محركات طائرات الهليكوبتر: نظرة عامة والمواصفات

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

اليوم ، اخترع الناس أنواعًا مختلفة من المعدات التي لا يمكنها التحرك على طول الطرق فحسب ، بل يمكنها أيضًا الطيران. جعلت الطائرات والمروحيات والطائرات الأخرى من الممكن استكشاف المجال الجوي. محركات الهليكوبتر المطلوبة للتشغيل العادي للآلات المعنية ذات قدرة عالية.

وصف عام للجهاز

حاليًا ، هناك نوعان من هذه المجاميع. النوع الأول هو محركات المكبس أو الاحتراق الداخلي. النوع الثاني هو المحركات الهوائية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لمحرك الصاروخ أن يعمل أيضًا كمحرك مروحية. ومع ذلك ، لا يتم استخدامه عادةً باعتباره الجهاز الرئيسي ، ولكن يتم تضمينه لفترة وجيزة في تشغيل الماكينة عند الحاجة إلى طاقة إضافية ، على سبيل المثال ، أثناء هبوط المعدات أو إقلاعها.

في السابق ، كانت المحركات التوربينية تستخدم كثيرًا للتركيب على طائرات الهليكوبتر. كان لديهم مخطط عمود واحد ، لكنهم بدأوا في النزوح بواسطة أنواع أخرى من المعدات بقوة.أصبح هذا ملحوظًا بشكل خاص على طائرات الهليكوبتر متعددة المحركات. في مثل هذه المعدات ، يتم استخدام محركات هليكوبتر مروحية توربينية ثنائية المحور مع ما يسمى بالتوربين الحر على نطاق واسع.

وحدات ذات محورين

السمة المميزة لهذه الأجهزة هي أن الشاحن التوربيني لم يكن لديه اتصال ميكانيكي مباشر مع الدوار الرئيسي. تم اعتبار استخدام وحدات التوربينية ذات العمود المزدوج فعالاً للغاية ، لأنها جعلت من الممكن استخدام جهاز طاقة المروحية إلى أقصى حد. الشيء هو أنه في هذه الحالة ، لا تعتمد سرعة دوران الدوار الرئيسي للمعدات على سرعة دوران الشاحن التوربيني ، والذي بدوره مكّن من تحديد التردد الأمثل لكل وضع طيران على حدة. بعبارة أخرى ، يضمن محرك المروحية التوربينية ذات العمود المزدوج التشغيل الفعال والموثوق لمحطة الطاقة.

محرك المروحة التفاعلي

تستخدم المروحيات أيضًا محرك المروحة النفاثة. في هذه الحالة ، سيتم تطبيق القوة المحيطية مباشرة على شفرات المروحة نفسها ، دون استخدام ناقل حركة ميكانيكي ثقيل ومعقد يجعل المروحة تدور بالكامل. لإنشاء مثل هذه القوة المحيطية ، يتم استخدام محركات نفاثة مستقلة ، والتي توجد على ريش الدوار ، أو تلجأ إلى تدفق الغاز (الهواء المضغوط). في هذه الحالة ، يخرج الغاز من خلال فتحات فوهة خاصة ، والتي توجد في نهاية كل منهاريش.

بالنسبة للتشغيل الاقتصادي للمحرك النفاث ، سيكون هنا أقل من المحرك الميكانيكي. إذا اخترت الخيار الأكثر اقتصادا فقط بين الأجهزة النفاثة ، فإن الأفضل هو محرك نفاث يقع على شفرات المروحة. ومع ذلك ، فقد تبين أن إنشاء مثل هذا الجهاز بشكل بنّاء أمر صعب للغاية ، ولهذا السبب لم تحصل هذه الأجهزة على تطبيقات عملية واسعة النطاق. وبسبب هذا ، فإن مصانع محركات طائرات الهليكوبتر لم تنتجها بكميات كبيرة.

النماذج الأولى من أعمدة التوربيني

تم إنشاء محركات العمود التوربيني الأولى في الستينيات والسبعينيات من القرن الماضي. وتجدر الإشارة إلى أنه في ذلك الوقت ، كانت هذه المعدات تلبي تمامًا جميع متطلبات الطيران المدني ، وكذلك الطيران العسكري. كانت هذه الوحدات قادرة على توفير التكافؤ ، وفي بعض الحالات التفوق ، على اختراعات المنافسين. تم توفير أكبر قدر من الإنتاج الضخم لمحركات الهليكوبتر من نوع العمود التوربيني من خلال تجميع طراز TV3-117. وتجدر الإشارة إلى أن هذا الجهاز به عدة تعديلات مختلفة.

بجانبه ، تلقى نموذج D-136 أيضًا توزيعًا جيدًا. قبل إصدار هذين النموذجين ، تم إنتاج D-25V و TV2-117 ، لكن في ذلك الوقت لم يعد بإمكانهما التنافس مع المحركات الجديدة ، وبالتالي توقف إنتاجهما. ومع ذلك ، من العدل أن نقول إنه تم إنتاج الكثير منها ، ولا تزال مثبتة على تلك الأنواع من النقل الجوي التي تم إصدارها منذ فترة طويلة.

تدرج المعدات

في منتصف الثمانينيات ، أصبح من الضروري توحيد تصميم محرك الهليكوبتر. لحل المشكلة ، تقرر جلب جميع المحركات ذات العمود التوربيني والمحركات التوربينية المتوفرة في ذلك الوقت إلى نطاق حجم مشترك. تم قبول هذا الاقتراح على المستوى الحكومي ، وبالتالي كان هناك تقسيم إلى 4 فئات.

الصنف الاول الاجهزة بقوة 400 حصان. الصورة الثانية - 800 لتر. ق ، الثالث - 1600 لتر. مع. والرابع - 3200 لتر. مع. بالإضافة إلى ذلك ، تم السماح بإنشاء نموذجين آخرين لمحرك التوربينات الغازية لطائرة هليكوبتر. كانت قوتهم 250 لترًا. مع. (فئة 0) و 6000 لتر. مع. (الفئة 5). بالإضافة إلى ذلك ، كان من المفترض أن كل فئة من هذه الأجهزة ستكون قادرة على توليد الطاقة بنسبة 15-25٪.

مزيد من التطوير

من أجل ضمان تطوير وبناء نماذج جديدة بشكل كامل ، أجرت CIAM أعمال بحث مكثفة إلى حد ما. وقد أتاح ذلك الحصول على احتياطي علمي وتقني (NTZ) ، والذي سيستمر على طوله تطوير هذا الاتجاه.

ذكرت NTZ أن مبدأ تشغيل الأجيال القادمة من محركات الهليكوبتر يجب أن يعتمد على المبدأ البسيط لدورة Brayton الديناميكية الحرارية. في هذه الحالة ، سيكون تطوير وبناء وحدات جديدة واعدًا. بالنسبة لتصميم الموديلات الجديدة ، يجب أن تكون مزودة بمولد غاز أحادي المحور ، وتوربين طاقة مع خرج عمود الطاقة إلى الأمام من خلال مولد الغاز هذا. بالإضافة إلى ذلك ، في التصميميجب أن يتضمن مخفض مضمنة.

وفقًا لجميع متطلبات الاحتياطي العلمي والتقني ، بدأ مكتب تصميم أومسك العمل على تصنيع نموذج لمحرك لطائرة هليكوبتر مثل TV GDT TV-0-100 ، بقوة كان من المقرر أن تكون هذه الوحدة 720 حصان. s. ، وتقرر استخدامه على آلة مثل Ka-126. ومع ذلك ، في التسعينيات ، تم إيقاف جميع الأعمال ، على الرغم من حقيقة أن الجهاز كان مثاليًا في ذلك الوقت ، وكان لديه أيضًا القدرة على تعزيز الطاقة لمؤشرات مثل 800-850 حصان. الصورة

الإنتاج في OAO Rybinsk Motors

في الوقت نفسه ، كانت شركة Rybinsk Motors JSC تعمل على ضبط طراز محرك مثل TV GDT RD-600V. كانت قوة الجهاز 1300 لتر. s. ، وكان من المخطط استخدامه لمثل هذا النوع من طائرات الهليكوبتر مثل Ka-60. تم تصنيع مولد الغاز لمثل هذه الوحدة وفقًا لمخطط مضغوط إلى حد ما ، والذي تضمن ضاغط طرد مركزي من أربع مراحل. لديها 3 مراحل محورية و 1 طرد مركزي. وصلت سرعة الدوران التي توفرها هذه الوحدة إلى 6000 دورة في الدقيقة. كانت الإضافة الممتازة هي حقيقة أن هذا المحرك تم تزويده بالإضافة إلى ذلك بالحماية من الغبار والأوساخ ، وكذلك من دخول الأجسام الغريبة الأخرى. لقد خضع هذا النوع من المحركات لمجموعة متنوعة من الاختبارات ، وتم الانتهاء من اعتماده النهائي في عام 2001.

علاوة على ذلك ، تجدر الإشارة إلى أنه بالتوازي مع تحسين هذا المحرك ، كان المتخصصون يعملون على إنشاء محرك توربيني TVD-1500B ، والذي تم التخطيط لاستخدامه في طائرات الهليكوبتر طراز An-38. قوة هذا الطراز 100 حصان فقط.مع. أعلى وبالتالي بلغت 1400 لتر. مع. بالنسبة لمولد الغاز ، فإن مخططه ومعداته كانت مماثلة لنموذج RD-600V. أثناء تطويرها وإنشاءها وتجميعها ، كان من المخطط أن تشكل الأساس لعائلة من هذه المحركات مثل العمود التوربيني ، والعنصر التوربيني.

دراجة نارية تعمل بالهليكوبتر

حتى الآن ، تقدم إنتاج أنواع مختلفة من المعدات على نطاق واسع. هذا صحيح بالنسبة لجميع الصناعات تقريبًا ، بما في ذلك صناعة الدراجات النارية. لقد حاول كل مصنع دائمًا جعل طرازه الجديد فريدًا وأصليًا أكثر من منافسيه. بسبب هذه الرغبة ، منذ وقت ليس ببعيد ، أصدرت شركة Marine Turbine Technologies أول دراجة نارية ، تضمن تصميمها محرك هليكوبتر. بطبيعة الحال ، أثر هذا التغيير بشكل كبير على كل من الجزء الهيكلي للآلة وخصائصها التقنية.

معلمات تقنية

بطبيعة الحال ، فإن خصائص الدراجة النارية ، التي لديها محرك من طائرة هليكوبتر تحت تصرفها ، لها أيضًا معايير تقنية فريدة. بالإضافة إلى حقيقة أن مثل هذا الابتكار سمح بتسريع الدراجة النارية إلى 400 كم / ساعة تقريبًا ، هناك ميزات أخرى تستحق الاهتمام بها.

أولاً ، حجم خزان الوقود في هذا الموديل 34 لترًا. ثانيًا ، زاد وزن الجهاز كثيرًا وأصبح 208.7 كجم. قوة هذه الدراجة النارية 320 حصان. أقصى سرعة ممكنة كان ذلك ممكنًالتطوير مثل هذا الجهاز - 420 كم / ساعة ، وحجم جنوطه 17 بوصة. آخر شيء جدير بالذكر أن تشغيل محرك الهليكوبتر أثر أيضًا بشكل كبير على عملية التسارع ، حيث وصلت التقنية إلى حدودها القصوى في غضون ثوانٍ.

أول ابتكار من هذا القبيل عرضته شركة Marine Turbine Technologies للعالم كان يسمى Y2K. يمكنك هنا إضافة أن وقت التسارع الدقيق إلى 100 كم / ساعة يستغرق ثانية ونصف فقط.

تلخيصًا لكل ما سبق ، يمكننا القول إن صناعة محركات طائرات الهليكوبتر قد قطعت شوطًا طويلاً ، وقد سمح التطور الحالي للتكنولوجيا باستخدام المنتجات حتى في المركبات مثل الدراجات النارية.