To tylko jedna z 10 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
12. PROCESY TERMODYNAMICZNE W TURBINOWYCH SILNIKACH ŚMIGŁOWYCH Podstawowe schematy silników turbośmigłowych Napęd śmigłowy jest szczególnie korzystny dla samolotów o umiarkowanych prędkościach lotu. Stąd wynika celowość stosowania tego napędu z użyciem silników turbinowych, zwłaszcza przy większych zapotrzebowaniach mocy. Napęd tłokowy został już praktycznie wyeliminowany z lotnictwa dla silników o mocach większych od 300÷500 kW. Zalety silników turbinowych: małe wymiary gabarytowe, mała masa konstrukcji oraz osiągane coraz mniejsze wartości jednostkowego zużycia paliwa, znaczna niezawodność działania i duża trwałość, sięgająca kilku lub nawet kilkunastu tysięcy godzin, spowodowały ich powszechne użycie jako napędu średnich samolotów pasażerskich oraz ciężkich samolotów transportowych. Wymienione tu zalety sprzyjały wykorzystaniu silników turbinowych jako napędu także średnich i ciężkich śmigłowców. O szerokim stosowaniu turbinowych silników śmigłowych i śmigłowcowych w lotnictwie wojskowym zadecydowały walory eksploatacyjne tych silników (łatwość rozruchu w niskiej temperaturze, zdolność do ich natychmiastowego obciążenia po rozruchu oraz użycie tego samego paliwa (nafty) co w turbinowych silnikach odrzutowych samolotów bojowych).
Szczególnie korzystne przebiegi charakterystyk momentu obrotowego do napędu śmigłowców mają silniki turbinowe z oddzielną turbiną napędową. Dwuwirnikowe silniki z oddzielną turbiną napędową już od wielu lat są wykorzystywane do napędu śmigłowców. Te silniki są przeważnie produkowane w dwóch wersjach:
śmigłowcowej i śmigłowej, różniących się sposobem przekazywania momentu obrotowego oraz pewnymi elementami w układach automatycznego sterowania. W wersji śmigłowej (samolotowej) silnik ma śmigłową przekładnię redukcyjną, stanowiącą uzupełnienie przekładni wstępnej, wspólnej dla obu wersji. W wersji śmigłowcowej moment obrotowy z przekładni wstępnej jest przekazywany na przekładnię redukcyjną wirnika nośnego śmigłowca. Na rysunku 12.1 pokazano schematy podstawowych układów konstrukcyjnych turbinowych silników śmigłowych i śmigłowcowych z zaznaczeniem przenoszenia napędu na śmigło lub wirnik nośny śmigłowca. We wstępnych przekładniach redukcyjnych silników śmigłowcowych przełożenia dobiera się tak, aby prędkość obrotowa wału przekazującego moment obrotowy na reduktor wirnika nośnego wynosiła 5500÷6000 obr/min. Zapewnia to zamienność stosowanych w śmigłowcach silników różnych firm w zależności od zapotrzebowania mocy do napędu danej wersji śmigłowca lub dostępności handlowej silnika w kraju producenta śmigłowca.
Rys. 12.1 Schematy podstawowych uk ł adów konstrukcyjnych turbinowych silników śmig
(…)
… z oddzielną turbiną napędową, e — śmigłowcowy silnik z dwuwirnikową sprężarką i oddzielną turbiną napędową
1 - sprężarka niskiego ciśnienia, 1' - sprężarka wysokiego ciśnienia, 2 - komora spalania, 3 - turbina wysokiego ciśnienia, 3' - turbina napędowa, 3” - turbina średniego ciśnienia 4 - śmigłowa przekładnia redukcyjna, 4' -wstępna przekładnia redukcyjna
Obieg turbinowego silnika śmigłowego
Obiegi…
… jest jako stosunek pracy obiegu do ciepła teoretycznego jakie powinno wydzielić się w komorze spalania q0.
(12.21)
sprawność napędowa k - określona jest stosunkiem całkowitej pracy ciągu do pracy obiegu:
(12.22)
Sprawność ta uwzględnia straty energii w strumieniu śmigłowym i straty energii kinetycznej spalin wypływających z silnika. W przypadku znikomej prędkości wypływu strumienia z dyszy silnika sprawności…
… składa się z następujących przemian: H-1 Politropowe sprężanie powietrza w układzie wlotowym silnika. Ze względu na wykorzystywanie turbinowego napędu przy poddźwiękowych prędkościach lotu, spręż dynamiczny jest nieznaczny, a całkowity spręż wlotu nie przekracza wartości 1,5.
1-2 Politropowe sprężanie powietrza w sprężarce.
2-3 Doprowadzenie do strumienia powietrza rzeczywistego ciepła w komorze…
… się pojęcie tzw. pracy zredukowanej, równej co do wartości sumie obu prac: ciągu śmigła i ciągu pochodzącego od reakcji strumienia, lecz skumulowanej do jednego miejsca - najczęściej na wale śmigła. Wówczas otrzymamy;
(12.12)
Po podstawieniu do (12.12) zależności (12.10) dostaniemy:
(12.13)
Iloczyn strumienia masy powietrza przepływającego przez silnik i odpowiedniej pracy daje moc odpowiadającą danej pracy…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)