Схема устройства и принцип работы авиационных ГТД

Схема турбореактивного двигателя (ТРД): 1 – входное устройство; 2 – компрессор; 3 – камера сгорания; 4 – газовая турбина; 5 – выходное устройство

Принцип работы ТРД состоит в следующем. Воздух в двигатель поступает через входное устройство, где скорость движения потока воздуха обычно уменьшается, а давление и температура возрастают. В компрессоре к воздуху подводится внешняя механическая энергия, вследствие чего его давление и температура увеличиваются. Скорость потока воздуха в компрессоре несколько уменьшается.

Из компрессора воздух поступает в камеру сгорания, где в нём сжигается топливо. В результате температура воздуха (теперь уже газа) повышается до 1200…1600 К. Скорость движения газа при этом растёт, а давление несколько уменьшается.

Далее газ проходит через турбину, где часть энергии сжатого и нагретого газа преобразуется в механическую работу, которая используется для вращения компрессора и привода вспомогательных агрегатов. Вследствие этого давление и температура газа в турбине уменьшаются. Другими словами, в турбине газ отдаёт ту механическую энергию, которая была подведена к воздуху в компрессоре. Таким образом, без учёта потерь энергия потока газа за турбиной отличается от энергии воздуха, поступающего в двигатель, на тепловую энергию, сообщённую ему в камере сгорания.

В выходном устройстве оставшаяся энергия газа используется для его разгона до скорости, значительно превышающей скорость полёта. Давление и температура газа при этом снижаются. В результате рассмотренных процессов воздух в двигателе получает ускорение. Это ускорение он приобретает в ходе воздействия на него элементов проточной части двигателя. В свою очередь, воздух (газ) действует на эти элементы в виде сил давления и трения. Равнодействующая этих сил – тяга двигателя – передается на самолёт.

19. Идеальный цикл ГТД (цикл Брайтона - Стечкина). Расчёт и анализ идеального цикла.

Цикл Брайтона – Стечкина – это цикл, осуществляемый с подводом тепла при постоянном давлении (p = const) и полном расширении. Этот цикл осуществляется в проточной части всех существующих типов авиационных ГТД и газотурбинных установок.

Изображение идеального цикла ГТД с подводом тепла при p = const в диаграммах состояния: а – цикл в рабочей диаграмме; б – цикл в тепловой диаграмме

1. Обратимый адиабатный процесс повышения давления воздуха, который осуществляется во входном устройстве (линия Н – В) и в компрессоре (линия В – К).

2. Изобарный процесс подвода теплоты q1 к воздуху, протекающего в камере сгорания (линия К – Г). От точки “К” до точки “Г” осуществляется изобарный процесс подвода теплоты q1 в камере сгорания ГТД к рабочему телу. Температура рабочего тела (газа) в результате повышается и достигает максимального значения в цикле – ТГ.