군사 검토

화염 엔진

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화염 엔진



XNUMX 세기 후반의 제트 엔진은 새로운 가능성을 열었습니다. 항공: 소리의 속도를 초과하는 속도의 비행, 높은 운반 능력을 가진 항공기 제작 및 장거리를 통한 대량 여행도 가능합니다. 터보 제트 엔진은 단순한 작동 원리에도 불구하고 지난 세기의 가장 중요한 메커니즘 중 하나로 간주됩니다.

역사

첫 번째 Wright Brothers 항공기는 1903 년에 지구로부터 독립적으로 분리되어 피스톤 내연 기관을 장착했습니다. 40 년 동안이 엔진이 주 항공기로 남았습니다. 그러나 제 2 차 세계 대전 중 전통적인 피스톤 - 스크류 항공기가 힘과 속도면에서 모두 기술적 한계에 다다 랐음이 분명해졌습니다. 한 가지 대안은 제트 엔진이었습니다.

중력을 극복하기 위해 제트 추진력을 사용한다는 아이디어는 처음 콘스탄틴 츠 코코 스키 (Konstantin Tsiolkovsky)에 의해 실제적 실현 가능성으로 이끌어졌습니다. 1903에서 Wright 형제가 Flyer-1라는 첫 번째 비행기를 발사했을 때 러시아 과학자는 제트 인스트루먼츠의 우주 공간 탐사 작업을 발표했습니다.이 우주 탐험에서 그는 제트 추진 이론의 기본 원리를 개발했습니다. "Scientific Review"기사에 실린 그의 기사는 몽상가로서의 그의 명성을 인정했으며 진지하게 받아 들여지지 않았습니다. Tsiolkovsky는 그의 사건을 증명하기 위해 수년 간의 노력과 정치 시스템의 변화를 겪었습니다.


크래들 디자인 국에서 개발 한 TR-11 엔진을 장착 한 Su-1 제트 항공기


그럼에도 불구하고, 연속 터보 제트 엔진의 발상지는 완전히 다른 나라, 독일이 될 운명이었다. 늦은 1930-x에서 터보 제트 엔진을 만드는 일은 독일 기업들의 일종의 취미였습니다. 이 분야에서는 거의 모든 유명 브랜드가 Heinkel, BMW, Daimler-Benz, 심지어 Porsche로 유명합니다. 메인 월계관은 세계 최초의 터보 제트 엔진 인 Me 109에 장착 된 Junkers와 최초의 직렬 터보 제트 엔진 004-262에갔습니다.

1 세대 제트 항공기에서의 성공적인 발사에도 불구하고 독일의 결정은 소련을 비롯한 전 세계 어느 곳에서도 발전을 거두지 못했습니다.

소련에서는 전설적인 항공기 디자이너 Arkhip Lyulka가 터보 제트 엔진 개발에 가장 성공적으로 참여했습니다. 1940 년 XNUMX 월에, 그는 바이 패스 터보 제트 엔진에 대한 자신의 계획을 특허를 받았으며,이 시스템은 나중에 세계적으로 인정을 받았습니다. Arkhip Lyulka는 국가 지도부의지지를 찾지 못했습니다. 전쟁이 시작되면서 일반적으로 그는 탱크 엔진. 독일이 터보 제트 엔진을 장착 한 항공기를 보유한 경우에만 Lyulka는 국내 터보 제트 엔진 TR-1에 대한 작업을 긴급히 재개하도록 명령 받았다.

이미 2 월에 엔진의 1947가 첫 번째 테스트를 통과했으며 5 월의 28는 AM Design Bureau에서 개발 한 최초의 국내 엔진 TR-11을 갖춘 Su-1 제트 항공기로 첫 비행을했습니다. UDF (United Engine Corporation)의 일부인 요즘 엔진 조립 소프트웨어의 한 요람 인 크래들.



직업의 원칙

터보 제트 엔진 (TRD)은 기존의 열 엔진의 원리에 따라 작동합니다. 열역학 법칙을 따르지 않고 열 엔진은 에너지를 기계 작업으로 변환하는 기계로 정의 할 수 있습니다. 이 에너지에는 소위 작동 유체가 있습니다. 자동차 가스 또는 증기 내부에서 사용됩니다. 기계에 압축을 가하면 작동하는 몸체에 에너지가 공급되고 후속 확장되면서 유용한 기계 작업이 이루어집니다.

동시에 팽창하는 동안 가스가 수행 할 수있는 작업보다 항상 가스를 압축하는 데 소비되는 작업이 적어야한다는 것이 분명합니다. 그렇지 않으면 유용한 "제품"이 없을 것입니다. 따라서 가스는 팽창 전에 또는 압축 중에 가열해야하며 압축 전에 냉각해야합니다. 결과적으로, 예열로 인해 팽창 에너지가 현저하게 증가하고 잉여가 나타날 것이며, 이는 우리가 필요로하는 기계적 작업을 수행하는 데 사용될 수 있습니다. 그것은 실제로 터보 제트 엔진의 전체 원리입니다.

따라서 모든 열 엔진에는 압축 장치, 히터, 팽창 및 냉각 장치가 있어야합니다. 이 모든 것은 TRD에 각각 있습니다 : 압축기, 연소실, 터빈 및 대기는 냉장고의 역할을합니다.



작동 매체는 공기이며 압축기로 들어가 압축됩니다. 하나의 회전축에있는 압축기에서 금속 디스크는 크라운을 따라 고정되며이 크라운의 소위 "작동 블레이드"가 배치됩니다. 그들은 외부 공기를 "포획"하여 엔진에 던집니다.

그런 다음 공기가 연소실로 들어 와서 가열되어 연소 생성물 (등유)과 혼합됩니다. 연소실은 고체 링으로 된 압축기 이후 또는 불꽃 튜브라고 불리는 별도의 파이프의 형태로 엔진의 회 전자를 거더합니다. 항공 등유는 특수 노즐을 통해 화염 튜브로 공급됩니다.

연소실에서 가열 된 작동 유체가 터빈으로 들어갑니다. 컴프레서처럼 보이지만 반대 방향으로 작동합니다. 에어 아이의 장난감 프로펠러와 같은 원리로 뜨거운 가스를 뿜어냅니다. 터빈은 일반적으로 1 ~ 3 또는 4 단계의 몇 가지 단계로 이루어져 있습니다. 이것은 엔진에서 가장로드 된 노드입니다. 터보 제트 엔진은 매우 큰 회전 속도 - 분당 30 회전 수를 자랑합니다. 연소실의 토치는 섭씨 1100에서 섭씨 1500의 온도에 도달합니다. 여기에 공기가 팽창하여 터빈이 움직이고 에너지가 공급됩니다.

터빈 후 - 작동 유체가 가속되고 제트 추력을 발생시키는 다가오는 흐름의 속도보다 빠른 속도로 만료되는 제트 노즐.

터보 젯 엔진의 생산

원칙적으로 터보 제트 엔진 세대의 정확한 분류가 없다는 사실에도 불구하고, 일반적으로 엔진 개발의 여러 단계에서 주요 유형을 기술하는 것이 가능합니다.

1 세대 엔진에는 2 차 세계 대전의 독일 및 영국 엔진과 유명한 MIG-1 전투기 및 IL-15 및 TU-28 항공기에 설치된 소련 VK-14가 포함됩니다.


미그 - 15 파이터


2 세대 터보 팬 엔진은 축 방향 컴프레서, 애프터 버너 및 조절 식 공기 흡입구의 존재 가능성에 주목할만한 제품입니다. 소비에트 예제 중 MiG-11 항공기 용 P-2F300C-21 엔진이 있습니다.

3 세대 엔진은 컴프레서 및 터빈 스테이지의 증가와 바이 패스 (bypass)의 출현으로 증가 된 압축 정도를 특징으로합니다. 기술적으로, 이들은 가장 복잡한 엔진입니다.

작동 온도를 크게 높이는 신소재의 출현으로 4 세대 엔진이 탄생했습니다. 그러한 엔진 중에 Su-31 전투기에 대해 UEC에서 개발 한 국내 AL-27가 있습니다.

현재 UDC 엔터프라이즈 UDC는 5 세대 항공기 엔진 생산을 시작합니다. 새로운 유닛은 Su-50를 대체하는 T-27 전투기 (PAK FA)에 설치됩니다. 증가 된 힘을 가진 T-50의 새로운 동력 장치는 항공기를 더욱 조종성있게 만들 것이며, 가장 중요한 것은 - 국내 항공기 산업에 새로운 시대를 열어 줄 것입니다.
원본 출처 :
http://rostec.ru/news/4513237
17 댓글
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  1. 니파이
    니파이 4월 23 2014 08 : 41
    + 12
    주제는 한 기사의 범위를 벗어나지 않고 더 넓게 공개 할 가치가 있습니다.
  2. 시로코
    시로코 4월 23 2014 08 : 48
    +4

    [견적] Konstantin Tsiolkovsky는 중력을 극복하기 위해 제트 추진력을 사용한다는 아이디어를 처음으로 실현했습니다. 1903 년에 한 러시아 과학자는 "제트 장치에 의한 세계 공간의 탐험"이라는 작품을 발표했으며, 그는 제트 추진 이론의 기초를 개발했습니다. ] [/ quote] [/ quote] [quote] 그럼에도 불구하고, 직렬 터보 제트 엔진의 고국은 완전히 다른 나라-독일이 될 운명이었다. E. Tsiolkovsky와 그의 창작물, 세계 최초의 금속으로 만든 풍선, 그의 그림은 Imperial Academy of Sciences에 제출했습니다. 아이러니하게도,이 장치는 몇 년 후 독일인에 의해 만들어졌으며,이 기적의 그림은이 IAN에서, 그리고이 그림뿐만 아니라 다른 디자이너의 다른 그림에서도 옮겨졌습니다. 이것은 서쪽이 앞서가는 민첩성을 설명합니다. 그건 그렇고, 동일한 시스템이 현재 운영되고 있으며 오늘날에도 여전히 작동하고 있으며 전자, 물리 및 화학 분야에서도 미국에서 일하는 사람에게주의를 기울이십시오.
    1. 멜먼
      멜먼 4월 23 2014 10 : 43
      +1
      평범한 러시아인으로서 "가능하다면 영국인이 이미 만들었을 것"
  3. 디 비즈
    디 비즈 4월 23 2014 09 : 54
    +4
    이 정보는 Wikipedia에서 찾을 수 있습니다. 5 세대 엔진이 어떻게 작동하는지 더 잘 알 수 있습니다. 이전 엔진은 먼저 t50에 설치 한 다음 수정 된 엔진을 설치해야합니다. 6 세대 엔진이 존재하는지 여부에 대해 알고 싶습니다.
  4. inkass_98
    inkass_98 4월 23 2014 10 : 16
    0
    , 물리 교과서에서 더 많은 정보를 얻을 수 있습니다. 이 주제를 강조하는 것이 좋을 것입니다.
  5. nvn_co
    nvn_co 4월 23 2014 13 : 18
    0
    물론 저자에게 불쾌감을주지 않지만 저자는이 기사와 함께 무엇을 전달하고 싶습니까?
  6. 자루
    자루 4월 23 2014 13 : 42
    +2
    사실이 사이트는 물리 교과서보다 훨씬 많은 사람들이 여가 시간에 읽으므로 많은 사람들이 관심을 가지고 유용 할 것입니다.
  7. 52
    52 4월 23 2014 15 : 40
    +2
    저자! 주제를 더 넓고 깊게 확장하십시오! 이 사이트는 1986 년 7 학년 물리학을 전공 한 사람들뿐만 아니라 이해하고 이해하고 기꺼이 이해하는 단순한 관심 자도 방문하지만 시간도 현명한지도 교수도 없다. 교육 수준이 떨어지고, 전 문학은 주제에 대한 완전한 이해를주지 못한다. 예를 들어, 원심 압축기가있는 드라이 젤에 관심이있는 사람들에게 터보 제트 엔진 개발의 "일반"라인의 편차에 대해 설명합니다. 당신은 흥미로운 "인파"를 가지고 있으므로 욕심 내지 마세요! 이기심이 아니라 나를 보낸 청년의 의지로만! 그리고 왜 A. Lyulka는 여전히 AL-XNUMX“육각 적”을 가지고 있었습니까?
  8. 프로 폴 스키
    프로 폴 스키 4월 23 2014 16 : 01
    0
    항공 산업의 아픈 주제. 항공기의 뛰어난 공기 역학과 함께 어렵고 종종 엔진 건물의 비극적 인 경로 ... 모든 것이 우아하고 자신감있는 것은 아닙니다.
  9. 디젤 니
    디젤 니 4월 23 2014 16 : 57
    +1
    침묵을 지킬 수는 있지만 젊은이들은 그것을 액면 그대로 받아 들일 것입니다. 존재의 가장 어려운 해인 1918 년의 "피비린내 나는"볼셰비키 정권은 V.I. 레닌은 N.E.의지도 아래 TsAGI 창설에 관한 법령을 발표합니다. Zhukovsky (소련 시대의 용어로 러시아 항공의 아버지)와 돈을 할당합니다. 반년 후, 프로펠러 구동 그룹이 TsAGI에 만들어졌습니다. 리더 B.S. Stechkin과 그의 팀은 가스 터빈 엔진을 만들기위한 과학적 기반을 마련하고 있습니다. 이 이론은 1929 년에 개발되고 출판되었습니다. 폭 넓은 반응과 인정을 받고 있습니다. 동시에 엔지니어 Bazarov는 원심 압축기가있는 제트 엔진 프로젝트를 개발하고 있습니다. 세계 최초. 개발 프로젝트는받지 못했지만 1500 마력의 터보프롭 엔진이 콜롬 나 공장에서 생산되고 있습니다. 터빈 앞의 온도는 1500 도입니다. 터빈은 물로 냉각되었습니다. 엔진은 스탠드에서 50 시간 동안 작동했습니다. Cradle은 22 년 1941 월 1 일 바이 패스 엔진에 대한 등록 신청서를 제출했습니다. 같은 해에 추정 추력 800kg의 TR-1943 엔진 제조 도면이 Leningrad 공장으로 전송되었습니다. 독일에서는 1 년에 터보 제트 엔진이 작동 준비 상태에 도달했습니다. 일련의 실패 후. 1946 년의 TR-11 엔진. 다양한 설계국의 실험용 항공기 용 소형 시리즈로 제작되었습니다. 본문의 Su-11은이 엔진이 있던 비행기가 아닙니다. 사진은 AL-7F 엔진이 장착 된 직렬 Su-11 항공기를 보여줍니다. 날개 아래에 두 개의 모터가있는 Su-5은 생산되지 않았습니다. 일체 포함. Cradle은 자신의 아이디어를 구현하는 데 독점적으로 참여했습니다. "Bloody"스탈린은 그의 아이디어의 천재성과 관점을 식별 할 수있었습니다. 결과적으로 우리는 AL-7; 21; 31; XNUMX 엔진을 얻었습니다. Perm University의 소스 "TRD"에디션.
  10. 다카시
    다카시 4월 23 2014 16 : 59
    0
    엔진 제작은 일반적으로 러시아에게 매우 아픈 주제입니다. 더 가까이 떨어지면 정상적인 엔진이 없습니다.
    1. i.xxx-1971
      i.xxx-1971 13 6 월 2014 20 : 16
      0
      특히 RD-180은 아마도 미국의 헛소리 일 것입니다
    2. i.xxx-1971
      i.xxx-1971 13 6 월 2014 20 : 16
      0
      특히 RD-180은 아마도 미국의 헛소리 일 것입니다
  11. 디젤 니
    디젤 니 4월 23 2014 17 : 09
    +4
    인용구 : 다카시
    엔진 제작은 일반적으로 러시아에게 매우 아픈 주제입니다. 더 가까이 떨어지면 정상적인 엔진이 없습니다.

    DROP하면 볼 수 없습니다. 우리는 탈 산업화, 올바른 동기의 상실을 겪었습니다.이 돈이 생산에 투자하지 않기 시작했기 때문입니다. 이제 산업 관리 메커니즘이 조정되고 매우 고통스럽고 근로자가 적고 임금이 낮습니다.
  12. Skitden
    Skitden 4월 24 2014 18 : 34
    0
    흥미로운 기사 +
  13. 그리다 소프
    그리다 소프 4월 25 2014 20 : 24
    0
    현대식 터빈에는 큰 단점이 있습니다. 이것은 여전히 ​​잘 알려져 있지 않습니다. 수력 가스 동적 흐름을 구성하는 물리적 프로세스의 알고리즘은 근본적으로 비논리적 인 방식으로 구성됩니다. 이를 위해서는 사용시 준비되는 안정된 에멀젼 혼합물이 아닌 순수한 탄화수소 연료를 사용해야합니다. 또한 터빈 블레이드를 냉각하는 복잡하거나 불가능한 작업을 해결할 필요가 없습니다. 그러나 가장 중요한 문제는 프로세스의 현대 물리적 원리와 알고리즘에서 로터의 비파괴 회전 속도를 수십 배로 증가시키는 것이 불가능하다는 것입니다. 이는 차례로 "입구 및 배출구"에서 흐름의 에너지 함량의 균형을 정확하게 맞출뿐만 아니라 "액체 또는 가스"흐름 자체의 생산성을 증가시킵니다. 물리적 과정의 기본에 대한 이해가 없을 것이며 결과도 없을 것입니다. 부분 및 근사 대수 솔루션을 사용하여 높은 위치 에너지 복잡한 프로세스를 분석하는 것은 불가능합니다. 신체는 환경에서 움직이고 이것은 짝을 이루는 상호 작용의 공간을 형성합니다. 자속이 형성되는 방법과 이유, 임계 분극 영역이 형성되는 위치와 이유를 알지 못하면 앞으로 나아갈 수 없습니다.
  14. rubin6286
    rubin6286 4월 26 2014 19 : 21
    0
    40 년대 말 소비에트 제트 엔진과 제트 항공의 형성은 독일 기술, 산업 디자인을 기반으로하며 독일 전문가의 참여로 수행되었습니다. 전체 공장은 새로운 실험실, 디자인 국, 생산 공장 및 건물이 생겨난 소련으로 배상하기 위해 수출되었습니다. 다른 승리 국가들도 같은 길을 따랐으며, 그 차이는 처음에는 러시아 사람들이 제트기를 제작할 것이 전혀 없었으며, 동맹국들은 광범위한 산업 및 과학적 기반뿐만 아니라 상당한 경제적 기회를 가졌다는 점이었습니다.
    제트기 분야의 독일 솔루션이 더 이상 개발되지 않았다고 주장하면서 저자는 충분한 정보를 가지고 있지 않습니다. 이것에 대해서는 이전에 거의 쓰여지지 않았으며 더 적은 것에 대해서는 이야기하지 않았습니다. 전후에 구입하여 복사 한 영국 항공기 엔진 "Derwent"와 "Nin"은 나중에 MiG-9, MiG-15, La-15에 설치되어 독일 전문가의 적극적인 참여로 만들어졌습니다. 독일 엔진은 50 년대 커트 탱크가 설계 한 최초의 아르헨티나 제트기, 인도 힌두 스탄 -24 호에 장착되었습니다. 같은 기간에 프랑스는 엔진 분야에서 많은 독일 개발을 사용하여 (터보젯 엔진 + 로켓 엔진) 발전소- "Leduc", "Tridan"을 갖춘 항공기를 제작했습니다. Willie Messerschmitt는 American F-102 Voodoo 및 F-8 Crusader 항공기 개발에 기술 및 컨설팅 지원을 제공했습니다. 물론 독일의 경험은 모든 사람에게 유용했지만 소비에트 디자이너들은 실질적인 문제를 해결하는 데 훨씬 더 나아 갔다. 50 년대에 서비스를 시작한 TU-16, Il-28, Mig-19, Yak-25 비행기는 이미 서양 모델보다 열등하지 않은 가정용 터보 제트 엔진을 가지고있었습니다.