Компаративна студија за различни мотори на авиони - GRIN
Земајќи ги предвид релевантните својства на хемиското гориво
Техничка работа (училиште) 2013 година 31 страница
Примерок за читање
Содржина:
2 турбофан мотори
2.1 Општо
2.2 Структура и функционалност
2.2.1 Внес на мотор
2.2.2 Компресор
2.2.2.2 Аксијален компресор
2.2.3 Комора за согорување
2.2.4 турбина
2.2.5 Согорувач
2.2.6 Магнетна жлезда
2.3 Горива
2.3.1 Керозин
2.3.1.1 Производство
2.3.1.4 Недостатоци
2.3.2 Биокерозин
2.3.2.5 Предности
2.3.2.6 Недостатоци
3. Електричен мотор
3.1 Општо
3.2 Извори на енергија
3.2.1 Сончева енергија
3.2.1.1 Како работи
3.2.1.3 Предности
3.2.2.2 Хемиски својства на водородот
6. Извори
6.1 Литература:
6.2 Интернет извори:
6.3 Извори на слики:
1. Вовед
Слика не е вклучена во овој екстракт
2 турбофан мотори
2.1 Општо
Турбофан е исто така познат како мотор со двоен проток или бајпас-проток и е најчесто користен мотор во цивилното воздухопловство денес. Јадрото на моторот е опкружено со проток на бајпас и со тоа се обезбедува потивок и поекономичен погон (сп. [16] стр.6). Општо, во моторот на авионот се случува процес сличен на моторот со внатрешно согорување (сп. [17] стр. 1):
- Цицање во воздух
- компресија
- согорување
- Исфрлање (издувните гасови)
Суштинска разлика е сепак тоа што работните чекори во моторот со внатрешно согорување се поделени во циклуси, додека во случајот на моторот, сите процеси, а со тоа и генерацијата на нагон работи континуирано.
Слика не е вклучена во овој екстракт
Слика 2: Структура на турбофан мотор [вентилатор = вентилатор; Турбината сè уште е поделена на турбина со висок и низок притисок; Главниот проток е поделен на примарен и секундарен воздух во комората за согорување]
2.2 Структура и функционалност
2.2.1 Внес на мотор
Функцијата на доводот на моторот е да ја намали брзината на влезниот воздух така што низводниот компресор доживува ниска турбуленција, континуиран и соодветен прилив. Покрај тоа, треба да се зголемат притисокот и температурата со цел да се зголеми брзината на звукот, така што протокот на воздух не поминува низ моторот со суперсонична брзина. Како по правило, се користи подзвучен влез, бидејќи тој е специјално дизајниран за лет под звучната бариера и има Mach број од приближно 0,9 (
1.100 км на час) има многу ниски загуби на проток (сп. [1] стр.125ф.). „Дизајнот [на влезот] има форма на таканаречен влез на питот со заоблени усни на влезот, што значи дека локалните суперсонични брзини можат подобро да се земат предвид во маневрите на летот со поголеми агли на напад или со наклонет проток (на пр. Вкрстен ветер)“ ([1] стр. 126).
2.2.2 Компресор
Вовлечениот воздух потоа се компресира во компресорот, т.е. неговиот волумен се намалува и притисокот се зголемува истовремено. Излезната моќност за време на последователниот процес на согорување е поефикасна, бидејќи ослободената енергија е директно пропорционална на воздушната маса и нејзиниот притисок. Колку е поголем степенот на компресија, толку е поголема и теоретската ефикасност и внатрешната ефикасност, што зависи од температурата на согорувањето. Со намалување на волуменот, протокот на маса се зголемува. Компресорот во турбофан моторот е составен од два дела: дел од вентилаторот и центрифугален компресор (види [1] стр.134).
2.2.2.1 Дел на вентилаторот
Вентилаторот е еден вид голем вентилатор што го забрзува воздухот наназад и на тој начин исто така учествува во процесот на внесување (сп. [17] стр.2). Во повеќето случаи, се користи еднофазно тркало со лопатки, кое често е изработено од титаниум. Покрај тоа, големината на вентилаторот е одлучувачка за односот на бајпас или бајпас, што ја опишува врската помеѓу протокот на бајпас (воздух што тече околу јадрото) и воздушните маси што го минуваат јадрото на турбината (сп. [18]) И „[w] со зголемување на односот на бајпас, специфичната потрошувачка на гориво е значително намалена“ ([1] стр.135). Затоа, денес се прават обиди да се изградат мотори со исклучително високи стапки на бајпас со значително зголемување на големината на вентилаторот. Сепак, фронталната област на турбината расте и, како резултат, аеродинамичното влечење (види [1] стр.135f.).
По сечилата на вентилаторот, протокот на воздух во моторот се дели на протокот на бајпас и протокот на воздух што тече низ јадрото на турбината.
2.2.2.2 Аксијален компресор
Во современите мотори, вистинскиот компресор обично се состои од неколку фази и се состои од ротори, т.е. тркала со лопатка што ротираат и статори кои се трајно инсталирани. Протокот на воздух поминува низ сечилата аксијално (во надолжна насока) (сп. [1] стр. 133f.). Роторите се возат од турбината (види 2.2.4). Со цел да се генерира релативно мал волумен и висок притисок на крајот, фазите стануваат сè помали и компресорот работи во форма на пирамида до комората за согорување (сп. [17] стр. 2). Воздушната маса првично присутна е компресирана на околу 10% (сп. [16] стр. 5). Како алтернатива, постои и центрифугален компресор во кој воздушните маси не течат аксијално, туку радијално, т.е. однадвор кон внатре (центрипитал). Сепак, овој тип компресори е ефикасен само за помали мотори со проток на мала маса, така што аксијалните компресори обично се користат во модерната авијација ([1] стр. 138 и понатаму.).
2.2.3 Комора за согорување
Мешавина од компримиран кислород и гориво се согорува во комората за согорување со цел да се претвори хемиската енергија содржана во неа во топлинска и кинетичка енергија. Горивото се инјектира, атомизира и се испарува, а потоа се пали еднаш со свеќа при стартување. Тогаш согорувањето се одвива постојано со самозапалување. Денес видот на комората за согорување што се користи е скоро исклучиво прстенестата комора за согорување, во која горивото гори во прстенеста комора. Во минатото се користеа тубуларни комори за согорување во кои процесот на согорување беше распределен на повеќе одделни цевки (сп. [1] стр. 157 ст.).
Протокот на воздух повторно се дели пред комората за согорување: 20% од воздухот се влева во комората за согорување како примарен воздух и активно учествува во процесот на согорување, а останатите 80% течат околу комората за согорување и главно се користат за ладење (сп. [41]).
Слика не е вклучена во овој екстракт
Слика 3: Примарен воздух (црни стрели) и секундарен воздух (бели стрели) во комората за согорување
2.2.4 турбина
2.2.5 Пожар
Режачот се користи само во суперсонични авиони како што е Конкорд или денес во воени авиони. По турбината, горивото повторно се инјектира во врелиот гас и гори. Ова ја зголемува температурата и волуменот на гасот и доведува до повторно забрзување на гасот (сп. [1] стр. 180ф.).
2.2.6 Магнетна жлезда
Функцијата на потисната жлезда е дека енергијата на гасот се претвора во брзина или нагон. Брзината на врелиот гас во жлездата е приближно двојно зголемена, поради што потисната жлезда е толку клучна за перформансите на моторот. Турбофан моторите имаат два потисна сила, еден за проток на бајпас и еден за главен проток. Секундарниот проток го обвива главниот проток и со тоа се намалува волуменот и потрошувачката на гориво (сп. [1] стр. 187ф.).
2.3 Горива
2.3.1 Керозин
Керозин е далеку најчесто користено гориво во авијацијата. Ова само по себе е поделено на многу одделни класи, но во оваа работа се занимава само претежно користениот гориво-керозин Авион А-1.