Реферат воздушно реактивные двигатели

Обновлено: 04.07.2024

— Рефераты — Точные науки — Теоретическая физика — Реактивные двигатели и основы работы тепловой машины

Реактивные двигатели и основы работы тепловой машины

Принципы работы тепловой машины.

Виды реактивных двигателей.

Циклическая тепловая машина. Принцип работы. *

Прямоточный воздушно — реактивный двигатель. *

Открытие пути в космос К. Э Циолковским. *

Выполнить расчёты результата взаимодействия двух или нескольких тел, когда значения действующих сил неизвестны, во многих случаях позволяет использование закона сохранения импульса.

Устройство, преобразующее энергию теплового движения в механическую энергию, называется тепловой машиной. Различают циклические и нециклические тепловые машины.

Циклическая тепловая машина. Принцип работы.

Представим принцип действия машин циклических машин. Реальная тепловая циклическая машины состоит из печки (нагревателя), холодильника и рабочего тела.

Для теоретического объяснения работы тепловых машин необходимо знание второго закона термодинамики в следующем виде: невозможно создать циклически работающий тепловой двигатель, единственным результатом действия которого получения от источника количества теплоты и превращение его полностью в механическую энергию.

Определим принцип работы циклической тепловой машины. Рабочее тело, в результате контакта с негревателем, получает от него вследствие обмена теплом некоторой количество теплоты, равное Q1, нагреваясь до некоторой температуры T1. После завершения контакта с нагревателем, рабочее тело переходит в контакт с холодильником.

При таком переходе рабочее тело совершает механическую работу A. В контакте с холодильником, рабочее тело отдаёт ему некоторое количество теплоты Q2 - охлаждается.

Затем рабочее тело снова переходит в контакт с печкой — процесс повторяется.

Открытие пути в космос

Впервые научное доказательство возможности использования ракеты для полётов в космическое пространство, за пределы земной атмосферы и к другим планетам Солнечной системы было дано русским учёным и изобретателем Константином Эдуардовичем Циолковским. Ракетой Цоилковский назвал аппарат с реактивным двигателем, использующим находящиеся на нём горючее и окислитель. Реактивным двигателем называют двигатель, способный преобразовать химическую энергию топлива в кинетическую энергию газовой струи, и приобрести при этом скорость в обратном направлении

Прямоточный воздушно — реактивный двигатель.

Рассмотрим прямоточный воздушно-реактивный двигатель, имеющий наиболее простую схему работы.

Воздухозаборник — это передний край трубки, всасывающий в себя воздух. Средняя часть — камера сгорания, в которой горит воздушно-топливная смесь. Отработанные газы выходят из сопла — задней части трубки.

Температура при сгорании воздушно — топливной смеси повышается, возрастает скорость движения двигателя, а раскалённые газы, создавая реактивную тягу, с силой выбрасываются через сопло.

Если на входе имеется скоростной поток воздуха, прямоточный воздушно — реактивный двигатель также может работать. Однако самолёт с таким двигателем самостоятельно стартовать не сможет — его придётся предварительно разгонять, например, при помощи воздушного винта. Но таким пропеллером можно разогнать и поток воздуха на входе двигателя.

Атмосферный воздух применяется как основное рабочее тело в термодинамическом цикле, а. Тяга двигателя данного типа, тем большую абсолютную тягу он будет иметь при заданных. Теплоносителей или др. способом. Термодинамический цикл ВРД в общем случае включает. Авиационных топлив кислород, содержащийся в воздухе, является основным окислителем. Скорости. Удельная тяга один из наиболее важных… Читать ещё >

Воздушно-реактивные двигатели ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Содержание

1. Введение
2. Обзор информации
3. Основные характеристики ВРД
4. Рассматриваемые двигатели
- 4. 1. Прямоточный воздушно-реактивный двигатель
- 4. 2. Турбореактивный двигатель
- 4. 3. Турбореактивный двухконтурный двигатель
Воздушно-реактивный двигатель (ВРД) реактивный двигатель, в котором

атмосферный воздух применяется как основное рабочее тело в термодинамическом цикле, а

также при создании реактивной тяги двигателя. При использовании химических

авиационных топлив кислород, содержащийся в воздухе, является основным окислителем

при горении топлива в ВРД. Если источником энергии в ВРД служит, например, ядерная

энергия, то теплота к рабочему телу (воздуху) передаётся с помощью промежуточных

теплоносителей или др. способом. Термодинамический цикл ВРД в общем случае включает

процессы сжатия воздуха, забираемого из атмосферы, подвода теплоты (одноили

многократного) и расширения нагретого газа до атмосферного давления.

Удельная тяга ВРД (Pуд) определяется отношением тяги, развиваемой двигателем,

к секундному расходу воздуха:

Размерность удельной тяги Н⋅с/кг или м/с, т. е. удельная тяга имеет размерность

скорости. Удельная тяга один из наиболее важных параметров ВРД. Чем больше удельная

тяга двигателя данного типа, тем большую абсолютную тягу он будет иметь при заданных

Реактивный двигатель — двигатель, создающий необходимую д ля движения силу тяги посредством преобразования внутренней энергии топлива в кинетическую энергию реактивной струи рабочего тела.

Рабочее тело с большой скоростью истекает из двигателя, и, в соответствии с законом сохранения импульса, образуется реактивная сила, толкающая двигатель в противоположном направле
нии. Для разгона рабочего тела может использоваться как расширение газа, нагретого тем или иным способом до высокой термотемпературы (т. н. тепловые реактивные двигатели), так и другие физические принципы, например, ускорение заряженных частиц в электростатическом поле.

Реактивный двигатель создаёт тяговое усилие только за счёт взаимодействия с рабочим телом, без опоры или контакта с другими телами. Чаще всего он используется для приведения в движение самолётов, ракет и космических аппаратов.

Реактивный двигатель был изобретен Гансом фон Охайном , выдающимся немецким инженером-конструктором и Фрэнком Уиттлом . Первый патент на работающий газотурбинный двигатель был получен в 1930 году Ф рэнком Уиттлом. Однако первую рабочую модель собрал именно Охайн. 2 августа 1939 года в Германии в небо поднялся первый реактивный самолет — Хейнкель He 178, оснащённый двигателем HeS 3, разработанный Охайном.

Широкое применение реактивные двигатели в настоящее время получили в связи с освоением космического пространства. Применяются они также для метеорологических и военных ракет различного радиуса действия. Кроме того, все современные скоростные самолёты оснащены воздушно-реактивными двигателям

В космическом пространстве использовать какие-либо другие двигатели, кроме реактивных, невозможно: нет опоры (твёрдой жидкой или газообразной), отталкиваясь от которой космический корабль мог бы получить ускорение. Применение же реактивных двигателей для самолётов и ракет, не выходящих за пределы атмосферы, связано стем, что именно реактивные двигатели могут обеспечить максимальную скорость полёта.

Просто по принципу действия: забортный воздух (в ракетных двигателях — жидкий кислород) засасывается в турбину , там смешивается с топливом и сгорая, в конце турбины образует т.н. “рабочее тело” (реактивная струя), которое и двигает машину.

В начале турбины стоит вентилятор , который засасывает воздух из внешней среды в турбины. Основных задач две — первичный забор воздуха и охлаждение всего дв игателя в целом, путем прокачивания воздуха между внешней оболочкой двигателя и внутренними деталями. Это охлаждает камеры смешивания и сгорания и не дает им разрушится.

За вентилятором стоит мощный компрессор , который нагнетает воздух под большим давлением в камеру сгорания.

Камера сгорания смешивает топливо с воздухом. После образования топливо-воздушной смеси, она поджигается. В процессе возгорания происходит значительный разогрев смеси и окружающих деталей, а также объемное расширение. Фактически, реактивный двигатель использует для движения управляемый взрыв. Камера сгорания реактивного двигателя - одна из самых горячих его частей. Ей необходимо постоянное интенсивное охлаждение. Но и этого недостаточно. Температура в ней достигает 2700 градусов, поэтому её часто делают из керамики.

После камеры сгорания, горящая топливо-воздушная смесь направляется непосредственно в турбину. Турбина состоит из сотен лопаток, на которые давит реактивный поток, приводя турбину во вращение. Турбина в свою очередь вращает вал, на котором находятся вентиллятор и компрессор. Таким образом система замыкается и требует лишь подвода топлива и воздуха для своего функционироваия.

Далее поток направляется в сопло . Сопло реактивного двигателя формирует непосредственно реактивную струю.

Воздушно-реактивные двигатели — реактивный двигатель, в котором атмосферный воздух применяется как основное рабочее тело в термодинамическом цикле, а также при создании реактивной тяги двигателя. Такие двигатели используют энергию окисления горючего кислородом воздуха, забираемого из атмосферы. Рабочее тело этих двигателей представляет собой смесь продуктов горения с остальными компонентами забранного воздуха.

Ракетные двигатели — содержат все компоненты рабочего тела на борту и способны работать в любой среде, в том числе и в безвоздушном пространстве.

- Классический реактивный двигатель — используется в основном на истребителях в различных модификациях.

Этот тип двигателя является более экономичным родственником классического типа. главное отличие в том, что на входе ставится вентилятор большего диаметра, к оторый подает воздух не только в турбину, но и создает достаточно мощный поток вне её . Таким образом достигается повышенная экономичность, за счет улучшения КПД.

Основным техническим параметром, характеризующим реактивный двигатель, является тяга — усилие, которое развивает двигатель в направлении движения аппарата.

Ракетные двигатели помимо тяги характеризуются удельным импульсом , являющимся показателем степени совершенства или качества двигателя. Этот показатель является также мерой экономичности двигателя.

Все полёты сверхзвуковых самолётов и ракет в настоящее время основаны на работе реактивных двигателей. Чтобы самолёт мог лететь хотя бы со скоростью 1000 км/ч, нужен двигатель очень большой мощности. Обычный поршневой двигатель весил бы при такой мощности несколько десятков тонн, и ему бы не хватило места на борту самолёта. В то время как реактивный двигатель, имея размеры: 4 метра в высоту и 5,5 метров в длину, весит 6 тонн и способен поднять за собой 130 тонн груза.

Будущее, если не космического, то земного транспорта при перемещении на далёкие расстояния, за самолётами с реактивными двигателями, использующими экологически чистые виды топлива.

Все полёты сверхзвуковых самолётов и ракет в настоящее время основаны на работе реактивных двигателей. Чтобы самолёт мог лететь хотя бы со скоростью 1000 км/ч, нужен двигатель очень большой мощности. Обычный поршневой двигатель весил бы при такой мощности несколько десятков тонн, и ему бы не хватило места на борту самолёта. В то время как реактивный двигатель, имея размеры: 4 метра в высоту и 5,5 метров в длину, весит 6 тонн и способен поднять за собой 130 тонн груза.

Будущее, если не космического, то земного транспорта при перемещении на далёкие расстояния, за самолётами с реактивными двигателями, использующими экологически чистые виды топлива.

Создать реактивный двигатель.

А) Изучить литературу

Б) Изучить принцип действия реактивного двигателя

В) Создать свой двигатель

Если самолетный двигатель, имеющий вес 6 тонн способен поднять груз в 130 тонн, то сконструированный двигатель весом 300 г способен сдвинуть 1 кг груза.

Читайте также: