Двигатели и въздушни витла
Шестата тема е за двигателите и витлата на летателните апарати. Има информация за работата на основните типове двигатели за пилотируемата и безпилотна авиация. За любителите на авиомоделизма има някои данни за използваните двигатели с вътрешно горене.
По своята физическа природа теглителната сила е повърхностна сила. В основата на създаването и лежи реактивният принцип. Като вектор тя се характеризира от големина и посока на действие. Големината зависи от масата и скоростта на изтичащите от соплото газове (за газотурбинни двигатели) или масата и скоростта на въздушния поток отхвърлян от въздушното витло в обратна посока на полета. Може да се регулира чрез изменение на честотата на въртене (оборотите на двигателя) или стъпката на витлото.
В пилотируемата авиация основно се използват двигатели с вътрешно горене (бутални и газотурбинни), а в безпилотната, освен тях още електрически и пулсиращи. Буталните двигатели са широко разпространени в авиацията до 300 – 400 km/h, за по-големи скорости се използват турбовитлови, двуконтурни и едноконтурни газотурбинни двигатели.
При безпилотните самолети буталните двигатели с вътрешно горене са малогабаритни двутактови и рядко четиритактови двигатели.
Системите за запалване на двигателите от безпилотните самолети са най-често с магнето и искрова свещ. Горивото за такива двигатели е бензино – маслена смес (двутактова смес). Освен тях, в безпилотната авиация се използват и малки компресорни микродвигатели. В тях сместа от въздух и гориво (спирт, керосин и масло) при рязко сгъстяване в камерата на горене на цилиндъра се нагрява до самовъзпламеняване. Степента на сгъстяване се регулира от контрабутало, което може да се придвижва с винт. С постигане на оптимална степен на сгъстяване и подбор на състава на горивната смес може да се постигнат достатъчно високи обороти. Двигателите и подбраните към тях витла след пускане и извеждане на работен режим до края на полета (изразходване на горивото) работят обикновено на един постоянен режим.
В последно време се възражда интересът към безкомпресорните пулсиращи въздушнореактивни двигатели за безпилотната техника. Тези двигатели имат проста конструкция, нямат тежките движещи се части на буталните двигатели и в тях се организира пулсиращ горивен процес в горивна камера, затваряна от множество пластинчати клапани. Цикълът на горене е близък до изгаряне в постоянен обем. След възпламеняване от искрова свещ налягането в горивната камера се увеличава рязко. След камерата на горене газовете изтичат от сопло, изпълнено като удължена тръба. За да работи пулсиращият двигател непрекъснато, е необходимо честотата на пулсации в горивната камера да бъде равен на честотата на колебания на газовъздушния поток в двигателя. Те са ефективни за безпилотни дозвукови самолети – снаряди (фиг. 6.2), за самолети – мишени и за малогабаритни безпилотни модели. Много са шумни, горивните камери се нагряват до високи температури, трябва да бъдат обезопасени от пожар, капризни са за пускане, което става със сгъстен въздух. В интернет има достатъчно информация за използването на пулсиращите двигатели в безпилотни модели.
. . .
Вижте цялата Тема 6 – Двигатели и въздушни витла
Литература по темата
- Anderson, D. F., S. Eberhardt, Understanding Flight, McGraw – Hill Companies, New York 2001, публикувана и в Интернет.
- Schreckling, Kurt Home Buit Model Turbines, Интернет MODELIST.BG
- Schreckling, Kurt, Gas Turbine Engies for Model Aircraft, Интернет MODELIST.BG
- Kamps T., Model Jet Engines, Интернет MODELIST.BG
- Бехтир П. Т., В. П. Бехтир, Практическая аэродинамика самолета Ил-18, изд. Транспорт, Москва 1972 г.