¿Qué accesorios se incluyen con los motores de avión?
2. Motor de turbina
(1) Motor turbohélice
(2) Motor turbofan
( 3) Turborreactor motor
(4) Motor turboeje
3. Motor ramjet [Editar este párrafo] El motor de pistón (1) consta de cilindro, pistón, biela, cigüeñal y está compuesto por válvula. mecanismo, reductor de hélice, carcasa y otros componentes.
(2) Principio de funcionamiento: la posición más alejada de la parte superior del pistón desde el centro de rotación del cigüeñal se llama punto muerto superior, la posición más cercana se llama punto muerto inferior y la distancia desde el punto muerto superior hasta El punto muerto inferior se llama recorrido del pistón. La mayoría de los motores aeronáuticos de pistón son motores de cuatro tiempos, es decir, un cilindro completa un ciclo de trabajo. El pistón realiza cuatro carreras en el cilindro, que son la carrera de admisión, la carrera de compresión, la carrera de expansión y la carrera de escape.
Cuando el motor comienza a funcionar, primero entra en la "carrera de admisión". La válvula de admisión en la culata se abre, la válvula de escape se cierra, el pistón se desliza desde el punto muerto superior al punto muerto inferior y El volumen en el cilindro aumenta gradualmente. A medida que aumenta, la presión del aire disminuye, por debajo de la presión atmosférica exterior. Luego se introduce una mezcla de gasolina fresca y aire en el cilindro a través de la válvula de admisión abierta. La proporción de gasolina y aire en la mezcla de gases es generalmente de 1 a 15, es decir, se necesitan 15 kilogramos de aire para quemar un kilogramo de gasolina.
Una vez completada la carrera de admisión del motor de pistón, comienza la segunda carrera, la "carrera de compresión". En este momento, el cigüeñal continúa girando debido a la inercia, empujando el pistón hacia arriba desde el punto muerto inferior. En este momento, la válvula de admisión también está cerrada tan herméticamente como la válvula de escape. El volumen interno del cilindro disminuye gradualmente y el pistón comprime fuertemente el gas mezclado. Cuando el pistón se mueve al punto muerto superior, la mezcla se comprime en el pequeño espacio entre el punto muerto superior y la culata. Este pequeño espacio se llama "cámara de combustión". En este momento, la presión del gas mezclado aumenta a 10 atmósferas. La temperatura también subió hasta unos 400 grados centígrados. La compresión consiste en aprovechar mejor el calor generado por la combustión de la gasolina para aumentar considerablemente la presión de la mezcla encerrada en el pequeño espacio de la cámara de combustión, aumentando así su potencia tras la combustión.
Cuando el pistón está en el punto muerto inferior, el volumen en el cilindro es el mayor, y cuando el pistón está en el punto muerto superior, el volumen es el menor (este último también es el volumen de la cámara de combustión). El grado de compresión de una mezcla de gases se puede medir mediante la relación entre estos dos volúmenes. Esta relación se denomina "relación de compresión" y la relación de compresión de un motor de avión de pistón es aproximadamente 5:8. Cuanto mayor es la relación de compresión, más gas se comprime y más potencia produce el motor.
A la carrera de compresión le sigue la “carrera de trabajo” y la tercera carrera. Al final de la carrera de compresión, cuando el pistón se acerca al punto muerto superior, la bujía de la culata genera una chispa eléctrica a través de electricidad de alto voltaje para encender la mezcla. El tiempo de combustión es muy corto, aproximadamente 0,015 segundos; La velocidad es muy rápida, unos 30 metros por segundo. El gas se expande violentamente, la presión aumenta bruscamente hasta alcanzar de 60 a 75 atmósferas y la temperatura del gas de combustión alcanza de 2000 a 2500 grados centígrados. Durante la combustión, la temperatura local puede alcanzar entre tres y cuatro mil grados y la fuerza de impacto del gas sobre el pistón puede alcanzar las 15 toneladas. Bajo la fuerte presión del gas, el pistón se mueve rápidamente hacia abajo, empujando la biela para que corra hacia abajo en Yemen, y la biela hace girar el cigüeñal.
Este golpe es el único que permite que el motor funcione y gane potencia. Los otros tres golpes están todos preparados para este golpe. Aviones con motores de pistón
El cuarto golpe es el "golpe de escape". Una vez finalizada la carrera de trabajo, debido a la inercia, el cigüeñal continúa girando, lo que hace que el pistón se mueva hacia arriba desde el punto muerto inferior. En este momento, la válvula de admisión todavía está cerrada, mientras que la válvula de escape está completamente abierta y los gases de escape quemados se descargan a través de la válvula de escape. Cuando el pistón alcanza el punto muerto superior, la mayor parte de los gases de escape se han agotado. Luego, la válvula de escape se cierra, la válvula de admisión se abre y el pistón desciende desde el punto muerto superior para iniciar un nuevo ciclo.
Desde la inhalación de gas fresco mezclado durante la carrera de admisión hasta la descarga de gases de escape durante la carrera de escape, la energía térmica de la gasolina se convierte en energía mecánica para impulsar el movimiento del pistón, impulsando la hélice a rotar y realizar el trabajo. Este proceso general se llama "ciclismo". Este es un movimiento repetitivo. Debido a que incluye la conversión de energía térmica en energía mecánica, también se le llama "ciclo térmico".
Para completar el trabajo de cuatro tiempos, además de los componentes mencionados anteriormente, como cilindros, pistones, bielas, cigüeñales, etc., los motores aeronáuticos de pistón también requieren algunos otros dispositivos y componentes necesarios. .
La mayor diferencia entre los motores de pistón y los motores de turbina es la entrada de aire. El motor de pistón utiliza una entrada de aire intermitente, mientras que el motor de turbina utiliza una entrada de aire continua.
(3) Aplicación de los motores de pistón
Utilizados principalmente en aviones, helicópteros, dirigibles y otras aeronaves antes de los años 50 para accionar hélices o rotores. Posteriormente, fue sustituido paulatinamente por motores de turbina con mayor potencia y mejor rendimiento a alta velocidad. Actualmente se utiliza principalmente en motores de aviones pequeños. Helicópteros y aviones ultraligeros. [Editar este párrafo] Motor de turbina (1) Composición: El motor de turbina consta de tres partes: compresor, cámara de combustión y turbina.
(2) Componentes comunes: los compresores generalmente se dividen en compresores de baja presión (sección de baja presión) y compresores de alta presión (sección de alta presión). La sección de baja presión a veces tiene un ventilador de admisión para aumentar la entrada de aire, y el flujo de aire entrante se comprime en un flujo de aire de alta densidad, alta presión y baja velocidad en el compresor para aumentar la eficiencia del motor. Después de que el flujo de aire ingresa a la cámara de combustión, el combustible se rocía desde la boquilla de suministro de combustible, se mezcla con el flujo de aire y se quema en la cámara de combustión. Los gases de escape de alto calor generados después de la combustión hacen girar la turbina y luego la energía restante se extrae a través de la boquilla o el tubo de escape. La cantidad de energía que se utiliza para impulsar la turbina depende del tipo y diseño del motor de turbina. La turbina se divide en una sección de alta presión y una sección de baja presión como un compresor.
(3) Principio de funcionamiento: aunque los motores de turbina pueden tener muchos principios de funcionamiento diferentes, el tipo de turbina más simple solo puede incluir un "rotor", como una paleta de ventilador con un eje central, que se coloca en fluidos. (como aire o agua), la fuerza que actúa sobre las aspas del ventilador cuando pasa el fluido hará que todo el rotor comience a girar, de modo que el par axial pueda salir del eje central. Se puede decir que dispositivos como los molinos de viento y las ruedas hidráulicas son los primeros prototipos de motores de turbina inventados por el hombre.
(4) Aplicación de los motores de turbina
Los motores turbohélice;
Los motores turbohélice se utilizan principalmente para aviones por debajo de 800 km/h, como el Y-8 doméstico. Serie, serie MA60 (MA60), serie americana C130, etc. Las ventajas de los turbohélices son una buena economía, un mayor ahorro de combustible que los motores turbofan/jet y una mayor eficiencia de propulsión cuando se utilizan turbohélices a bajas velocidades y altitudes bajas. La desventaja es que es ruidoso y no es adecuado para vuelos a alta velocidad. La eficiencia de la propulsión turbohélice también está relacionada con la altitud de vuelo. Consulte el manual técnico del fabricante para conocer principios específicos.
Motor turbofan;
El motor turbofan se utiliza principalmente para aviones con un alcance de más de 800 kilómetros y menos de 1.000 kilómetros. Como el B737/747/757/767 de la American Boeing Company, el A300/310/320/330 de la Airbus Company, el nacional ARJ21/Yun 10 y el brasileño EMB145/190. Los motores turbofan son actualmente los principales motores de los aviones de aviación civil. Generalmente, se utilizan motores con una relación de derivación alta, que consumen más combustible que los motores turborreactores, tienen una mayor eficiencia de propulsión que los motores turborreactores a velocidades subsónicas y tienen menos ruido que los motores turborreactores. La desventaja es que el motor tiene una gran superficie de barlovento y una alta resistencia al viento, lo que lo hace inadecuado para vuelos hipersónicos.
Motores turborreactores;
Los motores turborreactores se utilizan principalmente en aviones militares, pero también se utilizan en aviones civiles, como el motor turborreactor Olympus 593 utilizado por los motores turborreactores Concorde; La aplicación es el avión Su-25 de la ex Unión Soviética, que utiliza como potencia el motor turborreactor de la Oficina de Diseño de Rurica. Ha establecido un récord de velocidad de caza de Mach 3,3 y un récord de techo de 37.250 metros. En comparación con los motores turbofan, el rendimiento a alta velocidad y gran altitud es una característica importante de los motores turborreactores. Las desventajas son el ruido fuerte y el alto consumo de combustible. Al mismo tiempo, este tipo de motor no es adecuado para vuelos a baja velocidad y es fácil hacer que el motor se cale durante el vuelo a baja velocidad.
Motores de turboeje;
Utilizados principalmente en helicópteros, en comparación con los motores de pistón, los motores de turboeje tienen una relación potencia-peso mucho mayor y generan mucha más potencia. Las principales desventajas son la compleja fabricación y el difícil mantenimiento. En particular, los motores de turboeje requieren engranajes reductores más grandes para reducir la velocidad debido a su alta potencia y alta velocidad. A veces el peso del engranaje reductor representa incluso la mitad del motor.
Motor turboeje [Editar este párrafo] El motor Ramjet (1) consta de una entrada (también llamada difusor), una cámara de combustión y una tobera.
(2) Principio de funcionamiento: la diferencia general entre los motores ramjet y los motores turbofan es que los motores ramjet no tienen compresor (compresor) y dependen del aire de alta velocidad para la entrada de aire ram. Generalmente, un motor de aire comprimido requiere Mach 0,5 para arrancar. El principio de funcionamiento es utilizar el aire entrante para desacelerar después de ingresar al motor, de modo que la presión estática del aire aumente y luego ingrese a la cámara de combustión para la combustión. Después de que la temperatura aumenta, se acelera mediante la expansión del chorro y finalmente se expulsa. a través de la boquilla para proporcionar empuje.
Aplicaciones de los motores ramjet (3): Los motores ramjet tienen una estructura simple y un gran empuje, y son especialmente adecuados para vuelos de alta velocidad y gran altitud.
Dado que no puede arrancar por sí solo y tiene un rendimiento deficiente a baja velocidad, su aplicación en aviones es limitada. Sólo se utiliza para motores auxiliares de cohetes de misiles, drones, sistemas de energía de respaldo auxiliares para aviones grandes y misiles objetivo lanzados desde el aire. La ventaja del motor ramjet es que es rápido (hasta Mach 6 como muy pronto), pero la desventaja es que, debido a la entrada de aire del ramjet, requiere una fuente de energía externa para arrancar (normalmente un propulsor de cohete). No apto para reciclaje.
Los aviones B747-400 de Air China están equipados con motores turbofan [editar este párrafo] 1 y motores de la serie CFM56-3. Estos motores típicos son desarrollados conjuntamente por la empresa francesa Snecma y la estadounidense General Electric. y puesto en uso en 1979. Hasta la fecha se han entregado más de 15.300 motores, lo que representa 100 plazas en todo el mundo. Pertenece a Gaohan Dobby, un motor de doble rotor. China comenzó a prepararse para instalar este motor en el Yun-10, pero luego planeó cancelar el plan por varias razones. Utilizado principalmente en aviones de pasajeros de alcance medio (serie Boeing 737-300/400/500 CL).
2. Motores de la serie PW4000: producidos por Pratt & Whitney, con certificados de aeronavegabilidad para empuje de 24909daN en julio de 1986 (es decir, PW4052 y PW4152) y empuje de 26690daN (es decir, PW4158) en abril de 1988. Entregado por primera vez en julio de 1987, equipado en aviones B767-200 y A310. Se utiliza principalmente en motores de aviones de pasajeros de tamaño grande y mediano (Boeing 747, 767, Airbus A300, A330 y otros modelos).
3. Turbohélice 6: En 1969, para mejorar las capacidades de transporte y combate de las tropas, el gobierno chino requirió el desarrollo de aviones de transporte de tamaño medio y su potencia. China Southern Power Machinery Co., Ltd. comenzó a desarrollar turbohélices para el avión Y-8 en agosto de 1969. Primer vuelo en septiembre de 1970 y primer vuelo en abril de 1973. El diseño se finalizó en 1976 y se equipó para uso militar. Se utiliza principalmente en motores de aviones domésticos de la serie Y-8.
El avión Y-8 que utiliza turbohélice 6 y motor Taihang (turbofan 10) fue desarrollado por el Instituto 606 del Instituto de Investigación de Aviación de China. Ante la grave situación de la industria de la aviación de mi país, el país decidió desarrollar una nueva generación de motores turbofan de alto empuje a mediados de la década de 1980. El turbofan 10A se encuentra en vuelos de prueba y finalización junto con la preproducción del J-10. Se producirá y finalizará oficialmente con el J-10 en 2004, y se pondrá en producción en masa de forma aleatoria en 2005. Utilizado principalmente para aviones J-10.
●Lo anterior es un resumen parcial que hice según lo que entendí después de trabajar. Por favor corríjame si hay alguna deficiencia. Mi propósito es simplemente brindarle una comprensión preliminar de los motores de avión. El contenido es amplio pero no profundo y se detiene en muchos lugares. Para obtener orientación más profesional, consulte conocimientos profesionales o libros profesionales relevantes. También puedes enviarme un mensaje si tienes alguna pregunta. Gracias.