Jet pertama. Mesin jet: versi modern

MESIN JET, mesin yang menciptakan gaya traksi yang diperlukan untuk pergerakan dengan mengubah energi potensial menjadi energi kinetik dari aliran jet fluida kerja. Fluida kerja dalam kaitannya dengan mesin dipahami sebagai suatu zat (gas, cairan, padat), dengan bantuan energi termal dilepaskan selama pembakaran bahan bakar diubah menjadi kerja mekanis yang berguna. Akibat keluarnya fluida kerja dari nosel mesin, timbul gaya reaktif berupa reaksi (recoil) pancaran yang diarahkan dalam ruang dengan arah yang berlawanan dengan keluarnya pancaran. Energi kinetik (kecepatan) aliran jet dalam mesin jet dapat dikonversi jenis yang berbeda energi (kimia, nuklir, listrik, surya).

Mesin jet (mesin reaksi langsung) menggabungkan mesin itu sendiri dengan alat penggerak, yaitu menyediakan pergerakannya sendiri tanpa partisipasi mekanisme perantara. Untuk menciptakan daya dorong jet (engine thrust) yang digunakan oleh mesin jet, diperlukan: sumber energi awal (primer), yang diubah menjadi energi kinetik aliran jet; fluida kerja yang dikeluarkan dari mesin jet dalam bentuk aliran jet; saya sendiri mesin jet– konverter energi. Daya dorong mesin – ini adalah gaya reaktif, yang merupakan hasil dari gaya tekanan dan gesekan dinamis gas yang diterapkan pada permukaan internal dan eksternal mesin. Ada perbedaan antara gaya dorong internal (jet dorong) - hasil dari semua gaya dinamis gas yang diterapkan pada mesin, tanpa memperhitungkan hambatan eksternal, dan gaya dorong efektif, yang memperhitungkan hambatan eksternal pembangkit listrik. Energi awal disimpan di dalam pesawat terbang atau kendaraan lain yang dilengkapi mesin jet (bahan bakar kimia, bahan bakar nuklir), atau (pada prinsipnya) dapat berasal dari luar (energi dari Matahari).

Untuk memperoleh fluida kerja pada mesin jet, diambil suatu zat lingkungan(misalnya, udara atau air); suatu zat yang terletak di dalam tangki suatu peralatan atau langsung di dalam ruang mesin jet; campuran zat yang berasal dari lingkungan dan disimpan di dalam kendaraan. Mesin jet modern paling sering menggunakan energi kimia sebagai energi utamanya. Dalam hal ini, fluida kerjanya adalah gas panas - hasil pembakaran bahan bakar kimia. Ketika mesin jet beroperasi, energi kimia zat yang terbakar diubah menjadi energi panas produk pembakaran, dan energi panas gas panas diubah menjadi energi mekanik dari gerak translasi aliran jet dan, akibatnya, peralatan di mana mesin jet beroperasi. mesin dipasang.

Prinsip pengoperasian mesin jet

Pada mesin jet (Gbr. 1), aliran udara masuk ke dalam mesin dan bertemu dengan turbin yang berputar dengan kecepatan tinggi kompresor , yang menyedot udara lingkungan luar(menggunakan kipas internal). Dengan demikian, dua masalah terpecahkan - asupan udara primer dan pendinginan seluruh mesin secara keseluruhan. Bilah turbin kompresor memampatkan udara kira-kira 30 kali atau lebih dan “mendorongnya” (memompa) ke dalam ruang bakar (menghasilkan fluida kerja), yang merupakan bagian utama dari setiap mesin jet. Ruang bakar juga berfungsi sebagai karburator, mencampurkan bahan bakar dengan udara. Misalnya, campuran udara dan minyak tanah, seperti pada mesin turbojet pada pesawat jet modern, atau campuran oksigen cair dan alkohol, seperti pada beberapa mesin roket cair, atau sejenis bahan bakar padat untuk roket bubuk. . Setelah campuran bahan bakar-udara terbentuk, terjadi penyalaan dan energi dilepaskan dalam bentuk panas, yaitu hanya zat-zat yang dapat dijadikan bahan bakar mesin jet. reaksi kimia di dalam mesin (pembakaran) mereka mengeluarkan panas yang cukup banyak, dan juga terbentuk sejumlah besar gas

Selama proses pembakaran, terjadi pemanasan yang signifikan pada campuran dan bagian sekitarnya, serta pemuaian volumetrik. Faktanya, mesin jet menggunakan ledakan terkendali untuk mendorong dirinya sendiri. Ruang bakar mesin jet merupakan salah satu bagian terpanas (suhu di dalamnya mencapai 2700° C), itu harus terus-menerus didinginkan secara intensif. Mesin jet dilengkapi dengan nosel yang melaluinya gas panas, hasil pembakaran bahan bakar di dalam mesin, mengalir keluar dari mesin dengan kecepatan tinggi. Pada beberapa mesin, gas masuk ke nosel segera setelah ruang bakar, misalnya pada mesin roket atau ramjet. Pada mesin turbojet, gas setelah ruang bakar terlebih dahulu melewatinya turbin , yang mana mereka memberikan sebagian energi panasnya untuk menggerakkan kompresor, yang berfungsi untuk memampatkan udara di depan ruang bakar. Namun, dengan satu atau lain cara, nosel adalah bagian terakhir dari mesin - gas mengalir melaluinya sebelum meninggalkan mesin. Ini secara langsung membentuk aliran jet. Udara dingin dialirkan ke nozzle, dipompa oleh kompresor untuk mendinginkan bagian dalam mesin. Nosel jet mungkin ada berbagai bentuk dan desain tergantung pada jenis mesin. Jika kecepatan buang harus melebihi kecepatan suara, maka nosel berbentuk seperti pipa yang mengembang atau mula-mula menyempit lalu mengembang (Laval nozzle). Hanya dalam pipa dengan bentuk seperti ini gas dapat dipercepat hingga kecepatan supersonik dan melampaui “penghalang suara”.

Tergantung pada lingkungan yang digunakan saat mengoperasikan mesin jet, mereka dibagi menjadi dua kelas utama - mesin pernafasan(WRD) dan mesin roket(RD). Semua WFD – mesin panas, fluida kerja yang terbentuk selama reaksi oksidasi zat yang mudah terbakar dengan oksigen atmosfer. Udara yang berasal dari atmosfer merupakan sebagian besar fluida kerja WRD. Jadi, perangkat dengan mesin propelan membawa sumber energi (bahan bakar) ke dalamnya, dan mengambil sebagian besar fluida kerja dari lingkungan. Ini termasuk mesin turbojet (TRE), mesin ramjet (mesin ramjet), mesin airjet berdenyut (mesin Pvjet), dan mesin ramjet hipersonik (mesin scramjet). Berbeda dengan VRD, seluruh komponen fluida kerja RD terletak di dalam kendaraan yang dilengkapi dengan RD. Tidak adanya alat penggerak yang berinteraksi dengan lingkungan dan adanya seluruh komponen fluida kerja di dalam kendaraan membuat peluncur roket cocok untuk dioperasikan di luar angkasa. Ada juga yang digabungkan mesin roket, mewakili kombinasi kedua tipe utama.

Ciri-ciri utama mesin jet

Utama parameter teknis yang menjadi ciri mesin jet adalah daya dorong - gaya yang dikembangkan mesin ke arah pergerakan kendaraan, impuls spesifik - rasio daya dorong mesin terhadap massa bahan bakar roket(fluida kerja) dikonsumsi dalam 1 s, atau karakteristik serupa - konsumsi tertentu bahan bakar (jumlah bahan bakar yang dikonsumsi per 1 s per 1 N daya dorong yang dikembangkan oleh mesin jet), massa jenis mesin (massa mesin jet dalam kondisi operasi per unit daya dorong yang dikembangkan olehnya). Untuk banyak jenis mesin jet karakteristik penting adalah dimensi dan sumber daya. Impuls spesifik merupakan indikator tingkat kecanggihan atau kualitas suatu mesin. Diagram di atas (Gbr. 2) menunjukkan dalam bentuk grafik nilai tertinggi dari indikator ini jenis yang berbeda mesin jet tergantung pada kecepatan penerbangan, dinyatakan dalam bentuk bilangan Mach, yang memungkinkan Anda melihat kisaran penerapan setiap jenis mesin. Indikator ini juga menjadi tolak ukur efisiensi mesin.

Dorongan - gaya yang digunakan mesin jet pada kendaraan yang dilengkapi dengan mesin ini - ditentukan oleh rumus: $$P = mW_c + F_c (p_c – p_n),$$ dimana $m$ adalah aliran massa (aliran massa) fluida kerja dalam 1 s; $W_c$ adalah kecepatan fluida kerja pada penampang nosel; $F_c$ adalah luas bagian keluar nosel; $p_c$ adalah tekanan gas pada penampang nosel; $p_n$ – tekanan sekitar (biasanya Tekanan atmosfer). Terlihat dari rumusnya, daya dorong mesin jet bergantung pada tekanan lingkungan. Nilai terbesarnya berada di ruang hampa dan paling kecil di lapisan atmosfer yang paling padat, yaitu bervariasi tergantung pada ketinggian penerbangan kendaraan yang dilengkapi mesin jet di atas permukaan laut, jika penerbangan di atmosfer bumi dipertimbangkan. Impuls spesifik mesin jet berbanding lurus dengan kecepatan aliran fluida kerja dari nosel. Laju aliran meningkat dengan meningkatnya suhu fluida kerja yang mengalir dan penurunan berat molekul bahan bakar (semakin rendah berat molekul bahan bakar, semakin besar volume gas yang terbentuk selama pembakarannya, dan akibatnya, kecepatannya). aliran mereka). Karena laju aliran hasil pembakaran (fluida kerja) ditentukan oleh sifat fisik dan kimia komponen bahan bakar dan fitur desain mesin, karena nilai konstan dengan perubahan mode operasi mesin jet yang tidak terlalu besar, besarnya gaya reaktif ditentukan terutama oleh massa konsumsi bahan bakar per detik dan berfluktuasi dalam batas yang sangat luas (minimum untuk listrik - maksimum untuk cairan dan mesin roket berbahan bakar padat). Mesin jet dengan daya dorong rendah digunakan terutama dalam sistem stabilisasi dan kontrol pesawat terbang. Di ruang angkasa, di mana gaya gravitasi terasa lemah dan praktis tidak ada lingkungan yang hambatannya harus diatasi, gaya tersebut juga dapat digunakan untuk percepatan. Mesin taksi dengan daya dorong maksimum diperlukan untuk meluncurkan rudal pada jarak dan ketinggian yang jauh dan terutama untuk meluncurkan pesawat ke luar angkasa, yaitu untuk mempercepatnya hingga ke titik pertama. kecepatan melarikan diri. Mesin seperti itu mengkonsumsi bahan bakar dalam jumlah yang sangat besar; mereka biasanya bekerja dengan sangat baik waktu yang singkat, mempercepat roket ke kecepatan tertentu.

WRD menggunakan udara sekitar sebagai komponen utama fluida kerja, yang jauh lebih ekonomis. WFD dapat beroperasi terus menerus selama berjam-jam, sehingga nyaman digunakan dalam penerbangan. Desain yang berbeda memungkinkan penggunaannya untuk pesawat yang beroperasi dalam mode penerbangan berbeda. Mesin turbojet (TRD) banyak digunakan dan dipasang di hampir semua pesawat modern tanpa terkecuali. Seperti semua mesin yang menggunakan udara atmosfer Mesin turbojet memerlukan alat khusus untuk memampatkan udara sebelum dialirkan ke ruang bakar. Pada mesin turbojet, kompresor digunakan untuk mengompresi udara, dan desain mesin sangat bergantung pada jenis kompresor. Mesin pernapasan udara non-kompresor memiliki desain yang jauh lebih sederhana, di mana peningkatan tekanan yang diperlukan dicapai dengan cara lain; Ini adalah mesin yang berdenyut dan ramjet. Dalam mesin pernapasan udara berdenyut (PvRE), hal ini biasanya dilakukan oleh jaringan katup yang dipasang di saluran masuk mesin; ketika bagian baru dari campuran bahan bakar-udara mengisi ruang bakar dan terjadi kilatan di dalamnya, katup menutup, mengisolasi ruang bakar dari saluran masuk mesin. Akibatnya, tekanan di dalam ruangan meningkat, dan gas mengalir keluar melalui nosel jet, setelah itu seluruh proses diulangi. Dalam mesin non-kompresor jenis lain, ramjet (ramjet), bahkan tidak ada jaringan katup ini dan udara atmosfer, memasuki saluran masuk mesin dengan kecepatan yang sama dengan kecepatan terbang, dikompresi karena tekanan kecepatan dan masuk ke dalam mesin. ruang pembakaran. Bahan bakar yang disuntikkan terbakar, meningkatkan kandungan panas aliran, yang mengalir melalui nosel jet dengan kecepatan lebih besar dari kecepatan terbang. Karena ini, daya dorong jet ramjet tercipta. Kerugian utama dari mesin ramjet adalah ketidakmampuannya untuk secara mandiri memastikan lepas landas dan akselerasi pesawat. Pertama-tama, pesawat harus dipercepat ke kecepatan di mana ramjet dimulai dan memastikan operasinya stabil. Keunikan desain aerodinamis pesawat supersonik bermesin ramjet (ramjet engine) adalah karena adanya mesin akselerator khusus yang memberikan kecepatan yang diperlukan untuk memulai pengoperasian mesin ramjet yang stabil. Hal ini membuat bagian ekor struktur menjadi lebih berat dan memerlukan pemasangan stabilisator untuk memastikan stabilitas yang diperlukan.

Referensi sejarah

Prinsip penggerak jet sudah dikenal sejak lama. Nenek moyang mesin jet bisa dianggap bola Heron. Motor roket padat(motor roket berbahan bakar padat bahan bakar padat) - roket mesiu muncul di Tiongkok pada abad ke-10. N. e. Selama ratusan tahun, rudal semacam itu pertama kali digunakan di Timur dan kemudian di Eropa sebagai kembang api, sinyal, dan rudal tempur. Sebuah langkah penting Dalam perkembangan ide penggerak jet, muncul ide untuk menggunakan roket sebagai mesin pesawat terbang. Ini pertama kali dirumuskan oleh revolusioner Rusia N. I. Kibalchich, yang pada bulan Maret 1881, tak lama sebelum eksekusinya, mengusulkan desain pesawat terbang (pesawat roket) yang menggunakan tenaga jet dari gas bubuk yang dapat meledak. Motor roket propelan padat digunakan di semua kelas rudal militer (balistik, antipesawat, antitank, dll.), di luar angkasa (misalnya, sebagai mesin peluncuran dan penopang) dan teknologi penerbangan (akselerator lepas landas pesawat, di sistem penyemburan) dll. Mesin bahan bakar padat kecil digunakan sebagai booster saat pesawat lepas landas. Motor roket listrik dan motor roket nuklir dapat digunakan di pesawat ruang angkasa.

Sebagian besar pesawat militer dan sipil di seluruh dunia dilengkapi dengan mesin turbojet dan mesin bypass turbojet, dan digunakan pada helikopter. Mesin jet ini cocok untuk penerbangan dengan kecepatan subsonik dan supersonik; mereka juga dipasang pada pesawat proyektil, mesin turbojet supersonik dapat digunakan pada tahap pertama pesawat luar angkasa, teknologi roket dan luar angkasa, dll.

Karya teoretis ilmuwan Rusia S.S. Nezhdanovsky, I.V. sangat penting untuk penciptaan mesin jet. Meshchersky, N. E. Zhukovsky, karya ilmuwan Prancis R. Hainault-Peltry, ilmuwan Jerman G. Oberth. Kontribusi penting terhadap penciptaan WFD adalah karya ilmuwan Soviet B. S. Stechkin, “The Theory of an Air Jet Engine,” yang diterbitkan pada tahun 1929. Hampir lebih dari 99% pesawat menggunakan mesin jet sampai tingkat tertentu.

Kembali ke awal abad ke-20. Ilmuwan Rusia K.E. Tsiolkovsky meramalkan bahwa setelah era pesawat berpenggerak baling-baling, era pesawat jet akan datang. Ia percaya bahwa hanya dengan mesin jet kecepatan supersonik dapat dicapai.

Pada tahun 1937, desainer muda dan berbakat A.M. Lyulka mengusulkan desain mesin turbojet Soviet pertama. Menurut perhitungannya, mesin seperti itu dapat mempercepat pesawat hingga kecepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya - 900 km/jam! Tampaknya luar biasa, dan usulan desainer muda tersebut diperlakukan dengan hati-hati. Namun, bagaimanapun, pengerjaan mesin ini dimulai, dan pada pertengahan tahun 1941 hampir siap. Namun, perang dimulai, dan biro desain tempat A.M. bekerja. Lyulka, dievakuasi jauh ke Uni Soviet, dan perancangnya sendiri dialihkan untuk mengerjakan mesin tank.

Tapi SAYA. Lyulka tidak sendirian dalam keinginannya untuk menciptakan mesin pesawat jet. Tepat sebelum perang, para insinyur dari biro desain V.F. Bolkhovitinova - A.Ya. Bereznyak dan A.M. Isaev - mengusulkan proyek pencegat tempur "BI-1" dengan mesin jet cair.

Proyek ini disetujui dan para desainer mulai bekerja. Terlepas dari semua kesulitan periode pertama Agung Perang Patriotik, percobaan “BI-1” tetap dibuat.

Pada tanggal 15 Mei 1942, pesawat tempur roket pertama di dunia diangkat ke udara oleh pilot uji EY. Bakhchivandzhi. Uji coba tersebut berlanjut hingga akhir tahun 1943 dan sayangnya berakhir dengan bencana. Dalam salah satu uji penerbangan, Bakhchivandzhi mencapai kecepatan 800 km/jam. Namun dengan kecepatan tersebut pesawat tiba-tiba kehilangan kendali dan meluncur menuju darat. Mobil baru dan penguji pemberaninya tewas.

Pesawat pertama dengan mesin jet Messer-schmitt Me-262 muncul di langit tepat sebelum berakhirnya Perang Dunia Kedua. Itu diproduksi di pabrik-pabrik yang disamarkan dengan baik yang berlokasi di hutan. Salah satu pabrik di Gorgau - 10 km selatan Augsburg di sepanjang autobahn - memasok bagian sayap, hidung, dan ekor pesawat ke pabrik "kayu" lain di dekatnya, yang melakukan perakitan akhir dan mengambil pesawat yang sudah jadi langsung dari autobahn . Atap bangunan dicat warna hijau, dan hampir mustahil untuk mendeteksi tanaman “kayu” seperti itu dari udara. Meskipun Sekutu berhasil mendeteksi lepas landas Me-262 dan mengebom beberapa pesawat yang ditemukan, mereka baru dapat menentukan lokasi pembangkit listrik tersebut setelah mereka menduduki hutan.

Penemu mesin jet, orang Inggris Frank Whittle, menerima patennya pada tahun 7930. Jet pertama Pesawat Gloster dibuat pada tahun 1941 dan diuji pada bulan Mei. Pemerintah mengabaikannya karena tidak cukup kuat. Hanya Jerman yang sepenuhnya mengungkapkan potensi penemuan ini, pada tahun 1942 mereka merakit Messerschmitt Me-262, yang mereka gunakan untuk berperang hingga akhir perang. Pesawat jet Soviet pertama adalah MiG-9, dan “keturunannya”, MiG-15, menulis banyak halaman gemilang dalam sejarah. sejarah pertempuran perang di Korea (1950-1953).

Selama tahun-tahun yang sama di Jerman yang fasis, setelah kehilangan superioritas udara di front Soviet-Jerman, pengerjaan pesawat jet semakin intensif. Hitler berharap dengan bantuan pesawat tersebut ia dapat kembali mengambil inisiatif dalam perang dan meraih kemenangan.

Pada tahun 1944, pesawat Messerschmitt Me-262 yang dilengkapi mesin jet mulai diproduksi massal dan segera muncul di garis depan. Pilot Jerman sangat waspada terhadap mesin yang tidak biasa ini, yang tidak memiliki baling-baling seperti biasanya. Selain itu, pada kecepatan mendekati 800 km/jam, mobil tersebut ditarik hingga menukik, dan tidak mungkin mengeluarkan mobil dari kondisi tersebut. Unit penerbangan kemudian mengeluarkan instruksi tegas - dalam keadaan apa pun kecepatan tidak boleh ditingkatkan hingga 800 km/jam.

Namun, meski dengan keterbatasan ini, Me-262 lebih unggul dalam kecepatan dibandingkan semua pesawat tempur lain pada tahun-tahun itu. Hal ini memungkinkan komandan penerbangan tempur Hitler, Jenderal Holland, menyatakan bahwa Me-262 adalah “satu-satunya kesempatan untuk mengorganisir perlawanan nyata terhadap musuh.”

Di Front Timur, Me-262 muncul di akhir perang. Dalam hal ini, biro desain mendapat tugas mendesak untuk membuat perangkat untuk memerangi pesawat jet Jerman.

A.I. Mikoyan dan P.O. Sukhoi, untuk membantu mesin piston konvensional yang terletak di haluan perangkat, ditambahkan motor-motor kompresor rancangan K.V. Kholshchevnikov, memasangnya di bagian ekor pesawat. Mesin tambahan harus dihidupkan ketika pesawat perlu memberikan akselerasi yang signifikan. Hal ini ditentukan oleh fakta bahwa mesin K.V Kholshchevnikov bekerja tidak lebih dari tiga sampai lima menit.

Orang pertama yang menyelesaikan pekerjaan pada pesawat tempur berkecepatan tinggi adalah A.I. Mikoyan. Pesawat I-250 miliknya terbang pada bulan Maret 1945. Selama pengujian pesawat ini, rekor kecepatan 820 km/jam tercatat, yang pertama kali dicapai di Uni Soviet. Petarung P.O. Sukhoi Su-5 memasuki pengujian pada bulan April 1945, dan setelah menyalakan mesin ekor tambahan, kecepatan melebihi 800 km/jam dapat dicapai.

Namun, keadaan pada tahun-tahun itu tidak memungkinkan peluncuran pesawat tempur berkecepatan tinggi baru ke dalam produksi massal. Pertama, perang telah usai, bahkan Me-262 yang dibanggakan tidak membantu memulihkan superioritas udara yang hilang dari Nazi.

Kedua, keterampilan pilot Soviet memungkinkan untuk membuktikan kepada seluruh dunia bahwa pesawat jet pun dapat ditembak jatuh saat menerbangkan pesawat tempur produksi biasa.

Sejalan dengan perkembangan pesawat yang dilengkapi dengan mesin kompresor motor “mendorong”, di biro desain P.O. Sukhoi menciptakan pesawat tempur Su-7, di mana jet cair RD-1, yang dikembangkan oleh desainer V.P., bekerja sama dengan mesin piston. Glushko.

Penerbangan Su-7 dimulai pada tahun 1945. Itu diuji oleh pilot G. Komarov. Saat RD-1 dihidupkan, kecepatan pesawat meningkat rata-rata 115 km/jam. Ini adalah hasil yang bagus, tetapi pengujian harus segera dihentikan karena sering keluar kegagalan mesin jet.

Situasi serupa muncul di biro desain S.A. Lavochkin dan AS. Yakovleva. Pada salah satu pesawat eksperimental La-7R, akselerator meledak saat terbang; pilot penguji secara ajaib berhasil melarikan diri. Namun saat menguji Yak-3 dengan booster RD-1, pesawat meledak dan pilotnya meninggal. Meningkatnya frekuensi kecelakaan menyebabkan pengujian pesawat dengan RD-1 dihentikan. Selain itu, menjadi jelas bahwa mesin piston harus diganti dengan mesin baru—mesin jet.

Setelah kekalahan Jerman, Uni Soviet menerima pesawat jet Jerman dengan mesin sebagai piala. Sekutu Barat tidak hanya menerima sampel pesawat jet dan mesinnya, tetapi juga pengembang dan peralatannya dari pabrik fasis.

Untuk mendapatkan pengalaman dalam konstruksi pesawat jet, diputuskan untuk menggunakan mesin JUMO Jerman. 004" dan "BMW-003", lalu buat sendiri berdasarkan keduanya. Mesin ini diberi nama “RD-10” dan “RD-20”. Selain itu, desainer A.M. Lyulke, A.A. Mikulin, V.Ya. Klimov ditugaskan untuk menciptakan mesin jet pesawat “sepenuhnya Soviet”.

Saat “orang mesin” sedang bekerja, P.O. Sukhoi mengembangkan jet tempur Su-9. Desainnya dibuat sesuai dengan skema pesawat bermesin ganda - dua mesin JUMO-004 (RD-10) yang ditangkap ditempatkan di bawah sayap.

Uji darat mesin jet RA-7 dilakukan di lapangan terbang di Tushino. Selama pengoperasian, ia mengeluarkan suara yang sangat keras dan mengeluarkan awan asap dan api dari noselnya. Deru dan pancaran api terlihat bahkan di stasiun metro Moskow Sokol. Ada juga rasa ingin tahu. Suatu hari, beberapa mobil pemadam kebakaran bergegas ke lapangan terbang, dipanggil oleh warga Moskow untuk memadamkan api.

Pesawat Su-9 hampir tidak bisa disebut sekadar pesawat tempur. Pilot biasanya menyebutnya “pesawat tempur berat”, karena nama yang lebih akurat—pembom tempur—baru muncul pada pertengahan tahun 50an. Namun karena persenjataan meriam dan bomnya yang kuat, Su-9 dapat dianggap sebagai prototipe pesawat semacam itu.

Penempatan motor ini memiliki kekurangan dan kelebihan. Kerugiannya termasuk hambatan tinggi yang ditimbulkan oleh motor yang terletak di bawah sayap. Namun di sisi lain, menempatkan mesin di nacelles mesin tempel khusus memungkinkan akses tanpa hambatan ke mesin tersebut, yang penting untuk perbaikan dan penyesuaian.

Selain mesin jet, pesawat Su-9 memiliki banyak solusi desain yang “segar”. Jadi, misalnya, P.O. Sukhoi memasang di pesawatnya sebuah stabilizer yang dikendalikan oleh elektromekanisme khusus, akselerator bubuk starter, kursi lontar untuk pilot dan perangkat pelepasan darurat kanopi yang menutupi kokpit pilot, rem udara dengan penutup pendaratan, dan parasut pengereman. Dapat dikatakan bahwa Su-9 diciptakan sepenuhnya berdasarkan inovasi.

Segera, versi prototipe pesawat tempur Su-9 dibuat. Namun, perhatian tertuju pada fakta bahwa melakukan putaran itu sulit secara fisik bagi pilot.

Menjadi jelas bahwa dengan meningkatnya kecepatan dan ketinggian penerbangan, akan semakin sulit bagi pilot untuk mengatasi kendali, dan kemudian perangkat baru diperkenalkan ke dalam sistem kendali pesawat - penguat booster, mirip dengan power steering. Namun pada tahun-tahun tersebut, penggunaan perangkat hidrolik yang kompleks pada pesawat terbang menimbulkan kontroversi. Bahkan perancang pesawat berpengalaman pun skeptis terhadap hal ini.

Namun boosternya dipasang pada Su-9. Sukhoi adalah orang pertama yang sepenuhnya mengalihkan tenaga dari tongkat kendali pesawat ke sistem hidrolik. Reaksi positif dari para pilot tidak lama kemudian. Menerbangkan pesawat menjadi lebih menyenangkan dan tidak melelahkan. Manuvernya disederhanakan dan dapat dilakukan pada semua kecepatan penerbangan.

Perlu ditambahkan bahwa dalam mencapai kesempurnaan desain, P.O. Sukhoi “kalah” dalam persaingan antara biro Mikoyan dan Yakovlev. Jet tempur pertama Uni Soviet - MiG-9 dan Yak-15 - lepas landas pada hari yang sama - 26 April 1946. Mereka mengambil bagian dalam parade udara di Tushino dan segera dimasukkan ke dalam produksi. Dan Su-9 baru muncul di udara pada bulan November 1946. Namun, pihak militer sangat menyukainya dan pada tahun 1947 direkomendasikan untuk produksi massal. Tapi pesawat itu tidak diproduksi karena pabrik pesawat sudah sibuk memproduksi jet MiG dan Yakov. Ya dan P.O. Pada saat itu, Sukhoi sudah menyelesaikan pengerjaan mesin baru yang lebih canggih - pesawat tempur Su-11.

Pada akhir dekade pertama abad ke-20. Inggris tertinggal jauh dari rekan-rekan Prancis mereka di bidang manufaktur pesawat terbang. Pada saat mobilisasi diumumkan pada tahun 1914, sebagian besar armada penerbangan negara itu terdiri dari pesawat buatan luar negeri, terutama Perancis. Namun, kelambanan ini hanya berlangsung sebentar. Potensi ekonomi, teknis dan ilmu pengetahuan yang besar dari negara ini dimungkinkan pada pertengahan Perang Dunia Pertama...

Paruh kedua abad ke-20 telah tiba. Desain pesawat yang telah mengalami banyak perubahan akhirnya mendapatkan tampilan yang familiar. Pesawat segi empat dan triplane telah terlupakan, dan perangkat yang dibuat sesuai dengan desain biplan praktis tidak digunakan. Oleh karena itu, jika istilah “sayap” muncul dalam teks, kita tidak akan membayangkan dalam imajinasi kita “yang lainnya” fantastis yang naik ke langit pada awal abad ke-20, tetapi...

Selain kecintaannya pada terbang, pilot di seluruh dunia dipersatukan oleh satu keadaan lagi - terlepas dari apakah mereka sekarang bertugas di penerbangan militer atau sipil, perjalanan mereka ke angkasa dimulai dengan menerbangkan pesawat guru pelatihan kecil. Pesawat AIR-14 diciptakan di bawah kepemimpinan A.S. Yakovlev pada tahun 1937. Itu adalah pesawat latih dan olahraga satu kursi yang digunakan…

Perkembangan lebih lanjut dari pembuatan helikopter terhenti oleh Perang Dunia Pertama. Karena perangkat luar biasa ini tidak punya waktu untuk membuktikan “kegunaannya” bagi militer sebelum dimulai, mereka melupakan pesawat sayap putar untuk sementara waktu dan mencurahkan seluruh upaya mereka untuk pengembangan konstruksi pesawat terbang. Namun begitu umat manusia mengakhiri perang berdarah tersebut, negara lain di seluruh dunia, informasi tentang...

“Seseorang akan terbang bukan dengan mengandalkan kekuatan ototnya, tapi pada kekuatan pikirannya.” BUKAN. Zhukovsky Istilah “aeronautika” juga berarti terbang dengan kendaraan yang lebih berat dari udara (pesawat terbang, pesawat layang). Namun, orang-orang mulai bermimpi untuk terbang jauh lebih awal. Setelah membangun mesin yang mampu bergerak di darat, menyalip hewan tercepat, dan kapal yang bisa berdebat dengan penghuni elemen air, dia lama dilanjutkan dengan...

Setelah selamat dari kengerian Perang Dunia Pertama yang berdarah, orang-orang percaya bahwa sekarang perdamaian di bumi akan terjalin untuk waktu yang lama, karena harga yang harus dibayar untuk itu sangat mahal. Tapi ini hanyalah upaya untuk meluapkan angan-angan saja. Sejarawan, politisi, dan orang militer memahami bahwa ini bukanlah perdamaian, tetapi kemungkinan besar merupakan jeda antara dua perang. Dan ada alasan untuk ini. Pertama…

Jika ada di antara Anda yang pernah menembakkan senapan pada jarak tembak, pasti Anda pasti tahu apa arti istilah “mundur”. Izinkan saya menjelaskannya kepada orang lain. Anda mungkin pernah melihat lebih dari sekali bagaimana seorang penyelam, melompat ke dalam air dari perahu, mendorongnya ke arah yang berlawanan. Sebuah roket terbang menggunakan prinsip yang sama, namun lebih kompleks, dan versi sederhana dari proses ini persis seperti yang diwakilinya...

Luas permukaan planet kita adalah 510,2 juta km2, dimana hanya 29,2% yang merupakan daratan. Sisa wilayah bumi ditutupi oleh Samudra Dunia, yang menciptakan permukaan datar sempurna dengan luas ratusan juta kilometer persegi. Sulit membayangkan landasan pacu sebesar itu. Dan yang paling penting - tidak ada hambatan: lepas landas di tempat yang paling nyaman bagi Anda, jangan mendarat...

Pertama helikopter soviet dibangun di dalam tembok TsAGI di bawah kepemimpinan A.M. Cheremukhin pada bulan Agustus 1930. Di sana, di hadapan petugas pemadam kebakaran A.M. Cheremukhin, pilot paruh waktu kendaraan eksperimental TsAGI 1-EA, melakukan uji lapangan pertama. Setelah itu, perangkat tersebut diangkut ke salah satu lapangan terbang militer dekat Moskow. Pada musim semi tahun 1925, salah satu pilot helikopter tertua di Rusia...

Sayangnya, tidak ada yang tahu kapan seseorang pertama kali mengangkat kepalanya ke langit dan menyadari ukurannya yang menakutkan sekaligus keindahannya yang luar biasa. Kita juga tidak tahu kapan seseorang pertama kali memperhatikan burung terbang di udara dan gagasan untuk mengikutinya muncul di kepalanya. Seperti perjalanan apa pun, bahkan perjalanan terpanjang sekalipun, dimulai dengan...

Ada kipas di bagian depan mesin jet. Dibutuhkan udara dari lingkungan luar, menyedotnya ke turbin. Dalam mesin roket, udara menggantikan oksigen cair. Kipas angin ini dilengkapi dengan banyak bilah titanium yang memiliki bentuk khusus.

Mereka mencoba membuat area kipas angin cukup luas. Selain pemasukan udara, bagian sistem ini juga berperan dalam mendinginkan mesin, melindungi ruangnya dari kerusakan. Di belakang kipas angin terdapat kompresor. Ini memaksa udara masuk ke ruang bakar di bawah tekanan tinggi.

Salah satu elemen struktural utama mesin jet adalah ruang bakar. Di dalamnya, bahan bakar dicampur dengan udara dan dinyalakan. Campuran tersebut menyala, disertai dengan pemanasan yang kuat pada bagian rumah. Campuran bahan bakar mengembang pada suhu tinggi. Faktanya, ledakan terkendali terjadi di dalam mesin.

Dari ruang bakar, campuran bahan bakar dan udara masuk ke turbin yang terdiri dari banyak sudu. Aliran jet memberi tekanan pada mereka dan menyebabkan turbin berputar. Gaya ditransmisikan ke poros, kompresor dan kipas. Sistem tertutup terbentuk, yang pengoperasiannya hanya membutuhkan pasokan campuran bahan bakar yang konstan.

Bagian terakhir dari mesin jet adalah nosel. Aliran panas masuk ke sini dari turbin, membentuk aliran jet. Udara dingin juga disuplai ke bagian mesin ini dari kipas. Ini berfungsi untuk mendinginkan seluruh struktur. Aliran udara melindungi manset nosel dari efek berbahaya aliran jet, mencegah bagian meleleh.

Bagaimana cara kerja mesin jet?

Fluida kerja mesin adalah jet. Mengalir keluar dari nosel dengan kecepatan sangat tinggi. Hal ini menciptakan gaya reaktif yang mendorong seluruh perangkat ke arah yang berlawanan. Gaya traksi diciptakan semata-mata oleh aksi jet, tanpa dukungan apa pun dari benda lain. Fitur mesin jet ini memungkinkannya digunakan sebagai pembangkit listrik untuk roket, pesawat terbang, dan pesawat ruang angkasa.

Sebagian, pengoperasian mesin jet sebanding dengan aliran air yang mengalir dari selang. Di bawah tekanan yang sangat besar, cairan disuplai melalui selang ke ujung selang yang menyempit. Kecepatan air keluar dari nosel lebih tinggi daripada di dalam selang. Hal ini menciptakan gaya tekanan balik yang memungkinkan petugas pemadam kebakaran untuk memegang selang hanya dengan susah payah.

Produksi mesin jet adalah cabang teknologi khusus. Karena suhu fluida kerja di sini mencapai beberapa ribu derajat, bagian-bagian mesin terbuat dari logam berkekuatan tinggi dan bahan yang tahan terhadap leleh. Masing-masing bagian mesin jet dibuat, misalnya, dari senyawa keramik khusus.

Video tentang topik tersebut

Fungsi mesin kalor adalah mengubah energi panas menjadi kerja mekanis yang berguna. Fluida kerja pada instalasi tersebut adalah gas. Ini menekan dengan kuat bilah turbin atau piston, menyebabkannya bergerak. Contoh paling sederhana dari mesin kalor adalah mesin uap, serta mesin pembakaran internal karburator dan diesel.

instruksi

Piston mesin panas Mereka terdiri dari satu atau lebih silinder, di dalamnya terdapat piston. Gas panas memuai di dalam volume silinder. Dalam hal ini, piston bergerak di bawah pengaruh gas dan melakukan kerja mekanis. Mesin kalor seperti itu mengubah gerak bolak-balik sistem piston menjadi putaran poros. Untuk keperluan tersebut, mesin dilengkapi dengan mekanisme engkol.

Mesin kalor pembakaran luar termasuk mesin uap yang fluida kerjanya dipanaskan ketika bahan bakar dibakar di luar mesin. Gas atau uap yang dipanaskan di bawah tekanan tinggi dan suhu tinggi dimasukkan ke dalam silinder. Pada saat yang sama, piston bergerak, dan gas secara bertahap mendingin, setelah itu tekanan dalam sistem menjadi hampir sama dengan tekanan atmosfer.

Gas buang dikeluarkan dari silinder, yang segera disuplai ke bagian berikutnya. Untuk mengembalikan piston ke posisi semula digunakan flywheel yang dipasang pada poros engkol. Mesin panas tersebut dapat memberikan aksi tunggal atau ganda. Pada mesin kerja ganda, terdapat dua tahap langkah piston per putaran poros; pada mesin kerja tunggal, piston melakukan satu langkah dalam waktu yang bersamaan.

Perbedaan antara mesin pembakaran dalam dan sistem yang dijelaskan di atas adalah bahwa gas panas di sini diperoleh dengan membakar campuran bahan bakar-udara langsung di dalam silinder, dan bukan di luarnya. Memasok porsi bahan bakar berikutnya dan

Dalam sains penggerak jet sebutlah gerak suatu benda yang terjadi apabila suatu bagian benda tersebut terpisah darinya. Apa artinya ini?

Contoh sederhana dapat diberikan. Bayangkan Anda berada di perahu di tengah danau. Perahu itu tidak bergerak. Tapi sekarang Anda mengambil batu berat dari dasar perahu dan melemparkannya dengan paksa ke dalam air. Lalu apa yang akan terjadi? Perahu akan mulai bergerak perlahan. Contoh lain. Mari kita kembangkan bola karetnya dan biarkan udara keluar dengan bebas. Bola yang mengempis akan terbang ke arah yang berlawanan dengan arah aliran udara. Gaya aksi sama dengan gaya reaksi. Anda melempar batu dengan kuat, tetapi gaya yang sama membuat perahu bergerak masuk sisi yang berlawanan.

Mesin jet dibangun berdasarkan hukum fisika ini. Bahan bakar dibakar di ruang tahan panas. Gas panas dan mengembang yang terbentuk selama pembakaran keluar dengan cepat dari nosel. Namun gaya yang sama mendorong mesin itu sendiri (bersama dengan roket atau pesawat terbang ke arah yang berlawanan). Gaya ini disebut gaya dorong.

Prinsip penggerak jet telah dikenal umat manusia sejak lama — Roket sederhana dibuat oleh orang Tiongkok kuno. Namun agar pesawat terbang dan roket modern bisa mengudara, para insinyur harus memecahkan banyak masalah teknis, dan mesin jet saat ini adalah perangkat yang cukup kompleks.

Mari kita coba melihat ke dalam mesin jet yang digunakan dalam penerbangan. Kita akan membicarakan mesin roket luar angkasa lain kali.

Jadi hari ini Pesawat jet terbang dengan tiga jenis mesin:

mesin turbojet;

mesin turbofan;

turboprop.

Bagaimana strukturnya dan apa perbedaannya satu sama lain? Mari kita mulai dengan yang paling sederhana - turbojet . Nama perangkat ini memberitahu kita kata kunci — "turbin". Turbin adalah sebuah poros yang di sekelilingnya dipasang bilah-bilah logam. "kelopak" berbalik pada suatu sudut. Jika aliran udara (atau air, misalnya) diarahkan ke turbin sepanjang poros, maka turbin akan mulai berputar. Sebaliknya, jika Anda mulai memutar poros turbin, bilahnya akan mulai menggerakkan aliran udara atau air di sepanjang poros.

Pembakaran adalah kombinasi bahan bakar dengan oksigen, gas yang tidak melimpah di udara biasa. Lebih tepatnya, cukup bagi Anda dan saya untuk menghirupnya. Tetapi Untuk "pernafasan" ruang bakar mesin jet, oksigen terlalu banyak terlarut di udara.

Apa yang perlu dilakukan untuk menyalakan kembali api yang padam? Benar! Tiup atau lambaikan di atasnya, misalnya dengan selembar kayu lapis. Dengan memompa udara secara paksa, Anda "memberi makan" Batubara yang membara disuplai dengan oksigen dan nyala api kembali menyala. Turbin pada mesin turbojet melakukan hal yang sama.

Saat pesawat bergerak maju, aliran udara masuk ke mesin. Di sini udara bertemu dengan turbin kompresor yang berputar dengan kecepatan tinggi. Kata "kompresor" dapat diterjemahkan ke dalam bahasa Rusia sebagai "kompresor". Bilah turbin kompresor memampatkan udara sekitar 30 kali dan "mendorong" itu ke dalam ruang bakar. Gas panas yang dihasilkan selama pembakaran bahan bakar mengalir lebih jauh ke nosel. Tapi turbin lain menghalanginya. Pada bilahnya, aliran gas menyebabkan porosnya berputar. Namun turbin kompresor dipasang pada poros yang sama. Ternyata sangat aneh "Dorong tarik". Kompresor memompa udara ke dalam mesin, campuran udara terkompresi dan bahan bakar terbakar, melepaskan gas panas, dan gas memutar turbin kompresor menuju nosel.

Sebuah pertanyaan menarik muncul - bagaimana cara menghidupkan mesin seperti itu? Lagi pula, sampai udara terkompresi masuk ke ruang bakar, bahan bakar tidak akan mulai terbakar. Artinya tidak akan ada gas panas yang akan memutar turbin kompresor. Namun hingga turbin kompresor berputar, tidak akan ada udara bertekanan.

Ternyata, mesin dihidupkan menggunakan motor listrik, yang terhubung ke poros turbin. Motor listrik menyebabkan kompresor berputar, dan segera setelah tekanan udara yang diperlukan muncul di ruang bakar, bahan bakar masuk ke dalamnya dan pengapian dipicu. Mesin jet telah menyala!

Desain mesin turbojet.

Mesin turbojet sangat bertenaga dan bobotnya relatif kecil. Oleh karena itu, biasanya dipasang pada pesawat militer supersonik, serta pada pesawat penumpang supersonik. Tapi motor seperti itu juga punya kekurangan yang serius- Mereka menimbulkan banyak kebisingan dan membakar terlalu banyak bahan bakar.

Oleh karena itu, pada pesawat yang terbang dengan kecepatan subsonik (kurang dari 1200 kilometer per jam) dipasang apa yang disebut.

Desain mesin turbofan.

Berbeda Mereka berbeda dari mesin turbojet karena di depan kompresor, turbin lain dengan bilah besar dipasang pada poros - kipas. Dialah yang pertama kali menghadapi aliran udara yang datang dan dengan paksa mendorongnya kembali. Sebagian dari udara ini, seperti pada mesin turbojet, masuk ke kompresor dan selanjutnya ke ruang bakar, dan sebagian lainnya "mengalir" kamera dan juga terlempar ke belakang, menciptakan daya dorong tambahan. Lebih tepatnya, untuk mesin turbofan daya dorong jet utama (sekitar 3/4) diciptakan justru oleh aliran udara yang digerakkan oleh kipas. Dan hanya 1/4 daya dorongnya yang berasal dari gas panas yang keluar dari nosel.

Mesin seperti itu menghasilkan lebih sedikit kebisingan dan membakar lebih sedikit bahan bakar, yang sangat penting bagi pesawat yang digunakan untuk mengangkut penumpang.

Desain mesin turboprop.

Putaran poros turbin diteruskan ke baling – baling yang mendorong pesawat ke depan. Baling-baling dengan bilah besar tidak dapat berputar dengan kecepatan sangat tinggi seperti poros turbin. Oleh karena itu, baling-baling dihubungkan ke poros melalui gearbox yang mengurangi kecepatan putaran. Padahal mesin turboprop "makan" bahan bakarnya sedikit, artinya membuat biaya penerbangan menjadi lebih murah, tidak bisa mempercepat pesawat ke kecepatan tinggi. Oleh karena itu, saat ini motor seperti itu banyak digunakan transportasi penerbangan dan pada pesawat penumpang kecil yang beroperasi pada rute lokal.

Untuk pengalaman yang Anda perlukan:

1. benang yang lebih kuat;

2. sedotan lebar untuk koktail;

3. balon bentuk lonjong;

4. gulungan selotip;

5. jepitan.

Tarik benangnya (bisa miring), masukkan dulu ke sedotan. Mengembang balon, dan agar tidak kempis, jepit dengan jepitan seperti terlihat pada gambar sebelah kiri. Sekarang rekatkan bola ke sedotan dengan selotip. Mesin jet sudah siap!

Pada tanda Anda! Lepaskan jepitan jemuran. Aliran udara akan keluar dari bola, dan bola itu sendiri, bersama dengan sedotan, akan meluncur ke depan sepanjang benang.

©Saat menggunakan artikel ini sebagian atau seluruhnya - tautan hyperlink aktif ke situs adalah WAJIB

Penemu: Frank Whittle (mesin)
Negara: Inggris
Waktu penemuan: 1928

Penerbangan turbojet berasal dari Perang Dunia Kedua, ketika batas kesempurnaan pesawat yang dilengkapi baling-baling sebelumnya tercapai.

Setiap tahun perlombaan untuk kecepatan menjadi semakin sulit, karena peningkatan kecepatan sedikit pun memerlukan tambahan ratusan tenaga kuda pada mesin dan secara otomatis membuat pesawat lebih berat. Rata-rata terjadi peningkatan tenaga sebesar 1 hp. menyebabkan peningkatan massa sistem propulsi (mesin itu sendiri, baling-baling dan peralatan bantu) rata-rata sebesar 1 kg. Perhitungan sederhana menunjukkan bahwa hampir mustahil untuk membuat pesawat tempur berpenggerak baling-baling dengan kecepatan sekitar 1000 km/jam.

Tenaga mesin sebesar 12.000 tenaga kuda yang dibutuhkan hanya dapat dicapai dengan bobot mesin sekitar 6.000 kg. Di masa depan, ternyata peningkatan kecepatan lebih lanjut akan menyebabkan degenerasi pesawat tempur, mengubahnya menjadi perangkat yang hanya mampu membawa dirinya sendiri.

Tidak ada lagi ruang tersisa di kapal untuk senjata, peralatan radio, baju besi dan pasokan bahan bakar. Tapi bahkan ini Tidak mungkin mendapatkan peningkatan kecepatan yang besar dengan mengorbankan biayanya. Mesin yang lebih berat menambah bobot keseluruhan, yang memaksa luas sayap bertambah; hal ini menyebabkan peningkatan hambatan aerodinamis, yang untuk mengatasinya perlu meningkatkan tenaga mesin.

Dengan demikian, lingkaran tersebut tertutup dan kecepatan sekitar 850 km/jam menjadi kecepatan maksimum yang mungkin untuk sebuah pesawat dengan . Hanya ada satu jalan keluar dari situasi ganas ini - perlunya menciptakan desain mesin pesawat yang secara fundamental baru, yang dilakukan ketika pesawat turbojet menggantikan pesawat piston.

Prinsip pengoperasian mesin jet sederhana dapat dipahami dengan memperhatikan cara kerja selang kebakaran. Air bertekanan disuplai melalui selang ke pipa api dan mengalir keluar. Penampang bagian dalam ujung nosel meruncing ke arah ujung, sehingga aliran air yang mengalir memiliki kecepatan lebih tinggi daripada di selang.

Kekuatan tekanan balik (reaksi) dalam hal ini begitu besar sehingga seringkali petugas pemadam kebakaran harus melakukannya saring dengan seluruh kekuatan Anda untuk menjaga selang kebakaran tetap pada arah yang diinginkan. Prinsip yang sama dapat diterapkan pada mesin pesawat terbang. Mesin jet yang paling sederhana adalah mesin ramjet.

Bayangkan sebuah pipa dengan ujung terbuka dipasang pada pesawat yang bergerak. Bagian depan pipa, tempat masuknya udara akibat pergerakan pesawat, memiliki penampang internal yang melebar. Karena perluasan pipa, kecepatan udara yang masuk berkurang, dan tekanan pun meningkat.

Mari kita asumsikan bahwa pada bagian yang mengembang, bahan bakar disuntikkan ke aliran udara dan dibakar. Bagian pipa ini bisa disebut ruang bakar. Gas yang sangat panas dengan cepat mengembang dan keluar melalui nosel jet konvergen dengan kecepatan berkali-kali lipat lebih besar daripada kecepatan aliran udara di saluran masuk. Peningkatan kecepatan ini menciptakan gaya dorong yang mendorong pesawat ke depan.

Sangat mudah untuk melihat bahwa mesin seperti itu hanya dapat bekerja jika bergerak di udara kecepatan yang signifikan, tetapi tidak dapat diaktifkan saat tidak bergerak. Pesawat dengan mesin seperti itu harus diluncurkan dari pesawat lain atau dipercepat menggunakan mesin starter khusus. Kerugian ini diatasi dengan mesin turbojet yang lebih kompleks.

Elemen terpenting dari mesin ini adalah turbin gas, yang memutar kompresor udara yang berada pada poros yang sama. Udara yang masuk ke mesin mula-mula dikompresi di alat saluran masuk - diffuser, kemudian di kompresor aksial dan kemudian masuk ke ruang bakar.

Bahan bakarnya biasanya minyak tanah, yang disemprotkan ke ruang bakar melalui nosel. Dari ruang, produk pembakaran, mengembang, mengalir, pertama-tama, ke bilah gas, menyebabkannya berputar, dan kemudian ke nosel, di mana mereka berakselerasi hingga kecepatan sangat tinggi.

Turbin gas hanya menggunakan sebagian kecil energi pancaran udara-gas. Gas-gas yang tersisa digunakan untuk menciptakan gaya dorong reaktif, yang timbul karena aliran jet dengan kecepatan tinggi produk pembakaran dari nosel. Daya dorong mesin turbojet dapat ditingkatkan, yaitu ditingkatkan sebesar periode singkat waktu dengan berbagai cara.

Misalnya, hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan apa yang disebut afterburning (dalam hal ini, bahan bakar tambahan disuntikkan ke aliran gas di belakang turbin, yang terbakar karena oksigen tidak digunakan di ruang bakar). Pembakaran setelahnya dimungkinkan untuk jangka pendek selain itu meningkatkan daya dorong mesin sebesar 25-30% pada kecepatan rendah dan hingga 70% pada kecepatan tinggi.

Sejak tahun 1940, mesin turbin gas telah membuat revolusi nyata dalam teknologi penerbangan, namun perkembangan pertama dalam penciptaannya muncul sepuluh tahun sebelumnya. Bapak mesin turbojet Penemu Inggris Frank Whittle dianggap sebagai orang yang tepat. Pada tahun 1928, saat menjadi mahasiswa di Cranwell Aviation School, Whittle mengusulkan desain pertama mesin jet yang dilengkapi dengan turbin gas.

Pada tahun 1930 ia menerima paten untuk itu. Negara saat itu tidak tertarik dengan perkembangannya. Namun Whittle menerima bantuan dari beberapa perusahaan swasta, dan pada tahun 1937, berdasarkan desainnya, perusahaan Inggris Thomson-Houston membangun mesin turbojet pertama dalam sejarah, yang diberi nama “U”. Baru setelah itu Kementerian Penerbangan memperhatikan penemuan Whittle. Untuk lebih meningkatkan mesin desainnya, didirikanlah Perusahaan Listrik, yang mendapat dukungan dari negara.

Pada saat yang sama, ide Whittle menyuburkan pemikiran desain Jerman. Pada tahun 1936, penemu Jerman Ohain, yang saat itu menjadi mahasiswa di Universitas Göttingen, mengembangkan dan mematenkan turbojetnya. mesin. Desainnya hampir tidak berbeda dengan milik Whittle. Pada tahun 1938, perusahaan Heinkel, yang mempekerjakan Ohain, di bawah kepemimpinannya mengembangkan mesin turbojet HeS-3B, yang dipasang pada pesawat He-178. Pada tanggal 27 Agustus 1939, pesawat ini berhasil melakukan penerbangan pertamanya.

Desain He-178 sebagian besar mengantisipasi desain pesawat jet masa depan. Asupan udara terletak di bagian depan badan pesawat. Udara, bercabang, mengelilingi kokpit pilot dan masuk ke mesin dalam aliran langsung. Gas panas dialirkan keluar melalui nozzle di bagian ekor. Sayap pesawat ini masih terbuat dari kayu, namun badan pesawatnya terbuat dari duralumin.

Mesinnya, dipasang di belakang kokpit, menggunakan bensin dan menghasilkan daya dorong 500 kg. Maksimum kecepatan pesawat mencapai 700 km/jam. Pada awal tahun 1941, Hans Ohain mengembangkan mesin HeS-8 yang lebih canggih dengan daya dorong 600 kg. Dua dari mesin ini dipasang pada pesawat He-280V berikutnya.

Pengujiannya dimulai pada bulan April tahun yang sama dan terbukti hasil yang bagus- pesawat mencapai kecepatan hingga 925 km/jam. Namun produksi serial pesawat tempur ini tidak pernah dimulai (total 8 unit diproduksi) karena mesinnya masih belum bisa diandalkan.

Sementara itu, British Thomson-Houston merilis mesin W1.X, yang dirancang khusus untuk pesawat turbojet Inggris pertama, Gloucester G40, yang melakukan penerbangan pertamanya pada Mei 1941 (pesawat tersebut kemudian dilengkapi dengan mesin Whittle W.1 yang ditingkatkan). Anak sulung Inggris jauh dari Jerman. Kecepatan maksimumnya adalah 480 km/jam. Pada tahun 1943, Gloucester G40 kedua dibuat dengan mesin yang lebih bertenaga, mencapai kecepatan hingga 500 km/jam.

Dalam desainnya, Gloucester secara mengejutkan mengingatkan pada Heinkel Jerman. G40 punya struktur semua logam dengan saluran masuk udara di bagian depan badan pesawat. Saluran pasokan udara terbagi dan mengelilingi kabin pilot di kedua sisi. Aliran gas keluar melalui nozzle di bagian belakang badan pesawat.

Meskipun parameter G40 tidak hanya tidak melebihi parameter pesawat bermesin baling-baling berkecepatan tinggi pada saat itu, tetapi juga jauh lebih rendah darinya, prospek penggunaan mesin jet ternyata sangat menjanjikan sehingga Kementerian Inggris. Aviation memutuskan untuk memulai produksi serial pencegat tempur turbojet. Perusahaan Gloucester menerima pesanan untuk mengembangkan pesawat semacam itu.

Pada tahun-tahun berikutnya, beberapa perusahaan Inggris mulai memproduksi berbagai modifikasi mesin turbojet Whittle. Perusahaan Rover, yang menggunakan mesin W.1 sebagai basis, mengembangkan mesin W2B/23 dan W2B/26. Mesin ini kemudian dibeli oleh Rolls-Royce, yang menggunakannya untuk membuat model mereka sendiri, Welland dan Derwent.

Namun, pesawat turbojet seri pertama dalam sejarah bukanlah Gloucester Inggris, melainkan Messerschmitt Me-262 Jerman. Secara total, sekitar 1.300 pesawat dengan berbagai modifikasi ini diproduksi, dilengkapi dengan mesin Junkers Yumo-004B. Pesawat pertama dari seri ini diuji pada tahun 1942. Ia memiliki dua mesin dengan daya dorong 900 kg dan kecepatan 845 km/jam.

Pesawat produksi Inggris Gloucester G41 Meteor muncul pada tahun 1943. Dilengkapi dengan dua mesin Derwent dengan daya dorong masing-masing 900 kg, Meteor mencapai kecepatan hingga 760 km/jam dan memiliki ketinggian penerbangan hingga 9000. m Selanjutnya, Derwent yang lebih kuat dengan daya dorong sekitar 1600 kg mulai dipasang di pesawat, yang memungkinkan peningkatan kecepatan hingga 935 km/jam. Performa pesawat ini bagus, sehingga produksi berbagai modifikasi G41 terus berlanjut hingga akhir tahun 40-an.

Amerika Serikat pada awalnya tertinggal jauh dibandingkan negara-negara Eropa dalam pengembangan penerbangan jet. Hingga Perang Dunia II, belum ada upaya sama sekali untuk membuat pesawat jet. Baru pada tahun 1941, ketika sampel dan gambar mesin Whittle diterima dari Inggris, pekerjaan ini dimulai dengan lancar.

General Electric, menggunakan model Whittle sebagai dasar, mengembangkan mesin turbojet IA, yang dipasang pada pesawat jet Amerika pertama, P-59A Ercomet. Anak sulung Amerika terbang untuk pertama kalinya pada bulan Oktober 1942. Ia memiliki dua mesin, yang terletak di bawah sayap dekat badan pesawat. Itu masih merupakan desain yang tidak sempurna.

Menurut pilot Amerika yang menguji pesawat tersebut, P-59 bagus untuk terbang, namun karakteristik penerbangannya tetap tidak penting. Mesinnya terlalu lemah, jadi lebih mirip pesawat layang daripada pesawat tempur sungguhan. Sebanyak 33 mesin tersebut dibuat. Milik mereka kecepatan maksimum adalah 660 km/jam, dan ketinggian penerbangan mencapai 14.000 m.

Turbo seri pertama jet tempur di AS menjadi Lockheed F-80 Shooting Star dengan mesin General Electric I-40 (modifikasi IA). Hingga akhir tahun 40-an, sekitar 2.500 pesawat tempur dari berbagai model diproduksi. Kecepatan rata-rata mereka sekitar 900 km/jam. Namun pada 19 Juni 1947, pada salah satu modifikasi pesawat ini, XF-80B, kecepatan 1000 km/jam dicapai untuk pertama kalinya dalam sejarah.

Pada akhir perang, pesawat jet dalam banyak hal masih kalah dengan model pesawat berpenggerak baling-baling yang sudah matang dan memiliki banyak kelemahan spesifiknya sendiri. Secara umum, selama pembangunan pesawat turbojet pertama, para perancang di semua negara mengalami kesulitan yang signifikan. Sesekali ruang bakar terbakar, baling-baling dan kompresor patah, dan terpisah dari rotor, berubah menjadi proyektil yang menghancurkan badan mesin, badan pesawat, dan sayap.

Namun meskipun demikian, pesawat jet memiliki keunggulan besar dibandingkan pesawat yang digerakkan oleh baling-baling - Peningkatan kecepatan seiring bertambahnya tenaga mesin turbojet dan bobotnya terjadi jauh lebih cepat dibandingkan dengan mesin piston. Hal ini menentukan nasib masa depan penerbangan berkecepatan tinggi - dimana-mana menjadi bertenaga jet.

Peningkatan kecepatan segera membawa perubahan total penampilan pesawat terbang. Pada kecepatan transonik, bentuk dan profil sayap yang lama ternyata tidak mampu membawa pesawat - ia mulai “terkantuk-kantuk” dan menukik tak terkendali. Hasil tes aerodinamis dan analisis kecelakaan penerbangan secara bertahap mengarahkan para desainer ke jenis sayap baru - tipis dan menyapu.

Bentuk sayap jenis ini pertama kali muncul pada pesawat tempur Soviet. Terlepas dari kenyataan bahwa Uni Soviet lebih lambat dari Barat negara-negara mulai membuat pesawat turbojet, perancang Soviet dengan cepat berhasil menciptakan kendaraan tempur berkualitas tinggi. Jet tempur Soviet pertama yang memasuki produksi adalah Yak-15.

Itu muncul pada akhir tahun 1945 dan merupakan Yak-3 yang dikonversi (pesawat tempur bermesin piston yang dikenal selama perang), yang dilengkapi dengan mesin turbojet RD-10 - salinan Yumo-004B Jerman yang ditangkap dengan daya dorong sebesar 900kg. Kecepatannya mencapai sekitar 830 km/jam.

Pada tahun 1946 mulai beroperasi tentara soviet MiG-9 tiba, dilengkapi dengan dua mesin turbojet Yumo-004B (sebutan resmi RD-20), dan pada tahun 1947 MiG-15 muncul - yang pertama di sejarahnya, pesawat jet tempur dengan sayap menyapu, dilengkapi dengan mesin RD-45 (ini adalah sebutan untuk mesin Nin dari Rolls-Royce, dibeli dengan lisensi dan dimodernisasi oleh perancang pesawat Soviet) dengan daya dorong 2.200 kg.

MiG-15 sangat berbeda dari pendahulunya dan mengejutkan pilot tempur dengan sayap miring ke belakang yang tidak biasa, sirip besar dengan stabilizer yang sama, dan badan pesawat berbentuk cerutu. Pesawat ini juga memiliki fitur baru lainnya: kursi lontar dan power steering hidrolik.

Dia dipersenjatai dengan senjata api cepat dan dua (dalam modifikasi selanjutnya - tiga senjata). Dengan kecepatan 1.100 km/jam dan ketinggian 15.000 m, pesawat tempur ini tetap menjadi pesawat tempur terbaik dunia selama beberapa tahun dan menarik minat yang sangat besar. (Desain MiG-15 kemudian mempunyai pengaruh signifikan terhadap desain pesawat tempur di negara-negara Barat.)

Dalam waktu singkat, MiG-15 menjadi pesawat tempur paling umum di Uni Soviet, dan juga diadopsi oleh tentara sekutunya. Pesawat ini telah membuktikan dirinya dengan baik selama ini perang Korea. Dalam banyak hal, senjata ini lebih unggul dari Sabre Amerika.

Dengan munculnya MiG-15, masa kecil penerbangan turbojet berakhir dan babak baru dalam sejarahnya dimulai. Saat ini, pesawat jet telah menguasai semua kecepatan subsonik dan sangat dekat dengan penghalang suara.