Модель авіадвигуна це реально, моделіст-конструктор

Моделісти - народ скрупульозний, і особливо цінують, коли модель-копія літака, корабля або танка не тільки максимально схожа з прототипом, але і повторює його в найдрібніших подробицях. Уявіть, що ви зможете продемонструвати модель пасажирського авіалайнера або винищувача, включаючи основні елементи конструкції його двигунів! Сьогодні ми розповідаємо про те, як влаштований сучасний авіаційний газотурбінний двигун (ГТД) і чому створення його моделі вимагає найвищого рівня майстерності. Ця публікація буде також корисна прихильникам моделювання судо- і бронетехніки. Адже часто під палубою сучасного корабля або під бронею танка знаходиться все той же ВМД.

Спочатку трохи історії. Як відомо, аж до Другої світової війни на літаки встановлювалися поршневі мотори, і довгий час вони цілком влаштовували і льотчиків, і конструкторів. Однак необхідність збільшення швидкостей польоту «тягнула» за собою збільшення маси таких моторів, що робило літаки надто важкими. Тоді-то на зміну поршневим прийшли газотурбінні двигуни, які забезпечували літаку більш високу швидкість при істотно меншій масі конструкції.

Розрахунки по створенню газотурбінних двигунів проводилися вже в передвоєнні роки в СРСР, Англії, Німеччини, Італії. До 1941 року над створенням авіаційних ГТД в нашій країні працювали в основному В.В. Уваров і А.М. Люлька, а з початком війни їх проектування було практично законсервовано. В Англії ж, і особливо в Німеччині, конструювання ВМД ішов повним ходом, і вже до середини 1944 року на озброєнні Люфтваффе з'явилися реактивні літаки. В цьому ж році Державний комітет оборони СРСР ухвалив постанову щодо розвитку реактивної техніки. Було вирішено створити дослідні зразки ВМД В.В. Уварова та А.М. Люльки. Після придбання партії ВМД англійських фірм стали використовувати їх. З'явилися трофейні німецькі реактивні літаки, двигуни яких - BMW-003 і Jumo-004 - ретельно вивчалися і освоювалися виробництвом.

Сьогодні відомо безліч типів авіаційних газотурбінних двигунів: наприклад, турбореактивний, турбореактивний з форсажною камерою, двоконтурний турбореактивний, турбогвинтовий, турбовальний, турбогвинтовентиляторний і ін. Об'єднує їх наявність обов'язкових елементів - компресора, камери згоряння і турбіни.

Типовий вид ступені авіаційної газової турбіни

Принцип дії газотурбінного двигуна полягає в наступному. Компресор, що обертається турбіною, безперервно стискає і подає повітря в камеру згоряння. У камері згоряння повітря нагрівається завдяки безперервному спалюванню палива. В результаті стиснення і нагрівання виходить високотемпературний газ, що володіє великою енергією. Корисно використовувана частина цієї енергії йде на обертання турбіни і гвинта і (або) на формування реактивного газового струменя через сопло.

На перший погляд, гондола з двигуном виглядає на літаку настільки елементарно, що мимоволі виникає думка про простоту самого двигуна. Насправді це не так. Вперше ознайомившись з «начинкою» сучасного авіаційного газотурбінного двигуна, багато перебувають у стані шоку. Тисячі великих і дрібних деталей, швидкість обертання ротора в десятки тисяч обертів на хвилину, температура в камері згоряння майже як на поверхні сонця, і при цьому - десятки тисяч годин безвідмовної роботи; вартість кожного двигуна, що обчислюється мільйонами доларів.

Для цілей моделювання, дуже спрощено, внутрішній устрій ВМД можна уявити як довгу низку парних кільцевих решіток (ступенів). Одна їх частина нерухомо закріплена на циліндричній корпусі двигуна (статорі), а інша розташована на обертовому валу з дисками (роторі). При цьому ротор нагадує безліч «нанизаних» на одну вісь вентиляторів, які обертаються між гратами статора. Грати можна імітувати безліччю тонких довгих пластинок, які в цьому двигуні називаються лопатками і мають складну просторову форму. Грати компресора і турбіни знаходяться по різні боки від камери згоряння, фактично представляє собою «порожній» кільцевої обсяг. Безпосередньо за турбіною розташоване сопло. У верхній або нижній частині двигуна монтуються агрегати. У сучасних пасажирських літаках двигуни найчастіше розміщуються під крилами на пілонах (в мотогондолі), тоді як у військовій авіації ВМД можуть займати значну частину фюзеляжу літака.

Двоконтурний турбореактивний двигун RВ.207 - розроблявся для аеробуса А-300:

1 - вентилятор; 2 - компресор; 3 - камера згоряння; 4 - турбіна