Принцип действия ТРД

Турбореактивный двигатель (ТРД)

ТРД представляет собой простейший тип авиационного ГТД. Основными конструктивными элементами его являются: входное устройство, многоступенчатый осевой компрессор (одно- или двухвальный) с развитой механизацией и системой регулирования, камера сгорания, чаще всего кольцевого типа, с индивидуальными жаровыми трубами и форсунками для организации эффективного сжигания топлива, одно- или двухступенчатая осевая турбина и реактивное сопло. При необходимости кратковременного увеличения (форсирования) тяги двигателя за турбиной ТРДФ устанавливают переходный диффузор и форсажную камеру. Турбореактивный двигатель работает по термодинамическому циклу Брайтона следующим образом: на взлете воздух из наружной среды засасывается во входное устройство. Осевая скорость перед компрессором доходит до 150-200 м/сек, а возникающее при этом разрежение соответственно равно Δр = 0,15..0,20 ат. В полете на больших скоростях воздух подвергается динамическому сжатию в свободной струе и в сверхзвуковом диффузоре. Второй ступенью сжатия служит многоступенчатый осевой компрессор. Компрессоры ТРД имеют степени сжатия π*_к0 = 6..14 и состоят из 7 - 17 ступеней. Подогрев воздуха в компрессоре составляет 220-380°. Осевая скорость на выходе из компрессора равна 100-120 м/сек. В результате сжигания топливо-воздушной смеси в камере сгорания температура рабочего тела доводится до 1100-1400 К; при этом давление газа падает на 3..6%. Полученные продукты сгорания расширяются в турбине (первая ступень расширения) для создания мощности, потребной на привод компрессора, и, наконец, расширяются в выходном сопле (вторая ступень расширения). Осевая скорость газа на входе в турбину равна 180-200 м/сек (М_3α=0,15..0,20), а на выходе из турбины — 300..450 м/сек (M₄α=0,50..0,75). Скорость истечения газов из реактивного сопла при полном расширении доходит до 600..750 м/сек. Температура на выходе из сопла равна 900-1000° К. При высоких Т* и р* перепад давлений в выходном сопле уже на стенде достигает критических и сверхкритических значений. Если ТРД предназначен для полета на скоростях, соответствующих М >1,0 то его необходимо снабжать регулируемым выходным соплом типа сопла Лаваля. В результате истечения газа с большой скоростью из выходного сопла возникает реактивная тяга. Турбореактивные двигатели получили широкое применение в военной авиации и частично в транспортной. Однако в последние годы они вытесняются из воздушного транспорта более экономичными и менее «шумными» турбовентиляторными двигателями.