MOTOARE CU REACȚIEMOTOARE CU REACȚIE

INTRODUCERE ISTORIC ALCĂTUIREA UNUI MOTOR CU REACȚIE POSTCOMBUSTIE INVERTOR DE PROPULSIE MOD DE FUNCȚIONARE CICLUL BRAYTON AVANTAJE ȘI DEZAVANTAJE APLICAȚII

CUPRINS

Turboreactoare sunt cel mai vechi tip de motoare cu reacție de uz general.Turboreactoare sunt motoare rotative care extrag energia dintr-un flux de gaze de ardere. Ele produc tracțiune prin creșterea vitezei de aer care trece prin motor și funcționează pe baza celei de a treia legi a lui Newton: "Pentru fiecare acțiune există o reacție egală și opusă".

INTRODUCERE

ISTORIC

Henri Marie Coandă (n. 7 iunie 1886 - d. 25 noiembrie 1972) a fost un academician și inginer român, pionier al aviației, fizician, inventator, inventator al motorului cu reacție și descoperitor al efectului care îi poartă numele. A fost fiul generalului Constantin Coandă, prim-ministru al României în 1918.1911: În Reims, Henri Coandă prezintă un aparat de zbor cu două motoare cuplate ce acționau o singură elice.Efectul Coandă. Primele observații le face cu ocazia studierii primului avion cu reacție din lume, Coandă 1910. După ce avionul decola, Henri Coandă observă că flăcările și gazul incandescent ieșite din reactoare tindeau a rămâne pe lângă fuzelaj. Abia după peste 20 de ani de studii ale lui și altor savanți, inginerul român a formulat principiul din spatele așa-numitului efect Coandă, numit astfel de profesorul Albert Metral.

COMPONENTE PRIMARE

Admisie aer

Camera de combustie

Turbina

Camera de compresie

Air intake

admisia aerului are ca scop aducerea unor cantități mari de aer în jurul motorului. Un tub de admisie va avea, de obicei, formă cilindrică sau conică. Orificiile de admisie vin în multe forme și mărimi, în funcție de aeronava.

ADMISIE

Compresorul se rotește la o viteză foarte mare, mărind energia fluxului de aer și în același timp îl comprimă intr-un spatiu mai mic. Comprimarea aerului crește presiunea și temperatura.Compresorul este acționat de turbină.

Compresoare utilizate în turboreactoare sunt clasificate în principal astfel:

Compresoare axiale de debit [A],

Compresoare centrifugale [B].

COMPRESOR

A B

Compresoare axiale sunt palete rotative, bazat pe curgerea fluidului de lucru în lungul axei de rotație.

Compresoare axiale constau într-un arbore care conduce un cilindru central care are un număr de rânduri inelare cu palete atașate. Acestea se rotesc între un număr similar de rânduri cu palete staționare atașate la o carcasă tubulară staționară. Aria secțiunii transversale între tamburul rotor și carcasa este redusă în direcția de curgere pentru a menține viteza axială când lichidul este comprimat.

COMPRESOARE AXIALE DE DEBIT

La compresoare centrifugale fluidul de lucru curge perpendicular pe axa de rotație.

Compresoare centrifugale constau dintr-un arbore care conduce un rotor, care are un număr de lame curbate.  Rotorul se rotește într-o carcasă care este proiectată pentru a converti energia cinetică a fluidului în energie de presiune înainte de a părăsi compresorul.

COMPRESOARE CENTRIFUGALE

The combustion chamber is usually in the form of cans, which comprise the fuel injector and flame holder.

Într-o motor cu reacție amestecul de aer și combustibil trece neizolat prin camera de ardere. Deoarece amestecul arde temperatura creste dra-matic.

    Camera de ardere este, de obicei, sub formă de conservă, care cuprinde injectorul de carburant și suportul de flacără.

CAMERA DE COMBUSTIE

Gazele fierbinți care ies din camera de combustie sunt lăsate să se dilate in turbină. Ele sunt fabricate, de obicei, din metale care rezistă la temperaturi ridicate.

Energia de rotație a turbinei este utilizată în principal pentru a conduce compresorul și alte accesorii, cum ar fi combustibili, uleiuri si pompe hidraulice.

        Într-un motor cu reacție aproape două treimi din toată puterea generată de un combustibil este folosită de compresor pentru a comprima aerul pentru motor.

TURBINA

După ieșirea din turbină, gazelor le este permis să se extindă prin duza de evacuare la presiunea atmosferică, producând un jet de mare viteză.         Într-un ajutaj convergent, tubulatura se îngustează progresiv spre ieșire.

DUZA DE EVACUARE

Un arzator postcombustie este un dispozitiv adăugat la partea din spate a motorului cu reacție. Acesta oferă un mijloc de pulverizare a combustibilului direct în zona fierbinte de evacuare. În cazul aprinderii forța de tracțiune disponibilă este stimulată în mod semnificativ. Un dezavantaj este creșterea consumului de combustibil.

POSTCOMBUSTIE

Invertorul de propulsie este, în esență, o pereche de uși de tip clapetă montate în partea din spate a motorului, care, atunci când sunt instalate, deviază tracțiunea normală a fluxului motorului cu reactie pentru a ajuta la incetinirea unei aeronave la aterizare. Ele sunt adesea folosite în combinație cu spoilere. Declanșarea accidentală a unui Invertor în timpul zborului este un eveniment periculos, care poate duce la pierderea controlului și distrugerea aeronavei.

INVERTOR DE PROPULSIE

Aerul este aspirat în compresor și este comprimat la o presiune mai mare înainte de a intra în camera de ardere.

  Combustibilul este amestecat cu aerul comprimat și aprins de o flacără în în camera de combustie.

Produsele calde de ardere părăsesc camera de combustie și se expandează in turbină mărindu-și presiunea.

Fluxul de gaze iese din turbină și se extinde la presiunea mediului ambiant prin duza de propulsie, producând un jet de mare viteză în conul de evacuare.

MOD DE FUNCȚIONARE

Termodinamica unui motor de avion cu reacție este modelată de un ciclu Brayton ideal. El cuprinde următoarele procese termodinamice:Procesul de compresie adiabatic 1 - 2;Creșterea temperaturii într-un proces izobar 2 – 3;Procesul de expansiune adiabatic 3 – 4;Scăderea temperaturii într-un proces izobar 4 - 1.

CICLUL LUI BRAYTON

Avantaje:

Raporul Putere/Masa foarte ridicatFoarte compact. Putine părți în mișcare. Operare la presiuni scăzute. Dezvolta viteze mari. Consuma ulei lubrifiant puțin și ieftin.

Dezavantaje:

PrețPornire dificilă.

BMW 801 cu 7 cilindri

AVANTAJE ȘI DEZAVANTAJE

MESSERSCHMITT Me 262 :

Messerschmitt Me 262 a fost primul avion funcțional cu motor cu reacție. În luptă, acesta sa dovedit a fi de neântrecut, depășind celelalte avioane cu mai mult de 100 mph.

APLICAȚII

CONCORDE:-

Una dintre utilizările cele mai recente ale turbo-reactoarului a fost Olympus 593 pe Concorde. El a folosit turboreactoare, deoa-rece se pare că viteza de evacuare mare la secțiune mică sunt ideale pentru funcționarea la Mach 2.

APLICAȚII

THRUST 2:

În 1983 o masina a ajuns la la o viteza maxima de 650.88 mph (1,047.49 km / h) si a depasit recordul de 633.468 mph (1,019.468 km / h). Aceasta este acționată de la un singur Motor cu reacție Rolls-Royce.

APLICAȚII

PERFORMANȚE DE PROPULSIE

TURBOFAN

SCRAMJET