Пожалуй, нужно сообщить пара слов еще об одной веточке, отходящей от газотурбинной ветви, — о турбовинтовых двигателях. Эти двигатели по существу не реактивные, не смотря на то, что весьма похожи на турбореактивные. Главная тяга создается тут в противном случае — посредством воздушного винта, как в простых поршневых самолетах. А струя вытекающих из двигателя газов также дает тягу, но она намного меньше тяги винта.
Турбовинтовые двигатели весьма удачны при скоростях полета, с какими на данный момент летают пассажирские самолеты. При этих скоростях они расходуют меньше топлива, чем турбореактивные двигатели. Вот по какой причине они активно используются в гражданской авиации на самолетах ТУ-114, ИЛ-18, АН-10.
Возвратимся сейчас к бескомпрессорным воздушно-реактивным двигателям. Как показывает само их наименование, у них нет компрессора. И однако они способны развивать тягу. Как же осуществляется в них сжатие воздуха?
Выясняется, это быть может, а также не одним методом. Вот, к примеру, так называемый пульсирующий двигатель. В нем нет ни компрессора, ни турбины, лишь одна решетка клапанов перегораживает внутренний канал — тракт. Воздушное пространство тут сжимается по причине того, что течет через двигатель с перерывами.
Осевой компрессор турбореактивного двигателя.
Пускай случилась вспышка очередной порции горючего. Давление в камере сгорания повысилось, и клапаны в решетке закрылись — они раскрываются вовнутрь. Под действием повышенного давления газы с громадной скоростью вытекают через сопло наружу. Сейчас давление в двигателе понизилось, исходя из этого клапаны раскрываются и через них поступает свежий воздушное пространство. После этого в камеру сгорания опять подается горючее, опять вспышка, и все идет сперва.
Действительно, таковой двигатель не весьма удачен: он расходует через чур много топлива. Это и не страно: сжатие воздуха в нем все же маленькое. Исходя из этого пульсирующие двигатели используются в том месте, где особенно ответственны малый и простота вес конструкции, а не экономичность.
Иное дело прямоточные двигатели! У них также нет компрессора, нет кроме того решетки клапанов, как у пульсирующих. Это, по существу, безлюдная в труба. Трудится она не иногда, а непрерывно, как и газотурбинные двигатели. И все же в ней происходит сжатие воздуха.
Тут мы видимся с явлением, играющим огромную роль во всей современной реактивной технике. Оказывается, в то время, когда скорость полета начинает существенно быть больше скорость звука, входящий в двигатель воздушное пространство в следствии торможения сжимается до большого давления. Данный, как его именуют, скоростной напор отражается и при меньших скоростях полета. Он оказывает помощь, например, компрессору турбореактивного двигателя сжимать воздушное пространство. Но только при больших скоростях полета давление воздуха в двигателе получается так громадное, что он начинает отлично трудиться без всякого компрессора. Вот исходя из этого прямоточный двигатель может развивать при огромной сверхзвуковой скорости полета громадную тягу и расходовать наряду с этим меньше топлива, чем каждый реактивный двигатель.
А при малых скоростях и на стоянке он не может развивать тягу. Исходя из этого летательные аппараты с прямоточным двигателем должны иметь еще какой-нибудь двигатель, что предварительно разгонял бы их до большой скорости.
Вот по какой причине показался необычный «гибрид» двигателей обоих типов. На отечественном дереве он украшает веточку, соединяющую обе уже знакомые нам ветви — турбореактивных и бескомпрессорных двигателей. Такие «гибриды» бывают различных типов. Они играются громадную роль в реактивной технике. Отечественный гибрид именуется турбопрямоточным. Само наименование показывает, от каких двигателей он случился. Это, по существу, два двигателя, поставленные приятель за втором: в первых рядах — турбореактивный, за ним — прямоточный. Тут прямоточный двигатель именуют форсажной камерой турбореактивного, поскольку он употребляется, только в то время, когда необходимо краткосрочно расширить тягу двигателя — «форсировать» его, к примеру при взлете.
Форсажная камера стала необходимой частью практически всех современных замечательных турбореактивных двигателей. Конкретно с ее помощью достигаются рекордные для современной реактивной авиации скорости полета. Но конструкторов уже не устраивает такое простое сочетание этих двигателей. Они грезят о более полном применении преимуществ обоих типов. Отлично бы, к примеру, на громадной скорости полета, в то время, когда прямоточный двигатель делается более удачным, совсем отключать турбореактивный. До тех пор пока еще таких конструкций нет, но, непременно, они покажутся.
Обратимся сейчас ко второй основной ветви — к ракетным двигателям. Она кроме этого делится на две громадные ветви и пара отростков. Одна из этих ветвей — пороховые ракетные двигатели, либо двигатели жёсткого горючего, вторая — жидкостные ракетные двигатели. Различие между ними сводится только к состоянию горючего, на котором они трудятся.
Пороховые — самые ветхие из всех реактивных двигателей. Но их значение сейчас опять возрастает. Устройство их весьма простое. В камере сгорания помещают заряд жёсткого горючего. При запуске двигателя оно воспламеняется и сгорает, раскаленные газы вытекают через сопло в воздух и создают реактивную тягу. постоянная готовность и Простота к действию — вот хорошие качества этих двигателей.
Но имеется у них и большие недочёты. Основной из них — это то, что остановить уже начавший трудиться двигатель и снова запустить его позже нереально либо по крайней мере весьма тяжело. Ясно, что это ограничивает использование пороховых двигателей в авиации, но для ракет их применяют обширно.
Этого недочёта совсем нет у жидкостного ракетного двигателя. Жидкое горючее позволяет без проблем руководить двигателем — останавливать его, опять включать, поменять тягу,— достаточно поменять количество подаваемого в камеру сгорания горючего.
Жидкостные ракетные двигатели делятся на две ветви по методу подачи горючего в камеру сгорания двигателя. При газобалонной совокупности в топливные баки подается под давлением газ, что и выдавливает горючее в камеру сгорания. При турбонасосной совокупности горючее подается насосами, каковые действуют при помощи особой турбины.
Имеется и без того именуемые гидрореактивные двигатели, специально предназначенные для работы под водой, к примеру в водометном катере.
Конструкторы понемногу совершенствуют реактивные двигатели, создают новые их типы. Особенно увлекательны предположения ученых, относящиеся к двум типам двигателей, пока еще не существующим, но в полной мере быть может, что будущее в собственности конкретно им.
Один из них — ионный. Его принципиальное отличие от всех упоминавшихся выше двигателей содержится в том, что газы из него вытекают наружу не в следствии повышенного давления, а под действием электрических сил. Это — электрический ракетный двигатель.
Еще более непохож на простые так называемый фотонный двигатель. Во всех уже известных нам двигателях наружу вытекают частицы вещества — молекулы газов либо ионы. В фотонном двигателе, как показывает само наименование, реактивную тягу создают фотоны, т. е. кванты света. Так, фотонный двигатель — это, по существу, ужасной силы прожектор, что будет передвигаться силой отдачи отбрасываемого им сверхмощного пучка света. Космический корабль с фотонным двигателем имел возможность бы донести человека до дальних звезд — так как теоретически он может развить скорость, близкую к скорости света. Мысль фотонного двигателя весьма несложна, но технологическое ее воплощение связано с огромными трудностями.
Прогресс, достигнутый с происхождением реактивной техники в авиации, огромен. Со ветхими, поршневыми двигателями было нереально преодолеть «звуковой барьер» либо хотя бы приблизиться к скорости звука (приблизительно 1225 км/час). А самолеты с турбореактивными двигателями летают стремительнее звука — скорости самые совершенных из них намного больше скорости звука; высота полета достигает десятков километров, а дальность — десятков тысяч километров. Газотурбинные двигатели все шире используются и на вертолетах.
Громадное значение в авиации покупают ракетные двигатели.
Но особенно громадно значение ракетных двигателей для разных беспилотных управляемых летательных аппаратов. В частности, на данный момент обширно распространены ракеты для изучения воздуха на громадных высотах и для других научных работ. Используются ракеты и в военной технике.
Самые громадные и идеальные ракеты — так именуемые межконтинентальные баллистические. Это — вершина развития современной ракетной техники, и она достигнута у нас. Как показывает само наименование, такие ракеты способны перелетать с континента на континент, на расстояние в 8-10 тыс. км а также более.
Двигатель ракеты трудится только считанные 60 секунд, при взлете, но разгоняет ее до огромной скорости — в б-7 км/сек. За это время он успевает израсходовать целый запас горючего, что образовывает солидную часть неспециализированного веса ракеты. По окончании остановки двигателя ракета летит по так называемой баллистической кривой, т. е. как артиллерийский боеприпас. Исходя из этого ее и именуют баллистической. Она забирается на высоту в тысячу километров и выше, а после этого обрушивается на цель. Сверхточные, узкие, умные устройства управления полетом снабжают попадание фактически в любую цель на земном шаре. Целый полет ракеты продолжается приблизительно 20-30 мин.