greičiams iki 250 mylių per valandą. Tačiau didesnių greičių tyrimuose rezultatai būtų kitokie. Todėl JAV nieko nenustebino, kai 1938 metais Nacionalinė mokslų akademija pateikė taip pat negatyvią išvadą dėl reaktyvinės traukos naudojimo aeronautikoje.

Priešingos nuomonės laikėsi Karališkose oro pajėgose (RAF) tarnavęs karininkas Frankas Whittle’as, kuris 1929 metais Anglijoje, Viteringe baigė Centrinės skraidymų mokyklos instruktorių kursus. Prieš metus, mokydamasis Krenvelo RAF techniniame koledže, jis parašė darbą „Lėktuvų kūrimo ateityje kryptys“. Šiame darbe jis analizavo dvi lėktuvų varomųjų sistemų vystymosi kryptis – raketinį variklį ir dujų turbinos sukamo propelerio variklį. Mokydamasis Centrinėje skraidymų mokykloje, dujų turbinos sukamo propelerio varomąją sistemą F.Whittle’as pakrikštijo turboreaktyviniu varikliu. Variklio brėžiniai padarė įspūdį F.Whittle’o vadovybei, kuri nukreipė F.Whittle’ą į Oro ministeriją. Tačiau ministerijoje laikytasi nuomonės, kad dujų turbina nėra pritaikoma aeronautikoje. 1930 metų sausio 16 dieną F.Whittle’as padavė paraišką patentui, kurį gavo po 19 mėnesių. Šešerius metus F.Whittle’as buvo užimtas pareigų vykdymu RAF, tame tarpe ir studijomis Kembridžo universitete, kur 1936 metų birželio mėnesį gavo pirmos klasės mechanikos mokslų diplomą. Tuo tarpu darbas su turboreaktyviniu varikliu buvo atidėtas, be to, F.Whittle’o patento galiojimas baigėsi, nes nebuvo sumokėtas atnaujinimo mokestis.

Tuo metu, kai dar F.Whittle’as pildė patento paraišką, Hansas von Ohainas pradėjo fizikos studijas Gotingeno universitete Vokietijoje. Studijų metu jis klausėsi žymaus aerodinamiko Ludwigo Prandtlo paskaitų ir tapo aktyviu sklandymo būrelio nariu. 1931 metais H. von Ohainas skrido „Junkers“ trijų variklių lėktuvu iš Kelno į Berlyną, tačiau jam tai įspūdžio nepadarė, bet sudomino lėktuvų varomosios sistemos. 1935 metų lapkritį H. von Ohainas gavo fizikos daktaro laipsnį. Tą patį mėnesį jis padavė paraišką patentui gauti. Skirtingai nei Didžiojoje Britanijoje, kurioje F.Whittle’o patentas registruotas kaip atviras, H. von Ohaino patentas buvo užslaptintas. H. von Ohainas variklį konstravo ir vykdė bandymus iš savo asmeninių santaupų, kurios greitai išseko. Profesorius Robertas Pohlas pasiūlė kreiptis pagalbos į industriją ir parašė laišką Ernstui Heinkeliui. 1936 metų kovo 18 dieną H. von Ohainas apsilankė pas E.Heinkelį ir buvo priimtas į darbą. Tokiu būdu įmonė, kuri anksčiau gamino tik lėktuvus, pradėjo kurti turboreaktyvinį variklį.

Kaip tik tuo metu, kai H. von Ohainas apsilankė pas E.Heinkelį, F.Whittle’as irgi susikoncentravo ties turboreaktyvinio variklio kūrimu. Padrąsintas Kembridžo universiteto profesorių, F.Whittle’as su grupe investuotojų 1936 metų kovo mėnesį įkūrė nedidelę „Power Jets, Ltd.“ kompaniją. Po metų, 1937-ųjų balandžio 12 dieną, buvo stende paleistas ir sėkmingai išbandytas pirmasis pasaulyje turboreaktyvinis variklis.

Pirmasis lėktuvas su turboreaktyviniu varikliu pakilo 1939 metų rugpjūčio 27 dieną, tai buvo „Heinkel He 178“ su H. von Ohaino turboreaktyviniu varikliu.

Seras Frankas Whittle’as ir daktaras Hansas von Ohainas

Reaktyvinių variklių veikimo principai

Technikoje dažnai naudojama sąvoka – varomoji sistema (angliškai – propulsion system; rusiškai – двигательная установка, kartais силовая установка arba tiesiog двигатель dėl rusų kalbos specifikos). Pavyzdžiui, sraigtiniuose Antrojo pasaulinio karo lėktuvuose mes matome vidaus degimo variklį, tačiau be sraigto lėktuvas neskris, kad ir kokias apsukas išvystytų variklis. Sraigtas besisukdamas sukuria
slėgio skirtumą tarp prieš sraigtą ir už jo esančio oro, dėl ko lėktuvas pajuda. Variklis, sukimosi perdavimo transmisija, jei tokia yra, ir sraigtas šiuo atveju sudaro varomąją sistemą.

Reaktyvinę trauką sukuria ištekančios dujos arba skysčiai. Įrenginys, iš kurio išteka reaktyvinė srovė, yra veikiamas to paties dydžio, tačiau priešingos krypties jėga. Kuo didesniu greičiu dujos išteka iš reaktyvinio variklio, tuo didesnė traukos jėga. Traukos jėgą galima padidinti ir didinant reaktyvinės srovės masę, tačiau tai nėra ekonomiška, nes tam reikia daugiau kuro.

Aptarkime pagrindinių Antrojo pasaulinio karo metu pagamintų reaktyvinių variklių veikimo principus.

Klasikinis reaktyvinis variklis yra degimo kamera, kurioje degalai oksiduojasi. Dėl degimo įkaitusios dujos veržiasi per angą, sukurdamos reaktyvinę srovę. Kartais šiuo veikimo principu dirbantį variklį dar vadina raketiniu nuo angliško termino rocket engine. Rusų kalba toks variklis klasifikuojamas kaip жидкостный реактивный двигатель (ЖРД) – skystinis reaktyvinis variklis. Dažniausiai oksidantas būna skystos agregatinės būsenos, siekiant sumažinti jo tūrį, nes pagrindinis šio tipo variklio trūkumas, jei oksidantas ne oras – jį reikia vežtis kartu su savimi. Tačiau tokio tipo variklis leidžia judėti beorėje erdvėje. Rusų kalboje dar išskiriamas kieto kuro variklis (твердотoпливный реактивный двигатель), kuriame degalai ir oksidantas yra kietos agregatinės būsenos iš anksto patalpinti į degimo kamerą. Anglų kalba terminas jet reiškia ir bendrinį reaktyvinę trauką sukuriančių variklių pavadinimą.

Šiuo metu Jūs matote 31% šio straipsnio.
Matomi 998 žodžiai iš 3243 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.