В нашей онлайн базе уже более 10821 рефератов!

Список разделов
Самое популярное
Новое
Поиск
Заказать реферат
Добавить реферат
В избранное
Контакты
Украинские рефераты
Статьи
От партнёров

Новости
Загрузка...
Крупнейшая коллекция рефератов
Предлагаем вам крупнейшую коллекцию из 10821 рефератов!

Вы можете воспользоваться поиском готовых работ или же получить помощь по подготовке нового реферата практически по любому предмету. Также вы можете добавить свой реферат в базу.

Реактивные двигатели, устройство, принцип работы

Реактивные двигатели, устройство, принцип работы

Темы: Виды реактивных двигателей, физические основы реактивного движения приразных скоростях.

Введение.

В современной авиации гражданской и военной, вкосмической технике широкое применение получили реактивные двигатели, в основусоздания которых положен принцип получения тяги за счёт силы реакции,возникающей при отбросе от двигателя некоторой массы (рабочего тела), а направление тяги и движения отбрасываемогорабочего тела противоположны. При этом величина тяги пропорциональнапроизведению массы рабочего тела на скорость её отброса. Так упрощённо можноописать работу реактивного двигателя, а настоящая научная теория наглости современныхреактивных двигателей разрабатывалась несколько десятков лет. И в еёоснове и конструкции реактивныхдвигателей лежат труды русских учёных и изобретателей, которые в развитииреактивных двигателей и вообще в ракетной техники всегда занимали ведущееместо. Конечно, к началу работ по ракетной технике в России относится к 1690г., когда было построеноспециальное заведение при активном участии Петра 1 для производства пороховых ракет, которыегораздо ранее были использованы в древнем Китае. Тем не менее пороховые ракетыобразца 1717г. благодаря своим высоким по тому времени качествам использовалисьпочти без изменения в течение около ста лет. А первые попытки созданияавиационного реактивного двигателя следует наверно отнести к 1849 году, когдавоенный инженер И.М. Третесский предложил для передвижения аэростатаиспользовать силу реактивной струи сжатого газа. В 1881 Кибальчич разработалпроект летательного аппарата тяжелее воздуха с реактивным двигателем. Конечно,это были первые попытки использовать силу реактивной струи для летательныхаппаратов, а конечно Н.Е.Жуковский, «отец русской авиации», впервыеразработавший основные вопросы теории реактивного движения, является по правуосновоположником этой теории.

ТрудыРоссийских и советских учёных и конструкторов вместе с трудами наших выдающихсясоотечественников Н.Е.Жуковского, К.Э.Циолковского, В.В.Уварова, В.П.Мишина и многих других являются основой современной реактивной техники, чтопозволило создать высокоскоростные истребители типа……, тяжёлые транспортныесамолёты типа Руслан, сверхзвуковой лайнер Ту- 144, ракетоноситель Энергия и орбитальную станциюМир и многое другое, что является нашей славной историей и гордостью России.

I. Физические основы работы реактивного двигателя.

В основе современных мощных реактивных двигателях различных типов лежит принцип прямой реакции,т.е. принцип создания движущей силы (или тяги) в виде реакции (отдачи) струивытекающего из двигателя «рабочего вещества», обычно — раскалённыхгазов.

Во всех двигателях существует два процессапреобразования энергии. Сначала химическая энергия топлива преобразуется втепловую энергию продуктов сгорания, а затем тепловая энергия используется длясовершения механической работы. К таким двигателям относятся поршневыедвигатели автомобилей, тепловозов,паровые и газовые турбины электростанций и т.д.

Рассмотрим этот процесс применительно к реактивнымдвигателям. Начнем с камеры сгорания двигателя, в котором тем или иным способом, зависящим от типа двигателяи рода топлива, уже создана горючая смесь. Это может быть, например, смесьвоздуха с керосином, как в турбореактивном двигателе современного реактивногосамолёта, или же смесь жидкого кислорода со спиртом, как в некоторых жидкостныхракетных двигателях, или, наконец, какое-нибудь твёрдое топливо пороховыхракет. Горючая смесь может сгорать, т.е. вступать в химическую реакцию с бурнымвыделением энергии в виде тепла. Способность выделять энергию при химическойреакции, и есть потенциальная химическая энергия молекул смеси. Химическаяэнергия молекул связана с особенностями их строения, точнее, строения ихэлектронных оболочек, т.е. того электронного облака, которое окружает ядраатомов, составляющих молекулу. В результате химической реакции, при которойодни молекулы разрушаются, а другие возникают, происходит, естественно,перестройка электронных оболочек. В этой перестройке — источник выделяющейсяхимической энергии. Видно, что топливами реактивных двигателей могут служитьлишь такие вещества, которые при химической реакции в двигателе (сгорании)выделяют достаточно много тепла, а также образуют при этом большое количествогазов. Все эти процессы происходят в камере сгорания, но остановимся нареакции не на молекулярном уровне (этоуже рассмотрели выше), а на «фазах» работы. Пока сгорание неначалось, смесь обладает большим запасом потенциальной химической энергии. Новот пламя охватило смесь, ещё мгновение — и химическая реакция закончена.Теперь уже вместо молекул горючей смеси камеру заполняют молекулы продуктовгорения, более плотно «упакованные». Избыток энергии связи,представляющей собой химическую энергию прошедшей реакции сгорания, выделился.Обладающие этой избыточной энергией молекулы почти мгновенно передали её другиммолекулам и атомам в результате частых столкновений с ними. Все молекулы иатомы в камере сгорания стали беспорядочно, хаотично двигаться со значительноболее высокой скоростью, температура газов возросла. Так произошел переходпотенциальной химической энергии топлива в тепловую энергию продуктов сгорания.

Подобных переход осуществлялся и во всех другихтепловых двигателях, но реактивные двигатели принципиально отличаются от них вотношении дальнейшей судьбы раскалённых продуктов сгорания.

После того, как в тепловом двигателе образовалисьгорячие газы, заключающие в себя большую тепловую энергию, эта энергия должнабыть преобразована в механическую. Ведь двигатели для того и служат, чтобысовершать механическую работу, что-то «двигать», приводить вдействие, все равно, будь то динамо-машина на просьба дополнить рисунками электростанции, тепловоз, автомобиль илисамолёт.

Чтобы тепловая энергия газов перешла в механическую,их объём должен возрасти. При таком расширении газы и совершают работу, накоторую затрачивается их внутренняя и тепловая энергия.

В случае поршневого двигателя расширяющиеся газыдавят на поршень, движущийся внутри цилиндра, поршень толкает шатун, а тот ужевращает коленчатый вал двигателя. Вал связывается с ротором динамомашины,ведущими осями тепловоза или автомобиля или же воздушным винтом самолёта — двигатель совершает полезную работу. В паровой машине, или газовой турбинегазы, расширяясь, заставляют вращать связанное с валом турбиной колесо — здесь отпадает нужда в передаточномкривошипно-шатунном механизме, в чем заключается одно из больших преимуществтурбины

Расширяются газы, конечно, и в реактивном двигателе,ведь без этого они не совершают работы. Но работа расширения в том случае незатрачивается на вращение вала. Связанного с приводным механизмом, как в другихтепловых двигателях. Назначение реактивного двигателя иное — создаватьреактивную тягу, а для этого необходимо, чтобы из двигателя вытекала наружу сбольшой скоростью струя газов — продуктов сгорания: сила реакции этой струи иесть тяга двигателя. Следовательно, работа расширения газообразных продуктов сгорания топлива в двигателе должнабыть затрачена на разгон самих же газов. Это значит, что тепловая энергия газовв реактивном двигателе должна быть преобразована в их кинетическую энергию — беспорядочное хаотическое тепловое движение молекул должно заменитьсяорганизованным их течением в одном, общем для всех направлении.

Для этой цели служит одна из важнейших частейдвигателя, так называемое реактивноесопло. К какому бы не все в там правда типу не принадлежал тот или инойреактивный двигатель, он обязательно снабжен соплом, через которое из двигателянаружу с огромной скоростью вытекают раскалённые газы — продукты сгораниятоплива в двигателе. В одних двигателях газы попадают в сопло сразу же послекамеры сгорания, например, в ракетныхили прямоточных двигателях. В других, турбореактивных, — газы сначала проходятчерез турбину, которой отдают часть своей тепловой энергии. Она расходует вэтом случае для приведения в движение компрессора, служащего для сжатия воздухаперед камерой сгорания. Но, так или иначе, сопло является последней частьюдвигателя — через него текут газы, перед тем как покинуть двигатель.

[1] 2 3

скачать реферат скачать реферат

Похожие рефераты из раздела "Астрономия, Авиация, Космонавтика"


    Новинки
    Интересные новости
    загрузка...

    Заказ реферата
    Заказать реферат
    Счетчики

    Rambler's Top100

    Ссылки
    Все права защищены © 2005-2017 textreferat.com