Двухконтурный турбореактивный двигатель (ТРДД и ТРДДФ).
В сегодняшней небольшой статье продолжаем более конкретное знакомство с типами авиационных двигателей. Двухконтурный турбореактивный двигатель ( ТРДД ) уже не раз упоминался по сайту и осталось только познакомиться с ним поближе.
Главная идея статьи в том, чтобы понять каково, собственно, главное отличие ТРДД от его предшественника, так сказать первого звена в двигательном семействе, обычного турбореактивного двигателя ( ТРД ).
Правильней, наверное, было бы сказать даже не просто отличие, а преимущество. Ведь на сегодняшний день ТРД активно сдает свои позиции (если уже не сдал совсем :-)) двухконтурному двигателю. ТРДД теперь превратился в самый распространенный воздушно-реактивный авиационный двигатель на земле.
Главная причина этому одна – высокая экономичность при столь же высокой тяговой эффективности. В наше время растущего энергодефицита такой важный фактор значит очень многое. Экономичность и, соответственно, дальность полета .Современный самолет с ТРДД имеет в этой области большие преимущества.
Первые разработки по теме двухконтурный турбореактивный двигатель начались еще в 19-м веке. Начал их (по крайней мере это официально известно :-)) русский инженер Федор Романович Гешвен (наш ! :-)). В 1939 году А.М. Люлька , ставший в последствии знаменитым конструктором авиадвигателей, разработал ТРДД такой схемы, которая используется в современных двухконтурных двигателях. Но ни тогда, ни в последующие годы проблема экономичности ТРД не стояла так остро, как сейчас. Это были скорее просто конструктивные варианты воздушно-реактивного двигателя, хотя выигрышно-положительные стороны их были известны.
Таковым положение дел оставалось вплоть до 50-х годов, когда ТРД уверенно стали завоевывать первенство среди авиационных двигателей мира. И уже тогда стал проявляться их, пожалуй, главный недостаток. На относительно небольших скоростях полета эти двигатели довольно неэкономичны . Или, говоря другими словами, имеют низкий коэффициент полезного действия .
В одной из прошлых статей я упомянул как-то прочитанный мной в одной из книг интересный факт, неплохо характеризующий этот недостаток. Там было сказано, что в течение одной летной смены полка сверхзвуковых бомбардировщиков ТУ-22 (они были оснащены ТРДФ) потреблялось количество керосина, равное месячному бюджету Белорусской ССР по топливу. За достоверность сказанного не ручаюсь, но очень похоже на правду :-).
То есть для повышения экономичности было бы конечно хорошо снизить подачу топлива в двигатель. Но ведь чем меньше топлива в камере сгорания, тем меньше температура газа. Воздушный поток, проходящий через двигатель, получит меньше энергии, и в дальнейшем, при выходе из сопла, скорость потока будет ниже. А это значит, что и тяга тоже уменьшится.
Выходит, ничего хорошего �� … Однако есть возможность этого избежать. Уменьшение тяги, полученное за счет падения скорости истечения газовоздушного потока из двигателя, можно компенсировать увеличением самого этого потока, то есть, правильней говоря, увеличением его массы. Или на техническом языке: нужно увеличить расход воздуха через двигатель. Чем больше масса воздуха, тем больше импульс тяги, создаваемый двигателем. Это, я думаю, всем уже ясно. Реактивное движение : чем больше из движка «вылетело», тем сильнее его самого толкнуло в обратную сторону :-).
Что же получилось в итоге? А то, что тяга осталась той же, а расход топлива уменьшился. То есть улучшилась экономичность, иначе говоря повысился коэффициент полезного действия двигателя ( кпд ).
Или же немного по-другому: можно при тех же энергетических затратах пропускать через двигатель значительно большую массу воздуха, но с малой скоростью ее истечения. При этом получим большую тягу с меньшими удельными параметрами расхода топлива. То есть суть дела та же :-)…
Все вышесказанное как раз и есть основной принцип работы двухконтурного турбореактивного двигателя. Получили, так сказать, мое любимое объяснение «на пальцах» :-)…
А теперь подтвердим этот факт парочкой формул. Тяга воздушно-реактивного двигателя (коим и является, как известно, ТРД) определяется простым выражением, вытекающим из закона сохранения импульса:
P = G (c — v) , здесь Р – тяга двигателя, G – это расход воздуха через двигатель (кг/с), c — скорость истечения газовоздушной струи из двигателя (м/с), v – скорость полета (м/с). Из этой формулы хорошо видно, что чем больше скорость реактивной струи, тем выше тяга двигателя.
Теперь о кпд . Для нашего случая эффективность реактивного двигателя, как движителя , характеризует так называемый полетный кпд (еще его называют тяговым ). Он определяется формулой, которую часто именуют формулой Стечкина ( Борис Сергеевич Стечкин — выдающийся советский ученый -гидроаэромеханик и теплотехник, которого в авиационных кругах полушутливо, но явно с большим уважением называли «Главный моторист Советского Союза»).
η= 2/(1+с/v) , здесь η – полетный кпд. Можно сравнить эти две формулы, и тогда виден интересный факт. Чем выше скорость выхода газовоздушной струи из двигателя ( с ), тем выше его тяга ( Р ), но при этом ниже кпд ( η ). И наоборот. То есть при проектировании турбореактивного двигателя инженерам приходится решать две явно противоположные задачи. Нужно поддерживать тягу двигателя на хорошем уровне, но при этом нельзя сильно занижать кпд. Приходится идти на компромисс. В этом случае именно применение концепции двухконтурного турбореактивного двигателя облегчает задачу.
Итак, мы с вами выяснили, что для ТРДД должен быть организован дополнительный расход воздуха. Конструктивно это выполняется путем добавления к уже существующему ТРД так называемого второго контура, выполненного в виде кольцевого канала как бы поверх уже существующих габаритов. Этот канал проходит от компрессора до сопла, минуя камеру сгорания и турбину. Первый же контур (внутренний) представляет собой по сути обычный ТРД со всеми присущими ему атрибутами и принципом работы.
Воздух, поступая из самолетного воздухозаборника (входного устройства) на вход в двигатель, попадает в так называемый компрессор низкого давления ( КНД ), степень повышения давления в котором действительно невысока (в среднем от 1,5 до 3 ). Этот компрессор состоит из небольшого количества ступеней. Обычно от одной до пяти. Передние ступени КНД могут носить название « вентилятор ».
Далее сжатый до определенного уровня воздух делится на два потока. Один поступает в первый (внутренний) контур и работает там, как в обычном турбореактивном двигателе, а другой попадает в вышеозначенный второй ( или внешний) контур и, следуя по нему, истекает из реактивного сопла, создавая при этом реактивную тягу.
Схема ТРДД. Здесь: 2 — КНД, 3 — КВД, 4 — камера сгорания, 5 — ТВД, 6 — ТНД, 7 — сопло, 8 — ротор высокого давления, 9 — ротор низкого давления, 1 — часть КНД (вентилятор).
Компрессор внутреннего контура называется компрессором высокого давления КВД (степень повышения давления в среднем 10-30 ). Во внутренний контур могут также входить и последние ступени компрессора низкого давления. Каждый из этих компрессорных узлов вращает своя турбина ( турбины низкого и высокого давления , ТНД и ТВД ). Оба эти турбокомпрессора между собой обычно механически не связаны, и валы их расположены один внутри другого. Часто они и вращаются в разные стороны.
Одним из основных параметров для двухконтурного двигателя является степень двухконтурности К . Это отношение массового расхода воздуха через внешний контур к расходу воздуха через внутренний. Диапазон изменения степени двухконтурности для различных двигателей довольно большой: от 0,5 вплоть до 90.
Степень двухконтурности К от 0,5 до 2 имеют двигатели, стоящие на самолетах, предназначенных для полета на высоких дозвуковых и сверхзвуковых скоростях. Обычно это военные самолеты. А если К>2, то это уже скорей всего движок для пассажирского лайнера или транспортника, потому что большая степень двухконтурности означает большой расход воздуха, что подразумевает, в свою очередь, большие диаметральные размеры движка. А это никакой истребитель себе позволить не может :-).
ТРДДФ Eurojet EJ200. На фото ниже его рисунок с разрезом. Устанавливается на истребитель Eurofighter Typhoon.
Двухконтурный турбореактивный двигатель Eurojet EJ200 с малой степенью двухконтурности. Второй контур голубого цвета. Устанавливается на истребитель Eurofighter Typhoon.
Истребитель Eurofighter Typhoon с двигателями Eurojet EJ200.
Практически на всех современных истребителях сейчас ставятся ТРДД с малой степенью двухконтурности. Примером может служить двигатель Pratt & Whitney F100-PW-229 (степень двухконтурности 0,4), устанавливавшийся на самолеты F-15 и F-16 , двигатель Eurojet EJ200 со степенью двухконтурности 0,4, устанавливающийся на самолет Eurofighter Typhoon , а также российские АЛ-31Ф (истребитель СУ-27 , степень двухконтурности 0,571) и РД-33 (истребители МИГ-29 (35) , степень двухконтурности 0,49).
ТРДДФ F100-PW-229. Типичный двигатель со смешением потоков. Хорошо просматривается второй контур (темный цвет). Устанавливался на истребители F-15 и F-16.
Истребитель F-15 с двигателями F100-PW-229.
Истребитель F-16 с двигателем F100-PW-229.
ТРДДФ АЛ-31Ф. Устанавливается на истребитель СУ-27.
Истребитель СУ-27УБ с двигателями АЛ-31Ф.
ТРДДФ РД-33. Устанавливается на самолеты МИГ-29, МИГ-35.
Истребитель МИГ-29 с двигателями РД-33.
Однако правильнее будет сказать, что все эти двигатели не ТРДД, а ТРДДФ, то есть двухконтурные турбореактивные двигатели с форсажем.
Дело в том, что двухконтурный двигатель достаточно эффективен (как в плане экономии, так и в тяговом отношении) именно на дозвуковых скоростях. Например, ТРДД со степенью двухконтурности М=1 имеет на взлете (максимальный режим на малой скорости) тягу на 25% выше, чем ТРД с такой же тягой на скорости 1000 км/ч.
Но с ростом скорости полета (более 1000 км/ч) и приближении ее к сверхзвуку, тяговая эффективность ТРДД ощутимо падает, потому что скорость выхода реактивного потока из движка для полета на таких скоростях уже мала. Чтобы эту скорость увеличить производится дополнительный подвод энергии к воздуху второго контура. Для этого как раз вполне подходит форсажная камера . Она к тому же служит камерой смешения.
Дело в том, что ТРДД могут быть двух видов: со смешением потоков и без него . То есть поток второго контура может с момента разделения с потоком первого самостоятельно пройти до выхода из двигателя и покинуть его через свое собственное сопло. Это будет двигатель без смешения потоков.
Но два потока могут и смешиваться. Происходит это обычно в так называемой камере смешения . И далее смешанный поток уже с общими температурой и давлением покидает двигатель через общее сопло.
Это в целом повышает эффективность двухконтурного турбореактивного двигателя. В движках, предназначенных для сверхзвуковых самолетов (ТРДДФ, степень двухконтурности меньше 1)) роль камеры смешения выполняет форсажная камера. Конструкция ее и принцип работы такие же, как и у простого ТРДФ.
Это совмещение функций очень удобно. Потому что, ведь, надо понимать, что дополнительная камера смешения – это дополнительные габариты и масса. Поэтому движки с большой степенью двухконтурности (К>4), обычно итак уже имеющие немалые габариты и массу :-), чаще всего выполняются без смешения потоков.
Но об этом уже в другой статье, потому что такие двигатели (обычно начиная со степени двухконтурности два) уже выделяются в отдельный вид, называемый турбовентиляторные двигатели (ТВРД) . Кроме того существуют еще и турбовинтовентиляторные двигатели (ТВВД) . У них двухконтурность переваливает далеко за 20 и может достигать 90 и более. И те и другие движки особенные и поэтому рассказывать о них тоже будем особо :-).
В заключение немного остановлюсь на моей любимой теме о правильности понятий. Дело в том, что в последнее время часто все двухконтурные турбореактивные двигатели огульно называют турбовентиляторными. При этом часть компрессора низкого давления называют вентилятором . Я, конечно, не могу считать себя истиной в первой инстанции :-), но считаю, что это некорректно.
Слово турбовентиляторный произошло от английского turbofan . Им «у них» обозначаются все двухконтурные турбореактивные двигатели. Здесь fan означает вентилятор. Такое название носит та часть компрессора низкого давления, которая гонит воздух во второй контур.
Слово английское и по-английски все, пожалуй, нормально звучит :-). Но, извините, по-русски не могу я назвать вентилятором те 3-4 ступени компрессора на входе в движок с малой степенью двухконтурности (работающие на второй контур), которые и диаметр-то имеют еле отличающийся от диаметра остальных ступеней компрессора низкого давления (да и высокого тоже).
Двухконтурный турбореактивный двигатель Д-18Т. Устанавливается на АН-124 и АН-225.
Другое дело, когда степень двухконтурности ого-го :-). Тогда обычно ступень одна и диаметр тоже соответствующий. Вот это да, это настоящий вентилятор (как, например, у двигателя Д-18Т). Поэтому (я думаю :-)) и принято было в нашей теории двигателей (русской :-)) всегда называть турбовентиляторными двигатели, у которых К>2. Если же К<2, то это просто ТРДД или же ТРДДФ. Это двигатели для сверхзвуковых самолетов (военных) и K у них обычно даже меньше еденицы. Я считаю, что это правильно.
Транспортник АН-124. На нем стоят двухконтурные двигатели Д-18Т.
Тем более, что в зарубежной авиации несмотря на общее название turbofan для двухконтурных турбореактивных двигателей существует, однако, специфическое деление на: low bypass turbofan и high bypass turbofan . Вypass – это и есть второй контур. А high bypass turbofan, соответственно, и есть турбовентиляторные движки (K>2) с высоким расходом воздуха во втором контуре (для пассажирских и транспортных самолетов). Low bypass turbofan – двигатели для военных самолетов с низкой степенью двухконтурности. То есть соответствие практически полное нашему делению :-). На приведенной схемке это показано. Не стал даже ничего переводить с английского, итак все ясно :-). Движки там, кстати, изображены без смешения потоков.
ТРДД с низкой и высокой степенью двухконтурности.
Вот, пожалуй, и все. На такой самоутверждающейся ноте и закончим сегодня. Продолжение, как говорится, следует…
Как работает авиационный двигатель — простым языком.
✈Самолетный двигатель является его сердцем. Не зря в песне поется «А вместо сердца пламенный мотор». В нем внутри действительно пламя и огромные температуры. То что вы видите под крылом это не турбина, а именно авиационный двигатель, а турбина — это его составная часть.
🔹Итак по порядку: Авиационный турбовентиляторный реактивный двигатель необходим для создания тяги, которая преодолеет сопротивление воздуха, сопротивление самолета и его частей. Разгонит самолет до скорости на которой вырастет подъемная сила, способная оторвать самолет от земли и унести его с полной загрузкой в небо.
🔹Передняя часть двигателя называется воздухозаборник. Воздух попадая в него уже начинает частично сжиматься, благодаря его форме.
🔹Далее воздух попадает на ступени вентилятора и ряд лопаток, где его давление и температура от сжимания начинает расти. Воздух дальше идет по двум контурам по внутреннему и внешнему. Внешний контур сжимает воздух только благодаря своей форме. Воздух, который пошел во внутренний контур все больше и больше сжимается проходя каждый ряд статичных и крутящихся лопаток. Они имеют определенную форму и сделаны из титана и жаропрочных материалов. Пройдя несколько ступеней компрессора низкого давления воздух попадает в компрессор высокого давления.Там он все более сжимается и его температура растет все больше и больше.
🔹И вот подогретый и сжатый воздух попадает в камеру сгорания, где он смешивается с топливом, которое впрыскивается туда через форсунки и поджигается с помощью факельного воспламенителя. В результате этого, резко растет тепловая энергия.
🔹Далее происходит следующее: разогретые до огромной температуры газы выходят с бешеной скоростью из камеры сгорания и расширяются. Попадая на колесо турбины, они приводят ее в вращение.Турбина сидит на одном валу с компрессором. В результате чего компрессор начинает вращаться и получается замкнутая цепь. Воздух вновь засасывается компрессором и процесс продолжается.Турбина низкого давления вращает компрессор низкого давления и вентилятор, а турбина высокого давления вращает компрессор высокого давления.
🔹Далее выходящие газы попадают в сопло и на выходе из него смешиваясь с воздухом с внешнего контура создают реактивную струю, которая и толкает наш самолет сквозь воздушную среду. Подобно тому, как струя воздуха толкает воздушный шарик, если его надуть и не завязывая отпустить.
🌀 Ну и у двигателя есть еще реверс, который изменяет направление этой струи на противоположное во время пробега самолета по ВПП. В результате самолет теряет скорость и пилоты применив тормоза останавливают многотонную машину.
Авиация и Техника
7.1K поста 14K подписчиков
Правила сообщества
Короче говоря: двигло жрёт воздух, сжимает его, смешивает с топливом и высирает тугой струёй через жопу.
это ТРД (турбореактивный двигатель), авиационным двигателем может быть и электродвигатель, и поршневой, и хоть педали с ногами.
Из чего делают лопасти турбин в камере сгорания? По сути там плавильная камера.
У нас же двигатель получается двух каскадный , почему используют два каскада а не один
Что такое — 🔹,🌀, ✈ = Запутался, и где простой язык ?
Невменяемый пилот
24 марта 2015 года Airbus A320-211 авиакомпании Germanwings выполнял пассажирский рейс по маршруту Барселона—Дюссельдорф. На его борту находились 144 пассажира и 6 членов экипажа.
Airbus A320 авиакомпании Germanwings
Через 30 минут после взлёта, когда лайнер находился над Альпами, КВС покинул кабину чтобы воспользоваться туалетом. Однако, вернуться он не смог, так как дверь в кабину пилотов оказалась заперта. Он начал стучать и звать второго пилота, но ответа не последовало.
В этот момент самолёт стал снижаться. Тогда капитан предпринял попытки выломать дверь. Однако, у него ничего не вышло, так как после 11 сентября эти двери были специально укреплены, чтобы предотвратить проникновение в кабину посторонних. Самолёт продолжал снижаться, а второй пилот продолжал хранить молчание, не реагируя на крики командира и вызовы диспетчеров.
Через 10 минут после начала снижения на высоте 2000 метров Аэробус врезался в горы и разрушился. Все, кто был на его борту — погибли. Авиакатастрофа произошла на территории Франции, чьи службы занялись расследованием происшествия.
На месте катастрофы
Восстановить последовательность событий удалось благодаря записям “черных ящиков”. Следователи слышали попытки капитана проникнуть в кабину, крики пассажиров, а также дыхание второго пилота. Это означало, что он находился в сознании и действовал умышленно.
Следователи сосредоточились на изучении личности второго пилота — Андреаса Лубица. На момент катастрофы ему было 27 лет. В должности второго пилота Airbus A320 он находился меньше года — с 26 июня 2014. Его общий налёт составлял 919 часов. Ни в доме ни в компьютере второго пилота следователи не нашли предсмертной записки. Однако, они увидели в истории браузера множество запросов о способах совершения самоубийства и об устройстве двери в кабину пилота.
В 2008 году Лубиц прервал обучение в лётной школе из-за диагностированной тяжёлой депрессии. Но после улучшения состояния он вернулся к занятиям. В декабре 2014 года Лубиц попал в автомобильную аварию, в результате чего у него возникли проблемы со зрением и позвоночником. Из-за своего психологического состояния и полученных травм он наблюдался у врачей, в том числе у психиатров. Однако, он скрывал от авиакомпании проблемы со здоровьем. Одновременно врачам он говорил о том, что на время лечения отстранён от полётов и мечтает как можно скорее вернуться к работе.
Андреас Лубиц
Лубиц страдал от бессонницы. Также, его терзали мысли о том, что он скоро ослепнет и это может стать причиной для аннулирования его лицензии пилота. Пытаясь решить проблему с ухудшающимся зрением он посетил более 40 врачей. Перед последним рейсом Андреас написал записку, в которой изложил три варианта дальнейших событий: «найти внутренние силы работать и продолжать жить», «бороться со стрессом и бессонницей» и «дать себе уйти», а завершалась она словами «Решу в воскресенье». Также на бумаге был указан номер рейса.
По результатам расследования было даны рекомендации мировым органам авиации о внедрении новых правил для регулярной проверки пилотов, которые также обязывали бы медиков немедленно сообщать, если психическое здоровье пилота может поставить общественную безопасность под угрозу. Кроме того, авиационные органы в Канаде, Новой Зеландии, США и Германии установили новые правила, которые требуют обязательного присутствия двух человек в кабине пилотов в течение всего полёта. Европейское агентство авиационной безопасности рекомендовало введение подобных правил во всех авиакомпаниях.
Андреас Лубиц был похоронен тайно. На его могиле не указано его полное имя, а только краткая форма — Энди.
«Расследования авиакатастроф»
Самый большой в мире пожарный самолет
Многие из нас, думают что это наш Ил-76ТДП (42 т воды). Я тоже раньше так думал, пока не копнул чуть глубже. Оказалось, что в штатах есть Boeing 747 Supertanke вмещающий 74 200 литров воды. Но сейчас все три таких борта выведены из эксплуатации.
Так что по сути, наш Ил-76 ТДП самый большой ЛЕТАЮЩИЙ «пожарный».
Но меня поправили, есть еще DС-10, вмещает до 45 т воды
Почти все российские самолеты перешли в отечественный реестр
Почти все российские самолеты переведены в отечественный реестр и перестрахованы внутри страны, об этом заявил глава Минтранса РФ Виталий Савельев в интервью Наиле Аскер-заде на телеканале «Россия 24».
Российские авиакомпании летают в 11 стран, заявил глава Минтранса, отметив, что в Россию летают 32 зарубежные авиакомпании из 22 стран.
Аэропорт. Виды из окна
г. Екатеринбург, аэропорт Кольцово в пасмурный день.
Немного авиационного
Разбирал фотки на телефоне
Грузовики на Сахалине
Когда я писал про Ан-124 я заикнулся, что надо бы про грузовики написать. Выдалась минутка, запилю фото. Не всех, конечно, но наиболее характерных и самых интересных.
Итак. Авиация. Сахалин. Грузовики
Air Incheon долгое время был островным баяном. У островитян с Кореей тесные связи по разным направления исторически сформировавшиеся, поэтому по средам и воскресеньям на разных 737 как штыки были у нас. Сейчас нет, естественно. зато Ангара стала летать в Оху на Ан-24. Это я так, к слову.
Когда у них появился во флоте 767 они его тоже к нам запулили
Такс, ну продолжим. 76 у нас обычно как говна за баней всяких разных — гражданские, военные или росгвардейские. Любые, короче. Бывало месяцами кукует у нас в Кукуево. Сейчас уже нет. зато Ан-24 Ангары. Но это я отвлекся. Итак примеры зилков
Русланов до кучи
Так-то мне нравятся всякие турбопропы, такие древние и душевные, которым даже деайсинг нафиг не всрался.
Или этот, например. Не грузовик, но внутри прям как грузовик. Если кому интересно могу потом побольше фото тридцатого накидать
Авиастар-Ту, везде Авиастар-Ту
Много разных есть и такой и такой и эдакий.
AirBridgeCargo много и по разным поводам, всегда их было приятно видеть. Теперь Ан-24. Но он пока до Южно-Сахалинска не долетел.
Вояки здесь не в тему, но грузовики же, поэтому давайте я самых грузовых добавлю.
Ну и остальных тоже
Закончу самым редким гостем. Поэтому несколько фоток. Единственный летающий Douglas DC-8. Эпопея с его прилетом та еще была. Но на то они и грузовики — творческие ж.
Самолет, на котором летал Гагарин
Прочитал Ответ на пост «Красавец!» и решил рассказать уважаемым Пикабушникам еще об одном Ту-104.
В советские годы (80-90), в Зауральной роще Оренбурга был детский кинотеатр размещенный в салоне Ту-104. Помню, водил сестренку пару разу туда мультики смотреть. Потом его сожгли и убрали. Как позже оказалось, этим самым самолетом, Юрий Алексеевич совершил свой первый визит в Англию в июле 1961 года. О чем свидельствует бортовой номер 42508.
Самолет Ту-104Б СССР-42508 з/н 022001 был выпущен на авиазаводе №22 в г. Казань в декабре 1960 г.. Это был последний выпущенный Ту-104. С 1961 г. базировался во Внуково, затем — в управлении международных воздушных линий в Шереметьево, где он вышел на международные воздушные сообщения. С 1974 г. состоял в управлении гражданской авиации УССР. После катастрофы во Внуково 17 марта 1979 г. Ту-104Б все самолеты данного типа сняли с пассажирских линий. Наш Ту-104 13 декабря 1979 г. был списан по исчерпанию ресурса.
А в те годы и не знали, что им летал Юрий Гагарин.
Отказ двигателя в воздухе
Источник телеграм канал «Плохой Шофёр» — https://t.me/BadShofer/27879
Отечественное двигателестроение, часть 1
Внимание! Много текста.
Последнее время по понятным всем причинам на различных интернет-ресурсах комментарии насытились "экспертами" от мира российского авиапрома. И один только Бог знает, как же у меня бомбит.
Даже не из-за абсолютной некомпетентности таких людей, а их несгибаемой уверенности в своей правоте.
Поэтому попробую устроить короткий ликбез по отрасли авиационного двигателестроения, буду рад любой обратной связи и советам, т.к. этой мой первый пост в общем и на данной площадке конкретно.
Давайте познакомимся, я работаю в одной из организаций ОДК (Объединенная двигателестроительная коопорация), профессии у меня две — инженер-конструктор и специалист по спецтехнике. К сожалению, пост будет без имен, адресов и явок, прошу понять и простить. Но я буду крайне рад отвечать на ваши вопросы в комментариях.
Краткое вступление.
Современный авиационный газотурбинный двигатель (ГТД) — сложнейшее техническое изделие за весь период существования человечества. Самая сложная его часть — рабочая лопатка турбины высокого давления (ТВД). Этот кусочек железа, размером с ладонь, выполнен из самых редких сплавов, содержащих порядках 15 химических элементов. Всего полдесятка стран освоили производство рабочих лопаток ТВД и, конечно же, Россия в их числе. Данная деталь работает при температуре порядка 2000°С и давлении в 30 атмосфер. В связи с колоссальными трудозатратами, срок разработки (только разработки!) современных ГТД составляет 10-15 лет. Еще примерно 5 лет занимает доводка двигателя и запуск серийного производства. Таким образом, при разработке ГТД конструкторам нужно ориентироваться не на современные тренды, а заглянуть в будущее на 15-20 лет минимум, чтобы новое Изделие к моменту запуска в серию было конкурентноспособно.
Итак, начнем с одного из самых спорных моментов — силовая установка МС-21, великий ПД-14. Основная особенность этого двигателя — не новизна и не полностью отечественная сборка. Главный, так сказать, конёк — универсальный газогенератор, огненное сердце двигателя, представленный каскадами среднего и высокого давления, а также камерой сгорания. Данный газогенератор позволяет очень быстро (по меркам отрасли) поставить на "поток" еще два двигателя совершенно разных весовых категорий: ПД-8 и ПД-35. Собственно, а что за "ПД" и цифры? Объясняю: ПД — перспективный двигатель, цифра — тяга двигателя в тоннах, т.е. буквально сколько тонн может поднять двигатель вертикально вверх. И получается, что начавшие разработку в 2008 году, ныне именуемые "ОДК-ПМ", убили сразу трех зайцев. За 14 лет этот выдающийся коллектив отдал не один, а сразу три двигателя, пусть два из них и с небольшим запозданием. Опережение общемировых тенденций в три раза! При этом двигатели серии ПД — полностью отечественные, включая АСУД (автоматическую систему управления двигателем). Как известно из СМИ, ПД-14 уже летает под крылом, а его младший и старший брат (по тяге, а не по возрасту), проходят наземные стендовые испытания. К слову про импортозамещение — только три страны освоили производство ГТД полностью из своих комплектующих — это Россия, Китай и Америка.
Резюмируя: работа коллектива ОДК-ПМ достойна глубокого уважения, своим упорным трудом эти люди проложили путь в небо всей современной гражданской авиации России.
Ну а про остальные особенности ПД-14 хорошо рассказывают отраслевые СМИ. На самом деле, двигатель по многим параметрам уникальный — чего только стоят пустотелые титановые лопатки вентилятора.
Еще один пункт — производственные мощности. Многие говорят: "ладно, чертежи есть, а вот оборудование всё зарубежное! У нас только молоток и напильник". Увы, но часть оборудования действительно зарубежная, но его менее 20% от общего станочного парка ОДК. Остальное — отечественное оборудование и кто бы как не ругался на него — процент брака минимален, допуски выдерживаются. Кстати про допуски — в нашей отрасли речь идет про минимальные отклонения, например, при изготовлении цилиндрического корпуса диаметром 1200 мм, максимальные отклонения не более 0,15 мм! И наше оборудование позволяет изготавливать подобные детали. С железом не поспоришь, как говорится.
Ну и в конце — общее состояние двигателестроительных заводов в России.
Тут обязательно нужно замечание: нет смысла ставить многомиллионный робот-манипулятор в стерильное помещение, чтобы он надфилем точил черновые заготовки.
Собственно, где технологический процесс требует чистоты — пожалуйста, белые полы с белыми стенами в новом цехе, яркий белый свет, все в белых халатах и перчатках. Ну а где идет черновая обработка со свободными допусками — советские токарники на деревянных поддонах и цех из красного советского кирпича. Потому что этих условий более чем достаточно для обеспечения заданных погрешностей. Наводить в таком цехе стерильность и поддерживать её — лишняя трата бюджетов, не более того.
Исходя из выше перечисленного, доля старого и нового фонда цехов находится примерно на уровне 30/70 с перевесом к старому фонду.
Спасибо за внимание! Постараюсь через неделю выложить еще один пост на тему современных авиационных военных двигателей.
Телеметрические системы
В промышленности и науке широко распространена задача получения данных с труднодоступных мест и в тяжёлых условиях. Наша цель — интегрировать современные мировые технологии для решения поставленных задач отечественными разработчиками и производителями.
Например, в современной авиации и космонавтике для увеличения потенциала перспективных летательных аппаратов стоит задача получения данных о деформации, температуре, давлении в реактивных, турбореактивных двигателях в местах высоких температур и вибраций при условии вращения/перемещения компонентов двигателей.
Контактные системы сбора данных с этой задачей не справятся, поэтому телеметрические системы являются решением, которое заменило ртутные и контактные токосъёмники и является одним из наиболее широко используемых в современной технике.
Основные преимущества систем телеметрии от контактных токосъёмников
- отсутствие подшипников узлов, а следовательно износа и дополнительного вращательного момента;
- отсутствие необходимости в обслуживании за счет индуктивного энерговвода для измерительного датчика и усилителя измеренного сигнала;
- высокая электромагнитная защищенность за счет гальванической развязки между ротором и статором;
- система надежно работает также и в условиях электромагнитных помех;
- наличие дистанционного управления;
- выбор диапазона измерений и автоматическая балансировка нуля усилителя измеренного сигнала (в момент измерений);
- наличие интегрированного усилителя сигналов измерений и функции дистанционной калибровки.
Мы предлагаем широкий спектр решений в области телеметрии с передачей данных по радио- или индуктивному каналу.
Современное оборудование позволяет решать задачи практически для любых областей применения, независимо от того измерен сигнал в радиальном или осевом направлении (это могут быть решения для авиационной и автомобильной промышленности, машиностроения, судостроения, науки). Продуманная компоновка, включающая в себя измерительный усилитель, кодер и передатчик, делают телеметрические системы помехозащищенными и удобными в использовании.
Мы предлагаем Вам решения, построенные не только на применении телеметрических датчиков, но и на использовании специальных систем передачи данных, позволяющих подключать широкий спектр измерительного оборудования и датчиков. Такие решения фактически позволяют заказчику построить необходимую систему измерений.
В случае невозможности применения стандартных решений Вашей задачи — наши специалисты готовы оказать всестороннюю поддержку и подобрать телеметрическую систему, максимально отвечающую персональным требованиям.
Данный модульный продукт, состоящий из усилителей сигналов датчиков и антенных систем, может быть оптимально внедрен в существующую измерительную среду. Система в состоянии реализовать бесконтактные решения для передачи сигнала для мобильных или пространственно протяженных объектов даже в очень ограниченном пространстве.
Измерительный сигнал в системе передается посредством индукции. В стандартной модели линия передачи сигнала состоит из двух петель (контуров) проводов (статор и ротор, где каждый представляет из себя виток проволоки), которые также могут быть построены как два отдельных витка. В дополнение к стандартной модели кольцо статора может поставляться в форме компактной антенны. В специальной модели кольцо ротора объединено как компактный элемент в усилителе сигнала датчика. Расстояние между приемными антеннами и регистрирующим блоком может достигать до 200 м. В стандартном случае простой коаксиальный кабель может использоваться как кабель связи.