Авиадвигатель: классификация силовых агрегатов
Авиационный двигатель – это силовой агрегат, который используется в летательных аппаратах различного назначения для реализации силы тяги, требуемой для полета в атмосфере.
К авиационным двигателям предъявляют все более жесткие требования по эффективности и надежности, топливной экономичности, мощности, тяге и размерам. Поэтому конструкторы разрабатывают все новые и новые модели силовых агрегатов.
Классификаций авиационных двигателей существует достаточно большое количество.
По методу создания тяги агрегаты делятся на винтовые, реактивные и газотурбинные. Это самое распространенное разделение авиадвигателей на категории.
Поршневой авиадвигатель
Винтовые (поршневые) авиационные моторы представляют собой двигатели внутреннего сгорания, имеющие несколько поршней.
Именно они устанавливались на первые летательные аппараты. Со временем такие авиадвигатели уступили место более мощным и эффективным моторам, так как в связи с особенностями работы поршневого авиадвигателя при росте скорости самолета падает тяга. Это не дает летательным аппаратам развивать скорость выше 700 км/час.
Однако поршневые силовые агрегаты до сих пор применяются при производстве самолетов так называемой легкой авиации.
Устройство и принцип действия авиационного поршневого двигателя напоминает обычный автомобильный мотор.
Внутри цилиндров под действием рабочей среды высокого давления перемещаются поршни, передавая движения на винт самолета.
В качестве топлива в поршневых авиадвигателях применяются сжиженные горючие газы, бензин.
Поршневой двигатель имеет достаточно простые конструкцию и принцип действия, именно благодаря этому они все еще имеют спрос, несмотря на невысокий коэффициент полезного действия.
Еще одним недостатком поршневых двигателей является быстрый износ рабочих деталей. Однако появляются новые способы снижения износа, позволяющие значительно повысить ресурс поршневых агрегатов.
Для увеличения срока службы и надежности работы поршневых двигателей самолетов малой авиации используют современные смазочные материалы, которые повышают эксплуатационные характеристики моторов.
Так, на юбки поршней наносят антифрикционные твердосмазочные покрытия MODENGY 1003 и MODENGY 1007.
MODENGY 1007 – покрытие на основе авиационного особо термостойкого класса полимеров с выдающимся комплексом триботехнических и физико-механических характеристик.
Создание твердого смазочного слоя на поверхности деталей снижает трение даже при высоких усилиях на боковые поверхности поршня при движении и перекладке, предотвращает образование задиров и других повреждений, повышает ресурс работы авиационных моторов в целом.
Реактивный авиадвигатель
Реактивные авиационные двигатели являются одними из самых распространенных силовых установок, используемых в авиаконструкторском деле.
Данный вид агрегатов сочетает в себе непосредственно сам мотор и устройство, преобразующее его энергию в перемещение самолета только за счет взаимодействия с рабочей средой без контакта с иными телами.
Рабочей средой является смесь атмосферного воздуха и продуктов горения топлива. Нагреваясь, среда расширяется и создает реактивную тягу.
Горючим выступают уголь, авиационный керосин, спирты, нефтяные фракции.
По способу нагнетания воздуха перед камерой сгорания авиадвигатели делятся на бескомпрессорные, в которых давление среды повышается исключительно за счет высокой скорости потока, и компрессорные, использующие специальные устройства для сжатия воздуха.
Тяговая мощность реактивного двигателя увеличивается по мере роста скорости движения летательного аппарата, что позволяет осуществлять полеты на большой высоте и с высокой скоростью. Также преимуществами реактивных двигателей является высокая надежность и производительность, поэтому они широко распространены не только в авиастроении, но и в ракетостроении и космической технике.
Газотурбинный авиадвигатель
Термин газотурбинный двигатель включает в себя целый ряд видов моторов: турбореактивные, турбовинтовые, винтовентиляторные устройства.
В газотурбинных установках воздух перед сжиганием с горючим в камере сгорания сжимается в компрессоре, который приводится в движение газовой турбиной.
Для обеспечения работы газовой турбины используется энергия части продуктов сгорания. Другая часть энергии расширенных газов применяется для повышения тяги, вращения винта или другой полезной работы.
Газотурбинные двигатели отличаются высокой мощностью, а также высоким коэффициентом полезного действия, который при движении летательного аппарата на большой скорости превышает 45 %.