Какие двигатели установлены на современных автомобилях самолетах ракетах технология 7 класс кратко

Обновлено: 02.07.2024

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

Описание презентации по отдельным слайдам:

Двигатели. Воздушные двигатели. Гидравлические двигатели.

Цель
Знакомство учащихся с двигателями, с воздушными и гидравлическими двигателями.

Двигателем называют устройство, преобразующее какой-либо вид энергии в механическую работу или в энергию другого вида.

В зависимости от вида используемой энергии механическая энергия может быть получена от:
ротора, вращающегося под действием внешних или внутренних сил;
поршня, совершающего воздушно-поступательные движения;
природного источника или аппарата, подающего на рабочий орган поток газа или жидкости;
струи жидкости или газа как источников энергии.

Двигатели приводят в действие все рабочие машины и технологические установки на производстве. Все виды сухопутного, водного, воздушного и космического транспорта оборудованы соответствующими двигателями. Двигатели установлены во многих современных приборах.

Первые двигатели, которые были созданы людьми, преобразовывали кинетическую энергию ветра и движущейся воды в механическую работу. Большое распространение таких двигателей получили в средние века на ветряных мельницах в виде крыльчатки и водяных мельницах в виде водяного колеса.

С развитием науки на смену ветряному и водяному колесам в конце 18 века пришел паровой двигатель, а в 19 веке – двигатель внутреннего сгорания.
В двигателе внутреннего сгорания химическая энергия, полученная от сгорания топлива, превращается в механическую энергию.

Новый этап промышленной революции начался с изобретения электрического двигателя. Его работа основана на том, что при прохождении электрического тока по проводнику вокруг него возникает магнитное поле. Взаимодействуя с другим полем, проводник начинает двигаться.

С середины прошлого века началась эра реактивных и ракетных двигателей.
Тяга реактивного двигателя обеспечивается за счет того, что им с большей скоростью из сопла выбрасывается струя газа или жидкости. Это создает тягу жидкости. Наибольшее распространение получили воздушно-реактивные двигатели.

Профессии и производство
Изобретением, созданием и производством двигателей разных конструкций занимаются:
Инженеры
Инженеры – конструкторы
Технологи
Дизайнеры
Рабочие и техники различных промышленных предприятий
Сотрудники научно – исследовательских организаций

Воздушные двигатели
Работают под действием давления или набегающего потока какого-либо газа, обычно воздуха.
Бывают ветряные и пневматические.

Самый простой ветряной двигатель – парус.

Принцип конструкции ветряного двигателя: на валу закрепляются лопасти – крылья или колесо с лопатками. Набегающий поток воздуха давит на лопасти крыльчатки или лопатки колеса, заставляя вал вращаться.

Пневматические двигатели
Работают на энергии сжатого газа (воздух или углекислый газ)
Предназначены для совершения механической работы
По конструкции бывают поршневые, пластинчатые, турбинные, пневмоцилиндрические

Гидравлические двигатели
Работают с помощью жидкости
Бывают в виде колеса с лопатками или в виде гидротурбины

Гидравлические двигатели вращательных движений называют гидромоторами.
Конструкции гидромоторов бывают:
Шестерённый
Роторный
Пластинчатый
Радиально-поршневой
Поршневой с наклонным блоком

Домашнее задание
Найти и записать в тетради применение воздушных и гидравлических двигателей.

Основные понятии: Двигатель – это устройство, преобразующее какой-либо вид энергии в механическую работу или энергию другого вида.

Пояснения: Двигателем называется устройство, преобразующее какой-либо вид энергии в механическую работу или в энергию другого вида. Ветряные и водяные двигатели преобразуют природную энергию движущегося воздуха или движущейся воды в механическую энергию или работу. Тепловые двигатели преобразуют тепловую энергию в другие виды энергии или работу.

Литература: Технология. 7 класс : учеб. для общеобразоват. организаций / [В. М. Казакевич, Г. В. Пичугина, Г. Ю. Семенова и др.]; под ред. В. М. Казакевича. — М.: Просвещение, 2017.

Жизнь людей не возможна без использования различных видов энергии

Двигатель приводит в действие все рабочие части того или иного устройства

Принцип работы авиационного двигателя

Авиационные двигатели являются сердцем любого летательного аппарата. Эволюция авиации была бы невозможна без прогресса в авиационном двигателестроении.

Первый самолет, который смог оторваться от земли в 1903 году, пилотировали братья Райт.

На нём был установлен поршневой двигатель внутреннего сгорания. На долгие 40 лет этот двигатель был незаменим в самолетостроении.

Общие сведения

Но в конце второй мировой войны к авиационным двигателям стали предъявляться совсем другие требования. Существенно возросла роль авиации, как в вооружённых силах, так и в народном хозяйстве.

Для того чтобы авиация могла выполнять все возложенные на неё задачи, требовались новые авиационные двигатели. Началось бурное развитие различных типов авиационных двигателей. Тем не менее, поршневые авиационные двигатели до сих пор успешно эксплуатируются на многих типах летательных аппаратов.

Но на подавляющей части авиационного парка сегодня используются газотурбинные типы силовой установки. Давайте их рассмотрим.

Подробности

Типы современных авиационных двигателей

Все атмосферные авиационные двигатели делятся на реактивные и винтовые.

Реактивные двигатели подразделяются на:

~ турбореактивные (ТРД),

с форсажем ТРДФ

~ двухконтурные ТРД (ТРДД),

с форсажем ТРДДФ

~ прямоточные ВРД (ПВРД)

~ пульсирующие ВРД (ПВРД)

Винтовые двигатели подразделяются на:

~ Турбовинтовые: авиационные газотурбинные (ГТД) и турбовальные (вертолётные ГТД)

Турбореактивные двигатели (ТРД)

Массовое применение двигателей этого типа началось в конце второй мировой войны.

ТРД были основными двигателями до шестидесятых годов прошлого века. Затем их начали постепенно вытеснять ТРДД.

Конструктивно TРД состоит из:

Служит для забора атмосферного воздуха.

Служит для сжатия воздуха, с целью повышения его давления.

Кроме того, в компрессоре увеличивается и температура воздуха.

Служит для смешивания топлива и сжатого воздуха и сжигания топливно-воздушной смеси (ТВС). В процессе сгорания ТВС температура в камере сгорания может повышаться до 2000 градусов.

Служит для преобразования энергии газов, выходящих из камеры сгорания на огромных скоростях. Турбина и компрессор находится на одном валу, то есть жестко связаны между собой.

Служит для преобразования потенциальной энергии газа в кинетическую. Расширяющийся в сопле газ образуют мощную струю, которая вытекая из него, придает движение самолету.

Принцип работы обычного ТРД

Полученная ТВС воспламеняется. Это приводит к получению рабочего тела в виде горячего газа, который подаётся на турбину. Часть энергии рабочего тела при этом используется для вращения компрессора (они находятся на одном валу). На это тратится до 80% мощности газа. Оставшаяся часть рабочего тела попадает в сопло, превращается в реактивную струю, а затем с большой силой выбрасывается в атмосферу. Таким образом, происходит полный цикл работы двигателя. Он называется термодинамическим циклом или циклом Брайтона.

В некоторых TРД конструкцией предусмотрено два вала. В таких двигателях имеется компрессор низкого давления и компрессор высокого давления. Соответственно имеется турбина низкого давления и турбина высокого давления. Такие двигатели более эффективны.

Теперь коснемся ТРДД

Отличие заключается в том что трдд имеет два контура — внутренний и внешний.

Внутренний контур конструктивно такой же как и у TРД. Внешний контур не имеет камера сгорания и турбины — это канал с соплом в конце. Компрессор расположен после входного устройства и обслуживает оба контура.

Воздух проходит через компрессор низкого давления и делится на 2 потока. Один поток идёт по внутреннему контуру, где происходит тоже самое, что и в TРД. Второй поток идёт во внешний контур. При этом происходят только гидравлические потеря энергии воздуха (трение). Затем воздух попадает в сопло внешнего контура и создает мощную тягу (до 80% всей тяги двигателя).

Главной характеристикой ТРДД является степень двухконтурности — это отношение расхода воздуха во внутреннем контуре, к расходу воздуха во внешнем контуре. Это отношение может быть больше единицы или меньше.

Если это отношение больше 2-х единиц, то такие двигатели называет турбовентиляторными.

Самые современные двигатели имеют отношение в 12 единиц.

В настоящее время больше используются ТРДД. Они более эффективны экономичны. Широко применяются для истребителей-перехватчиков и для гигантских коммерческих и военно-транспортных самолетов.

Особенности турбовинтовых двигателей

Они тоже относятся газотурбинным двигателям и принципы их работы похож на принцип работы турбореактивных двигателей.

У них тоже есть компрессор, камера сгорания, турбина и сопло. Но в отличие от TРД, имеются редуктор и винт.

После турбины часть энергии газа направляется на вращение компрессора, а другая часть через редуктор на вращение винта для создания тяги. Только десятая часть оставшейся энергии превращается в реактивную тягу, проходя через сопло.

Редуктор служит для того, чтобы понизить обороты, передаваемые на винт. Дело в том, что турбина вращается с частотой до 10 000 оборотов в минуту, а на винт нужно подавать не более 1 500 оборотов в минуту. К тому же винт обладает достаточно большой массой.

Имеются турбовинтовые двигатели с другой конструкцией. На них устанавливается свободная турбина. Её размещают за турбиной компрессора. Она имеет только газодинамическую связь с турбиной компрессора, поэтому и называется свободной. Свободная турбина установлена на одном валу с редуктором и винтом. В остальном принцип работы тот же. Такие ТВД можно использовать на земле как вспомогательные, при этом, не приводя в движение винт. Широко используются в транспортной и гражданской авиации.

Особенности турбовальных двигателей (ТВД)

Такими двигателями оснащаются современные вертолеты. Конструктивно они похожи на турбовинтовые двигатели. У них есть компрессор, камера сгорания, турбина компрессора, за ней расположено свободная турбина. Она не имеет механической связи со всей предыдущей конструкцией — только газодинамическую.

Свободная турбина расположена на валу, который соединяется с главным редуктором несущего винта вертолета. Задача главного редуктора заключается в том, чтобы уменьшить обороты, передаваемые на несущий винт.

Обороты несущего винта очень низкие. Также от главного редуктора идёт вал, который через концевой и хвостовой редуктора передает вращение на хвостовой винт. Какие схемы используются на вертолётах конструкции Миля. На Камовских вертолётах применяется хаосная схема — там отсутствует хвостовой винт, но имеется два несущих винта. Один винт вращается по часовой стрелке, другой — против часовой.

Мы коснулись только авиационных двигателей, которые массово применяются в авиации на сегодняшний день. Имеются и другие конструкции, которые по разным причинам почти не используются. Ещё имеется класс ракетных двигателей.

Читайте также: