Что такое рабочее тело реактивного двигателя

реактивный двигатель

Энциклопедия «Техника». — М.: Росмэн . 2006 .

Авиация: Энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия . Главный редактор Г.П. Свищев . 1994 .

• рафинёр
• реактивный самолёт

Смотреть что такое «реактивный двигатель» в других словарях:

РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, двигатель, который обеспечивает продвижение вперед, быстро выпуская струю жидкости или газа в направлении, противоположном направлению движения. Чтобы создать высокоскоростной поток газов, в реактивном двигателе горючее… … Научно-технический энциклопедический словарь

Реактивный двигатель — двигатель, создающий необходимую для движения силу тяги путём преобразования исходной энергии в кинетическую энергию реактивной струи рабочего тела (См. Рабочее тело); в результате истечения рабочего тела из сопла двигателя образуется… … Большая советская энциклопедия

РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — (двигатель прямой реакции) двигатель, тяга которого создается реакцией (отдачей) вытекающего из него рабочего тела. Подразделяются на воздушно реактивные и ракетные двигатели … Большой Энциклопедический словарь

Реактивный двигатель — двигатель, преобразующий какой либо вид первичной энергии в кинетическую энергию рабочего тела (реактивной струи), которая создает реактивную тягу. В реактивном двигателе сочетаются собственно двигатель и движитель. Основной частью любого… … Морской словарь

РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — РЕАКТИВНЫЙ двигатель, двигатель, тяга которого создается прямой реакцией (отдачей) истекающего из него рабочего тела (например, продуктов сгорания химического топлива). Подразделяются на ракетные двигатели (если запасы рабочего тела размещаются… … Современная энциклопедия

Реактивный двигатель — РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, двигатель, тяга которого создается прямой реакцией (отдачей) истекающего из него рабочего тела (например, продуктов сгорания химического топлива). Подразделяются на ракетные двигатели (если запасы рабочего тела размещаются… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — двигатель прямой реакции, реактивная (см.) которого создаётся отдачей вытекающей из него струи рабочего тела. Различают воздушно реактивные и ракетные (см.) … Большая политехническая энциклопедия

реактивный двигатель — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN jet engine … Справочник технического переводчика

Реактивный двигатель — Испытания ракетного двигателя Спейс Шаттла … Википедия

реактивный двигатель — (двигатель прямой реакции), двигатель, тяга которого создаётся реакцией (отдачей) вытекающего из него рабочего тела. Подразделяются на воздушно реактивные и ракетные двигатели. * * * РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ (двигатель прямой… … Энциклопедический словарь

Что такое рабочее тело реактивного двигателя

Создание газодинамических лазеров (ГДЛ) прошло через ряд трудных фаз своего становления. Многие разработки ГДЛ в 70 годы прошлого столетия в России

оказывались практически неработоспособными. Ряд фирм-разработчиков по этой причине был закрыт. Впоследствии этот трудный этап был преодолен. К настоящему времени имеется достаточный научный задел с уже успешно работающими автономными ГДЛ.

Рассматривается авиационный газотурбинный двигатель (ГТД) с турбиной новых форм и новых параметров функционирования. В названной турбине межлопаточные каналы рабочего колеса выполняются в виде последовательности вращающихся сопел Лаваля с существенно сверхзвуковым перепадом давления на них. Для подобной турбины (будем называть ее суперреактивной: с-реактивной) характерна высокая выходная скорость рабочего тела. С учетом этого факта, за названной турбиной устанавливается биротативное рабочее колесо активного типа.

Состав и параметры течения в рабочем колесе с-турбины (Т3 > 1500 К; Pi > 5 – 7) обуславливают создание в рабочем теле на выходе инверсии населенности. Установка за рабочим колесом двух концентрических кольцевых резонаторов сформирует основные элементы газодинамического лазера (ГДЛ). Включение и выключение ГДЛ, при штатно работающем ГТД, возможно введением в систему обтюратора, заслоняющего поток рабочего тела от резонаторов.

Работа системы. Рабочее тело штатного ГТД (см. рис.) после камеры сгорания (не показано) подается на сопловые лопатки каскада высокого давления – 1, далее на рабочее колесо – 2. Здесь минимальное сечение у рабочих лопаток находится в районе входной кромки. Выход потока из рабочего колеса существенно сверхзвуковой.

Наличие в продуктах сгорания углекислого газа СО2 дает возможность создания инверсии населенности в условиях сверхзвукового потока. За время движения газа между резонаторами 4 и 5 энергия от N2 переходит к молекулам CO2, а те, в свою очередь, отдают ее электромагнитному полю. В силу относительно большого времени жизни верхнего энергетического уровня молекул CO2 и малого времени прохождения газа через сопло населенность этого уровня cохраняется на значительных (до 1 м) расстояниях от сопла. Сгенерированный в бочкообразном резонаторе – 3 (между внутренним – 4 и наружным резонатором – 5) луч поступает через полупрозрачный сегмент (не показано) наружного бочкообразного резонатора – 5, на прицельную систему – 6 и далее – на очаг поражения. Ожидаемая мощность излучения от 50 до 250 кВт (или от 1-1,5% от циркуляционной мощности каскада высокого давления). Само рабочее тело после резонатора и обтюратора – 7 поступает на биротативное колесо активного типа – 8, где срабатывается часть высокой выходной скорости от рабочего колеса – 2. Далее рабочее тело поступает на реактивное сопло – 9. Обтюратор – 7 при продольном перемещении с перекрытием зеркал служит для включения и выключения способности генерирования излучения. Развитие данного предложения может открыть перспективу к созданию авиационных силовых установок с новыми возможностями. Система может быть развита для вертолетных и судовых ГТД.

Электрический ракетный мотор на азоте

История космических исследований насчитывает уже более полувека. До сих пор почти все космические аппараты оснащались ракетными маршевыми двигателями на химическом топливе. С их помощью человечество освоило околоземное пространство, добралось до Луны и отправило автоматические станции к Солнцу и к ближним и дальним планетам.

Двигатели на химическом горючем будут использоваться еще долгие годы. Однако их возможности ограничены энергетикой химических окислительно-восстановительных реакций. Все современные ракеты в перерасчете на единицу израсходованного горючего создают не слишком большую тягу. Поэтому в дальний полет, к примеру, к внешним планетам Солнечной системы, на сегодняшний день можно отправить лишь относительно легкий аппарат.

А траекторию такого корабля прокладывают так, чтобы на пути к месту назначения он разгонялся в гравитационных полях встречных планет или их спутников. Именно по этой причине для дальних полетов столь узки стартовые «окна», интервалы времени с благоприятным расположением планет – благоприятным не в астрологическом смысле, а в соответствии с требованиями, налагаемыми небесной механикой.

Ракетный двигатель любого типа выбрасывает в окружающее пространство вещество, которое называют рабочим телом. Из дюз обычных ракет истекают газообразные продукты сгорания топлива. В электроракетном двигателе рабочим телом служит поток плазмы, разогнанной электромагнитными силами. Если когда-нибудь будет построена фотонная ракета, ее рабочим телом станут световые кванты. А вот ракета без рабочего тела – нонсенс, запрещенный законом сохранения количества движения.

Космические аппараты уже давно оснащают ионными моторами. Эта разновидность электрореактивного двигателя вообще не потребляет химического горючего, поскольку обеспечивается энергией от аккумуляторов, радиоизотопных генераторов или же солнечных батарей. Однако в своем нынешнем виде такие двигатели развивают очень слабую тягу, не более нескольких граммов. Поэтому их применяют либо для корректировки спутниковых орбит, либо для медленного, но длительного ускорения аппаратов непосредственно в космическом пространстве.

Именно такой мотор был установлен на американском космическом зонде DeepSpace1, который 22 сентября 2001 года совершил пролет мимо кометы Борелли. 27 сентября 2007 года с мыса Канаверал был запущен 1250-килограммовый корабль Dawn, который в следующем десятилетии будет исследовать крупный астероид Весту и карликовую планету Цереру, чьи космические пути лежат между орбитами Марса и Юпитера. Он оснащен тремя ионными моторами, каждый из которых создает тяговое усилие величиной в 90 миллиньютонов – примерно 9 граммов.

В Лаборатории реактивного движения Массачусетского технологического института построено несколько действующих моделей космического электрореактивного двигателя нового типа. Для него придумано и название – мини-геликонный плазменный толкатель. Этой программой руководит выпускник Московского физико-технического института Олег Батищев. Он рассказал о ней Русской службе «Голоса Америки» в специальном интервью.

А.Л.: Олег, чем Ваш мотор отличается от предшественников?

О.Б.: Начнем с того, что он будет гораздо дешевле в эксплуатации. Нынешние электрореактивные двигатели в качестве рабочего тела используют ксенон, а это очень дорогой газ. Наш мотор прекрасно действует на азоте или аргоне, которые практически ничего не стоят. Баллон со сжатым азотом обходится где-то в 7-9 долларов, а маленькая бутылочка ксенона тянет на тысячу. Кроме того, этот двигатель конструктивно прост и рассчитан на куда более продолжительную работу в космическом пространстве. Наконец, его тяговый ресурс можно многократно наращивать без особого увеличения размеров. Расчеты показывают, что при мощности порядка тысячи киловатт диаметр двигателя составит около 30 сантиметров. Обычный плазменный мотор в таком случае был бы раз в десять больше.

А.Л.: А как он устроен и действует?

О.Б.: Газ поступает в кварцевую цилиндрическую камеру. На нее навита металлическая обмотка, создающая внутри камеры сильное магнитное поле. Рядом расположена антенна специальной конструкции, которая служит источником коротковолнового радиоизлучения.Оно создает в газе электрический пробой, который приводит к рождению ионно-электронной плазмы. Внешнее магнитное поле рассчитано таким образом, что оно сильно разгоняет плазменные потоки и направляет их к выходу из камеры. Благодаря этому и возникает реактивная тяга. Этой тягой можно управлять, меняя темпы подачи газа и поступления электромагнитной энергии. Скорость вылетающих ионов очень высока, она раз в десять больше скорости выхода рабочего тела из ракетных двигателей на химическом топливе. Поэтому наш двигатель, как и другие плазменные моторы, очень экономно расходует запасы газа.

А.Л.: В каких космических полетах можно использовать такие моторы?

О.Б.: В принципе, в любых. Но мы ориентируемся на его применение для корректировки спутниковых орбит и разгона в космосе лунных кораблей следующих поколений. Однако пока это дело будущего. Сейчас нам предстоит исследовать работу двигателя на разных режимах и получше понять физические процессы, которые имеют место внутри камеры с плазмой. Возможно, попробуем менять геометрию самой камеры, ее ведь не обязательно делать цилиндрической. Нужно также обеспечить быстрый отвод тепла от мотора, а то он, чего доброго, и расплавится. Есть и другие инженерные и физические проблемы, которые требуют решения. В общем, дел еще много.

А.Л.: В таком случае, желаю всяческих успехов. И большое спасибо за беседу.

Энциклопедия «Техника»
Реакти́вный дви́гатель

Реакти́вный дви́гатель

Реакти́вный дви́гатель — двигатель, тяга которого создаётся реакцией (отдачей) вытекающей из него струи рабочего тела. Под рабочим телом применительно к двигателям понимают вещество (газ, жидкость, твёрдое тело), с помощью которого тепловая энергия, выделяющаяся при сгорании топлива, преобразуется в полезную механическую работу. Основа реактивного двигателя — камера сгорания, где сжигается топливо (источник первичной энергии) и генерируется рабочее тело — раскалённые газы (продукты сгорания топлива).

Схема прямоточного воздушно-реактивного двигателя:

1 — воздух; 2 — впрыск горючего; 3 — стабилизатор пламени; 4 — камера сгорания; 5 — сопло; 6 — форсунки

По способу генерирования рабочего тела реактивные двигатели подразделяются на воздушно-реактивные (ВРД) и ракетные двигатели (РД). В воздушно-реактивных двигателях топливо сгорает в воздушном потоке (окисляется кислородом воздуха), превращаясь в тепловую энергию раскалённых газов, которая в свою очередь переходит в кинетическую энергию движения реактивной струи. В зависимости от способа подачи воздуха в камеру сгорания различают турбокомпрессорные, прямоточные и пульсирующие воздушно-реактивные двигатели.

Схема пульсирующего воздушно-реактивного двигателя:

1 — воздух; 2 — горючее; 3 — клапанная решётка; 4 — форсунки; 5 — свеча зажигания; 6 — камера сгорания; 7 — сопло

В турбокомпрессорном двигателе воздух в камеру сгорания нагнетается компрессором. Такие двигатели являются основным типом авиационного двигателя. Они подразделяются на турбовинтовые, турбореактивные и пульсирующие воздушно-реактивные двигатели.

Схема турбовинтового реактивного двигателя:

1 — воздух; 2 — воздушный винт; 3 — компрессор; 4 — камера сгорания; 5 — газовая турбина; 6 — сопло; 7 — горячие газы; 8 — жидкое топливо; 9 — форсунки

Турбовинтовой двигатель (ТВД) — турбокомпрессорный двигатель, в котором тяга в основном создаётся воздушным винтом, приводимым во вращение газовой турбиной, и частично прямой реакцией потока газов, вытекающих из реактивного сопла.

Схема турбореактивного двигателя:

1 — воздух; 2 — компрессор; 3 — газовая турбина; 4 — сопло; 5 — горячие газы; 6 — камера сгорания; 7 — жидкое топливо; 8 — форсунки

Турбореактивный двигатель (ТРД) — турбокомпрессорный двигатель, в котором тяга создаётся прямой реакцией потока сжатых газов, вытекающих из сопла. Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель — реактивный двигатель, в котором периодически поступающий в камеру сгорания воздух сжимается под действием скоростного напора. Имеет небольшую тягу; использовался в основном на до-звуковых летательных аппаратах. Прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД) — реактивный двигатель, в котором непрерывно поступающий в камеру сгорания воздух сжимается под действием скоростного напора. Имеет большую тягу при сверхзвуковых скоростях полёта; отсутствует статичная тяга, поэтому для ПВРД необходим принудительный старт.