Давайте разберем, что такое "двухконтурность" авиационного двигателя, простыми словами, без лишних технических заморочек.
Представьте себе обычный реактивный двигатель. Он засасывает воздух, сжимает его, смешивает с топливом, поджигает, и горячие газы вырываются сзади, толкая самолет вперед. Это, грубо говоря, одноконтурный двигатель. Весь воздух, который он засасывает, проходит через камеру сгорания.
А теперь представьте, что у Вас есть такой же двигатель, и Вы его как бы "обернули" еще одной трубой. И вот что происходит:
Часть воздуха (обычно меньшая) идет по "внутреннему" контуру – туда, где сгорает топливо. Это как раз та часть, которая создает основную тягу за счет горячих газов.
Другая часть воздуха (обычно большая) идет по "внешнему" контуру – между внутренней частью двигателя и той самой "оберткой". Этот воздух не смешивается с топливом и не горит. Он просто ускоряется вентилятором в передней части двигателя и выталкивается назад.
Двухконтурная схема авиационных двигателей используется преимущественно в турбореактивных силовых установках гражданской авиации и некоторых военных самолетах. Она обеспечивает высокую топливную эффективность и снижение уровня шума благодаря специальному устройству, разделяющему воздушный поток на два контура:
Основные элементы конструкции двухконтурного турбовентиляторного двигателя
Компрессор высокого давления: Первый контур включает компрессор высокого давления, камеру сгорания и турбину высокого давления. Здесь воздух сжимается, нагревается и расширяется, обеспечивая основную тягу двигателя.
Компрессор низкого давления: Второй контур состоит из вентилятора (компрессора низкого давления), окружающего первый контур. Этот вентилятор захватывает большой объем воздуха снаружи и направляет его мимо камеры сгорания, создавая дополнительный поток, называемый "байпасом".
Турбина низкого давления: Турбина низкого давления приводится в движение выхлопными газами первого контура и вращает вентилятор второго контура, обеспечивая дополнительную мощность и улучшая общую производительность двигателя.
Зачем это нужно? Вот основные преимущества двухконтурности:
Экономия топлива: Это, пожалуй, главное. "Холодный" воздух из внешнего контура, хоть и не горит, но тоже создает тягу. При этом он не требует топлива. В итоге, ты получаешь больше тяги на единицу сожженного топлива. Самолет летит дальше и дешевле.
Снижение шума: Горячие газы из внутреннего контура очень шумные. Когда они смешиваются с более холодным и медленным воздухом из внешнего контура, общий шум выхлопа значительно снижается. Это очень важно для аэропортов и жителей близлежащих районов.
Повышенная надежность: Двигатели с двумя контурами имеют большую устойчивость к повреждениям лопаток вентилятора и меньшую вероятность отказа.
Увеличение тяги на низких скоростях: На взлете и при наборе высоты, когда самолет еще не набрал большую скорость, "холодная" тяга от внешнего контура очень эффективна.
Меньший нагрев: Внешний контур помогает охлаждать внутренние части двигателя, что продлевает их срок службы.
Представьте себе вентилятор:
Самый простой способ понять двухконтурность – это представить себе огромный вентилятор в передней части двигателя. Этот вентилятор не только подает воздух во внутренний контур, но и проталкивает огромное количество воздуха мимо него, создавая дополнительную тягу.
То есть, двухконтурный двигатель – это как бы два двигателя в одном: один "горячий" (внутренний контур) и один "холодный" (внешний контур). Вместе они работают гораздо эффективнее, экономичнее и тише, чем одноконтурный двигатель. Именно поэтому подавляющее большинство современных пассажирских и транспортных самолетов оснащены именно двухконтурными двигателями.
Двухконтурная схема авиационных двигателей используется преимущественно в турбореактивных силовых установках гражданской авиации и некоторых военных самолетах. Она обеспечивает высокую топливную эффективность и снижение уровня шума благодаря специальному устройству, разделяющему воздушный поток на два контура:
Основные элементы конструкции турбовентиляторного двигателя
Компрессор высокого давления: Первый контур включает компрессор высокого давления, камеру сгорания и турбину высокого давления. Здесь воздух сжимается, нагревается и расширяется, обеспечивая основную тягу двигателя.
Компрессор низкого давления: Второй контур состоит из вентилятора (компрессора низкого давления), окружающего первый контур. Этот вентилятор захватывает большой объем воздуха снаружи и направляет его мимо камеры сгорания, создавая дополнительный поток, называемый "байпасом".
Турбина низкого давления: Турбина низкого давления приводится в движение выхлопными газами первого контура и вращает вентилятор второго контура, обеспечивая дополнительную мощность и улучшая общую производительность двигателя.
Таким образом, степень двухконтурности - это отношение расхода воздуха через внешний контур к расходу через внутренний.
Степень двухконтурности от 0,5 до 2 имеют силовые установки самолетов, летающих на высоких дозвуковых и сверхзвуковых скоростях. Для самолетов средней дальности с крейсерскими скоростями полета 950-1000 км/ч оптимальные значения степени двухконтурности составляют 2–3, а для тяжелых пассажирских самолетов со скоростью полета 800-850 км/ч оказывается выгодным увеличить значение степени двухконтурности до 5-6 и более.
Двухконтурные двигатели являются оптимальным выбором для современных коммерческих авиалайнеров, сочетающих высокие требования к эффективности и экологичности.
Пишите свое мнение в комментариях. Не поленитесь и поддержите канал лайком и подпиской. Спасибо всем за внимание !!!
Также огромное спасибо тем подписчикам и читателям, кто отправляет донаты и поддерживает автора !!!
Еще больше по теме в MAX: https://max.ru/parallel56