Турбопроп хөдөлгүүр: төхөөрөмж, схем, үйл ажиллагааны зарчим. ОХУ-д турбовинт хөдөлгүүр үйлдвэрлэх

2024 Зохиолч: Howard Calhoun | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-17 10:35

Турбопроп хөдөлгүүр нь поршений хөдөлгүүртэй төстэй: хоёулаа сэнстэй. Гэхдээ бусад бүх талаараа тэд өөр өөр байдаг. Энэ нэгж гэж юу болох, хэрхэн ажилладаг, давуу болон сул талууд юу болохыг анхаарч үзээрэй.

Ерөнхий шинж чанарууд

Турбовинт хөдөлгүүр нь бүх нийтийн эрчим хүчний хувиргагч хэлбэрээр бүтээгдэж, нисэхэд өргөн хэрэглэгдэх болсон хийн турбин хөдөлгүүрүүдийн ангилалд багтдаг. Эдгээр нь дулааны хөдөлгүүрээс бүрддэг бөгөөд өргөссөн хий нь турбиныг эргүүлж, эргүүлэх хүчийг үүсгэдэг бөгөөд бусад нэгжүүд нь түүний босоо аманд бэхлэгддэг. Турбовинт хөдөлгүүр нь сэнстэй.

Энэ нь поршений болон турбо тийрэлтэт хэсгүүдийн хоорондох хөндлөн огтлол юм. Эхлээд поршений хөдөлгүүрийг онгоцонд суурилуулсан бөгөөд дотор нь босоо амтай од хэлбэртэй цилиндрээс бүрддэг. Гэвч тэдгээр нь хэтэрхий том хэмжээс, жинтэй, түүнчлэн бага хурдтай байсан тул тэдгээрийг ашиглахаа больсон тул гарч ирсэн турбожет суурилуулалтыг илүүд үздэг. Гэхдээ эдгээр хөдөлгүүрүүд сул талгүй байсангүй. Тэд чаднадуунаас хурдан хурдыг хөгжүүлдэг боловч маш их түлш зарцуулдаг. Тиймээс тэдний үйл ажиллагаа нь зорчигч тээвэрлэхэд хэтэрхий үнэтэй байсан.

Турбовинт хөдөлгүүр ийм дутагдлыг даван туулах ёстой байв. Тэгээд энэ асуудал шийдэгдсэн. Дизайн ба үйл ажиллагааны зарчмыг турбо тийрэлтэт хөдөлгүүрийн механизмаас, сэнсийг поршений хөдөлгүүрээс авсан. Ингэснээр жижиг хэмжээс, хэмнэлт, өндөр үр ашгийг хослуулах боломжтой болсон.

Хөдөлгүүрийг өнгөрсөн зууны 30-аад онд ЗХУ-ын үед зохион бүтээж, бүтээж, хорин жилийн дараа бөөнөөр нь үйлдвэрлэж эхэлсэн. Эрчим хүч нь 1880-11000 кВт хооронд хэлбэлздэг. Удаан хугацааны турш тэдгээрийг цэргийн болон иргэний нисэхэд ашиглаж байсан. Гэсэн хэдий ч тэдгээр нь дуунаас хурдан хурдтай ажиллахад тохиромжгүй байв. Тиймээс цэргийн нисэх хүчинд ийм хүчин чадал бий болсноор тэднийг орхисон. Гэхдээ иргэний агаарын хөлгүүдийг голчлон нийлүүлдэг.

Турбовинт хөдөлгүүрийн төхөөрөмж ба түүний ажиллах зарчим

Моторын загвар нь маш энгийн. Үүнд:

• бууруулагч;
• сэнс;
• шатаах камер;
• компрессор;
• цорго.

Турбовинт хөдөлгүүрийн схем нь дараах байдалтай байна: компрессороор шахаж, шахсны дараа агаар нь шаталтын камерт ордог. Тэнд түлш шахдаг. Үүссэн хольц нь гал авалцаж, хий үүсгэдэг бөгөөд энэ нь өргөсөх үед турбин руу орж, эргүүлэх ба энэ нь эргээд компрессор ба боолтыг эргүүлдэг. зарцуулагдаагүйэнерги нь хушуугаар дамжин гарч, тийрэлтэт цохилтыг үүсгэдэг. Үнэ цэнэ нь тийм ч чухал биш (ердөө арван хувь) тул турбовинт хөдөлгүүрийг турбо тийрэлтэт хөдөлгүүр гэж үзэхгүй.

Гэхдээ үйл ажиллагааны зарчим, хийц нь үүнтэй төстэй боловч энд байгаа энерги нь цорго дундуур бүрэн гадагшилдаггүй, тийрэлтэт цохилтыг бий болгодог, харин ашигтай энерги нь сэнсийг эргүүлдэг тул зөвхөн хэсэгчилсэн байдаг.

Ажлын босоо ам

Нэг эсвэл хоёр босоо амтай хөдөлгүүрүүд байдаг. Нэг босоо амны хувилбарт компрессор, турбин, сэнс нь нэг гол дээр байрладаг. Хоёр тэнхлэгт турбин, компрессорыг нэг дээр нь суурилуулсан бол нөгөө талд нь хурдны хайрцгаар сэнс суурилуулсан. Мөн хийн динамик аргаар хоорондоо холбогдсон хоёр турбин байдаг. Нэг нь сэнс, нөгөө нь компрессорт зориулагдсан. Энэ сонголт нь хамгийн түгээмэл бөгөөд учир нь сэнсийг асаахгүйгээр эрчим хүч зарцуулж болно. Энэ нь ялангуяа онгоц газар дээр байх үед тохиромжтой.

Компрессор

Энэ хэсэг нь хоёроос зургаан үе шатаас бүрдэх бөгөөд температур, даралтын мэдэгдэхүйц өөрчлөлтийг мэдрэх, мөн хурдыг багасгах боломжийг олгодог. Энэхүү дизайны ачаар жин, хэмжээсийг багасгах боломжтой бөгөөд энэ нь онгоцны хөдөлгүүрт маш чухал юм. Компрессор нь импеллер ба чиглүүлэгч сэнсийг агуулдаг. Сүүлийнх нь зохицуулалтгүй байж болно.

Сэнс

Энэ хэсэг нь түлхэлт үүсгэдэг боловч хурд нь хязгаарлагдмал. Хамгийн сайн үзүүлэлт нь 750-аас 1500 эрг / мин хүртэлх түвшин гэж тооцогддогнэмэгдэх тусам үр ашиг буурч эхлэх бөгөөд хурдатгалын оронд сэнс нь тоормос болж хувирна. Энэ үзэгдлийг "түгжих эффект" гэж нэрлэдэг. Энэ нь өндөр хурдтай үед дууны хурдаас хэтрэх үед буруу ажиллаж эхэлдэг сэнсний ирээс үүсдэг. Тэдний диаметрийг нэмэгдүүлснээр ижил нөлөө ажиглагдах болно.

Турбин

Турбин нь минутанд хорин мянган эргэлт хийх чадвартай боловч шураг нь түүнд тохирохгүй тул хурдыг багасгаж, эргүүлэх хүчийг нэмэгдүүлдэг багасгах араатай байдаг. Редуктор нь өөр байж болох ч төрлөөс үл хамааран тэдний гол үүрэг бол хурдыг бууруулж, эргүүлэх хүчийг нэмэгдүүлэх явдал юм.

Энэ шинж чанар нь цэргийн нисэх онгоцонд турбопроп ашиглахыг хязгаарладаг. Гэсэн хэдий ч дуунаас хурдан хөдөлгүүр бүтээх ажил хараахан амжилтанд хүрээгүй байгаа ч зогсохгүй байна. Хүчийг нэмэгдүүлэхийн тулд заримдаа турбопроп хөдөлгүүрийг хоёр сэнстэй нийлүүлдэг. Үүний зэрэгцээ тэд эсрэг чиглэлд эргэлддэг, гэхдээ нэг хурдны хайрцгийн тусламжтайгаар ажиллах зарчмыг хэрэгжүүлдэг.

Жишээ болгон бид D-27 хөдөлгүүрийг (турбопропфан) авч үзэх боломжтой бөгөөд энэ нь хоёр шураг сэнсийг хурдны хайрцгаар чөлөөтэй турбинд холбосон. Энэ бол иргэний нисэхэд ашигладаг цорын ганц загвар юм. Гэхдээ үүнийг амжилттай ашиглах нь гүйцэтгэлийг сайжруулахад том үсрэлт гэж тооцогддогмотор.

Давуу болон сул тал

Турбопроп хөдөлгүүрийн ажиллагааг тодорхойлдог давуу болон сул талуудыг онцолж үзье. Үр ашиг нь:

• поршений нэгжтэй харьцуулахад хөнгөн жинтэй;
• турбожет хөдөлгүүртэй харьцуулахад хэмнэлттэй (сэнсний ачаар үр ашиг нь наян зургаан хувьд хүрдэг).

Гэсэн хэдий ч ийм маргаангүй давуу талуудыг үл харгалзан тийрэлтэт хөдөлгүүрийг зарим тохиолдолд илүүд үздэг. Турбо хөдөлгүүрийн хурдны хязгаар нь цагт долоон зуун тавин километр юм. Гэсэн хэдий ч орчин үеийн агаарын тээврийн хувьд энэ нь хангалтгүй юм. Түүнчлэн, үүссэн дуу чимээ нь маш өндөр бөгөөд Олон улсын иргэний нисэхийн байгууллагын зөвшөөрөгдөх хэмжээнээс давсан байна.

Тиймээс Орост турбовинт хөдөлгүүрийн үйлдвэрлэл хязгаарлагдмал. Тэдгээрийг голчлон хол зайд, бага хурдтай нисдэг онгоцонд суурилуулдаг. Дараа нь өргөдөл үндэслэлтэй болно.

Гэсэн хэдий ч агаарын хөлгийн гол шинж чанар нь өндөр маневр, чимээгүй ажиллагаатай байх ёстой бөгөөд үр ашигтай биш байх ёстой цэргийн нисэхэд эдгээр хөдөлгүүрүүд шаардлагатай шаардлагыг хангахгүй бөгөөд турбореактив нэгжийг энд ашигладаг.

Үүний зэрэгцээ "түгжих эффект"-ийг даван туулах, шинэ түвшинд хүрэхийн тулд дуунаас хурдан сэнс бүтээх ажил хийгдэж байна. Шинэ бүтээл бодит байдал болоход тийрэлтэт хөдөлгүүрээс татгалзаж, турбопроп болон цэргийн салбарт ашиглах болно.онгоцууд. Гэхдээ одоогийн байдлаар тэдгээрийг зөвхөн "ажлын морь" гэж нэрлэх боломжтой бөгөөд энэ нь хамгийн хүчирхэг биш, гэхдээ тогтвортой ажилладаг.