Azərbaycanca AzərbaycancaБеларускі БеларускіDansk DanskDeutsch DeutschEspañola EspañolaFrançais FrançaisIndonesia IndonesiaItaliana Italiana日本語 日本語Қазақ ҚазақLietuvos LietuvosNederlands NederlandsPortuguês PortuguêsРусский Русскийසිංහල සිංහලแบบไทย แบบไทยTürkçe TürkçeУкраїнська Українська中國人 中國人United State United StateAfrikaans Afrikaans
Підтримка
www.wikidata.uk-ua.nina.az

Рушійне сопло сопло яке перетворює внутрішню енергію робочого газу в рушійну силу саме сопло яке утворює струмінь відокр

Реактивне сопло

Реактивне сопло

Рушійне сопло — сопло, яке перетворює внутрішню енергію робочого газу в рушійну силу; саме сопло, яке утворює струмінь, відокремлює газову турбіну або газогенератор від реактивного двигуна.

image
Сопло векторизованої тяги

Рушливі сопла прискорюють доступний газ до дозвукових, трансзвукових або надзвукових швидкостей залежно від налаштування потужності двигуна, їх внутрішньої форми та тиску на вході в сопло та на виході з нього. Внутрішня форма може бути конвергентною або конвергентно-розбіжною (CD). Форсунки CD можуть розганяти струмінь до надзвукових швидкостей в межах розбіжної секції, тоді як конвергентні форсунки не можуть розганяти струмінь вище звукової швидкості.

Рушливі сопла можуть мати фіксовану геометрію або вони можуть мати змінну геометрію, щоб створити різні зони виходу для керування роботою двигуна, якщо він обладнаний камерою допалювання або системою повторного підігріву. Якщо двигуни з дожигом оснащені форсункою CD, площа горловини є змінною. Сопла для надзвукових швидкостей польоту, при яких генеруються високі коефіцієнти тиску сопла, також мають розходяться ділянки змінної площі. Турбореактивні двигуни можуть мати додаткове та окреме рушійне сопло, яке додатково прискорює перепускне повітря.

Форсунки також діють як обмежувачі, наслідки яких є важливим аспектом конструкції двигуна.

Принципи роботи

  • Форсунка працює відповідно до ефекту Вентурі, щоб привести вихлопні гази до навколишнього тиску, утворюючи з них рушійний струмінь; якщо тиск перед соплом достатньо високий, потік досягне звукової швидкості (дросель). Роль форсунки в протитиску двигуна пояснюється нижче.
  • Енергія для прискорення потоку надходить від температури і тиску газу. Газ розширюється адіабатично з малими втратами і, отже, з високою ефективністю. Газ прискорюється до кінцевої швидкості на виході, яка залежить від тиску та температури на вході в сопло, тиску навколишнього середовища, до якого він виходить (якщо потік не заглушено), і ефективності розширення. Ефективність є мірою втрат через тертя, неосьову розбіжність, а також витік у соплах CD.
  • Повітряні двигуни створюють передню тягу на планер, передаючи чистий задній імпульс вихлопним газам. Якщо тяга перевищує опір літака, що рухається в повітрі, він прискориться. Струмінь може бути або не бути повністю розширеним.
  • На деяких двигунах, обладнаних форсажною камерою, площа сопла змінюється в умовах без форсажу або сухої тяги. Зазвичай форсунка повністю відкрита для запуску та холостого ходу. Потім він може закритися, коли важіль тяги просувається вперед, досягаючи своєї мінімальної площі перед або на військовій або максимальній сухій тязі. Два приклади такого керування - General Electric J-79 і Туманський РД-33 у МІГ-29. Причини зміни площі сопла пояснюються в розділі: Контроль площі сопла під час сухої роботи.

Види сопел

image
Змінна вихлопна форсунка на турбовентиляторі GE F404-400 з низьким байпасом, встановленому на Boeing F/A-18 Hornet.

Дозвукові двигуни без форсажу мають сопла фіксованого розміру, оскільки зміни продуктивності двигуна з висотою та дозвуковими швидкостями польоту прийнятні з фіксованим соплом. Але це не так на надзвукових швидкостях, як виконано в Конкордах.

З іншого боку, деякі цивільні турбовентилятори з високим коефіцієнтом байпасу контролюють робочу лінію вентилятора за допомогою конвергентно-розбіжного сопла з надзвичайно низьким (менше 1,01) коефіцієнтом площі байпасного (або змішаного) потоку вихлопних газів. На низьких швидкостях повітря таке налаштування змушує сопло діяти так, ніби воно має змінну геометрію, запобігаючи його задусінню та дозволяючи йому прискорювати та сповільнювати вихлопний газ, що наближається до горловини та розбіжної секції відповідно. Отже, зона виходу сопла контролює збіг вентилятора, який, будучи більшим за горловину, трохи відтягує робочу лінію вентилятора від імпульсу. На вищих швидкостях польоту стрибок у впускному отворі затискає горло і змушує зону сопла диктувати відповідність вентилятора; сопло, будучи меншим за вихід, змушує горловину злегка штовхати робочу лінію вентилятора в бік хвилі. Однак це не проблема, тому що запас перенапруги вентилятора набагато більший на високих швидкостях польоту.

image
Ракетне сопло на V2.

У ракетних двигунах також використовуються конвергентно-розбіжні сопла, але вони зазвичай мають фіксовану геометрію, щоб мінімізувати вагу. Через високі коефіцієнти тиску, пов’язані з польотом ракети, конвергентно-розбіжні сопла ракетних двигунів мають набагато більше співвідношення площ (вихід/горло), ніж ті, що встановлені на реактивних двигунах.

У турбовентиляторних установках, які не потребують вторинного повітряного потоку, який накачується вихлопними газами двигуна, використовується сопло CD зі змінною геометрією. Ці двигуни не потребують зовнішнього охолоджувального повітря, необхідного для турбореактивних двигунів (корпус гарячої форсажної камери).

Розбіжне сопло може бути невід'ємною частиною пелюстки сопла форсажу, кутове розширення після горловини. Пелюстки рухаються вздовж вигнутих доріжок, а осьове переміщення та одночасне обертання збільшують площу горла для допалювання, тоді як задня частина стає розбіжністю з більшою площею виходу для більш повного розширення на вищих швидкостях. Прикладом є TF-30 (F-14).

Основні та вторинні пелюстки можуть бути з’єднані шарнірно разом і приводитися в дію за допомогою того самого механізму для забезпечення контролю форсажу та високого коефіцієнта розширення тиску сопла, як на EJ200 (Eurofighter). Інші приклади можна знайти на F-15, F-16, B-1B.

Див. також

Примітки

  1. "Jet Propulsion for Aerospace Applications" second edition, Hesse and Mumford, Pitman Publishing Corporation p136
  2. "Nozzle Selection and Design Criteria"AIAA 2004-3923, Fig11
  3. "Nozzle Selection and Design Criteria"AIAA 2004-3923
  4. "Jet Propulsion" Nicholas Cumpsty, , p144
  5. "Jet Propulsion" Nicholas Cumpsty, , p243
  6. "Exhaust nozzles for Propulsion Systems with Emphasis on Supersonic Aircraft" Leonard E. Stitt, NASA Reference Publication 1235, May 1990, para 2.2.9
  7. J79-15/-17 Turbojet Accident Investigation Procedures, Technical Report ASD-TR-75-19, Aeronautical Systems Division, Wright-Patterson Air Force Base Ohio, Fig60 "Nozzle area v Throttle angle
  8. "Flight Manual MIG-29" Luftwaffenmaterialkommando GAF T.O.1F-MIG-29-1, Figure1-6 "Primary nozzle area v throttle angle"
  9. "Design for Air Combat"Ray Whitford p207
  10. "F-14A Installed Nozzle Performance" W.C. Schnell, Grumman Aerospace Corporation, AIAA Paper No. 74-1099

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет

Rushijne soplo soplo yake peretvoryuye vnutrishnyu energiyu robochogo gazu v rushijnu silu same soplo yake utvoryuye strumin vidokremlyuye gazovu turbinu abo gazogenerator vid reaktivnogo dviguna Soplo vektorizovanoyi tyagi Rushlivi sopla priskoryuyut dostupnij gaz do dozvukovih transzvukovih abo nadzvukovih shvidkostej zalezhno vid nalashtuvannya potuzhnosti dviguna yih vnutrishnoyi formi ta tisku na vhodi v soplo ta na vihodi z nogo Vnutrishnya forma mozhe buti konvergentnoyu abo konvergentno rozbizhnoyu CD Forsunki CD mozhut rozganyati strumin do nadzvukovih shvidkostej v mezhah rozbizhnoyi sekciyi todi yak konvergentni forsunki ne mozhut rozganyati strumin vishe zvukovoyi shvidkosti Rushlivi sopla mozhut mati fiksovanu geometriyu abo voni mozhut mati zminnu geometriyu shob stvoriti rizni zoni vihodu dlya keruvannya robotoyu dviguna yaksho vin obladnanij kameroyu dopalyuvannya abo sistemoyu povtornogo pidigrivu Yaksho dviguni z dozhigom osnasheni forsunkoyu CD plosha gorlovini ye zminnoyu Sopla dlya nadzvukovih shvidkostej polotu pri yakih generuyutsya visoki koeficiyenti tisku sopla takozh mayut rozhodyatsya dilyanki zminnoyi ploshi Turboreaktivni dviguni mozhut mati dodatkove ta okreme rushijne soplo yake dodatkovo priskoryuye perepuskne povitrya Forsunki takozh diyut yak obmezhuvachi naslidki yakih ye vazhlivim aspektom konstrukciyi dviguna Principi robotiForsunka pracyuye vidpovidno do efektu Venturi shob privesti vihlopni gazi do navkolishnogo tisku utvoryuyuchi z nih rushijnij strumin yaksho tisk pered soplom dostatno visokij potik dosyagne zvukovoyi shvidkosti drosel Rol forsunki v protitisku dviguna poyasnyuyetsya nizhche Energiya dlya priskorennya potoku nadhodit vid temperaturi i tisku gazu Gaz rozshiryuyetsya adiabatichno z malimi vtratami i otzhe z visokoyu efektivnistyu Gaz priskoryuyetsya do kincevoyi shvidkosti na vihodi yaka zalezhit vid tisku ta temperaturi na vhodi v soplo tisku navkolishnogo seredovisha do yakogo vin vihodit yaksho potik ne zaglusheno i efektivnosti rozshirennya Efektivnist ye miroyu vtrat cherez tertya neosovu rozbizhnist a takozh vitik u soplah CD Povitryani dviguni stvoryuyut perednyu tyagu na planer peredayuchi chistij zadnij impuls vihlopnim gazam Yaksho tyaga perevishuye opir litaka sho ruhayetsya v povitri vin priskoritsya Strumin mozhe buti abo ne buti povnistyu rozshirenim Na deyakih dvigunah obladnanih forsazhnoyu kameroyu plosha sopla zminyuyetsya v umovah bez forsazhu abo suhoyi tyagi Zazvichaj forsunka povnistyu vidkrita dlya zapusku ta holostogo hodu Potim vin mozhe zakritisya koli vazhil tyagi prosuvayetsya vpered dosyagayuchi svoyeyi minimalnoyi ploshi pered abo na vijskovij abo maksimalnij suhij tyazi Dva prikladi takogo keruvannya General Electric J 79 i Tumanskij RD 33 u MIG 29 Prichini zmini ploshi sopla poyasnyuyutsya v rozdili Kontrol ploshi sopla pid chas suhoyi roboti Vidi sopelZminna vihlopna forsunka na turboventilyatori GE F404 400 z nizkim bajpasom vstanovlenomu na Boeing F A 18 Hornet Dozvukovi dviguni bez forsazhu mayut sopla fiksovanogo rozmiru oskilki zmini produktivnosti dviguna z visotoyu ta dozvukovimi shvidkostyami polotu prijnyatni z fiksovanim soplom Ale ce ne tak na nadzvukovih shvidkostyah yak vikonano v Konkordah Z inshogo boku deyaki civilni turboventilyatori z visokim koeficiyentom bajpasu kontrolyuyut robochu liniyu ventilyatora za dopomogoyu konvergentno rozbizhnogo sopla z nadzvichajno nizkim menshe 1 01 koeficiyentom ploshi bajpasnogo abo zmishanogo potoku vihlopnih gaziv Na nizkih shvidkostyah povitrya take nalashtuvannya zmushuye soplo diyati tak nibi vono maye zminnu geometriyu zapobigayuchi jogo zadusinnyu ta dozvolyayuchi jomu priskoryuvati ta spovilnyuvati vihlopnij gaz sho nablizhayetsya do gorlovini ta rozbizhnoyi sekciyi vidpovidno Otzhe zona vihodu sopla kontrolyuye zbig ventilyatora yakij buduchi bilshim za gorlovinu trohi vidtyaguye robochu liniyu ventilyatora vid impulsu Na vishih shvidkostyah polotu stribok u vpusknomu otvori zatiskaye gorlo i zmushuye zonu sopla diktuvati vidpovidnist ventilyatora soplo buduchi menshim za vihid zmushuye gorlovinu zlegka shtovhati robochu liniyu ventilyatora v bik hvili Odnak ce ne problema tomu sho zapas perenaprugi ventilyatora nabagato bilshij na visokih shvidkostyah polotu Raketne soplo na V2 U raketnih dvigunah takozh vikoristovuyutsya konvergentno rozbizhni sopla ale voni zazvichaj mayut fiksovanu geometriyu shob minimizuvati vagu Cherez visoki koeficiyenti tisku pov yazani z polotom raketi konvergentno rozbizhni sopla raketnih dviguniv mayut nabagato bilshe spivvidnoshennya plosh vihid gorlo nizh ti sho vstanovleni na reaktivnih dvigunah U turboventilyatornih ustanovkah yaki ne potrebuyut vtorinnogo povitryanogo potoku yakij nakachuyetsya vihlopnimi gazami dviguna vikoristovuyetsya soplo CD zi zminnoyu geometriyeyu Ci dviguni ne potrebuyut zovnishnogo oholodzhuvalnogo povitrya neobhidnogo dlya turboreaktivnih dviguniv korpus garyachoyi forsazhnoyi kameri Rozbizhne soplo mozhe buti nevid yemnoyu chastinoyu pelyustki sopla forsazhu kutove rozshirennya pislya gorlovini Pelyustki ruhayutsya vzdovzh vignutih dorizhok a osove peremishennya ta odnochasne obertannya zbilshuyut ploshu gorla dlya dopalyuvannya todi yak zadnya chastina staye rozbizhnistyu z bilshoyu plosheyu vihodu dlya bilsh povnogo rozshirennya na vishih shvidkostyah Prikladom ye TF 30 F 14 Osnovni ta vtorinni pelyustki mozhut buti z yednani sharnirno razom i privoditisya v diyu za dopomogoyu togo samogo mehanizmu dlya zabezpechennya kontrolyu forsazhu ta visokogo koeficiyenta rozshirennya tisku sopla yak na EJ200 Eurofighter Inshi prikladi mozhna znajti na F 15 F 16 B 1B Div takozhSoplo De LavalyaPrimitki Jet Propulsion for Aerospace Applications second edition Hesse and Mumford Pitman Publishing Corporation p136 Nozzle Selection and Design Criteria AIAA 2004 3923 Fig11 Nozzle Selection and Design Criteria AIAA 2004 3923 Jet Propulsion Nicholas Cumpsty ISBN 0 521 59674 2 p144 Jet Propulsion Nicholas Cumpsty ISBN 0 521 59674 2 p243 Exhaust nozzles for Propulsion Systems with Emphasis on Supersonic Aircraft Leonard E Stitt NASA Reference Publication 1235 May 1990 para 2 2 9 J79 15 17 Turbojet Accident Investigation Procedures Technical Report ASD TR 75 19 Aeronautical Systems Division Wright Patterson Air Force Base Ohio Fig60 Nozzle area v Throttle angle Flight Manual MIG 29 Luftwaffenmaterialkommando GAF T O 1F MIG 29 1 Figure1 6 Primary nozzle area v throttle angle Design for Air Combat Ray Whitford ISBN 0 7106 0426 2 p207 F 14A Installed Nozzle Performance W C Schnell Grumman Aerospace Corporation AIAA Paper No 74 1099

Дата публікації:
Топ