화염 엔진
XNUMX세기 후반 제트 항공기 엔진은 새로운 기회를 열었습니다. 항공: 음속을 넘는 속도로 비행하고, 탑재량이 많은 항공기가 탄생했으며, 장거리 대량 이동도 가능해졌습니다. 터보 제트 엔진은 단순한 작동 원리에도 불구하고 지난 세기의 가장 중요한 메커니즘 중 하나로 간주됩니다.
역사
1903년 라이트 형제가 스스로 지구에서 이륙한 최초의 항공기는 피스톤 내연 기관으로 구동되었습니다. 그리고 XNUMX년 동안 이러한 유형의 엔진은 항공기 제작의 주요 엔진이었습니다. 그러나 제XNUMX차 세계 대전 중에 전통적인 피스톤 프로펠러 항공이 힘과 속도 면에서 기술적 한계에 도달했다는 것이 분명해졌습니다. 한 가지 대안은 에어 제트 엔진이었습니다.
중력을 극복하기 위해 제트 추력을 사용하는 아이디어는 Konstantin Tsiolkovsky에 의해 처음으로 실용화되었습니다. 1903년 라이트 형제가 최초의 Flyer-1 항공기를 출시했을 때 러시아 과학자는 제트 추진 이론의 기초를 개발한 "제트 기구를 사용한 세계 공간 연구"라는 작품을 발표했습니다. Scientific Review에 게재된 기사는 몽상가로서의 그의 명성을 확립했지만 진지하게 받아들여지지 않았습니다. Tsiolkovsky는 그의 주장을 증명하기 위해 수년간의 작업과 정치 체제의 변화가 필요했습니다.
Lyulka Design Bureau에서 개발한 TR-11 엔진을 장착한 Su-1 제트 항공기
그럼에도 불구하고 완전히 다른 나라 독일은 직렬 터보 제트 엔진의 발상지가 될 운명이었습니다. 1930년대 후반 터보제트 엔진을 만드는 것은 독일 기업들의 일종의 취미였다. 이 영역에서는 Heinkel, BMW, Daimler-Benz 및 심지어 Porsche와 같이 현재 알려진 거의 모든 브랜드가 주목되었습니다. 주요 영예는 Junkers와 세계 최초의 Me 109 터보제트에 설치된 세계 최초의 직렬 터보제트 004-262에 돌아갔습니다.
XNUMX세대 제트 항공 분야에서 믿을 수 없을 정도로 성공적인 시작에도 불구하고 독일 솔루션은 소련을 포함한 세계 어느 곳에서도 더 이상 개발되지 않았습니다.
소련에서 터보제트 엔진 개발은 전설적인 항공기 설계자 Arkhip Lyulka가 가장 성공적으로 수행했습니다. 1940년 XNUMX월에 그는 바이패스 터보제트 엔진에 대한 자신의 방식에 대한 특허를 취득했으며 나중에 세계적으로 인정을 받았습니다. Arkhip Lyulka는 국가 지도부의 지원을 찾지 못했습니다. 전쟁 발발과 함께 그는 일반적으로 탱크 엔진. 그리고 독일군에 터보 제트 엔진이 장착 된 항공기가있을 때만 Lyulka는 국내 TR-1 터보 제트 엔진 작업을 긴급하게 재개하라는 명령을 받았습니다.
이미 1947년 28월에 엔진은 첫 번째 테스트를 통과했으며 11월 1일에는 AM Design Bureau에서 개발한 국내 최초의 TR-XNUMX 엔진을 장착한 Su-XNUMX 제트기가 첫 비행을 했습니다. 현재 UEC(United Engine Corporation)의 일부인 Ufa 엔진 제작 소프트웨어의 한 지점인 Lyulka.
직업의 원칙
터보제트 엔진(TRD)은 기존 열 엔진의 원리로 작동합니다. 열역학 법칙을 탐구하지 않고 열기관은 에너지를 기계 작업으로 변환하는 기계로 정의할 수 있습니다. 이 에너지는 소위 작동 유체(기계 내부에서 사용되는 가스 또는 증기)에 의해 소유됩니다. 기계에서 압축되면 작동 유체는 에너지를 받고 나중에 팽창하면 유용한 기계 작업이 발생합니다.
동시에 가스를 압축하는 데 소요되는 일은 가스가 팽창할 때 할 수 있는 일보다 항상 작아야 한다는 것이 분명합니다. 그렇지 않으면 유용한 "제품"이 없습니다. 따라서 가스는 팽창 전 또는 팽창 중에 가열되어야 하며 압축 전에 냉각되어야 합니다. 결과적으로 예열로 인해 팽창 에너지가 크게 증가하고 초과분이 나타나 필요한 기계적 작업을 얻는 데 사용할 수 있습니다. 이것이 실제로 터보제트 엔진 작동의 전체 원리입니다.
따라서 모든 열기관에는 압축 장치, 히터, 팽창 장치 및 냉각 장치가 있어야 합니다. 터보 제트 엔진에는 압축기, 연소실, 터빈 및 대기가 냉장고 역할을하는 등 각각이 모든 것이 있습니다.
작동 유체인 공기는 압축기로 들어가 압축됩니다. 압축기에서 금속 디스크는 소위 "작동 블레이드"가 배치되는 림을 따라 하나의 회전축에 고정됩니다. 그들은 외부 공기를 "포획"하여 엔진에 던집니다.
다음으로 공기는 연소실로 들어가 가열되고 연소 생성물(등유)과 혼합됩니다. 연소실은 연속 링 또는 화염 파이프라고 하는 별도의 파이프 형태로 압축기 뒤의 엔진 로터를 에워쌉니다. 항공 등유는 특수 노즐을 통해 화염관으로 공급됩니다.
연소실에서 가열된 작동 유체가 터빈으로 들어갑니다. 컴프레서와 비슷하지만 말하자면 반대 방향으로 작동합니다. 그것은 공기 프로펠러 장난감과 같은 원리로 뜨거운 가스를 회전시킵니다. 터빈에는 일반적으로 30에서 1100 또는 1500까지 몇 단계가 있습니다. 이것은 엔진에서 가장 로드가 많은 노드입니다. 터보 제트 엔진은 분당 최대 XNUMX 회전의 매우 빠른 속도를 가지고 있습니다. 연소실의 토치는 섭씨 XNUMX~XNUMX도의 온도에 도달합니다. 여기에서 공기가 팽창하여 터빈을 움직이게 하고 일부 에너지를 제공합니다.
터빈 후 - 제트 추력을 생성하는 다가오는 흐름의 속도보다 빠른 속도로 작동 유체가 가속되고 만료되는 제트 노즐.
터보제트 엔진의 세대
원칙적으로 터보 제트 엔진 세대의 정확한 분류가 없다는 사실에도 불구하고 엔진 빌딩 개발의 여러 단계에서 주요 유형을 일반적인 용어로 설명하는 것이 가능합니다.
1세대 엔진에는 제15차 세계 대전의 독일 및 영국 엔진과 유명한 MIG-28 전투기와 IL-14, TU-XNUMX 항공기에 설치된 소련 VK-XNUMX 엔진이 포함됩니다.
전투기 MiG-15
11세대 TRD는 축 압축기, 애프터버너 및 조정 가능한 공기 흡입구의 존재 가능성으로 이미 구별됩니다. 소련의 사례 중에는 MiG-2 항공기용 R-300F21S-XNUMX 엔진이 있습니다.
XNUMX세대 엔진은 컴프레서와 터빈의 단을 높여 압축비를 높이고 바이패스 모양을 한 것이 특징이다. 기술적으로 이것은 가장 복잡한 엔진입니다.
작동 온도를 크게 높일 수 있는 신소재의 등장으로 31세대 엔진이 탄생했습니다. 이러한 엔진 중에는 UEC가 Su-27 전투기용으로 개발한 국내 AL-XNUMX 엔진이 있습니다.
오늘날 50세대 항공기 엔진의 생산은 Ufa 엔터프라이즈 UEC에서 시작됩니다. 신형 유닛은 Su-27을 대체하는 T-50 전투기(PAK FA)에 탑재된다. 출력이 향상된 T-XNUMX의 새로운 발전소는 항공기의 기동성을 더욱 향상시킬 것이며 가장 중요한 것은 국내 항공기 산업의 새로운 시대를 열 것입니다.
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