Техника - молодёжи 1970-10, страница 37
этого порока. Они широко применяются на самолетах, но только для дозвукового полета. В турбине используется почти весь тепловой перепад, и скорость истечения газа из сопла (то есть тяга от прямой реакции) мала. Увеличенное против ТРД количество ступеней турбины, а также наличие воздушного винта и редуктора (винт вращается намного медленнее турбины) делает ТВД относительно тяжелыми. Однако по сравнению с винтомоторным турбовинтовой двигатель той же мощности гораздо миниатюрнее. Он экономичен, самолеты с ним преодолевают без посадки огромные расстояния. Такие двигатели применяются на вертолетах и на судах, локомотивах и автомобилях. Ведь вместо винта может быть любой движитель. Двухконтурный двигатель потому и называется так, что имеет второй (наружный) контур с низконапорным компрессором-вентилятором. У такого турбовентиляторного двигателя тяга больше, чем у обычного ТРД, составляющего только внутренний контур, а удельный расход топлива на дозвуковых скоростях меньше. Однако с ростом скорости преимущество «двухконтурника» в экономичности сходит на нет, и он становится даже менее выгодным, чем обычный ТРД. За счет относительно невысокой скорости выхлопа турбовентиляторный двигатель шумит меньше, чем турбореактивный. А это важно не только для пассажирских самолетов. В мире быстро растет количество технических источников шума, и летательные аппараты среди них занимают далеко не последнее место. Вот почему снижение шума авиадвигателей стало ныне важной проблемой. Высокоскоростную реактивную струю удается слегка утихомирить с помощью глушителя. Но не ласкают ухо и компрессор, вентилятор, винт. Против этих шумов тоже есть конструктивные меры борьбы. Разумеется, они не должны слишком утяжелять самолет и ухудшать его характеристики. Немалую роль в уменьшении шума играет взаимное расположение двигателей на самолете. Например, пакетная установка их в одной плоскости, как на ТУ-144, с этой точки зрения рациональна. Выбор их типа и количества, размеров, веса и величины тяги зависит в первую очередь от конкретной компоновки машины, от ее габаритов и назначения. По условиям надежности (да и уровню производимого шума) на самолете лучше было бы иметь много мелких двигателей с необходимой суммарной тягой. Тогда выход из строя одного из них или даже нескольких мало влиял бы на условия полета. Увы, при этом непомерно |растут вес и размеры самолета, а зиачит, его лобовое (сопротивление; усложняется (и конструкция, повышается стоимость машины, ее эксплуатации и обслуживания. Поэтому-то при проектировании учитывается много факторов. Например, у истребителя, перевозимая нагрузка и запасы топлива которого не велики, двигатели обычно устанавливают в фюзеляже — лобовое сопротивление машины минимальное. Иное дело — транспортный самолет. Его фюзеляж — кузов, и двигатели приходится размещать в гондолах перед крылом, под ним или на хвосте. От схемы размещения двигателей во многом зависит характер их взаимодействия с воздухозаборниками и соплами. Ведь при различных режимах полета расходы газа через эти устройства и двигатель должны быть четко согласованы. Иначе рее ухищрения по повышению тяги (увеличение температуры газа перед турбиной, форсаж) могут пойти насмарку. Мало того, может нарушиться устойчивая работа двигателя и даже произойти его авария. Такое расположение воздухозаборников, как на ТУ-144, позволяет использовать предварительное — подкрыльевое — сжатие потока и иметь меньшую площадь входа (и меньшее лобовое сопротивление), нежели в случае размещения силовой установки перед крылом. Вместе с тем, если гондолы с двигателями подвешены снизу, приходится делать высокие шасси — при взлете и посадке в двигатели не должны попадать камни и грязь. Нелегко звукоизолировать пассажирский салон, когда источник шума находится тут же, рядышком. Если же располагать двигатели в хвостовой части фюзеляжа, как это сделано, например, на самолетах ИЛ-62, ЯК-40 и ТУ-154, шум от них в кабине меньше — он уносится воздушным потоком. Да и акустические нагрузки на конструкцию машины гораздо слабее. Освобожденное от громоздких гондол, «чистое» крыло имеет лучшие аэродинамические качества, его проще механизировать. Сравните установку двигателей под крылом и в хвостовой части фюзеляжа. Во втором случае высокое расположение гондол уменьшает опасность попадания в воздушный канал предметов, оказавшихся на аэродроме, а также птиц. Для них стоящее впереди крыло служит заградительным «барьером». Когда двигатели в хвосте, меньше опасность их повреждения при крене машины на взлете и посадке, при вынужденном приземлении с убранными шасси. Если гондолы располагать ближе друг к другу, как это сделано, например, на ТУ-144 и ИЛ-62, то выход из строя одного двигателя не создаст большой асимметрии тяги и самолет не будет «заносить». Но возможность такого «сближения» ограничена: взаимодействие реактивных струй из рядом стоящих сопл может значительно снизить тягу. При компоновке иового самолета приходится решать много проблем и с осторожностью идти на компромиссы, стремясь максимально использовать преимущества и свести к минимуму недостатки, присущие любой конструктивной схеме. ПОЛЕТ С ФОРСАЖЕМ Схема работы сопла и реверса. На фото — глушитель. СТВОРКИ РЕГУЛИРУЮ Ш,И Е КРИТИЧЕСКОЕ СЕЧЕНИЕ /ПЕРВИЧНОЕ СОПЛО/ КОВШОВЫЕ СТВОРКИ РЕВЕРСА БЕСФОРСАЖНЫЙ ПОАЕТ РЕВЕРС ТЯГИ ПРИ ПОСАДКЕ СТВОРКИ ФЛЮГЕРНОГО "ЖЕКТОРА РИЧНОЕ СОПЛО/ 34 |
