Motor turboprop: pajisja, skema, parimi i funksionimit. Prodhimi i motorëve turboprop në Rusi

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-17 10:40

Një motor turboprop është i ngjashëm me një motor pistoni: të dy kanë një helikë. Por në çdo mënyrë tjetër ato janë të ndryshme. Konsideroni se çfarë është kjo njësi, si funksionon, cilat janë të mirat dhe të këqijat e saj.

Karakteristika të përgjithshme

Motori turboprop i përket klasës së motorëve me turbina me gaz, të cilët u zhvilluan si konvertues universal të energjisë dhe u përdorën gjerësisht në aviacion. Ato përbëhen nga një motor nxehtësie, ku gazrat e zgjeruar rrotullojnë turbinën dhe gjenerojnë çift rrotullues, dhe njësi të tjera janë ngjitur në boshtin e saj. Motori turboprop furnizohet me një helikë.

Është një kryqëzim midis njësive pistoni dhe turbojet. Në fillim, motorët e pistonit u instaluan në avionë, të përbërë nga cilindra në formë ylli me një bosht të vendosur brenda. Por për faktin se kishin përmasa dhe peshë shumë të madhe, si dhe aftësi të ulëta me shpejtësi, nuk përdoreshin më, duke preferuar instalimet turbojet që shfaqeshin. Por këta motorë nuk ishin pa të meta. Ata mundënzhvillojnë shpejtësi supersonike, por konsumuan shumë karburant. Prandaj, funksionimi i tyre ishte shumë i shtrenjtë për transportin e pasagjerëve.

Motori turboprop duhej të përballonte një mangësi të tillë. Dhe ky problem u zgjidh. Dizajni dhe parimi i funksionimit janë marrë nga mekanizmi i një motori turbojet, dhe helikat nga një motor pistoni. Kështu, u bë i mundur kombinimi i dimensioneve të vogla, ekonomisë dhe efikasitetit të lartë.

Motorët u shpikën dhe u ndërtuan në vitet tridhjetë të shekullit të kaluar nën Bashkimin Sovjetik, dhe dy dekada më vonë filloi prodhimi i tyre masiv. Fuqia ndryshonte nga 1880 në 11000 kW. Për një periudhë të gjatë ato u përdorën në aviacionin ushtarak dhe civil. Sidoqoftë, ato nuk ishin të përshtatshme për shpejtësi supersonike. Prandaj, me ardhjen e kapaciteteve të tilla në aviacionin ushtarak, ato u braktisën. Por avionët civilë furnizohen kryesisht me to.

Pajisja e një motori turboprop dhe parimi i funksionimit të tij

Dizajni i motorit është shumë i thjeshtë. Përfshin:

• reduktues;
• helikë;
• dhoma e djegies;
• kompresor;
• hrykë.

Skema e një motori turboprop është si më poshtë: pasi injektohet dhe kompresohet nga një kompresor, ajri hyn në dhomën e djegies. Aty bëhet injektimi i karburantit. Përzierja që rezulton ndizet dhe krijon gazra që, kur zgjerohen, hyjnë në turbinë dhe e rrotullojnë atë, dhe ajo, nga ana tjetër, rrotullon kompresorin dhe vidën. Të pashpenzuaraenergjia del përmes grykës, duke krijuar shtytje jet. Meqenëse vlera e tij nuk është e rëndësishme (vetëm dhjetë për qind), një motor turboprop nuk konsiderohet një motor turbojet.

Megjithatë, parimi i funksionimit dhe dizajni janë të ngjashëm me të, por energjia këtu nuk ikën plotësisht përmes grykës, duke krijuar një shtytje jet, por vetëm pjesërisht, pasi energjia e dobishme rrotullon edhe helikën.

Bosht pune

Ka motorë me një ose dy boshte. Në versionin me një bosht, kompresori, turbina dhe helika janë të vendosura në të njëjtin bosht. Në një me dy boshte, një turbinë dhe një kompresor janë instaluar në njërën prej tyre, dhe një helikë përmes një kuti ingranazhi në anën tjetër. Ekzistojnë gjithashtu dy turbina të lidhura me njëra-tjetrën në një mënyrë dinamike të gazit. Njëra është për helikën dhe tjetra është për kompresorin. Ky opsion është më i zakonshmi, pasi energjia mund të përdoret pa ndezur helikat. Dhe kjo është veçanërisht e përshtatshme kur avioni është në tokë.

kompresor

Kjo pjesë përbëhet nga dy deri në gjashtë faza, duke ju lejuar të perceptoni ndryshime të rëndësishme në temperaturë dhe presion, si dhe të zvogëloni shpejtësinë. Falë këtij dizajni, është e mundur të zvogëlohet pesha dhe dimensionet, gjë që është shumë e rëndësishme për motorët e avionëve. Kompresori përfshin shtytës dhe një lopatë udhëzuese. Kjo e fundit mund ose nuk mund të rregullohet.

Helika

Kjo pjesë gjeneron shtytje, por shpejtësia është e kufizuar. Treguesi më i mirë konsiderohet të jetë një nivel nga 750 në 1500 rpm, pasi merritet, efikasiteti do të fillojë të bjerë, dhe në vend të përshpejtimit, helika do të kthehet në një frenim. Fenomeni quhet "efekti i mbylljes". Shkaktohet nga tehet e helikës, të cilat, me shpejtësi të lartë, kur rrotullohen mbi shpejtësinë e zërit, fillojnë të funksionojnë gabimisht. I njëjti efekt do të vërehet duke rritur diametrin e tyre.

Turbinë

Turbina është e aftë të përshpejtojë deri në njëzet mijë rrotullime në minutë, por vidhosja nuk do të jetë në gjendje të përputhet me të, kështu që ekziston një ingranazh reduktues që zvogëlon shpejtësinë dhe rrit çift rrotullues. Reduktuesit mund të jenë të ndryshëm, por detyra e tyre kryesore, pavarësisht nga lloji, është të zvogëlojnë shpejtësinë dhe të rrisin çift rrotullues.

Është kjo karakteristikë që kufizon përdorimin e turbopropave në avionët ushtarakë. Sidoqoftë, zhvillimet për krijimin e një motori supersonik nuk ndalen, megjithëse nuk janë ende të suksesshme. Për të rritur shtytjen, ndonjëherë një motor turboprop furnizohet me dy helikë. Në të njëjtën kohë, ata zbatojnë parimin e funksionimit për shkak të rrotullimit në drejtime të kundërta, por me ndihmën e një kuti ingranazhi.

Si shembull, mund të konsiderojmë motorin D-27 (turbopropfan), i cili ka dy tifozë me vidë të bashkangjitur në një turbinë të lirë nga një kuti ingranazhi. Ky është i vetmi model i këtij dizajni i përdorur në aviacionin civil. Por aplikimi i tij i suksesshëm konsiderohet një hap i madh në përmirësimin e performancës së të konsideruaritmotor.

Avantazhet dhe disavantazhet

Le të theksojmë pluset dhe minuset që karakterizojnë funksionimin e një motori turboprop. Përfitimet janë:

• peshë e lehtë në krahasim me njësitë e pistonit;
• ekonomi në krahasim me motorët turbojet (falë helikës, efikasiteti arrin tetëdhjetë e gjashtë përqind).

Megjithatë, pavarësisht nga avantazhet e tilla të pamohueshme, motorët jet janë në disa raste opsioni i preferuar. Kufiri i shpejtësisë së një motori turboprop është shtatëqind e pesëdhjetë kilometra në orë. Sidoqoftë, kjo nuk mjafton për aviacionin modern. Gjithashtu, zhurma e krijuar është shumë e lartë, duke tejkaluar vlerat e lejuara të Organizatës Ndërkombëtare të Aviacionit Civil.

Prandaj, prodhimi i motorëve turboprop në Rusi është i kufizuar. Ato janë instaluar kryesisht në avionë që fluturojnë në distanca të gjata dhe me shpejtësi të ulët. Pastaj aplikimi justifikohet.

Megjithatë, në aviacionin ushtarak, ku karakteristikat kryesore që duhet të kenë avionët janë manovrimi i lartë dhe funksionimi i qetë dhe jo efikasiteti, këta motorë nuk plotësojnë kërkesat e nevojshme dhe këtu përdoren njësitë turbojet.

Në të njëjtën kohë, po zhvillohen zhvillime për krijimin e helikave supersonike në mënyrë që të kapërcehet "efekti i bllokimit" dhe të arrihet një nivel i ri. Ndoshta, kur shpikja të bëhet realitet, motorët e avionëve do të braktisen në favor të turbopropave dhe në ushtriaeroplanët. Por për momentin, ato mund të quhen vetëm "kuajt e punës", jo më të fuqishmit, por funksionojnë më të qëndrueshëm.