Turboprop motor: cihaz, şema, çalışma prensibi. Rusya'da turboprop motorların üretimi

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

Turboprop motor, pistonlu motora benzer: her ikisinin de pervanesi vardır. Ama diğer her şekilde farklılar. Bu birimin ne olduğunu, nasıl çalıştığını, artıları ve eksileri neler olduğunu düşünün.

Genel özellikler

Turboprop motor, evrensel enerji dönüştürücüler olarak geliştirilen ve havacılıkta yaygın olarak kullanılan gaz türbini motorları sınıfına aittir. Genleşen gazların türbini döndürdüğü ve tork ürettiği bir ısı motorundan ve şaftına bağlı diğer birimlerden oluşurlar. Turboprop motor, bir pervane ile sağlanır.

Piston ve turbojet üniteleri arasındaki geçiştir. İlk başta, pistonlu motorlar, içinde şaft bulunan yıldız şeklindeki silindirlerden oluşan uçağa yerleştirildi. Ancak boyutlarının ve ağırlığının çok büyük olması ve ayrıca düşük hız kabiliyetine sahip olmaları nedeniyle artık kullanılmadılar, ortaya çıkan turbojet kurulumları tercih edildi. Ancak bu motorlar dezavantajsız değildi. Onlarsüpersonik hız geliştirir, ancak çok fazla yakıt tüketir. Bu nedenle operasyonları yolcu taşımacılığı için çok pahalıydı.

Turboprop motor böyle bir eksiklikle başa çıkmak zorunda kaldı. Ve bu sorun çözüldü. Tasarım ve çalışma prensibi, bir turbojet motor mekanizmasından ve pervaneler bir pistonlu motordan alınmıştır. Böylece küçük boyutları, ekonomiyi ve yüksek verimliliği bir araya getirmek mümkün oldu.

Motorlar geçen yüzyılın otuzlu yıllarında Sovyetler Birliği döneminde icat edildi ve üretildi ve yirmi yıl sonra seri üretime geçti. Güç 1880 ila 11000 kW arasında değişiyordu. Uzun bir süre askeri ve sivil havacılıkta kullanıldılar. Ancak süpersonik hız için uygun değillerdi. Bu nedenle, askeri havacılıkta bu tür kapasitelerin ortaya çıkmasıyla birlikte terk edildiler. Ancak sivil uçaklar çoğunlukla bunlarla birlikte tedarik edilir.

Turboprop motorun cihazı ve çalışma prensibi

Motorun tasarımı çok basittir. Şunları içerir:

• redüktör;
• pervane;
• yanma odası;
• kompresör;
• nozzle.

Bir turboprop motorun şeması şu şekildedir: Bir kompresör tarafından enjekte edilip sıkıştırıldıktan sonra, hava yanma odasına girer. Yakıtın enjekte edildiği yer burasıdır. Ortaya çıkan karışım, genleştiğinde türbine giren ve döndüren gazları tutuşturur ve oluşturur ve sırayla kompresörü ve vidayı döndürür. Harcanmamışenerji memeden çıkar ve jet itişi oluşturur. Değeri önemli olmadığı için (sadece yüzde on), bir turboprop motor, turbojet motor olarak kabul edilmez.

Ancak çalışma ve tasarım prensibi buna benzer, ancak buradaki enerji jet itişi oluşturarak nozuldan tamamen kaçmaz, ancak yalnızca kısmen, çünkü faydalı enerji pervaneyi de döndürür.

Çalışan şaft

Bir veya iki şaftlı motorlar var. Tek şaftlı versiyonda kompresör, türbin ve pervane aynı şaft üzerinde bulunur. İki şaftlı olanda, bir tanesine bir türbin ve bir kompresör, diğerine ise bir dişli kutusundan bir pervane monte edilmiştir. Ayrıca gaz-dinamik bir şekilde birbirine bağlı iki türbin bulunmaktadır. Biri pervane, diğeri kompresör içindir. Bu seçenek en yaygın olanıdır, çünkü pervaneler çalıştırılmadan enerji uygulanabilir. Ve bu özellikle uçak yerdeyken kullanışlıdır.

Kompresör

Bu bölüm, sıcaklık ve basınçtaki önemli değişiklikleri algılamanıza ve hızı düşürmenize olanak tanıyan iki ila altı aşamadan oluşur. Bu tasarım sayesinde uçak motorları için çok önemli olan ağırlık ve boyutları az altmak mümkün olmaktadır. Kompresör çarklar ve bir kılavuz kanat içerir. İkincisi düzenlenmiş olabilir veya olmayabilir.

Pervane

Bu kısım itme sağlar, ancak hız sınırlıdır. En iyi gösterge, 750 ila 1500 rpm arasında bir seviye olarak kabul edilir, çünküartarsa verim düşmeye başlayacak ve hızlanma yerine pervane frene dönüşecektir. Bu fenomene "kilitleme etkisi" denir. Yüksek hızlarda, ses hızının üzerinde dönerken yanlış çalışmaya başlayan pervane kanatlarından kaynaklanır. Aynı etki, çaplarını artırarak da gözlemlenecektir.

Türbin

Türbin dakikada yirmi bin devire kadar hız yapabilir, ancak vida buna uyamayacak, bu nedenle hızı az altan ve torku artıran bir redüksiyon dişlisi var. Redüktörler farklı olabilir, ancak türlerinden bağımsız olarak ana görevleri hızı az altmak ve torku artırmaktır.

Askeri uçaklarda turbopropların kullanımını sınırlayan bu özelliktir. Ancak, süpersonik bir motor yaratma konusundaki gelişmeler, henüz başarılı olmasa da durmuyor. İtişi artırmak için, bazen iki pervaneli bir turboprop motor sağlanır. Aynı zamanda zıt yönlerde dönme nedeniyle çalışma prensibini ancak bir dişli kutusu yardımıyla uygularlar.

Örnek olarak, serbest bir türbine bir dişli kutusu ile bağlı iki vidalı fana sahip D-27 motorunu (turbopropfan) ele alabiliriz. Bu tasarımın sivil havacılıkta kullanılan tek modelidir. Ancak başarılı uygulaması, dikkate alınanların performansını iyileştirmede büyük bir sıçrama olarak kabul edilir.motor.

Avantajlar ve dezavantajlar

Bir turboprop motorun çalışmasını karakterize eden artıları ve eksileri vurgulayalım. Avantajları:

• piston ünitelerine kıyasla hafif;
• turbojet motorlara kıyasla ekonomi (pervane sayesinde verim yüzde seksen altıya ulaşır).

Ancak, bu inkar edilemez avantajlara rağmen, jet motorları bazı durumlarda tercih edilen seçenektir. Bir turboprop motorun hız sınırı saatte yedi yüz elli kilometredir. Ancak, bu modern havacılık için yeterli değildir. Ayrıca üretilen gürültü çok yüksek, Uluslararası Sivil Havacılık Örgütü'nün izin verilen değerlerini aşıyor.

Bu nedenle, Rusya'da turboprop motorların üretimi sınırlıdır. Esas olarak uzun mesafelerde ve düşük hızlarda uçan uçaklara kurulurlar. O zaman uygulama haklı çıkar.

Ancak, uçakların sahip olması gereken temel özelliklerin yüksek manevra kabiliyeti ve sessiz çalışma olduğu ve verimlilik olmadığı askeri havacılıkta bu motorlar gerekli gereksinimleri karşılamamakta ve burada turbojet üniteleri kullanılmaktadır.

Aynı zamanda, "kilitleme etkisinin" üstesinden gelmek ve yeni bir seviyeye ulaşmak için süpersonik pervaneler yaratmak için geliştirmeler yapılıyor. Belki buluş gerçeğe dönüştüğünde, jet motorları turboproplar lehine ve askeriyeden vazgeçilecek.uçaklar. Ancak şu anda, en güçlü değil, istikrarlı işleyenler, yalnızca "işgücü" olarak adlandırılabilirler.