Объявлено о создании действующего прототипа авиадвигателя будущего

Аватар пользователя оттуда...

Основа современной авиации, неважно какой - военной, транспортной или гражданской - турбореактивный двигатель (ТРД, он же ВРД - воздушно-реактивный).

Принцип работы любого ТРД довольно прост - компрессор втягивает воздух, сжимает его и направляет в камеру сгорания. В ней сжатый воздух смешивается с топливом, воспламеняется и расширяется. Расширенный газ заставляет вращаться турбину, которая расположена на одном валу с компрессором, обеспечивая его работу. Остальная часть энергии направляется в сужающееся сопло, образуя реактивную тягу, которая и является основной движущей силой.

Так выглядит ТРД в разрезе

Мы не будем останавливаться на деталях и тонкостях функционирования и конструкции, которая при кажущейся простоте на самом деле содержит массу совсем неочевидных деталей и "изюминок"- достаточно упомянуть о том, что материал, из которого изготовлены лопатки турбины, должен отвечать массе требований, зачастую противоречивых, а количество стран, способных самостоятельно спроектировать, а тем более  изготовить ТРД, меньше, чем число обладателей ядерного оружия.

Рассмотрим основные характеристики ТРД, на примере российского АЛ-31Ф и его американского визави Pratt & Whitney F135, применяемых на самых современных самолётах обеих стран.

АЛ-31Ф

Pratt & Whitney F135

Тяга в крейсерском режиме - 7 670 и 13 000 кгс

Тяга на форсаже - 12 500 и 19 500 кгс

Удельный расход топлива, крейсерский режим/форсаж - 0.75/0.82

Габариты, диаметр/длина - 1.18/4.95 м - 1.29/5.59 м

Масса, кг - 1530/1720 

Как видите, двигатели весьма похожи - российский легче, меньше и экономичнее, зато американский существенно более тяговит.

Правда, следует оговориться, что прямое сравнение в данном случае не совсем некорректно, т.к. существующая разница в возрасте порядка 20 лет (АЛ-31 старше) фактически означает разницу в два поколения. Так, более совершенный АЛ-41 при тех же самых габаритах и уменьшенной массе обладает тягой уже в 9 500/15 000 кгс, что как минимум уравнивает его по интегральным показателям  с F135.

Однако всё это, по большому счёту, детали.

Нас будет интересовать совсем другое.

Присмотримся внимательнее к процессам, происходящим в камере сгорания и в сопле.

Температура газов перед турбиной составляет порядка 1 400 - 1 600 градусов Цельсия (что и обуславливает, как было ранее сказано, особые требования к материалу и технологии изготовления её лопаток), а температура истекающей реактивной струи - "всего лишь" порядка 600 - 800.

Причина в том, что сгорающее топливо (порядка 2-5 кг в секунду, в зависимости от режима работы) смешивается с нагнетаемым компрессором воздухом, причём его (воздуха) расход составляет более 100 кг/сек!

Большая часть воздуха, нагнетаемого компрессором, минуя камеру сгорания, направляемся в сопло напрямую, увеличивая тягу и экономичность двигателя и одновременно понижая температуру выхлопной струи, что опять же положительно сказывается как на долговечности сопла, так и на уменьшении заметности самолёта в ИК- и УФ-диапазонах.

Вот мы и добрались до главного...

Знакомое зрелище, правда? Каждый из нас привык к тому, что за самолётом тянется инверсионный след, и редко-редко кто задумывается, а из чего же он состоит? 

Особого секрета здесь нет  - углекислый газ, водяной пар, немного окислов азота, ещё меньше  - непрореагировавших/"недогоревших" остатков топлива... и всё это нагрето до нескольких сотен градусов... 

Нагрето!

Т.е. в атмосферу выбрасывается огромное количество  субстанции, которую вполне можно использовать. 

Как раз эту задачу и удалось решить конструкторам, предложившим усовершенствовать ТРД, добавив пару дополнительных элементов.

Во-первых, двигатель предложено оснастить устанавливаемым перед компрессором телескопическим воздухозаборником с регулируемым сечением, меняющимся от ~1 кв. метра до 100-120.

Захватывая выхлопные газы двигателей впередилетящего самолёта (при движении строго в его спутной струе), можно не тратить (вернее, тратить гораздо меньше) топлива на нагрев в собственной камере сгорания (напомню, мы уже имеем порядка 600-800 градусов).

Во-вторых, установив там же (перед компрессором) воздухопроницаемый фильтр с интегрированным катализатором, легко добиться восстановления остатков топлива до исходной формы, и затем использовать его для собственных нужд.

Таким образом, усовершенствованный двигатель будет не только сверхэкономичным, но ещё и гораздо более простым и надёжным в эксплуатации. 

Одновременно отпадает и проблемы навигации  - достаточно следовать за лидирующим летательным аппаратом, чтобы прилететь в тот же пункт назначения.

Единственное ограничение  - расстояние до лидера должно быть не более 404 м, т.к. на больших дистанциях температура инверсионного следа резко падает, что приводит к неизбежному сваливанию в штопор..

Сочетание вышеуказанных факторов,  по мнению авторов, активистов Полтавского авиамоторного КБ, позволит сделать перевозку грузов и пассажиров практически бесплатной.

Открывающиеся перспективы чрезвычайно заманчивы для тех, кто понимает...

Авторство: 
Авторская работа / переводика

Комментарии

Аватар пользователя Дилетант-самоучка

Зах­ва­тывая вых­лопные га­зы дви­гате­лей впе­реди­летя­щего са­молё­та (при дви­жении стро­го в его спут­ной струе)

 

404

 

yeslaugh

слегка отредактировал wink

Аватар пользователя оттуда...
оттуда...(4 года 8 месяцев)

Слегка отредактировал...

Комментарий администрации:  
*** Осторожно! Мастер политической сатиры ***
Аватар пользователя Dragen
Dragen(5 лет 3 месяца)

А нет ли здесь воровства?

Аватар пользователя zavtra087
zavtra087(3 года 12 месяцев)

Какое воровство? Что с возу упало, то пропало.

Аватар пользователя Dragen
Dragen(5 лет 3 месяца)

Попробуйте покопаться в отвалах предприятия по добыче золота.

Аватар пользователя mashinist
mashinist(8 лет 3 дня)

И что самое характерное - с точки зрения турбостроения технически грамотно, хрен подкопаешься (но для полноты картины надо упомянуть изменение системы топливоподачи и перенастройку регулируемого входного направляющего аппарата (РВНА)). Мсье турбинист?

Аватар пользователя оттуда...
оттуда...(4 года 8 месяцев)

Мсье турбинист?

Да какое там... автодорожный техникум по специальности "Козловые краны"...

Комментарий администрации:  
*** Осторожно! Мастер политической сатиры ***
Аватар пользователя mashinist
mashinist(8 лет 3 дня)

Однако, зачёт !!!

Аватар пользователя Ёлка-ёлка
Ёлка-ёлка(6 лет 2 месяца)

да можно просто веревкой к переднему самолету привязаться и лететь на буксире. Технология "Чума-К", известна в европе с 1 404 г.

Аватар пользователя Эпиграмма
Эпиграмма(4 года 7 месяцев)

Вот если бы можно было использовать инверсионные следы всех прошлых выхлопов... Хотя... А если там еще советские, то тут технологические факторы вступают в противоречие с идеологическими. Нужно как-то четко дифференцировать - научиться однозначно определять бандеровские инверсионные следы и москальские.

Аватар пользователя Alisa71
Alisa71(4 года 10 месяцев)

Ну, все! Теперь за каждым самолетом будет следовать в кильватере укролитак, хапающий халявные инверсионные газы! laugh

Комментарий администрации:  
*** Отключен (Клевета, перевозбужденная политота, флуд и срач в одном флаконе) ***
Аватар пользователя всеПРОсто
всеПРОсто(5 лет 10 месяцев)

Вы заблуждаетесь! Надо ставить двигателя подряд на одном самолете друг за другом! А не рядом как сейчас!

Аватар пользователя pob_ol
pob_ol(6 лет 4 недели)

вы его уели laugh

Аватар пользователя ДК
ДК(8 лет 6 месяцев)

вообще, в источнике указано, что предусматривается соединение самолётов один за другим в цепь до 10, там даже просчитан фал между ними на 40.4 метра.

Аватар пользователя Styletto
Styletto(3 года 2 месяца)

Лять, я даже до конца это дочитал...