Turboprop mühərriki: cihaz, sxem, iş prinsipi. Rusiyada turbovintli mühərriklərin istehsalı

2024 Müəllif: Howard Calhoun | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-17 10:18

Turbovintli mühərrik pistonlu mühərrikə bənzəyir: hər ikisinin pervanesi var. Ancaq hər cəhətdən fərqlidirlər. Bu bölmənin nə olduğunu, necə işlədiyini, müsbət və mənfi cəhətlərini nəzərdən keçirin.

Ümumi xüsusiyyətlər

Turbovintli mühərrik universal enerji çeviriciləri kimi işlənib hazırlanmış və aviasiyada geniş istifadə olunan qaz turbinli mühərriklər sinfinə aiddir. Onlar istilik mühərrikindən ibarətdir, burada genişlənmiş qazlar turbini fırladıb fırlanma momenti yaradır və digər aqreqatlar onun şaftına bərkidilir. Turbovintli mühərrik pervane ilə təchiz edilmişdir.

Bu, piston və turbojet qurğuları arasında keçiddir. Əvvəlcə, içərisində bir mil olan ulduz formalı silindrlərdən ibarət olan təyyarələrdə pistonlu mühərriklər quraşdırılmışdır. Lakin onların həddən artıq böyük ölçüləri və çəkisi, həmçinin aşağı sürət qabiliyyətinə görə artıq istifadə olunmur, ortaya çıxan turbojet qurğularına üstünlük verirdilər. Lakin bu mühərriklərin çatışmazlıqları yox idi. Onlar bilərdisəsdən yüksək sürət inkişaf etdirdi, lakin çox yanacaq sərf etdi. Buna görə də, onların istismarı sərnişin daşınması üçün çox baha idi.

Turbovintli mühərrik belə bir çatışmazlığın öhdəsindən gəlməli idi. Və bu problem həll olundu. Dizayn və iş prinsipi turbojet mühərrikinin mexanizmindən, pervaneler isə porşenli mühərrikdən götürülüb. Beləliklə, kiçik ölçüləri, qənaətcilliyi və yüksək səmərəliliyi birləşdirmək mümkün oldu.

Mühərriklər hələ keçən əsrin 30-cu illərində Sovet İttifaqı dövründə ixtira edilmiş və tikilmişdir və iyirmi ildən sonra onların kütləvi istehsalına başlanılmışdır. Gücü 1880 ilə 11000 kVt arasında dəyişdi. Uzun müddət hərbi və mülki aviasiyada istifadə edilmişdir. Lakin onlar səsdən yüksək sürət üçün uyğun deyildi. Buna görə də, hərbi aviasiyada bu cür qabiliyyətlərin meydana çıxması ilə onlar tərk edildi. Lakin mülki təyyarələr əsasən onlarla təmin edilir.

Turbovintli mühərrikin cihazı və onun işləmə prinsipi

Motorun dizaynı çox sadədir. Daxildir:

• reduktor;
• pervane;
• yanma kamerası;
• kompressor;
• məmə.

Turbovintli mühərrikin sxemi belədir: kompressor tərəfindən vurulduqdan və sıxıldıqdan sonra hava yanma kamerasına daxil olur. Yanacağın vurulduğu yerdir. Nəticədə qarışıq alovlanır və genişləndikdə turbinə daxil olan və onu döndərən qazlar yaradır və o, öz növbəsində kompressoru və vintini döndərir. Xərclənməmişenerji nozzle vasitəsilə çıxır, reaktiv təkan yaradır. Dəyəri əhəmiyyətli olmadığından (cəmi on faiz), turbovintli mühərrik turboreaktiv mühərrik hesab edilmir.

İşləmə prinsipi və dizaynı buna bənzəyir, lakin buradakı enerji ucluqdan tamamilə çıxmır, reaktiv təkan yaradır, ancaq qismən, çünki faydalı enerji də pervaneyi fırladır.

İş mili

Bir və ya iki valı olan mühərriklər var. Tək şaftlı versiyada kompressor, turbin və pervane eyni valda yerləşir. İki şaftlı birində, birində turbin və kompressor, digərində isə sürət qutusu vasitəsilə pervane quraşdırılmışdır. Həmçinin qaz-dinamik şəkildə bir-birinə bağlı iki turbin var. Biri pervane, digəri isə kompressor üçündür. Bu seçim ən çox yayılmışdır, çünki enerji pervaneleri işə salmadan tətbiq edilə bilər. Bu, xüsusilə təyyarə yerdə olarkən əlverişlidir.

Kompressor

Bu hissə iki- altı mərhələdən ibarətdir, temperatur və təzyiqdə əhəmiyyətli dəyişiklikləri dərk etməyə, həmçinin sürəti az altmağa imkan verir. Bu dizayn sayəsində çəki və ölçüləri az altmaq mümkündür ki, bu da təyyarə mühərrikləri üçün çox vacibdir. Kompressora çarxlar və bələdçi qanad daxildir. Sonuncu tənzimlənə bilər və ya olmaya bilər.

Pərvanə

Bu hissə təkan yaradır, lakin sürət məhduddur. Ən yaxşı göstərici 750 ilə 1500 rpm arasında bir səviyyə hesab olunur, çünki iləartır, səmərəlilik düşməyə başlayacaq və sürətlənmə əvəzinə pervane əyləcə çevriləcək. Bu fenomen "kilidləmə effekti" adlanır. Bu, yüksək sürətlə, səs sürətindən artıq fırlanan zaman səhv işləməyə başlayan pervane kanatları ilə əlaqədardır. Eyni təsir onların diametrini artırmaqla da müşahidə olunacaq.

Turbin

Turbin dəqiqədə iyirmi min dövrəyə qədər sürət yığmağa qadirdir, lakin vida ona uyğun gəlməyəcək, ona görə də sürəti azaldan və fırlanma anı artıran reduktor dişli var. Reduktorlar müxtəlif ola bilər, lakin növündən asılı olmayaraq onların əsas vəzifəsi sürəti az altmaq və fırlanma anı artırmaqdır.

Hərbi təyyarələrdə turbopropların istifadəsini məhdudlaşdıran bu xüsusiyyətdir. Bununla belə, səsdən sürətli mühərrik yaratmaq üçün inkişaflar hələ uğurlu olmasa da, dayanmır. Təhlükəni artırmaq üçün bəzən turboprop mühərriki iki pervane ilə təchiz edilir. Eyni zamanda, onlar əks istiqamətlərdə fırlanma hesabına işləmə prinsipini həyata keçirirlər, lakin bir sürət qutusunun köməyi ilə.

Nümunə olaraq, sürət qutusu ilə sərbəst turbinə qoşulmuş iki vintli fana malik D-27 mühərrikini (turbopropfan) nəzərdən keçirə bilərik. Bu, mülki aviasiyada istifadə edilən bu dizaynın yeganə modelidir. Lakin onun uğurlu tətbiqi nəzərdə tutulan işin yaxşılaşdırılmasında böyük sıçrayış hesab olunurmotor.

Üstünlüklər və çatışmazlıqlar

Turbovintli mühərrikin işini xarakterizə edən müsbət və mənfi cəhətləri qeyd edək. Faydaları bunlardır:

• piston vahidləri ilə müqayisədə yüngül çəki;
• turbojet mühərrikləri ilə müqayisədə qənaət (pervane sayəsində səmərəlilik səksən altı faizə çatır).

Lakin belə danılmaz üstünlüklərə baxmayaraq, reaktiv mühərriklər bəzi hallarda üstünlük verilən variantdır. Turbovintli mühərrikin sürət həddi saatda yeddi yüz əlli kilometrdir. Lakin bu, müasir aviasiya üçün kifayət deyil. Bundan əlavə, yaranan səs-küy çox yüksəkdir və Beynəlxalq Mülki Aviasiya Təşkilatının icazə verilən dəyərlərini üstələyir.

Ona görə də Rusiyada turbovintli mühərriklərin istehsalı məhduddur. Onlar əsasən uzun məsafələrə və aşağı sürətlə uçan təyyarələrdə quraşdırılır. Sonra ərizə əsaslandırılır.

Lakin təyyarələrin yüksək manevr qabiliyyəti və səssiz işləməsi lazım olan əsas xüsusiyyətlərin səmərəlilik deyil, yüksək manevr qabiliyyəti olan hərbi aviasiyada bu mühərriklər lazımi tələblərə cavab vermir və burada turboreaktiv bloklardan istifadə olunur.

Eyni zamanda, "kilidləmə effektini" aradan qaldırmaq və yeni səviyyəyə çatmaq üçün səsdən sürətli pərvanələrin yaradılması istiqamətində işlər davam etdirilir. Ola bilsin ki, ixtira reallaşanda reaktiv mühərriklər turbopropların lehinə və orduda tərk ediləcək.təyyarələr. Lakin hazırda onları yalnız ən güclü deyil, sabit fəaliyyət göstərən "işçi atları" adlandırmaq olar.