Газотурбинный двигатель и поршневой двигатель (поршневой двигатель)
Как и все другие механизмы, самолету для работы нужен источник энергии, особенно для создания тяги, необходимой для движения самолета вперед. С самых первых попыток для полетов с двигателем использовались поршневые двигатели, работающие на бензине.
Первый в мире полет с двигателем тяжелее воздуха совершил самолет Wright Flyer I, оснащенный одним 4-цилиндровым поршневым двигателем с водяным охлаждением, максимальная мощность которого составляла 12 лошадиных сил. До Второй мировой войны все самолеты оснащались поршневыми/поршневыми двигателями.
На последних этапах Второй мировой войны немцы использовали реактивный двигатель для приведения в действие самолетов, и вскоре последовали другие страны. Несмотря на то, что концепция и конструкция разрабатывались с 1930-х годов, успешное внедрение реактивного двигателя произошло только после окончания Второй мировой войны.
С тех пор из-за множества преимуществ перед поршневыми двигателями реактивный двигатель и его варианты стали преобладающей формой силовой установки для самолетов.
Подробнее о поршневых двигателях (поршневых двигателях)
Поршневой двигатель, также известный как поршневой двигатель, представляет собой машину с возвратно-поступательными поршнями, которая преобразует тепловую энергию процесса сгорания в механическую работу, например, работу вала. Основной тип двигателя, используемый в самолетах, основан на сгорании ископаемого топлива и называется двигателем внутреннего сгорания.
Механика двигателя заключается в перемещении вала, соединенного с поршневым цилиндровым механизмом, за счет создания большого давления внутри цилиндра. В зависимости от того, как цилиндры расположены вокруг вала, они подразделяются на прямые (вертикальные), поворотные, радиальные, V-образные и горизонтально-оппозитные.
Упомянутые выше типы двигателей работают по циклу Отто и использовались в большинстве самолетов в начале 20го века. Обычно они используются для привода гребного винта, создающего тягу. Любой самолет, работающий на поршневых двигателях, имеет относительно низкие максимальные скорости, а мощность, вырабатываемая двигателями, сравнительно меньше, чем у реактивных двигателей. Причина в том, что отношение мощности к весу поршневых двигателей очень низкое, и, если требуется большая мощность, размер двигателя должен быть увеличен, что увеличивает общий вес самолета, что нежелательно для самолетов. Конструкция и производство поршневых двигателей менее сложны и требуют меньшего обслуживания, а стоимость поршневых двигателей также низка.
Подробнее о газотурбинном двигателе
Газотурбинный двигатель или просто газовая турбина - это двигатель внутреннего сгорания, использующий в качестве рабочего тела такие газы, как воздух. Термодинамический аспект работы газовой турбины идеально моделируется циклом Брайтона. Газотурбинные двигатели работают на основе вращающихся компонентов и, следовательно, имеют рабочее тело, непрерывно протекающее через двигатель как в радиальном, так и в осевом направлениях. Они являются основным основным компонентом реактивного двигателя.
Основными узлами газотурбинного двигателя являются компрессор, камера сгорания и турбина, а иногда и сопло. Они работают, переводя рабочую жидкость в различные термодинамические состояния и извлекая работу вала или тягу на выхлопе. Если используется тяга, создаваемая выхлопными газами, это называется турбореактивным двигателем; если турбина извлекает некоторую часть работы и приводит в движение вентилятор, она известна как турбовентиляторный двигатель. Тип двигателя, который выполняет почти всю работу на валу турбины, известен как турбовальный двигатель; если винт приводится в движение валом, он известен как турбовинтовой двигатель.
Существует множество вариантов газовых турбин, предназначенных для конкретных задач. Они предпочтительнее других двигателей (в основном поршневых) из-за их высокого отношения мощности к весу, меньшей вибрации, высоких рабочих скоростей и надежности.
В чем разница между газотурбинным двигателем и поршневым двигателем (поршневым двигателем)?
• Поршневые двигатели имеют возвратно-поступательные механизмы (в движение и обратно), а газотурбинные двигатели имеют вращательные механизмы.
• Оба используют воздух в качестве рабочего тела, но поток в газовых турбинах непрерывный, а поршневые двигатели имеют прерывистый поток.
• Удельная мощность газотурбинных двигателей намного выше, чем у поршневых двигателей.
• Газовые турбины сложны по конструкции и изготовлению, а поршневые двигатели проще по конструкции и изготовлению.
• Техническое обслуживание поршневых двигателей проще и должно выполняться часто, а техническое обслуживание газотурбинных двигателей сложное, но осмотр и техническое обслуживание происходят с более длительными интервалами.
• Газотурбинные двигатели или их модификации дороги, а поршневые двигатели относительно недороги.
• Газотурбинные двигатели используются в больших и мощных самолетах, таких как военные реактивные истребители или коммерческие авиалайнеры, но поршневые двигатели используются в небольших самолетах и самолетах малой дальности.
