Princip fungování tryskového motoru. Popis a zařízení

Reaktivní pohyb je proces, při kterém je jedna ze svých částí oddělena od určitého těla určitou rychlostí. Síla, která vzniká v tomto případě, funguje sama o sobě, aniž by se dosáhlo nejmenšího kontaktu s vnějšími tělesy. Jetový pohon byl impuls k vytvoření proudový motor. Princip této činnosti je založen na této síle. Jak funguje takový motor? Pokusíme se to na to přijít.

Historické fakty

Myšlenka používání tryskového pohonu, která by umožnila překonat sílu gravitace Země, pokročila v roce 1903 fenoménem ruské vědy - Tsiolkovského. Publikoval celou studii o tomto tématu, ale nebyl brát vážně. Konstantin Eduardovič, který přežil změnu politického systému, strávil roky práce, aby všem dokázal jeho případ.

Dnes je spousta pověstí, že revoluční Kibalčich byl první v tomto vydání. Ale svědectví této osoby v době zveřejnění děl Tsiolkovského bylo pohřbeno společně s Kibalčichem. Kromě toho to nebylo plnohodnotné dílo, ale jen náčrty a náčrty - revolucionář nemohl ve svých pracích přinést spolehlivý základ pod teoretickými výpočty.

Jak funguje jalová energie?

Chcete-li pochopit, jak funguje proudový motor, musíte pochopit, jak tato síla funguje.

Takže představte si výstřel z nějaké střelné zbraně. Jedná se o jasný příklad působení jalové energie. Proud horkého plynu, který vznikl při spalování náboje v náboji, tlačí zbraň zpět. Čím silnější je náboj, tím silnější bude návrat.

A teď si představme proces vznícení hořlavé směsi: postupuje se postupně a nepřetržitě. Tak vypadá princip ramjetového motoru. Raketa s proudovým motorem s pevným pohonem pracuje podobným způsobem - to je nejjednodušší jeho variace. Dokonce i noví výrobci rakety jsou s ním obeznámeni.

Zpočátku byl černý prášek použit jako palivo pro proudové motory. Tryskové motory, jejichž princip byl dokonalejší, vyžadovaly palivo se základnou nitrocelulózy, která byla rozpuštěna v nitroglycerinu. Ve velkých jednotkách spouštějících rakety, spouštění raketoplánu na oběžnou dráhu, dnes používáme jako oxidační látku speciální směs polymerního paliva s chloristanem amonným.

Princip fungování RD

Nyní je nutné pochopit princip proudového motoru. Za tímto účelem zvažte klasické motory, které se od doby Tsiolkovského příliš nezměnily. V těchto jednotkách se používá palivo a oxidant.

Jako druhý se používá kapalný kyslík nebo kyselina dusičná. Kerozen se používá jako palivo. Moderní kapalné kryogenní motory používají kapalný vodík. Při oxidaci kyslíkem zvyšuje specifický impuls (až o 30 procent). Myšlenka, že by mohl být použit vodík, se také narodil v hlavě Tsiolkovského. V té době však kvůli extrémnímu nebezpečí výbuchu muselo být nalezeno jiné palivo.

Princip činnosti je následující. Komponenty vstupují do spalovací komory ze dvou oddělených nádrží. Po smíchání se změní na hmotu, která po spálení vydává obrovské množství tepla a desítky tisíc atmosfér tlaku. Oxidační prostředek je přiváděn do spalovací komory. Palivová směs při průchodu mezi dvojitými stěnami komory a tryskou ochlazuje tyto prvky. Dále paliva vyhřívaná stěnami projde velkým počtem vstřikovačů do zóny zapálení. Jet, který je tvořen tryskou, se rozpadne. Díky tomu je zajištěn tlačný moment.

Stručně řečeno, princip fungování proudového motoru lze porovnávat s blowtorch. Nicméně je druhý mnohem jednodušší. Ve schématu své práce neexistují různé pomocné systémy motoru. A to jsou kompresory potřebné k vytvoření vstřikovacího tlaku, turbín, ventilů a dalších prvků, bez kterých je proudový motor prostě nemožný.

Navzdory skutečnosti, že kapalné motory spotřebovávají spoustu pohonných hmot (spotřeba paliva je asi 1000 gramů na 200 kilogramů nákladu), stále se používají jako řízené střely pro rakety a posun pro orbitální stanice, stejně jako pro jiné kosmické přístroje.

Zařízení

Uspořádal typický tryskový motor následujícím způsobem. Jeho hlavní uzly jsou:

- kompresor;

- komora pro spalování;

- turbíny;

- výfukový systém.

Zvažte tyto prvky podrobněji. Kompresor se skládá z několika turbín. Jejich úkolem je nasávat a stlačovat vzduch, když prochází lopatkami. Při procesu komprese se zvyšuje teplota a tlak vzduchu. Část tohoto stlačeného vzduchu je přiváděna do spalovací komory. Směšuje vzduch s palivem a vznítí. Tento proces dále zvyšuje tepelnou energii.

Směs opouští spalovací komoru vysokou rychlostí a poté expanduje. Pak následuje další turbína, jejíž lopatky se otáčejí kvůli účinkům plynů. Tato turbína, připojená k kompresoru, umístěná v přední části jednotky, ji nastavuje do pohybu. Vzduch ohřátý na vysoké teploty vychází z výfukového systému. Teplota, která je již poměrně vysoká, stále roste kvůli vlivu škrcení. Pak vzduch zcela vychází.

Letecký motor

Letouny také používají tyto motory. Například u obrovských pasažérů pro osobní dopravu jsou instalovány turbodmychadla. Odcházejí od obvyklé přítomnosti dvou tanku. V jednom je palivo a v druhém - oxidační. Současně turbodmychadlo nese pouze palivo a vzduch, který je vstřikován z atmosféry, se používá jako oxidační látka.

Turbojetový motor

Princip fungování tryskového motoru letadla je založen na stejné reaktivní síle a stejných fyzikálních zákonitostech. Nejdůležitější částí jsou lopatky turbín. Konečná síla závisí na velikosti kotouče.

Je to díky tomu, že turbíny vyráběly tah, což je nezbytné pro zrychlení letadla. Každý z čepelí je desetkrát výkonnější než běžný automobilový motor. Turbíny se instalují po spalovací komoře, kde je nejvyšší tlak. A teplota zde může dosáhnout jednoho a půl tisíce stupňů.

Dvoukruhová pojezdová dráha

Tyto jednotky mají mnoho výhod oproti turbodmychadlům. Například výrazně nižší spotřeba paliva při stejném výkonu.

Ovšem samotný motor má složitější strukturu a větší váhu.

A princip fungování dvoukruhového tryskového motoru je mírně odlišný. Vzduch, zachycený turbínou, je částečně stlačen a přiváděn k prvnímu okruhu do kompresoru a k druhému k pevným lopatkám. Turbína funguje jako nízkotlaký kompresor. V prvním okruhu motoru je vzduch stlačován a ohříván, a pak je prostřednictvím vysokotlakého kompresoru přiváděn do spalovací komory. Zde je směs s palivem a zapalováním. Vytvárají se plyny, které se přivádějí do vysokotlaké turbíny, čímž se otáčejí lopatky turbíny, rotační pohyb na vysokotlakém kompresoru. Pak plyny procházejí nízkotlakou turbínou. Ten druhý pohání ventilátor a nakonec plyny vystupují a vytvářejí chuť.

Synchronní RD

Jedná se o elektromotory. Princip fungování synchronního tryskového motoru je podobný funkci krokové jednotky. Střídavý proud je přiveden do statoru a vytváří magnetické pole kolem rotoru. Ten se otáčí kvůli tomu, že se snaží minimalizovat magnetický odpor. Tyto motory nesouvisí s průzkumem vesmíru ani s uvedením raketoplánu.