іла, в авіаційних двигунах використовують високі ступеня підвищення тиску. У сучасних авіаційних газотурбінних двигунах ступінь підвищення тиску досягає 25 і навіть більше; в поршневих двигунах звичайне значення ступеня стиснення 8. Якщо число Маха польоту помітно більше одиниці, у вхідному дифузорі відбувається істотне підвищення тиску (приблизно в 2 рази при M=1 і майже в 20 разів при M=3). Ефективна ступінь стиснення в газотурбінному двигуні дорівнює добутку ступеня стиснення у вхідному дифузорі на ступінь стиснення в компресорі, тому при високих числах Маха двигуни навіть з невеликим ступенем стиснення компресора мають хороший термічний ККД. Турбореактивні двигуни, розраховані на надзвукові швидкості польоту, повинні мати компресор зі ступенем стиснення не більш 12.
З ростом температури згоряння підвищується не тільки термічний ККД, але і потужність, оскільки теплова (внутрішня) енергія робочого тіла пропорційна його температурі. Отже, дуже бажано підвищувати температуру в камері згоряння, а значить, і на вході в турбіну; проте ця температура обмежується матеріалом турбінних лопаток, обтічних високотемпературним потоком. Удосконалення авіаційних матеріалів дозволяє підвищити робочу температуру лопаток. Однак перспективніше охолодження лопаток, що дозволяє підтримувати їх температуру нижче температури гарячих газів. Це досягається за рахунок відбору деякої кількості повітря на виході з компресора і подачі його для охолодження турбінних лопаток. Підвищення робочої температури турбіни, досягнуте за період 1950-1990 років, наведено на рис. 7. На рис. 8 показано досягнуте поліпшення економічності двигуна.
Рис.7
Рис.8
авіаційний двигун літальний компресор
Компресор і турбіна. У газотурбінних двигунах процеси стиснення і розширення здійснюються лопаток машинами. У лопаткових машинах зміна енергії потоку, що приводить до його стиснення або розширення, викликане рухом лопаток, які повертають потік і змінюють його швидкість, на відміну від поршневих двигунів, у тому числі роторного, в яких ступінь стиснення залежить головним чином від положення поршня.
Компресори авіаційних двигунів досить різноманітні. Найбільш широко застосовується осьовий компресор (рис. 3), що складається з перемежованих рядів обертових (робочих) і нерухомих (що направляють) лопаток; ряд робітників і ряд направляючих лопаток складають щабель компресора. Робочі лопатки здійснюють роботу за рахунок зовнішньої енергії і збільшують енергію потоку. У направляющем апараті відбувається гальмування потоку, прискореного в робочому колесі, і росте тиск, а з ним разом і температура. Кожна ступінь компресора послідовно збільшує тиск робочого тіла, в результаті чого в многоступенчатом компресорі досягається висока ступінь підвищення тиску.
Турбіна працює в принципі так само, як компресор, за винятком того, що на робочих лопатках потік здійснює роботу; при цьому його енергія зменшується. Потужність, що виробляється турбіною, частково йде на обертання компресора, а частково - на обертання гвинта, вентилятора або ротора вертольота.
І в компресорі, і в турбіні діють на лопатку сили пропорційні щільності потоку, що набігає і квадрату його швидкості у відносному русі. «Потужність лопатки» дорівнює діючої на лопатку силі, помноженої на її швидкість....
