Самолет с двигателем - Википедия - Powered aircraft

An Airbus A320 самолет с двигателем

А самолет с двигателем является самолет который использует на борту движение с механической мощностью, генерируемой авиационный двигатель какой-то.

В силовых установках самолета почти всегда используется пропеллер определенного типа или реактивный двигатель. Другие возможные методы движения, такие как орнитоптеры используются очень редко.

Способы движения

Вращающиеся крылья

Винтовой самолет

А турбовинтовой -двигатель Туполев Ту-95

А пропеллер или воздушный винт состоит из набора небольших крыльев, похожих на крылья лезвия установлен вокруг центральной ступицы, которая вращается на оси, выровненной по направлению движения. Лезвия установлены на подача угол к воздушному потоку, который может быть фиксированным или переменным, так что вращение пропеллера создает аэродинамическую подъемную силу, или толкать, в прямом направлении.

А трактор конструкция устанавливает пропеллер перед источником питания, в то время как толкатель дизайн монтирует его сзади. Хотя конструкция толкателя обеспечивает более чистый воздушный поток над крылом, конфигурация трактора более распространена, поскольку она обеспечивает более чистый поток воздуха к гребному винту и обеспечивает лучшую распределение веса.

Пропеллеры противоположного вращения один гребной винт должен находиться рядом с другим на одной оси, но вращаться в противоположном направлении.

Разновидностью пропеллера является использование множества широких лопастей для создания вентилятора. Такие вентиляторы обычно окружены кольцевым обтекателем или воздуховодом, так как канальные вентиляторы.

Для привода гребных винтов использовались многие виды силовых установок.

Самые ранние использованные конструкции сила человека давать дирижабль воздушные шары некоторой степени контроля, и вернуться к Жан-Пьер Бланшар в 1784 году. Попытки добиться полета человека тяжелее воздуха не увенчались полным успехом, пока Пол МакКриди с Паутинка Кондор в 1977 г.

Паутинный Альбатрос, а самолет с двигателями человека

Первый силовой полет самолета был совершен в на паровой тяге дирижабль Анри Жиффар в 1852 году. Попытки выйти замуж за практичного легкого паровой двигатель к практическому планеру с неподвижным крылом удалось добиться гораздо позже, когда двигатель внутреннего сгорания уже стал доминирующим.

С первого полета управляемого моторизованного самолета Братья Райт до того как Вторая Мировая Война пропеллеры вращаются поршневой двигатель внутреннего сгорания были практически единственным используемым типом силовой установки. Поршневой двигатель по-прежнему используется в большинстве выпускаемых небольших самолетов, поскольку он эффективен на малых высотах и меньших скоростях, подходящих для пропеллеров.

Турбинные двигатели не обязательно использовать в качестве реактивных двигателей (см. Ниже), но могут быть предназначены для приведения в движение гребного винта в виде двигателя. турбовинтовой. Современные вертолеты также обычно используют газотурбинные двигатели для приведения в действие ротора. Турбины обеспечивают большую мощность при меньшем весе, чем поршневые двигатели, и лучше подходят для малых и средних самолетов или более крупных, медленно летающих типов. Некоторые конструкции турбовинтовых двигателей устанавливают пропеллер непосредственно на вал турбины двигателя и называются пропфаны.

К другим менее распространенным источникам питания относятся:

Электродвигатели, часто используемые на малых расстояниях, например передний электрический маршевый двигатели для планеры и другие виды электрический самолет. Некоторые экспериментальные типы используют солнечные панели для создания самолет на солнечных батареях.
Резиновые ленты, намотанные много раз для хранения энергии, в основном используются для летающих моделей.

Винтокрыл

У винтокрылых машин есть вращающиеся лопасти, называемые ротор который вращается в горизонтальной плоскости для обеспечения подъемной силы. Прямая тяга обычно достигается за счет небольшого наклона диска ротора вперед, так что часть его подъемной силы направляется назад; они называются вертолеты. Другие винтокрылые машины составные вертолеты и автожиры которые иногда используют другие средства движения, такие как пропеллеры и реактивные двигатели.

Ротор вертолета может, как и воздушный винт, приводиться в действие различными способами, такими как двигатель внутреннего сгорания или реактивная турбина. Тип форсунок, питаемые газами, проходящими по полым лопастям ротора от центрального двигателя. Были даже попытки установить двигатели непосредственно на концах ротора.

Реактивный двигатель

Реактивный самолет

Воздушно-реактивные двигатели обеспечивать тягу, всасывая воздух, сжимая воздух, впрыскивая топливо в горячую смесь сжатого воздуха в камера сгорания в результате ускоренный выхлоп выбрасывается назад через турбину, которая приводит в действие компрессор. Реакция на это ускорение обеспечивает тягу двигателя.

А с реактивным двигателем Боинг 777 взлет

Реактивные двигатели могут обеспечивать гораздо более высокую тягу, чем гребные винты, и, естественно, эффективны на больших высотах, имея возможность работать на высоте более 40 000 футов (12 000 м). Они также намного более экономичны при нормальной скорости полета, чем ракеты. Следовательно, почти все высокоскоростные и высотные самолеты используют реактивные двигатели.

Рано турбореактивный и современный турбовентилятор используйте вращающийся компрессор и турбину для обеспечения тяги. Многие, в основном в военной авиации, добавляют форсаж который впрыскивает дополнительное топливо в горячий выхлоп.

Использование турбины не является абсолютно необходимым: другие конструкции включают неочищенную импульсная струя, высокоскоростной ПВРД и все еще экспериментальный ПВРД сверхзвукового горения или ГПВРД. Эти механически простые конструкции требуют для работы существующего воздушного потока и не могут работать в неподвижном состоянии, поэтому они должны запускаться с помощью катапульты или ракетного ускорителя или сбрасываться с базового корабля.

Двухконтурные турбовентиляторные двигатели Локхид SR-71 имели гибридную конструкцию - самолет взлетал и приземлялся в конфигурации с реактивной турбиной, а для высокоскоростного полета зажигалась форсажная камера и шунтировалась турбина, чтобы создать ПВРД.^{[нужна цитата ]}

В моторджет была очень ранней конструкцией, в которой вместо камеры сгорания использовался поршневой двигатель, похожий на с турбонаддувом поршневой двигатель, за исключением того, что тяга поступает от турбины, а не от коленчатого вала. Вскоре на смену ему пришел турбореактивный двигатель, и он оставался диковинкой.

Самолет с ракетным двигателем

Ракета Пропульсивная установка обеспечивает очень высокую тягу при небольшом весе и не имеет ограничений по высоте, но страдает от высокого расхода топлива и необходимости перевозить окислитель, а также топливо.

С ракетными самолетами экспериментировали, и во время Второй мировой войны Мессершмитт Комет истребитель был разработан и использовался в боевой эксплуатации. С тех пор они были ограничены специализированными нишами, такими как Колокол X-1 который сломал звуковой барьер или Североамериканский X-15 который был способен летать на очень больших высотах на границе с космосом, поскольку он не зависел от атмосферного кислорода.

Ракеты чаще использовались в качестве дополнения к основной силовой установке, как правило, в случае ракетный взлет для увеличения мощности тяжелонагруженного самолета или уменьшения разбега. В ряде конструкций типа прототипа «смешанная мощность» Сондерс-Роу SR.53 перехватчик ракета использовалась для обеспечения высокой скорости набора высоты и достижения цели, в то время как турбореактивный двигатель меньшего размера обеспечивал более медленное и более экономичное возвращение на базу.

Орнитоптер

Орнитоптер получает тягу, взмахивая крыльями. Когда закрылки закрылки, в отличие от планирования, они продолжают развивать подъемную силу, как и раньше, но подъемная сила поворачивается вперед, чтобы обеспечить толкать компонент.

Рабочие устройства были созданы для летных исследований и в качестве прототипов, но вертикальные колебания фюзеляжа, которые имеют тенденцию сопровождать взмахи крыла, ограничивают их полезность. Единственное практическое применение - полет модельный ястреб используется для замораживания хищных животных в неподвижности, чтобы их можно было поймать.

Также популярны игрушки в виде летающей модели птицы.

Способы питания лифта

А самолет получает подъемную силу от воздушного потока над крылом в результате движения из-за поступательной тяги. Несколько других типов, например винтокрылые. автожир, получить подъемную силу аналогичными методами.

Некоторые типы используют отдельную систему питания для создания лифта. К ним относятся винтокрылые вертолет и крафтить которые используют лифтовые форсунки (например, летающая кровать ).

А воздушный шар требуется источник энергии (обычно газовая горелка) для подъема, но обычно не считается "двигателем самолета".

Смотрите также

внешняя ссылка

Предыстория механического полета (Комиссия США по случаю столетия полетов)