|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
HISTOIRE DE LA TECHNOLOGIE, TECHNOLOGIE, OBJETS AUTOUR DE NOUS
Moteur d'avion. Histoire de l'invention et de la production
Annuaire / L'histoire de la technologie, de la technologie, des objets qui nous entourent Un moteur à réaction est un moteur qui crée la force de traction nécessaire au mouvement en convertissant l'énergie interne du carburant en énergie cinétique du jet du fluide de travail. Le fluide de travail s'écoule du moteur à grande vitesse et, conformément à la loi de conservation de la quantité de mouvement, une force réactive se forme qui pousse le moteur dans la direction opposée. Pour accélérer le fluide de travail, à la fois l'expansion d'un gaz chauffé d'une manière ou d'une autre à une température thermique élevée (les soi-disant moteurs à réaction thermiques) et d'autres principes physiques, par exemple l'accélération de particules chargées dans un champ électrostatique ( voir moteur ionique), peut être utilisé. Un moteur à réaction combine le moteur lui-même avec une hélice, c'est-à-dire qu'il crée une traction uniquement par interaction avec le fluide de travail, sans support ni contact avec d'autres corps. Pour cette raison, il est le plus souvent utilisé pour propulser des avions, des fusées et des engins spatiaux.
Dans un moteur à réaction, la force de poussée nécessaire au mouvement est créée en convertissant l'énergie initiale en énergie cinétique du fluide de travail. À la suite de l'expiration du fluide de travail de la buse du moteur, une force réactive se forme sous la forme d'un recul (jet). Le recul déplace le moteur et l'appareil qui lui est structurellement connecté dans l'espace. Le mouvement se produit dans la direction opposée à la sortie du jet. Différents types d'énergie peuvent être convertis en énergie cinétique d'un courant-jet : chimique, nucléaire, électrique, solaire. Le moteur à réaction fournit son propre mouvement sans la participation de mécanismes intermédiaires. Pour créer une poussée de jet, une source d'énergie initiale est nécessaire, qui est convertie en énergie cinétique d'un jet stream, un fluide de travail éjecté du moteur sous la forme d'un jet stream, et le moteur à réaction lui-même, qui convertit le premier type d'énergie dans la seconde. La partie principale d'un moteur à réaction est la chambre de combustion, dans laquelle le fluide de travail est créé. Tous les moteurs à réaction sont divisés en deux classes principales, selon qu'ils utilisent ou non l'environnement dans leur travail. La première classe est celle des moteurs à réaction (WFD). Tous sont thermiques, dans lesquels le fluide de travail est formé lors de la réaction d'oxydation d'une substance combustible avec l'oxygène de l'air ambiant. La masse principale du fluide de travail est l'air atmosphérique. Dans un moteur-fusée, tous les composants du fluide de travail sont à bord de l'appareil qui en est équipé. Il existe également des moteurs combinés qui combinent les deux types ci-dessus. Pour la première fois, la propulsion à réaction a été utilisée dans la boule de Heron - le prototype d'une turbine à vapeur. Les moteurs à réaction à combustible solide sont apparus en Chine au XNUMXe siècle. n.m. e. Ces fusées ont été utilisées à l'Est, puis en Europe pour les feux d'artifice, la signalisation, puis comme combats. Une étape importante dans le développement de l'idée de la propulsion à réaction a été l'idée d'utiliser une fusée comme moteur d'un avion. Il a été formulé pour la première fois par le révolutionnaire russe N. I. Kibalchich, qui en mars 1881, peu de temps avant son exécution, proposa un schéma pour un avion (avion-fusée) utilisant la poussée des gaz explosifs en poudre. N. E. Zhukovsky dans ses travaux "Sur la réaction des fluides sortants et entrants" (années 1880) et "Sur la théorie des navires mis en mouvement par la force de réaction de l'eau sortante" (1908) a d'abord développé les principaux problèmes de la théorie d'un jet moteur. Des travaux intéressants sur l'étude du vol de fusée appartiennent également au célèbre scientifique russe I. V. Meshchersky, en particulier dans le domaine de la théorie générale du mouvement des corps de masse variable. En 1903, K. E. Tsiolkovsky, dans son ouvrage "Investigation of the World Spaces with Reactive Devices", a donné une justification théorique du vol d'une fusée, ainsi qu'un schéma d'un moteur de fusée, qui anticipait bon nombre des principes fondamentaux et de conception caractéristiques des moteurs-fusées modernes à propergol liquide (LRE). Ainsi, Tsiolkovsky a prévu l'utilisation de carburant liquide pour un moteur à réaction et son alimentation au moteur avec des pompes spéciales. Il a proposé de contrôler le vol de la fusée au moyen de gouvernails à gaz - des plaques spéciales placées dans un jet de gaz émis par la buse. Une caractéristique d'un moteur à propergol liquide est que, contrairement aux autres moteurs à réaction, il emporte avec lui la totalité de l'alimentation en comburant avec le carburant et ne prend pas l'air contenant de l'oxygène nécessaire à la combustion du carburant dans l'atmosphère. C'est le seul moteur qui peut être utilisé pour le vol à très haute altitude en dehors de l'atmosphère terrestre. La première fusée au monde dotée d'un moteur-fusée à propergol liquide a été créée et lancée le 16 mars 1926 par l'Américain R. Goddard. Il pesait environ 5 kilogrammes et sa longueur atteignait 3 m.La fusée de Goddard était alimentée en essence et en oxygène liquide. Le vol de cette fusée a duré 2,5 secondes, pendant lesquelles elle a parcouru 56 m. Des travaux expérimentaux systématiques sur ces moteurs ont commencé dans les années 30 du XXe siècle. Les premiers moteurs de fusée soviétiques ont été développés et créés en 1930-1931. au Laboratoire de dynamique des gaz de Leningrad (GDL) sous la direction du futur académicien V.P. Glushko. Cette série s'appelait ORM - un moteur-fusée expérimenté. Glushko a appliqué quelques nouveautés, par exemple, le refroidissement du moteur avec l'un des composants du carburant. En parallèle, le développement de moteurs-fusées a été réalisé à Moscou par le Jet Propulsion Study Group (GIRD). Son inspirateur idéologique était F. A. Zander et l'organisateur était le jeune S. P. Korolev. L'objectif de Korolev était de construire un nouvel appareil de fusée - un avion-fusée. En 1933, F.A. Zander a construit et testé avec succès le moteur-fusée OR1, qui fonctionnait à l'essence et à l'air comprimé, et en 1932-1933. - moteur OP2, à essence et oxygène liquide. Ce moteur a été conçu pour être installé sur un planeur censé voler comme un avion-fusée. En 1933, la première fusée soviétique à carburant liquide a été créée et testée au GIRD. Développant les travaux commencés, les ingénieurs soviétiques ont ensuite continué à travailler sur la création de moteurs à réaction à propergol liquide. Au total, de 1932 à 1941, 118 modèles de moteurs à réaction à propergol liquide ont été développés en URSS. En Allemagne, en 1931, des fusées ont été testées par I. Winkler, Riedel et d'autres. Le premier vol sur un avion propulsé par fusée avec un moteur à propergol liquide a été effectué en Union soviétique en février 1940. Un LRE a été utilisé comme centrale électrique de l'avion. En 1941, sous la direction du concepteur soviétique VF Bolkhovitinov, le premier avion de chasse à réaction avec un moteur à propergol liquide a été construit. Ses tests ont été effectués en mai 1942 par le pilote G. Ya. Bakhchivadzhi. Au même moment, le premier vol d'un chasseur allemand avec un tel moteur a eu lieu. En 1943, les États-Unis ont testé le premier avion à réaction américain, sur lequel un moteur à propergol liquide a été installé. En Allemagne, en 1944, plusieurs chasseurs équipés de ces moteurs conçus par Messerschmitt ont été construits et la même année, ils ont été utilisés dans une situation de combat sur le front occidental. De plus, des moteurs-fusées à propergol liquide ont été utilisés sur les fusées allemandes V2, créées sous la direction de W. von Braun. Dans les années 1950, des moteurs de fusées à liquide ont été installés sur des missiles balistiques, puis sur des satellites artificiels de la Terre, du Soleil, de la Lune et de Mars, des stations interplanétaires automatiques. Le moteur-fusée se compose d'une chambre de combustion avec tuyère, d'une turbopompe, d'un générateur de gaz ou d'un générateur de vapeur-gaz, d'un système d'automatisation, d'éléments de commande, d'un système d'allumage et d'unités auxiliaires (échangeurs de chaleur, mélangeurs, entraînements). L'idée des moteurs à réaction a été avancée plus d'une fois dans différents pays. Les travaux les plus importants et les plus originaux à cet égard sont les études réalisées en 1908-1913. Le scientifique français R. Loren, qui, en particulier, en 1911 a proposé un certain nombre de schémas pour les statoréacteurs. Ces moteurs utilisent l'air atmosphérique comme comburant et l'air dans la chambre de combustion est comprimé par une pression d'air dynamique. En mai 1939, le premier essai d'une fusée avec un statoréacteur conçu par P. A. Merkulov a eu lieu en URSS. C'était une fusée à deux étages (le premier étage était une fusée à poudre) avec un poids au décollage de 7,07 kg, et le poids du carburant pour le deuxième étage du statoréacteur n'était que de 2 kg. Au cours de l'essai, la fusée a atteint une hauteur de 2 km. En 1939-1940. pour la première fois au monde en Union soviétique, des essais estivaux de moteurs à réaction installés comme moteurs supplémentaires sur un avion conçu par N.P. Polikarpov ont été effectués. En 1942, des statoréacteurs conçus par E. Senger sont testés en Allemagne. Le moteur à réaction se compose d'un diffuseur dans lequel l'air est comprimé en raison de l'énergie cinétique du flux d'air venant en sens inverse. Le carburant est injecté dans la chambre de combustion par la buse et le mélange s'enflamme. Le jet stream sort par la buse. Le fonctionnement du WFD est continu, il n'y a donc pas de poussée de démarrage en eux. À cet égard, à des vitesses de vol inférieures à la moitié de la vitesse du son, les moteurs à réaction ne sont pas utilisés. L'utilisation de WFD est plus efficace à des vitesses supersoniques et à haute altitude. Le décollage d'un aéronef à moteur à réaction s'effectue à l'aide de moteurs-fusées à propergol solide ou liquide. Un autre groupe de moteurs à réaction, les moteurs à turbocompresseur, a été davantage développé. Ils sont divisés en turboréacteur, dans lequel la poussée est créée par un jet de gaz provenant d'une tuyère, et en turbopropulseur, dans lequel la poussée principale est créée par une hélice. En 1909, la conception d'un turboréacteur a été développée par l'ingénieur N. Gerasimov. En 1914, le lieutenant de la marine russe M.N. Nikolskoy a conçu et construit un modèle de moteur d'avion à turbopropulseur. Les produits de combustion gazeux d'un mélange de térébenthine et d'acide nitrique ont servi de fluide de travail pour entraîner la turbine à trois étages. La turbine ne fonctionnait pas seulement sur l'hélice: les produits gazeux d'échappement de la combustion, dirigés vers la tuyère de queue (jet), créaient une poussée de jet en plus de la force de poussée de l'hélice. En 1924, V. I. Bazarov a développé la conception d'un moteur à réaction à turbocompresseur d'avion, qui se composait de trois éléments : une chambre de combustion, une turbine à gaz et un compresseur. Pour la première fois, le flux d'air comprimé était ici divisé en deux branches : la plus petite partie allait dans la chambre de combustion (vers le brûleur), et la plus grande partie était mélangée aux gaz de travail pour abaisser leur température devant la turbine. Cela garantissait la sécurité des aubes de turbine. La puissance de la turbine à plusieurs étages était utilisée pour entraîner le compresseur centrifuge du moteur lui-même et en partie pour faire tourner l'hélice. En plus de l'hélice, la poussée était créée par la réaction d'un jet de gaz traversant la tuyère de queue. En 1939, la construction de turboréacteurs conçus par A. M. Lyulka a commencé à l'usine Kirov de Leningrad. Ses procès sont interrompus par la guerre. En 1941, en Angleterre, le premier vol est effectué sur un avion de chasse expérimental équipé d'un turboréacteur conçu par F. Whittle. Il était équipé d'un moteur à turbine à gaz qui entraînait un compresseur centrifuge qui alimentait en air la chambre de combustion. Les produits de combustion ont été utilisés pour créer une poussée de jet.
Dans un turboréacteur, l'air entrant en vol est d'abord comprimé dans l'admission d'air puis dans le turbocompresseur. L'air comprimé est introduit dans la chambre de combustion, où du carburant liquide (le plus souvent du kérosène d'aviation) est injecté. L'expansion partielle des gaz formés lors de la combustion se produit dans la turbine qui fait tourner le compresseur, et l'expansion finale se produit dans la tuyère. Une post-combustion peut être installée entre la turbine et le moteur à réaction, conçue pour une combustion supplémentaire du carburant. Aujourd'hui, la plupart des avions militaires et civils, ainsi que certains hélicoptères, sont équipés de turboréacteurs. Dans un turbopropulseur, la poussée principale est créée par une hélice, et supplémentaire (environ 10%) - par un jet de gaz s'écoulant d'une tuyère. Le principe de fonctionnement d'un turbopropulseur est similaire à un turboréacteur, à la différence que la turbine fait tourner non seulement le compresseur, mais également l'hélice. Ces moteurs sont utilisés dans les avions subsoniques et les hélicoptères, ainsi que pour le mouvement des navires et des voitures à grande vitesse. Les premiers moteurs à réaction à propergol solide ont été utilisés dans les missiles de combat. Leur utilisation généralisée a commencé au XIXe siècle, lorsque des unités de missiles sont apparues dans de nombreuses armées. A la fin du XIXème siècle. les premières poudres sans fumée ont été créées, avec une combustion plus stable et une plus grande efficacité. Dans les années 1920-1930, des travaux étaient en cours pour créer des armes à réaction. Cela a conduit à l'apparition de lance-roquettes - "Katyusha" en Union soviétique, de mortiers-roquettes à six canons en Allemagne. L'obtention de nouveaux types de poudre à canon a permis d'utiliser des moteurs à réaction à propergol solide dans des missiles de combat, y compris balistiques. De plus, ils sont utilisés dans l'aviation et l'astronautique comme moteurs des premiers étages des lanceurs, des moteurs de démarrage pour les avions à statoréacteurs et des moteurs de frein pour les engins spatiaux. Un turboréacteur à propergol solide est constitué d'un corps (chambre de combustion) dans lequel se trouvent toute l'alimentation en carburant et une tuyère. Le corps est en acier ou en fibre de verre. Buse - en graphite, alliages réfractaires, graphite. Le carburant est allumé par un allumeur. La poussée est contrôlée en modifiant la surface de combustion de la charge ou la zone de la section critique de la buse, ainsi qu'en injectant du liquide dans la chambre de combustion. La direction de la poussée peut être modifiée par des gouvernails à gaz, une buse de déviation (déflecteur), des moteurs de commande auxiliaires, etc. Les moteurs à propergol solide à réaction sont très fiables, peuvent être stockés pendant une longue période et sont donc constamment prêts à être lancés. Auteur : Pristinsky V.L.
Une nouvelle façon de contrôler et de manipuler les signaux optiques
05.05.2024 Clavier Primium Sénèque
05.05.2024 Inauguration du plus haut observatoire astronomique du monde
04.05.2024
▪ Disques durs portables Toshiba 2,5 pouces de 3 To ▪ Borne de recharge Bluetti AC180 ▪ Voix sur Bluetooth Low Energy
▪ section du site Paramètres des composants radio. Sélection d'articles ▪ article de Greta Garbo. Aphorismes célèbres ▪ article Qui a créé le sous-marin ? Réponse détaillée ▪ article Symphorine blanche. Légendes, culture, méthodes d'application ▪ article Un homme traverse une vitre. Concentration secrète
Commentaires sur l'article : Hleb Très bon site ! ![[mdr]](https://diagram.com.ua/comments/smilies/lol.gif){kind=small}
Page principale | bibliothèque | Articles | Plan du site | Avis sur le site
www.diagramme.com.ua |
Nous recommandons des articles intéressants section 
Voir d'autres articles section 
Dernières nouvelles de la science et de la technologie, nouvelle électronique :
Toutes les langues de cette page