Турбовал - Turboshaft

Принципиальная схема, показывающая работу упрощенного турбовального двигателя. Золотник компрессора показан зеленым цветом, а золотник свободного / силового режима - фиолетовым.

Газотурбинный двигатель представляет собой вид газовой турбины , который оптимизирован для получения на валу , а не реактивной тяги . Концептуально турбовальные двигатели очень похожи на турбореактивные , с дополнительным расширением турбины для извлечения тепловой энергии из выхлопных газов и преобразования ее в мощность на выходном валу. Они даже больше похожи на турбовинтовые , с небольшими отличиями, и один двигатель часто продается в обеих формах.

Турбовальные двигатели обычно используются в приложениях, где требуется стабильно высокая выходная мощность, высокая надежность, небольшие размеры и легкий вес. К ним относятся вертолеты , вспомогательные силовые установки , лодки и корабли , танки , суда на воздушной подушке и стационарное оборудование.

Обзор

Турбовальный двигатель может состоять из двух основных узлов: «газогенератора» и «силовой части». Газогенератор состоит из компрессора , камер сгорания с воспламенителями и топливными форсунками , а также одной или нескольких ступеней турбины . Силовая часть состоит из дополнительных ступеней турбин, редуктора и выходного вала. Газогенератор создает горячие расширяющиеся газы для привода силовой части. В зависимости от конструкции агрегаты двигателя могут приводиться в движение газогенератором или силовой частью.

В большинстве конструкций газогенератор и силовая часть механически разделены, поэтому каждая из них может вращаться с разной скоростью, соответствующей условиям, называемой « турбиной свободной мощности ». Турбина со свободным приводом может быть чрезвычайно полезной конструктивной особенностью для транспортных средств, поскольку она позволяет отказаться от веса и стоимости сложных трансмиссий и сцеплений с несколькими передаточными числами .

Необычным примером принципа турбовального двигателя является турбовентиляторный двигатель Pratt & Whitney F135 -PW-600 для STOVL F-35B - в обычном режиме он работает как турбовентиляторный, но при включении LiftFan частично переключается в режим турбовального двигателя, чтобы отправить 29000 мощность вперед через вал и частично в режим ТРДД, чтобы продолжать передавать тягу на вентилятор главного двигателя и заднее сопло.

На больших вертолетах используются два или три турбовальных двигателя. В Ми-26 использует два Лотарев D-136 по 11400 л.с. каждый, в то время как Сикорский CH-53E Супер жеребец использует три General Electric T64 по 4380 л.с. каждый.

Газовая турбина Austin 250 л.с., секционная

История

Первый газотурбинный двигатель, предназначенный для боевой бронированной машины, GT 101, основанный на турбореактивном двигателе BMW 003 , был испытан на танке Panther в середине 1944 года. Первый турбовальный двигатель для винтокрылых машин был построен французской моторной фирмой Turbomeca во главе с ее основателем Джозефом Шидловски . В 1948 году они построили первый турбинный двигатель французской разработки, 100-сильный 782. Первоначально задуманный как вспомогательная силовая установка , вскоре он был адаптирован для силовой установки самолетов и нашел свою нишу в качестве силовой установки для вертолетов с турбонаддувом в 1950-х годах. . В 1950 году Turbomeca использовала свои разработки от 782-го для разработки более крупного 280-сильного Artouste , который широко использовался на Aérospatiale Alouette II и других вертолетах. Это произошло после экспериментальной установки турбовального двигателя Boeing T50 на примере синхронизатора Kaman K-225 11 декабря 1951 года как первого в мире вертолета с турбовальным двигателем любого типа, который летал. Т-80 танк, который был введен в эксплуатацию с советской армией в 1976 году, был первый резервуар , чтобы использовать газовую турбину в качестве своего основного двигателя. С 1980 года в армии США эксплуатируется танк M1 Abrams , который также имеет газотурбинный двигатель. (На большинстве танков используются поршневые дизельные поршневые двигатели.) Шведский Stridsvagn 103 был первым танком, в котором газовая турбина использовалась в качестве вторичного мощного «спринтерского» двигателя для увеличения производительности первичного поршневого двигателя. Турбовальные двигатели, используемые во всех этих баках, имеют значительно меньше деталей, чем поршневые двигатели, которые они заменяют или дополняют, механически очень надежны, производят пониженный внешний шум и работают практически на любом топливе: бензине (бензине), дизельном топливе и авиационном топливе.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Уорик, Грэм. « F-35B - Вызовы STOVL, заархивированные 13 апреля 2014 г. на Wayback Machine » Неделя авиации и космических технологий , 9 декабря 2011 г. Дата обращения : 10 апреля 2014 г.
  2. ^ " Ми-26 HALO " fas.org , 21 сентября 1999 г. Проверено: 10 апреля 2014 г.
  3. ^ " О GE T64 " BGA-aeroweb , 17 мая 2012 г. Проверено: 10 апреля 2014 г.
  4. Перейти ↑ Kay, Antony, German Jet Engine and Gas Turbine Development 1930-1945 , Airlife Publishing, 2002
  5. ^ "1955: SE3130, вертолет alouette, turbomeca - Eurocopter, компания EADS" . 2015-12-22. Архивировано из оригинала на 2015-12-22 . Проверено 2 ноября 2019 .
  6. ^ "Смитсоновский национальный музей авиации и космонавтики - Kaman K-225" . airandspace.si.edu . NASM . Проверено 14 января 2015 года .

внешние ссылки