Оригинальные учебные работы для студентов


Реферат реактивный двигатель и основы работы тепловой машины

Отправить свою хорошую работу в базу знаний. Используйте форму, расположенную ниже Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу реферат реактивный двигатель и основы работы тепловой машины в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны. Вступление С давних времён человек хотел освободиться от физических усилий или облегчить их при перемещении чего-либо, располагать большей силой, быстротой.

Создавались сказания о коврах самолётах, семимильных сапогах и волшебниках, переносящих человека за тридевять земель мановением жезла.

Таская тяжести, люди изобрели тележки, ведь катить легче. Потом они приспособили животных - волов, оленей, собак, больше всего лошадей. Так появились повозки, экипажи. В экипажах люди стремились к комфорту, всё более совершенствуя. Стремление людей увеличить скорость ускоряло и смену событий в истории развития транспорта.

История реактивных двигателей неразрывно связана с историей авиации. Прогресс в авиации на всём протяжении её существования обеспечивался, главным образом, прогрессом авиационных двигателей, а всё возраставшие требования, предъявляемые авиацией к двигателям, являлись мощным стимулятором развития авиационного двигателестроения.

Другие имевшиеся в то время технические решения, например самолёт Можайского Россия, 1885 годкоторый имел паровые двигатели, были менее удачными. Авиационные поршневые двигатели совершенствовались, возрастала их мощность и тяговооружённость самих самолётов.

Однако, к концу Второй мировой войны требование ещё большего повышения реферат реактивный двигатель и основы работы тепловой машины поршневых двигателей внутреннего сгорания вошло в неразрешимое противоречие с другими требованиями, предъявляемыми к авиамоторам -- компактностью и ограничением массы.

Реферат: Реактивный двигатель и основные свойства работы тепловых машин:

Дальнейшее развитие авиации по пути совершенствования поршневых двигателей становилось невозможным, и почти одновременно со смертью младшего из братьев Райт -- Орвилла 1948 г закончилась и эпоха поршневой авиации. В двигателестроении ожили идеи, предложенные намного раньше поршневого двигателя внутреннего сгорания, но не привлекавшие внимания авиаконструкторов, пока поршневой двигатель сохранял перспективу развития. Ещё в эскизах Леонардо да Винчи XV век было найдено реферат реактивный двигатель и основы работы тепловой машины колеса с лопастями, приводимого в движение тягой каминной трубы прообраз турбины, и вращавшего через зубчатую передачу шампур для жарки мяса.

Первый патент на турбинный двигатель был выдан англичанину Джону Барберу в 1791 году.

Реактивные двигатели и основы тепловой машины

В 1913 году француз Рене Лорен получил патент на прямоточный воздушно-реактивный двигатель. Следует отметить, что ряд инженеров и учёных разных стран ещё в 30-е, и даже в 20-е годы XX века предвидели надвигающийся кризис в авиационном двигателестроении, искали пути выхода из него, в том числе и за счёт ВРД.

К ним можно отнести Ф. Люлькой, в марте 1943 года предложил начальник ОКБ-301 М. Проект был, отвергнут экспертами, главным образом, в связи с неверием в актуальность и преимущества ВРД в сравнении с поршневыми авиадвигателями. Первый турбореактивный самолёт Heinkel He 178. Двигатель Jumo-004 -- первый в мире крупносерийный ТРД Немецкие конструкторы и учёные, работавшие в этой и смежных областях ракетостроениеоказались в более выгодном положении.

Третий рейх планировал войну, и выиграть её рассчитывал за счёт технического превосходства в вооружениях. Поэтому в Германии новые разработки в области авиации и ракетной техники субсидировались более щедро, чем в других странах. Первым самолётом, поднявшимся в небо с турбореактивным двигателем ТРД HeS 3 конструкции фон Охайна, был He 178 фирма Хейнкель Германияуправляемый лётчиком-испытателем флюг-капитаном Эрихом Варзицем 27 августа 1939 года.

К тому же у него были бомльшие скорости взлёта и посадки, чем у поршневых самолётов, из-за чего ему требовалась более длинная взлётно-посадочная полоса с качественным покрытием.

Работы по этой тематике неспешно продолжались почти до конца войны. Реферат реактивный двигатель и основы работы тепловой машины рейх, утратив своё былое преимущество в воздухе, предпринял безуспешную попытку восстановить его за счёт серийного выпуска с августа 1944 года реактивного истребителя-бомбардировщика Мессершмитт Me. А с ноября 1944 года начал выпускаться ещё и первый реактивный бомбардировщик Arado Ar 234 Blitz с теми же двигателями, который из-за его скорости не могли перехватывать поршневые истребители того времени.

Уиттла реферат реактивный двигатель и основы работы тепловой машины производство которого началось даже раньше, чем немецких. После войны во всех странах, имевших авиационную промышленность, начинаются интенсивные разработки в области воздушно-реактивных двигателей. Реактивное двигателестроение открыло новые возможности в авиации: Первым отечественным серийным реактивным самолётом был истребитель Як-15 1946 гразработанный в рекордные сроки на базе планера Як-3 и адаптации трофейного двигателя Jumo-004, выполненной в моторостроительном КБ В.

А уже через год прошёл государственные испытания первый, полностью оригинальный, отечественный турбореактивный двигатель ТР-1, разработанный в КБА. Люльки ныне филиал УМПО. Такие быстрые темпы освоения совершенно новой сферы двигателестроения имеют объяснение: К этому времени СССР был уже в числе мировых лидеров в области авиационного моторостроения.

Первый полёт -- 19 ноября 1946 Запатентованный ещё в 1913 г, прямоточный воздушно-реактивный двигатель ПВРД привлекал конструкторов простотой своего устройства, но главное -- своей потенциальной способностью работать на сверхзвуковых скоростях и в самых высоких, наиболее разреженных слоях атмосферы, то есть в условиях, в которых ВРД других типов неработоспособны или малоэффективны.

В 1937 году французский конструктор Рене Ледюк получил заказ от правительства Франции на разработку экспериментального самолёта с ПВРД. Эта работа была прервана войной и возобновилась после её окончания. Далее в течение десяти лет было изготовлено испытано ещё несколько экспериментальных аппаратов этой серии, в том числе, пилотируемые, а в 1957 году правительство Франции отказалось от продолжения этих работ -- бурно развивавшееся в то время направление ТРД представлялось более перспективным.

Обладая рядом недостатков для использования на пилотируемых самолётах нулевая тяга на месте, низкая эффективность на малых скоростях полётаПВРДявляется предпочтительным типом ВРД для беспилотных одноразовых снарядов и крылатых ракет, благодаря своей простоте, а, следовательно, дешевизне и надёжности. Начиная с 50-х годов XX века в США было создан ряд экспериментальных самолётов и серийных крылатых ракет разного назначения с этим типом двигателя. Бондарюка, имевший уникальные для своего времени характеристики: В 1957 году проект вступил в стадию лётных испытаний, в ходе которых выявился ряд проблем, в частности, с точностью наведения, которые предстояло разрешить, и на это требовалось время, которое трудно было определить.

Между тем, в том же году на вооружение уже поступила МБР Р-7, имевшая то же назначение, разработанная под руководством С. Из числа более современных отечественных разработок можно упомянуть противокорабельные крылатые ракеты с маршевыми ПВРД: П-800 Оникс, П-270 Москит.

Немецкие конструкторы, ещё накануне Второй мировой войны проводившие широкий поиск альтернатив поршневым авиационным двигателям, не обошли вниманием и это изобретение, долгое время остававшееся невостребованным. Главный конструктор Фау-1 Реферат реактивный двигатель и основы работы тепловой машины Люссер выбрал для него ПуВРД не ради эффективности поршневые авиационные двигатели той эпохи обладали лучшими характеристикамиа, главным образом, из-за простоты конструкции реферат реактивный двигатель и основы работы тепловой машины, как следствие, малых трудозатрат на изготовление, что было оправдано при массовом производстве одноразовых снарядов.

Реактивный двигатель и основные свойства работы тепловых машин

Физические основы В основе современных мощных реактивных двигателях различных типов лежит принцип прямой реакции, то есть принцип создания движущей силы или тяги в виде реакции отдачи струи вытекающего из двигателя "рабочего вещества", обычно - раскалённых газов. Во всех двигателях существует два процесса преобразования энергии. Сначала химическая энергия топлива преобразуется в тепловую энергию продуктов сгорания, а затем тепловая энергия используется для совершения механической работы.

К таким двигателям относятся поршневые двигатели автомобилей, тепловозов, паровые и газовые турбины электростанций и т. Рассмотрим этот процесс применительно к реактивным двигателям. Начнем с камеры сгорания двигателя, в котором тем или иным способом, зависящим от типа реферат реактивный двигатель и основы работы тепловой машины и рода топлива, уже создана горючая смесь. Это может быть, например, смесь воздуха с керосином, как в турбореактивном двигателе современного реактивного самолёта, или же смесь жидкого кислорода со спиртом, как в некоторых жидкостных ракетных двигателях, или, наконец, какое-нибудь твёрдое топливо пороховых ракет.

Горючая смесь может сгорать, то есть вступать в химическую реакцию с бурным выделением энергии в виде тепла. Способность выделять энергию при химической реакции, и есть потенциальная химическая энергия молекул смеси.

Химическая энергия молекул связана с особенностями их строения, точнее, строения их электронных оболочек, то есть того электронного облака, которое окружает ядра атомов, составляющих молекулу.

В результате химической реакции, при которой одни реферат реактивный двигатель и основы работы тепловой машины разрушаются, а другие возникают, происходит, естественно, перестройка электронных оболочек. В этой перестройке - источник выделяющейся химической энергии. Видно, что топливами реактивных двигателей могут служить лишь такие вещества, которые при химической реакции в двигателе сгорании выделяют достаточно много тепла, а также образуют при этом большое количество газов.

Все эти процессы происходят в камере сгорания, но остановимся на реакции не на молекулярном уровне это уже рассмотрели вышеа на "фазах" работы. Пока сгорание не началось, смесь обладает большим реферат реактивный двигатель и основы работы тепловой машины потенциальной химической энергии. Но вот пламя охватило смесь, ещё мгновение - и химическая реакция закончена. Теперь уже вместо молекул горючей смеси камеру заполняют молекулы продуктов горения, более плотно "упакованные".

Избыток энергии связи, представляющей собой химическую энергию прошедшей реакции сгорания, выделился. Обладающие этой избыточной энергией молекулы почти мгновенно передали её другим молекулам и атомам в результате частых столкновений с. Все молекулы и атомы в камере сгорания стали беспорядочно, хаотично двигаться со значительно более высокой скоростью, температура газов возросла.

Так произошел переход потенциальной химической энергии топлива в тепловую энергию продуктов сгорания. Подобный переход осуществлялся и во всех других тепловых двигателях, но реактивные двигатели принципиально отличаются от них в отношении дальнейшей судьбы раскалённых продуктов сгорания.

После того, как в тепловом двигателе образовались горячие газы, заключающие в себя большую тепловую энергию, эта энергия должна быть преобразована в механическую. Ведь двигатели для того и служат, чтобы совершать механическую работу, что- то "двигать", приводить в действие.

Чтобы тепловая энергия газов перешла в механическую, их объём должен возрасти. При таком расширении газы и совершают работу, на которую затрачивается их внутренняя и тепловая энергия. Расширяются газы, конечно, и в реактивном двигателе, ведь без этого они не совершают работы. Но работа расширения в том случае не затрачивается на вращение вала, связанного с приводным механизмом, как в других тепловых двигателях. Назначение реактивного двигателя иное - создавать реактивную тягу, а для этого необходимо, чтобы из двигателя вытекала наружу с большой скоростью струя газов - продуктов сгорания: Следовательно, работа расширения газообразных продуктов сгорания топлива в реферат реактивный двигатель и основы работы тепловой машины должна быть затрачена на разгон самих же газов.

Это значит, что тепловая энергия газов в реактивном двигателе должна быть преобразована в их кинетическую энергию - беспорядочное хаотическое тепловое движение молекул должно замениться организованным их течением в одном, общем для всех направлении.

Для этой цели служит одна из важнейших частей двигателя, так называемое реактивное сопло. К какому бы типу не принадлежал тот или иной реактивный двигатель, он обязательно снабжен соплом, через которое из двигателя наружу с огромной скоростью вытекают раскалённые газы - продукты сгорания топлива в двигателе. В одних двигателях газы попадают в сопло сразу же после камеры сгорания, например, в ракетных или прямоточных двигателях.

В других, турбореактивных, - газы сначала проходят через турбину, которой отдают часть своей тепловой энергии. Она расходует в этом случае для приведения в движение компрессора, служащего для сжатия воздуха перед камерой сгорания. Но, так или иначе, сопло является последней частью двигателя - через него текут газы, перед тем как покинуть двигатель.

Реактивное сопло может иметь различные формы, и, тем более, разную конструкцию в зависимости от типа двигателя. Главное заключается в той скорости, с которой газы вытекают из двигателя. Если эта скорость истечения не превосходит скорости, с которой в вытекающих газах распространяются звуковые волны, то сопло представляет собой простой цилиндрический или суживающий отрезок трубы.

Если же скорость истечения должна превосходить скорость звука, то соплу придается форма расширяющейся трубы или же сначала суживающейся, а за тем расширяющейся сопло Лавля. Только в трубе такой формы, как показывает теория и опыт, можно разогнать газ до сверхзвуковых скоростей, перешагнуть через "звуковой барьер 2.

Реферат реактивный двигатель и основы работы тепловой машины этой точки зрения ВРД подобен ракетному двигателю РДно отличается от последнего тем, что большую часть рабочего тела он забирает из окружающей среды -- атмосферы, в том числе и окислитель, необходимый для горения топлива. В качестве окислителя в ВРД используется кислород, содержащийся в воздухе.

Благодаря этому ВРД обладает преимуществом в сравнении с ракетным двигателем при полётах в атмосфере: Следовательно, при одной и той же массе топлива аппарат с ВРД энергетически в несколько раз более обеспечен, чем аппарат с ракетным двигателем, и на активном участке полёта может преодолеть в несколько раз большее расстояние иногда -- в десятки .

VK
OK
MR
GP