что такое газогенератор авиадвигателя

Газогенератор

Полезное

Смотреть что такое «Газогенератор» в других словарях:

газогенератор — газогенератор … Орфографический словарь-справочник

Газогенератор — устройство для преобразования твёрдого или жидкого топлива в газообразную форму. Газогенератор газотурбинного двигателя турбокомпрессор в совокупности с камерой сгорания, расположенной между турбиной и компрессором … Википедия

Газогенератор — Газогенератор: комплекс компонентов газотурбинного двигателя, которые производят горячий газ под давлением для совершения какого либо процесса или для привода силовой турбины. Примечание Газогенератор состоит из одного или нескольких компрессоров … Официальная терминология

ГАЗОГЕНЕРАТОР — ГАЗОГЕНЕРАТОР, газогенератора, муж. (тех.). Особая печь для производства генераторного газа. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

ГАЗОГЕНЕРАТОР — ГАЗОГЕНЕРАТОР, а, муж. Аппарат для термической переработки твёрдого и жидкого топлива в горючий газ. | прил. газогенераторный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

газогенератор — сущ., кол во синонимов: 1 • генератор (63) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

газогенератор — Комплекс компонентов газотурбинного двигателя, которые производят горячий газ под давлением для совершения какого либо процесса или для привода силовой турбины. Примечание Генератор газа состоит из одного или более компрессоров, устройств(а) для… … Справочник технического переводчика

газогенератор — 3.5 газогенератор: Комплекс компонентов газотурбинного двигателя, которые производят горячий газ под давлением для совершения какого либо процесса или для привода силовой турбины. Примечание Газогенератор состоит из одного или нескольких… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Газогенератор — I Газогенератор аппарат для термической переработки твёрдых и жидких топлив в горючие газы, осуществляемой в присутствии воздуха, свободного или связанного кислорода (водяных паров). Получаемые в Г. газы называются генераторными. Горение… … Большая советская энциклопедия

Источник

Газогенератор газотурбинного двигателя

Турбокомпрессор — обобщённое обиходное название любой энергетической машины, функцией которой является использование кинетической энергии отработанных газов двигателя внутреннего сгорания для сжатия воздуха с целью последующего его использования в самом этом двигателе для его работы. Конструктивно всегда состоит из связанных общим валом двух лопаточных машин — газовой турбины и лопастного компрессора.

Содержание

Принцип работы турбокомпрессора

Поток имеющих высокую температуру и давление отработанных газов проходит через лопаточную машину газовой турбины и за счёт своей кинетической энергии раскручивает её. Турбина через вал передаёт энергию вращения на лопаточную машину лопастного компрессора, который осуществляет сжатие воздуха. Сжатый воздух поступает в камеру сгорания двигателя, где смешивается с жидким топливом. В камере за счёт термохимических процессов потенциальная энергия сжатого воздуха и топлива переходит в кинетическую, одновременно увеличивается объём смеси и её температура, за счёт чего тем или иным образом осуществляется одновременно как работа самого двигателя и так и воздействие на турбину турбокомпрессора.

Применение турбокомпрессоров

Турбокомпрессоры применяются в качестве турбонагнетателя в системах турбонаддува поршневых двигателей с целью повышения их КПД, и в качестве механической основы всех без исключения газотурбинных двигателей любого типа.

Турбонаддув поршневых ДВС

Турбокомпрессор является основным исполнительным агрегатом любой системы турбонаддува, опционально применяемой на поршневых бензиновых или дизельных двигателях с целью увеличения их мощности и повышения их КПД. Конструктивно лопаточные машины подобных турбокомпрессоров в своём каноническом виде выполнены в виде одной центростремительной турбины и одного центробежного компрессора, при этом возможно применение турбин изменяемой геометрии и систем twin-scroll. Подобные турбокомпрессоры применяются во всех без исключения системах турбонаддува дорожных машин. В системах турбонаддува судовых или локомотивных двигателей могут применяться нестандартные конструкции турбокомпрессоров, например, с осевой турбиной. За исключением наддува более никакой работы турбокомпрессор не производит.

Газотурбинные двигатели

Турбокомпрессор является неотъемлемой частью любого газотурбинного двигателя, независимо от того, турбореактивный он или турбовальный. Вал турбокомпрессора здесь одновременно является валом самого двигателя, при этом в турбовальных двигателях основная часть мощности двигателя для выполнения полезной работы снимается с этого же самого вала. Конструктивно лопаточные машины газотурбинных двигателей не имеют канонического вида и могут быть как осевого типа, так и центробежного/центростремительного. Камера сгорания здесь расположена обычно между компрессором и турбиной, в их поперечном габарите. На самолётах турбокомпрессоры одновременно выполняют функцию наддува воздуха в салон/кабину.

Источник

Авиация России

Гражданская авиация, пассажирские и боевые самолеты и вертолеты России, новости и история российской и советской авиации.

Газогенератор двигателя ПД-8 будет продемонстрирован на МАКС-2021

До настоящего момента в России не разрабатывались турбореактивные двухконтурные двигатели в классе тяг 6-10 тс, которые могли бы применяться на бизнес-джетах, БЛА и пилотируемых самолётах взлётной массой до 14 000 кг, но создан двигатель ПД-14, который уже установлен на один из опытных самолётов МС-21 и проходит сертификационные испытания в составе ВС.

В настоящее время на базе ПД-14 формируется облик базового газогенератора, который может быть использован при проектировании перспективных ТРДД во всём диапазоне требуемых мощностей.

Газогенератор называют «сердцем» авиационного двигателя, он является основополагающим агрегатом в конструкции любого ТРДД. Газогенератор состоит из компрессора высокого давления, камеры сгорания и турбины высокого давления – именно эта часть приводит силовую установку в движение.

Проектирование двигателя ПД-8 ведётся в соответствии с техническим заданием на ОКР «Разработка перспективного авиационного двигателя тягой 8 тонн для применения в маршевой силовой установке самолётов Бе-200ЧС и SSJ», шифр работ – «ПД-8 – Сатурн». Получение сертификата типа на двигатель ПД-8 запланировано на 2023 год.

ПД-8 создаётся в широкой кооперации предприятий Ростеха. Так АО «Электропривод» холдинга «Технодинамика» разрабатывает систему автономного электропитания и коммутации агрегатов этой силовой установки. Система предназначена для питания электронной части автоматического управления электронных блоков и части исполнительных электрических механизмов двигателя, используется как основной источник электропитания с резервом от бортовой системы электроснабжения. Технические решения, полученные при разработке аналогичной системы СЭПК-14-1 для двигателя ПД-14, внедряются и в новом изделии.

В мае 2021 года Центральный институт авиационного моторостроения имени П. И. Баранова согласовал техническое задание и выдал положительное заключение на технический проект ПД-8, и тогда же в мае на базе ПАО «ОДК-Сатурн» в Рыбинске прошло заседание макетной комиссии, которая вынесла решение, что создаваемый ТРДД ПД-8 отвечает требованиям безопасности и экологичности. Макетная комиссия утвердила сертификационный базис, объём расчётно-аналитических работ и испытаний для подтверждения соответствия двигателя требованиям Части 21 Федеральных авиационных правил.

Проведение сертификационных, инженерных и лётных испытаний ПД-8, в том числе государственных испытаний опытного образца двигателя, запланированы на период с 1 сентября 2022 года по 30 марта 2023 г.

Натурный образец газогенератора разработки Объединённой двигателестроительной корпорации будет представлен на Международном авиационно-космическом салоне (МАКС-2021) с 20 по 25 июля в подмосковном Жуковском в составе общей выставочной экспозиции ОДК в павильоне С1, в разделе «Двигатели для гражданской и транспортной авиации».

Источник

газогенератор

Рис. 1. Схема газогенератора.

газогенера́тор — 1) часть газотурбинного двигателя, состоящая из последовательно расположенных осевого или центробежного компрессора, камеры сгорания и газовой турбины, приводящей компрессор (рис. 1). Термин «Г.» появился в связи с внедрением в авиастроение турбореактивных двухконтурных двигателей. Эти двигатели имеют двух- или трёхзальную схему. В первом случае Г. называется каскад высокого давления, во втором — каскад высокого и среднего давления. Рабочий процесс в Г. осуществляется при наибольших значениях давления, термических и механических нагрузок. Бо́льшая часть прочностных и газодинамических проблем, возникающих при создании газотурбинного двигателя, связана с Г., поэтому опережающая экспериментальная отработка Г. может сократить сроки создания и доводки газотурбинного двигателя. Однотипность конструктивной схемы Г. для газотурбинных двигателей различных принципиальных схем (турбореактивных двигателей, турбореактивных двухконтурных двигателей, турбовинтовых двигателей) позволяет создавать семейства двигателей различных типов и назначения на основе базовой конструкции Г. (рис. 2), причём максимальные и минимальные значения тяги (мощности) двигателей одного семейства могут отличаться в несколько раз. Такой метод создания двигателей находит широкое практическое применение. Наряду с термогазодинамическими параметрами рабочего процесса важным конструктивным показателем Г., характеризующим размеры проточной части и определяющим тягу (мощность) базируемых на его основе газотурбинного двигателя, является размерность Г., представляющая собой приведённый расход воздуха в выходном сечении компрессора: , где G₀ — максимальный приведенный расход во входном сечении компрессора, π_к — максимальное значение степени повышения давления в компрессоре. Наименьшее значение имеют Г. вертолётных газотурбинных двигателей и турбовинтовых двигателей лёгких самолётов: = 0,2—2,5 кг/с. У Г. современных турбореактивных двухконтурных двигателей для до- и сверхзвуковых самолётов = 2—9 кг/с. В Г. одноконтурных турбореактивных двигателей достигает 35 кг/с. Необходимая тяга (мощность) газотурбинных двигателей получается сочетанием базового Г. с турбовентилятором (турбокомпрессором), имеющим соответствующие значения расхода воздуха и степени повышения давления в вентиляторе (компрессоре низкого давления), или со свободной турбиной (для турбовального газотурбинного двигателя). Конструкция базового Г. должна быть рассчитана на различные значения давления и температуры рабочего тела в различных газотурбинных двигателях.

2) Часть турбонасосного агрегата (турбонасосный агрегат) жидкостного ракетного двигателя — устройство, в камере которого в результате реакций окисления (двухкомпонентное топливо) или разложения (однокомпонентное топливо) вырабатывается горячий газ (температура 200—900°C), являющийся рабочим телом для привода турбины турбонасосного агрегата, насосы которого обеспечивают подачу топлива в камеру сгорания жидкостного ракетного двигателя. Для наддува топливных баков, работы системы управления.

Рис. 2. Семейство двигателей на основе базового газогенератора.

Полезное

Смотреть что такое «газогенератор» в других словарях:

газогенератор — газогенератор … Орфографический словарь-справочник

Газогенератор — устройство для преобразования твёрдого или жидкого топлива в газообразную форму. Газогенератор газотурбинного двигателя турбокомпрессор в совокупности с камерой сгорания, расположенной между турбиной и компрессором … Википедия

Газогенератор — Газогенератор: комплекс компонентов газотурбинного двигателя, которые производят горячий газ под давлением для совершения какого либо процесса или для привода силовой турбины. Примечание Газогенератор состоит из одного или нескольких компрессоров … Официальная терминология

ГАЗОГЕНЕРАТОР — ГАЗОГЕНЕРАТОР, газогенератора, муж. (тех.). Особая печь для производства генераторного газа. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

ГАЗОГЕНЕРАТОР — ГАЗОГЕНЕРАТОР, а, муж. Аппарат для термической переработки твёрдого и жидкого топлива в горючий газ. | прил. газогенераторный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

Газогенератор — 1) часть газотурбинного двигателя, состоящая из последовательно расположенных осевого или центробежного компрессора, камеры сгорания и газовой турбины, приводящей компрессор. Термин «Г.» появился в связи с внедрением в авиастроение… … Энциклопедия техники

газогенератор — сущ., кол во синонимов: 1 • генератор (63) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

газогенератор — Комплекс компонентов газотурбинного двигателя, которые производят горячий газ под давлением для совершения какого либо процесса или для привода силовой турбины. Примечание Генератор газа состоит из одного или более компрессоров, устройств(а) для… … Справочник технического переводчика

газогенератор — 3.5 газогенератор: Комплекс компонентов газотурбинного двигателя, которые производят горячий газ под давлением для совершения какого либо процесса или для привода силовой турбины. Примечание Газогенератор состоит из одного или нескольких… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Газогенератор — I Газогенератор аппарат для термической переработки твёрдых и жидких топлив в горючие газы, осуществляемой в присутствии воздуха, свободного или связанного кислорода (водяных паров). Получаемые в Г. газы называются генераторными. Горение… … Большая советская энциклопедия

Источник

Авиационные газотурбинные двигатели

Всем привет! В этой статье я хочу рассказать о том, как работают авиационные газотурбинные двигатели (ГТД). Я постараюсь сделать это наиболее простым и понятным языком.

Авиационные ГТД можно можно разделить на:

Начнём с турбореактивных двигателей.

Турбореактивные двигатели

Такой тип двигателей был создан в первой половине 20-го века и начал находить себе массовое применение к концу Второй мировой войны. Первым в мире серийным турбореактивным самолетом был немецкий Me.262. ТРД были популярны вплоть до 60-ых годов, после чего их стали вытеснять ТРДД.

Современная фотография Me-262, сделанная в 2016 году

Самый простой турбореактивный двигатель включает в себя следующие элементы:

А теперь рассмотрим что для чего нужно и зачем.

Входное устройство — это расширяющийся* канал, в котором происходит подвод воздуха к компрессору и его предварительное сжатие. В нём кинетическая энергия входящего воздуха частично преобразуется в давление.

*здесь и дальше мы будем говорить про дозвуковые скорости. На сверхзвуковой скорости физика меняется, и там все совсем не так.

Компрессор — это устройство, в котором происходит повышение давление воздуха. Компрессор можно характеризовать такой величиной, как степень повышения давления. В современных двигателях оно уже начинает переступать за 40 единиц. Кроме того, в нем увеличивается температура (может быть, где-то до 400 градусов Цельсия).

Камера сгорания — устройство, в котором к сжатому воздуху (после компрессора) подводится тепло из-за горения топлива. Температура в камере сгорания очень высокая, может достигать 2000 градусов Цельсия. Вам может показаться, что давление газа в камере тоже сильно увеличивается, но это не так. Теоретически принято считать, что подвод тепла осуществляется при постоянном давлении. В реальности оно немного падает из-за потерь (проблема несовершенства конструкции).

Турбина — устройство, превращающее часть энергии газа после камеры сгорания в энергию привода компрессора. Так как турбины используются не только в авиации, можно дать более общее определение: это устройство, преобразующее внутреннюю энергию рабочего тела (в нашем случае рабочее тело — это газ) в механическую работу на валу. Как вы могли понять, турбина и компрессор находятся на одном валу и жестко связаны между собой. Если в компрессоре происходит повышение давления газа, то в турбине, наоборот, понижение, то есть газ расширяется.

Сопло — суживающийся канал, в котором происходит преобразование потенциальной энергии газа в кинетическую (оставшийся запас энергии газа после турбины). Как и в турбине, в сопле происходит расширение газа. Образуется струя, которая, вытекая из сопла, движет самолёт.

С основными элементами разобрались. Но все равно не очень понятно как оно работает? Тогда давайте ещё раз и коротко.

Воздух из атмосферы попадает во входное устройство, где немного сжимается и поступает в компрессор. В компрессоре давление воздуха растёт ещё сильнее, растёт и температура. После компрессора воздух поступает в камеру сгорания и, смешиваясь там с топливом, воспламеняется, что приводит к сильному возрастанию температуры, при, можно сказать, постоянном давлении. После камеры сгорания горячий сжатый газ попадает в турбину. Часть энергии газа расходуется на вращение компрессора турбиной (чтобы он мог выполнять свою функцию, описанную выше), другая часть энергии расходуется на, нужное нам, движение самолёта, из-за того, что газ, пройдя турбину, превращается в реактивную струю в сопле и вырывается из него (сопла) в атмосферу. На этом цикл завершается. Конечно, в реальности все процессы цикла проходят непрерывно.

Такой цикл называется циклом Брайтона, или термодинамическим циклом с непрерывным характером рабочего процесса и подводом тепла при постоянном давлении. По такому циклу работают все ГТД.

Цикл Брайтона в P-V координатах

Н-В — процесс сжатия во входном устройстве
В-К — процесс сжатия в компрессоре
К-Г — изобарический подвод тепла
Г-Т — процесс расширения газа в турбине
Г-С — процесс расширения газа в сопле
С-Н — изобарический отвод тепла в атмосферу

Схематичная конструкция турбореактивного двигателя, где 0-0 — ось двигателя

ТРД может иметь и два вала. В таком случае компрессор состоит из компрессора низкого давления (КНД) и компрессора высокого давления (КВД), а подвод работы будут осуществлять турбина низкого давления (ТНД) и турбина высокого давления (ТВД) соответственно. Такая схема более выгодная газодинамически.

Реальный двигатель такого вида в разрезе

Мы рассмотрели принцип работы самой простой схемы авиационного газотурбинного двигателя. Естественно, на современных «Эйрбасах и Боингах» устанавливаются ТРДД, конструкция которых заметно сложнее, но работает все по таким же законам. Давайте рассмотрим их.

Двухконтурный турбореактивный двигатель

ТРДД, прежде всего, отличается от ТРД тем, что имеет два контура: внешний и внутренний. Внутренний контур содержит в себе то же самое, что и ТРД: компрессор (разделенный на КНД и КВД), камеру сгорания, турбину (разделенную на ТВД и ТНД) и сопло. Внешний контур представляет собой канал, с соплом в конце. В нем нет ни камеры сгорания, ни турбины. Перед обоими контурами (сразу после входного устройства двигателя) стоит ступень компрессора, работающая на оба контура.

Не очень понятная картина выходит, да? Давайте разберемся как оно работает.

Схематичная конструкция двухвального двухконтурного турбореактивного двигателя

Воздух, попадающий в двигатель, пройдя через первую ступень компрессора низкого давления, разбивается на два потока. Одна часть воздуха идет по внутреннему контуру, где происходят те же процессы, которые были описаны, когда мы разбирали ТРД. Вторая часть воздуха попадает во внешний контур, получив энергию от первой ступени КНД (та, которая работает на два контура). Во внешнем контуре энергия воздуха тратится только на преодоление гидравлических потерь (за счёт трения). В конце этот воздух попадает в сопло внешнего контура, создавая огромную тягу. Тяга, созданная внешним контуром, может составлять 80% тяги всего двигателя.

Одной из важнейших характеристик ТРДД является степень двухконтурности. Степень двухконтурности — это отношение расхода воздуха во внешнем контуре, к расходу воздуха во внутреннем контуре. Это число может быть как больше, так и меньше единицы. На современных двигателях это число переступает за значение в 12 единиц.
Двигатели, степень двухконтурности которых больше двух, принято называть турбовентиляторными, а первую ступень компрессора (ту, что работает на оба контура) вентилятором.

ТРДД самолета Boeing 757-200. На переднем плане видно входное устройство и вентилятор

На некоторых двигателях вентилятор приводится в движение отдельной турбиной, которая ставится ближе всего к соплу внутреннего контура. Тогда двигатель получается трехвальным. Например, по такой схеме выполнены двигатели Rolls Royce RB211 (устанавливались на L1011, B747, B757, B767), Д-18Т (Ан-124), Д-36 (Як-42)

Д-18Т в разрезе изнутри

Главное достоинство ТРДД заключается в возможности создания большой тяги и хорошей экономичности, по сравнению с ТРД.

На этом я хотел бы закончить про ТРДД и перейти к следующему виду двигателей — ТВД.

Турбовинтовые двигатели

Турбовинтовой двигатель, как и турбореактивный, относится к газотурбинным двигателям. И работает он почти как турбореактивный. Элементарный турбовинтовой двигатель состоит из уже знакомых нам элементов: компрессора, камеры сгорания, турбины и сопла. К ним добавляются редуктор и винт.

Принцип работы работы такой же, как у турбореактивного, с разницей в том, что практически вся энергия газа расходуется на турбине на вращение компрессора и на вращение винта через редуктор (здесь винт и редуктор находятся на одном валу с компрессором). Винт создаёт основную долю тяги. Оставшаяся, после турбины, часть энергии направляется в сопло, образуя реактивную тягу, но она мала, может составлять десятую часть от общей. Редуктор в этой схеме нужен для того, чтобы понизить обороты и передать момент, так как турбина может вращаться с очень высокой частотой, например, 10000 оборотов в минуту, а винту нужно только 1500. И винт достаточно тяжелый.

Схематичная конструкция ТВД

Но бывает и другая схема турбовинтовых двигателей: со свободной турбиной.
Её суть в том, что за обычной турбиной компрессора ставится отдельная турбина, которая механически не связана с турбиной компрессора. Такая турбина называется свободной. Связь между турбиной компрессора и свободной турбиной только газодинамическая. От свободной турбины идёт отдельный вал, на который устанавливаются редуктор с винтом. Все остальное работает так же, как и в первом случае. Большинство современных двигателей выполняют именно по такой схеме. Одним из плюсов такой схемы является возможность использования двигателя на земле, как вспомогательную силовую установку (ВСУ), не приводя винт в движение.

Схематичная конструкция ТВД со свободной турбиной

Хочу отметить, что не нужно смотреть на турбовинтовые двигатели как на малоэффективный пережиток прошлого. Я несколько раз слышал такие высказывания, но они неверны.
Турбовинтовой двигатель в некоторых случаях обладает наивысшим КПД, как правило, на самолетах с не очень большими скоростями (например, на 500 км/ч), притом, самолет может быть внушительных размеров. В таком случае, турбовинтовой двигатель может быть в разы выгоднее, рассмотренного ранее, турбореактивного двигателя.

На этом про турбовинтовые двигатели можно заканчивать. Мы потихоньку подошли к понятию турбовального двигателя.

Турбовальный двигатель

Должно быть, большинство читателей здесь вообще впервые слышат такое название. Такой тип двигателей устанавливается на вертолёты.

Турбовальный двигатель очень схож с турбовинтовым двигателем со свободной турбиной. Он также состоит из компрессора, камеры сгорания, турбины компрессора, далее идёт свободная турбина, связанная со всем предыдущем только газодинамически. А вот реактивную тягу такой двигатель не создаёт, реактивного сопла у него нет, только выхлоп. Свободная турбина имеет свой вал, который соединяется к главному редуктору вертолёта (несущего винта). Да, у всех известных мне вертолетов есть такой редуктор, и, как правило, он внушительных размеров. Дело в том, что обороты несущего винта вертолёта очень низкие. Если у самолета, как я писал выше, они могут достигать 1500 об/мин, то у вертолёта, например у Ми-8, всего 193 об/мин.
А обороты двигателя у вертолёта зачастую очень высокие (из-за небольших размеров), и понижать их приходится в сотню и более раз. Бывает такое, что редуктор стоит и на двигателе, и на самом вертолете, например, у Ми-2 и его двигателя ГТД-350.

Схематичная конструкция турбовального двигателя

Двигатель ТВ3-117 от вертолета Ми-8. Справа видны выхлопная труба и приводной вал

Итак, мы рассмотрели четыре типа газотурбинных двигателей. Надеюсь, мой текст был понятен и полезен для вас. Все вопросы и замечания можете писать в комментариях.

Источник