Μηχανές ελικοπτέρων: επισκόπηση, προδιαγραφές

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Σήμερα, οι άνθρωποι έχουν εφεύρει πολλούς διαφορετικούς τύπους εξοπλισμού που μπορούν όχι μόνο να κινούνται στους δρόμους, αλλά και να πετούν. Αεροπλάνα, ελικόπτερα και άλλα αεροσκάφη κατέστησαν δυνατή την εξερεύνηση του εναέριου χώρου. Οι κινητήρες ελικοπτέρων, που απαιτούνταν για την κανονική λειτουργία των αντίστοιχων μηχανημάτων, είναι υψηλής ισχύος.

Γενική περιγραφή της συσκευής

Προς το παρόν, υπάρχουν δύο τύποι τέτοιων αδρανών. Ο πρώτος τύπος είναι οι κινητήρες με έμβολο ή εσωτερικής καύσης. Ο δεύτερος τύπος είναι οι κινητήρες αεριωθούμενου αέρα. Επιπλέον, ένας πυραυλοκινητήρας μπορεί να λειτουργήσει και ως κινητήρας ελικοπτέρου. Ωστόσο, συνήθως δεν χρησιμοποιείται ως κύριο, αλλά περιλαμβάνεται για λίγο στη λειτουργία του μηχανήματος όταν απαιτείται πρόσθετη ισχύς, για παράδειγμα, κατά την προσγείωση ή την απογείωση του εξοπλισμού.

Προηγουμένως, οι στροβιλοκινητήρες χρησιμοποιούνταν αρκετά συχνά για εγκατάσταση σε ελικόπτερα. Είχαν ένα σχέδιο μονού άξονα, αλλά άρχισαν να εκτοπίζονται από άλλους τύπους εξοπλισμού αρκετά έντονα. Αυτό έγινε ιδιαίτερα αισθητό στα πολυκινητήρια ελικόπτερα. Σε τέτοιο εξοπλισμό, οι κινητήρες στροβιλοκινητήρων ελικοπτέρων διπλού άξονα με τη λεγόμενη ελεύθερη τουρμπίνα χρησιμοποιούνται ευρέως.

Μονάδες δύο αξόνων

Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα τέτοιων συσκευών ήταν ότι ο στροβιλοσυμπιεστής δεν είχε άμεση μηχανική σύνδεση με τον κύριο ρότορα. Η χρήση μονάδων στροβιλοκινητήρα διπλού άξονα θεωρήθηκε αρκετά αποτελεσματική, καθώς κατέστησαν δυνατή τη χρήση της συσκευής ισχύος του ελικοπτέρου στο μέγιστο βαθμό. Το θέμα είναι ότι σε αυτήν την περίπτωση, η ταχύτητα περιστροφής του κύριου ρότορα του εξοπλισμού δεν εξαρτιόταν από την ταχύτητα περιστροφής του στροβιλοσυμπιεστή, η οποία, με τη σειρά της, επέτρεψε την επιλογή της βέλτιστης συχνότητας για κάθε τρόπο πτήσης ξεχωριστά. Με άλλα λόγια, ο κινητήρας turboprop ελικοπτέρου διπλού άξονα εξασφάλιζε αποτελεσματική και αξιόπιστη λειτουργία του σταθμού παραγωγής ενέργειας.

Αντιδραστική μονάδα έλικα

Τα ελικόπτερα χρησιμοποιούν επίσης κίνηση με έλικα αεριωθουμένων. Σε αυτή την περίπτωση, η περιφερειακή δύναμη θα εφαρμοστεί απευθείας στα ίδια τα πτερύγια της έλικας, χωρίς να χρησιμοποιηθεί μια βαριά και πολύπλοκη μηχανική μετάδοση που θα έκανε ολόκληρη την προπέλα να περιστρέφεται. Για να δημιουργηθεί μια τέτοια περιφερειακή δύναμη, είτε χρησιμοποιούνται αυτόνομοι κινητήρες αεριωθούμενου αέρα, οι οποίοι βρίσκονται στα πτερύγια του ρότορα, είτε καταφεύγουν στην εκροή αερίου (συμπιεσμένος αέρας). Σε αυτή την περίπτωση, το αέριο θα εξέρχεται μέσω ειδικών οπών ακροφυσίων, οι οποίες βρίσκονται στο τέλος του καθενόςλεπίδες.

Όσο για την οικονομική λειτουργία του jet drive, εδώ θα είναι κατώτερο από το μηχανικό. Εάν επιλέξετε την πιο οικονομική επιλογή μόνο μεταξύ των συσκευών τζετ, τότε το καλύτερο είναι ένας κινητήρας στροβιλοτζετ, ο οποίος βρίσκεται στα πτερύγια της προπέλας. Ωστόσο, η εποικοδομητική δημιουργία μιας τέτοιας συσκευής αποδείχθηκε πολύ δύσκολη, γι 'αυτό τέτοιες συσκευές δεν έχουν λάβει ευρεία πρακτική εφαρμογή. Εξαιτίας αυτού, τα εργοστάσια κινητήρων ελικοπτέρων δεν το παρήγαγαν μαζικά.

Πρώτα μοντέλα turboshafts

Οι πρώτοι κινητήρες turboshaft δημιουργήθηκαν τη δεκαετία του 60-70. Πρέπει να αναφερθεί ότι εκείνη την εποχή τέτοιος εξοπλισμός πληρούσε πλήρως όλες τις απαιτήσεις όχι μόνο της πολιτικής αεροπορίας, αλλά και της στρατιωτικής αεροπορίας. Τέτοιες μονάδες ήταν σε θέση να παρέχουν ισοτιμία, και σε ορισμένες περιπτώσεις υπεροχή, έναντι των εφευρέσεων των ανταγωνιστών. Η πιο μαζική παραγωγή κινητήρων ελικοπτέρων τύπου στροβιλοκινητήρα παρασχέθηκε με τη συναρμολόγηση του μοντέλου TV3-117. Αξίζει να σημειωθεί ότι αυτή η συσκευή είχε πολλές διαφορετικές τροποποιήσεις.

Εκτός από αυτόν, το μοντέλο D-136 έλαβε επίσης καλή διανομή. Πριν από την κυκλοφορία αυτών των δύο μοντέλων, κατασκευάζονταν τα D-25V και TV2-117, αλλά εκείνη την εποχή δεν μπορούσαν πλέον να ανταγωνιστούν τους νέους κινητήρες και ως εκ τούτου η παραγωγή τους σταμάτησε. Ωστόσο, είναι δίκαιο να πούμε ότι έχουν παραχθεί αρκετά από αυτά και εξακολουθούν να είναι εγκατεστημένα σε αυτούς τους τύπους αεροπορικών μεταφορών που κυκλοφόρησαν εδώ και πολύ καιρό.

Διαβάθμιση εξοπλισμού

Στα μέσα της δεκαετίας του '80, έγινε απαραίτητο να ενοποιηθεί ο σχεδιασμός του κινητήρα του ελικοπτέρου. Για να λυθεί το πρόβλημα, αποφασίστηκε να φέρουν όλους τους κινητήρες στροβιλοκινητήρα και στροβιλοκινητήρες που ήταν διαθέσιμοι εκείνη την εποχή σε ένα κοινό εύρος μεγεθών. Η πρόταση αυτή έγινε αποδεκτή σε κυβερνητικό επίπεδο και ως εκ τούτου έγινε χωρισμός σε 4 κατηγορίες.

Η πρώτη κατηγορία είναι συσκευές με χωρητικότητα 400 ίππων. s., το δεύτερο - 800 l. s., το τρίτο - 1600 l. Με. και το τέταρτο - 3200 λίτρα. Με. Επιπλέον, επετράπη η δημιουργία δύο ακόμη μοντέλων κινητήρα αεριοστροβίλου ελικοπτέρου. Η ισχύς τους ήταν 250 λίτρα. Με. (κατηγορία 0) και 6000 λτ. Με. (κατηγορία 5). Επιπλέον, υποτέθηκε ότι κάθε κατηγορία αυτών των συσκευών θα μπορούσε να παράγει ισχύ κατά 15-25%.

Περαιτέρω ανάπτυξη

Για να διασφαλίσει πλήρως την ανάπτυξη και την κατασκευή νέων μοντέλων, η CIAM έχει πραγματοποιήσει μια αρκετά εκτεταμένη ερευνητική εργασία. Αυτό κατέστησε δυνατή την απόκτηση ενός επιστημονικού και τεχνικού αποθέματος (NTZ), κατά μήκος του οποίου θα προχωρήσει η ανάπτυξη αυτής της κατεύθυνσης.

Αυτή η NTZ δήλωσε ότι η αρχή λειτουργίας των μελλοντικών γενεών κινητήρων ελικοπτέρων θα πρέπει να βασίζεται στην απλή αρχή του θερμοδυναμικού κύκλου του Brayton. Σε αυτή την περίπτωση, η ανάπτυξη και η κατασκευή νέων μονάδων θα είναι πολλά υποσχόμενη. Όσον αφορά το σχεδιασμό των νέων μοντέλων, θα πρέπει να είναι με μια γεννήτρια αερίου μονού άξονα και ο στρόβιλος ισχύος με την έξοδο του άξονα ισχύος προς τα εμπρός μέσω αυτής της γεννήτριας αερίου. Επιπλέον, στο σχεδιασμόπρέπει να περιλαμβάνει έναν ενσωματωμένο μειωτήρα.

Σύμφωνα με όλες τις απαιτήσεις του επιστημονικού και τεχνικού αποθέματος, το Γραφείο Σχεδιασμού του Ομσκ άρχισε τις εργασίες για την κατασκευή ενός τέτοιου μοντέλου κινητήρα για ελικόπτερο όπως το TV GDT TV-0-100, η ισχύς του αυτή η μονάδα έπρεπε να έχει 720 ίππους. s., και αποφασίστηκε να χρησιμοποιηθεί σε ένα μηχάνημα όπως το Ka-126. Ωστόσο, στη δεκαετία του '90, όλες οι εργασίες σταμάτησαν, παρά το γεγονός ότι εκείνη την εποχή η συσκευή ήταν αρκετά τέλεια και είχε επίσης τη δυνατότητα να αυξήσει την ισχύ σε δείκτες όπως 800–850 hp. s.

Παραγωγή στην OAO Rybinsk Motors

Την ίδια στιγμή, η Rybinsk Motors JSC εργαζόταν για την τελειοποίηση ενός μοντέλου κινητήρα όπως ο TV GDT RD-600V. Η ισχύς της συσκευής ήταν 1300 λίτρα. s., και σχεδιάστηκε να χρησιμοποιηθεί για έναν τέτοιο τύπο ελικοπτέρου όπως το Ka-60. Η γεννήτρια αερίου για μια τέτοια μονάδα κατασκευάστηκε σύμφωνα με ένα αρκετά συμπαγές σχέδιο, το οποίο περιελάμβανε έναν φυγόκεντρο συμπιεστή τεσσάρων σταδίων. Είχε 3 αξονικές βαθμίδες και 1 φυγόκεντρο. Η ταχύτητα περιστροφής που παρέχεται από μια τέτοια μονάδα έφτασε τις 6000 σ.α.λ. Μια εξαιρετική προσθήκη ήταν το γεγονός ότι ένας τέτοιος κινητήρας προμηθεύτηκε επιπλέον προστασία από τη σκόνη και τη βρωμιά, καθώς και από την είσοδο άλλων ξένων αντικειμένων. Αυτός ο τύπος κινητήρα έχει περάσει από μια μεγάλη ποικιλία δοκιμών και η τελική του πιστοποίηση ολοκληρώθηκε το 2001.

Επιπλέον, αξίζει να σημειωθεί ότι παράλληλα με την τελειοποίηση αυτού του κινητήρα, οι ειδικοί εργάζονταν για τη δημιουργία ενός κινητήρα στροβιλοκινητήρα TVD-1500B, ο οποίος σχεδιαζόταν να χρησιμοποιηθεί σε ελικόπτερα μοντέλου An-38. Η ισχύς αυτού του μοντέλου είναι μόνο 100 ίπποι. Με. υψηλότερο και, έτσι, ανήλθε στα 1400 λίτρα. Με. Όσον αφορά τη γεννήτρια αερίου, το σχέδιο και ο εξοπλισμός της ήταν τα ίδια όπως στο μοντέλο RD-600V. Κατά την ανάπτυξη, τη δημιουργία και τη συναρμολόγησή τους, σχεδιάστηκε ότι θα αποτελέσουν τη βάση για μια οικογένεια κινητήρων όπως στροβιλοκινητήρες, στροβιλοκινητήρες.

Μοτοσυκλέτα με ελικόπτερο

Μέχρι σήμερα, η παραγωγή διαφόρων ειδών εξοπλισμού έχει προχωρήσει αρκετά ευρέως. Αυτό ισχύει για όλες σχεδόν τις βιομηχανίες, συμπεριλαμβανομένης της βιομηχανίας μοτοσυκλετών. Κάθε κατασκευαστής προσπαθούσε πάντα να κάνει το νέο του μοντέλο πιο μοναδικό και πρωτότυπο από τους ανταγωνιστές του. Λόγω αυτής της επιθυμίας, όχι πολύ καιρό πριν, η Marine Turbine Technologies κυκλοφόρησε την πρώτη μοτοσυκλέτα, η σχεδίαση της οποίας περιελάμβανε έναν κινητήρα ελικοπτέρου. Φυσικά, αυτή η αλλαγή επηρέασε σε μεγάλο βαθμό τόσο το δομικό μέρος της μηχανής όσο και τα τεχνικά χαρακτηριστικά της.

Παράμετροι τεχνικής

Φυσικά, μοναδικές τεχνικές παραμέτρους έχουν και τα χαρακτηριστικά μιας μοτοσυκλέτας, που έχει στη διάθεσή της κινητήρα από ελικόπτερο. Εκτός από το γεγονός ότι μια τέτοια καινοτομία επέτρεψε την επιτάχυνση της μοτοσικλέτας σε σχεδόν αδιανόητα 400 km/h, υπάρχουν και άλλα χαρακτηριστικά στα οποία αξίζει επίσης να προσέξεις.

Πρώτον, ο όγκος του ρεζερβουάρ καυσίμου σε αυτό το μοντέλο είναι 34 λίτρα. Δεύτερον, το βάρος του εξοπλισμού έχει αυξηθεί αρκετά και είναι 208,7 κιλά. Η ισχύς μιας τέτοιας μοτοσυκλέτας είναι 320 ίπποι. Η μέγιστη δυνατή ταχύτητα που ήταν δυνατήνα αναπτύξει σε μια τέτοια συσκευή - 420 km / h, και το μέγεθος των ζαντών του είναι 17 ίντσες. Το τελευταίο που αξίζει να αναφέρουμε είναι ότι η λειτουργία του κινητήρα του ελικοπτέρου επηρέασε πολύ και τη διαδικασία της επιτάχυνσης, λόγω της οποίας η τεχνική φτάνει στο όριό της μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα.

Η πρώτη τέτοια δημιουργία που έδειξε η Marine Turbine Technologies στον κόσμο ονομαζόταν Y2K. Εδώ μπορείτε να προσθέσετε ότι ο ακριβής χρόνος επιτάχυνσης στα 100 km/h διαρκεί μόνο ενάμιση δευτερόλεπτο.

Συνοψίζοντας όλα τα παραπάνω, μπορούμε να πούμε ότι η βιομηχανία κινητήρων ελικοπτέρων έχει προχωρήσει πολύ και η τρέχουσα εξέλιξη της τεχνολογίας επέτρεψε τη χρήση προϊόντων ακόμη και σε οχήματα όπως οι μοτοσυκλέτες.