ПВРД двигател

Реактивен двигател е устройство, което създава теглителната сила, необходима за движение, като преобразува вътрешната енергия на горивото в кинетичната енергия на струйната струя на работния флуид.

Класове реактивни двигатели:

Всички реактивни двигатели се разделят на 2 класа:

Air-jet - топлинни двигатели, които използват енергията от окисляването на въздуха, получена от атмосферата. В тези двигатели работният флуид е представен от смес от продукти на горенето с останалите елементи на обезвъздушения въздух.
Ракета - двигатели, които съдържат всички необходими компоненти на борда и могат да работят дори във вакуум.

Въздушно-реактивният двигател е най-простият в класа на VJE по отношение на дизайна. Повишаването на налягането, необходимо за работата на устройството, се формира чрез спиране на насрещния въздушен поток.

Работният процес на ПВРД може да бъде описан накратко, както следва:

Въздухът навлиза във входа на двигателя със скорост на полет, кинетичната му енергия се преобразува във вътрешна енергия, налягането и температурата на въздуха се повишават. На входа на горивната камера и по цялата дължина на пътя на потока се наблюдава максимално налягане.

Сгъстеният въздух се нагрява в горивната камера чрез окисление на подавания въздух, докато вътрешната енергия на работния флуид се увеличава.
Освен това потокът се стеснява в дюзата, работният флуид достига звукова скорост и отново, когато се разширява, достига свръхзвукова скорост. Поради факта, че работният флуид се движи със скорост, надвишаваща скоростта на настъпващия поток, вътре се създава реактивна тяга.

Конструктивно, ПВРД е изключително просто устройство. Двигателят има горивна камера, вътре в която горивотоидва от горивните инжектори и въздух от дифузьора. Горивната камера завършва с вход към дюзата, която се стеснява-разширява.

Развитието на технологията за смесено твърдо гориво доведе до използването на това гориво в линейно реактивни двигатели. В горивната камера има горивен блок с централен надлъжен канал. Преминавайки през канала, работният флуид постепенно окислява повърхността на горивото и се загрява. Използването на твърдо гориво допълнително опростява съществуващия дизайн на двигателя: горивната система става ненужна.

Смесеното гориво по своя състав в ramjet двигател се различава от използваното в ракетен двигател с твърдо гориво. Ако в ракетен двигател по-голямата част от състава на горивото е заета от окислител, тогава в ramjet той се използва в малки пропорции за активиране на процеса на горене.

Пълнежът за смесено гориво за ПВРД се състои главно от фин прах от берилий, магнезий или алуминий. Топлината им на окисление значително надвишава топлината на изгаряне на въглеводородното гориво. Като пример за ПВРД с твърдо гориво може да се посочи задвижващият двигател на крилатата противокорабна ракета P-270 Moskit.

Тягата на ПВРД зависи от скоростта на полета и се определя въз основа на влиянието на няколко фактора:

Колкото по-висока е скоростта на полета, толкова по-голям ще бъде потокът въздух, преминаващ през пътя на двигателя, съответно повече кислород ще проникне в горивната камера, което увеличава разхода на гориво, топлинната и механичната мощност на двигателя.
Колкото по-голям е въздушният поток през пътя на двигателя, толкова по-голяма е тягата, генерирана от двигателя. Има обаче известно ограничение, въздушният поток през пътя на двигателя не може да се увеличава безкрайно.
С увеличаване на скоростта на полета нивото се увеличава.налягане в горивната камера. В резултат на това се повишава топлинната ефективност на двигателя.
Колкото по-голяма е разликата между скоростта на самолета и скоростта на преминаване на струята, толкова по-голяма е тягата на двигателя.

Зависимостта на тягата на ПВРД от скоростта на полета може да бъде представена по следния начин: докато скоростта на полета стане много по-ниска от скоростта на преминаване на струята, тягата ще нараства заедно с нарастването на скоростта на полета. Когато въздушната скорост се доближи до скоростта на струйната струя, тягата започва да пада след определен максимум, при който се наблюдава оптималната въздушна скорост.

Всяка от групите има свои собствени отличителни характеристики на дизайна.

Дозвукова въздушна струя

Тази група двигатели е проектирана да осигурява полети със скорости от 0,5 до 1,0 Mach. Компресирането и спирането на въздуха в такива двигатели се извършва в дифузьор - разширяващ се канал на устройството на входа на потока.

Тези двигатели имат изключително ниска ефективност. При полет със скорост M = 0,5 нивото на повишаване на налягането при тях е 1,186, поради което идеалната топлинна ефективност за тях е само 4,76%, а ако се вземат предвид и загубите в реален двигател, тази стойност ще се доближи до нула. Това означава, че при полет със скорост M