Prinsip pengoperasian mesin jet. Deskripsi dan perangkat

situs tersebut dan Rostec mengingat orang-orang yang membuat roket terbang.

Asal

“Roket tidak akan terbang dengan sendirinya” adalah ungkapan yang diucapkan banyak ilmuwan terkenal. Dan Sergei Korolev, dan Wernher von Braun, dan Konstantin Tsiolkovsky. Ide penerbangan roket diyakini hampir dirumuskan oleh Archimedes sendiri, namun ia pun tidak tahu bagaimana cara membuatnya terbang.

Konstantin Tsiolkovsky

Saat ini mesin roket ada banyak sekali jenisnya. Kimia, nuklir, listrik, bahkan plasma. Namun, roket sudah muncul jauh sebelum manusia menemukan mesin pertama. Kata “fusi nuklir” atau “reaksi kimia” hampir tidak berarti apa-apa bagi penduduknya Tiongkok Kuno. Tapi misilnya muncul tepat di sana. Tanggal tepatnya Sulit untuk menyebutkan namanya, namun diduga hal ini terjadi pada masa pemerintahan dinasti Han (abad III-II SM). Penyebutan bubuk mesiu pertama kali dimulai pada masa itu. Roket, yang naik karena kekuatan yang dihasilkan oleh ledakan bubuk mesiu, pada masa itu digunakan secara eksklusif untuk tujuan damai - untuk kembang api. Rudal-rudal ini, pada umumnya, mempunyai persediaan bahan bakar sendiri, pada kasus ini, bubuk mesiu.

Conrad Haas dianggap sebagai pencipta roket tempur pertama

Langkah selanjutnya baru diambil pada tahun 1556 oleh penemu Jerman Conrad Haas, yang merupakan seorang spesialis di bidang tersebut senjata api di pasukan Ferdinand I - Kaisar Kekaisaran Romawi Suci. Haas dianggap sebagai pencipta roket militer pertama. Padahal sebenarnya penemunya tidak menciptakannya, melainkan hanya meletakkannya landasan teori. Haas-lah yang mencetuskan ide roket bertingkat.

Roket bertingkat seperti yang dibayangkan oleh Conrad Haas

Ilmuwan menjelaskan secara rinci mekanisme penciptaan pesawat terbang dari dua rudal yang akan terpisah dalam penerbangan. “Alat seperti itu,” dia meyakinkan, “dapat mencapai kecepatan yang luar biasa.” Ide Haas segera dikembangkan oleh jenderal Polandia Kazimir Semenovich.

Judul Halaman buku di mana Kazimir Semenovich menggambarkan roket

Pada tahun 1650, ia mengusulkan proyek untuk membuat roket tiga tahap. Namun ide ini tidak pernah diwujudkan. Memang benar demikian, tetapi hanya pada abad ke-20, beberapa abad setelah kematian Semenovich.

Roket di tentara

Pihak militer, tentu saja, tidak akan pernah melewatkan kesempatan untuk melakukan adopsi jenis baru senjata destruktif. Pada abad ke-19 mereka mempunyai kesempatan untuk menggunakan roket dalam pertempuran. Pada tahun 1805, perwira Inggris William Congreve mendemonstrasikan di Royal Arsenal roket bubuk yang ia ciptakan, yang memiliki kekuatan yang belum pernah terjadi sebelumnya pada saat itu. Ada asumsi bahwa Congreve “mencuri” sebagian besar ide dari nasionalis Irlandia Robert Emmett, yang menggunakan semacam roket selama pemberontakan tahun 1803. Orang dapat berdebat tentang topik ini selamanya, namun demikian, roket yang diadopsi pasukan Inggris disebut roket Congreve, dan bukan roket Emmett.

Militer mulai menggunakan roket pada awal abad ke-19

Peluncuran Roket Congreve, 1890

Senjata itu digunakan berkali-kali selama Perang Napoleon. Di Rusia, Letnan Jenderal Alexander Zasyadko dianggap sebagai pelopor ilmu roket.

Alexander Zasyadko

Dia tidak hanya menyempurnakan roket Congreve, tetapi juga berpikir bahwa energi senjata penghancur ini dapat digunakan untuk tujuan damai. Zasyadko, misalnya, adalah orang pertama yang mengutarakan gagasan bahwa dengan menggunakan roket seseorang bisa terbang ke luar angkasa. Sang insinyur bahkan menghitung dengan tepat berapa banyak bubuk mesiu yang dibutuhkan roket untuk mencapai Bulan.

Zasyadko adalah orang pertama yang mengusulkan penggunaan roket untuk terbang ke luar angkasa

Dengan roket ke luar angkasa

Ide Zasyadko menjadi dasar bagi banyak karya Konstantin Tsiolkovsky. Ilmuwan dan penemu terkenal ini secara teoritis membuktikan kemungkinan terbang ke luar angkasa menggunakan teknologi roket. Benar, dia mengusulkan untuk tidak menggunakan bubuk mesiu sebagai bahan bakar, tetapi campuran oksigen cair dan hidrogen cair. Gagasan serupa diungkapkan oleh Herman Oberth, rekan sezaman Tsiolkovsky yang lebih muda.

Hermann Oberth

Ia juga mengembangkan ide perjalanan antarplanet. Oberth sangat memahami kompleksitas tugas tersebut, tetapi karyanya sama sekali tidak fantastis. Ilmuwan, khususnya, mengajukan gagasan tentang mesin roket. Dia bahkan melakukan uji eksperimental terhadap perangkat tersebut. Pada tahun 1928, Obert bertemu dengan seorang pelajar muda, Wernher von Braun. Fisikawan muda dari Berlin ini segera membuat terobosan dalam ilmu roket dan mewujudkan banyak gagasan Oberth. Namun lebih dari itu nanti, karena dua tahun sebelum pertemuan kedua ilmuwan ini, roket berbahan bakar cair pertama dalam sejarah telah diluncurkan.

Zaman Roket

Ini telah terjadi peristiwa penting 16 Maret 1926. Dan tokoh utamanya adalah fisikawan dan insinyur Amerika Robert Goddard. Pada tahun 1914, ia mematenkan roket multi-tahap. Dia segera berhasil mewujudkan ide yang diajukan oleh Haas hampir empat ratus tahun sebelumnya. Goddard mengusulkan penggunaan bensin dan dinitrogen oksida sebagai bahan bakar. Setelah serangkaian peluncuran yang gagal, ia mencapai kesuksesan. Pada tanggal 16 Maret 1926, di pertanian bibinya, Goddard meluncurkan roket seukuran tangan manusia ke angkasa. Hanya dalam dua detik, dia terbang 12 meter ke udara. Anehnya, Bazooka nantinya akan dibuat berdasarkan karya Goddard.

Robert Goddard dan roketnya

Penemuan Goddard, Oberth dan Tsiolkovsky mendapat tanggapan yang besar. Di AS, Jerman, dan Uni Soviet, komunitas penggemar ilmu roket mulai bermunculan secara spontan. Di Uni Soviet, pada tahun 1933, Institut Jet didirikan. Pada tahun yang sama ia muncul dan secara fundamental tipe baru senjata - roket. Instalasi untuk meluncurkannya tercatat dalam sejarah dengan nama "Katyusha".

Salvo "Katyusha"

Di Jerman, pengembangan ide Oberth dilakukan oleh Wernher von Braun yang sudah tidak asing lagi. Dia menciptakan roket untuk tentara Jerman dan tidak meninggalkan kegiatan ini setelah Nazi berkuasa. Selain itu, Brown menerima dana luar biasa dan kesempatan kerja tak terbatas dari mereka.

Wernher von Braun dengan model V-2 di tangannya

Tenaga kerja budak digunakan untuk membuat roket baru. Diketahui bahwa Brown mencoba memprotes hal ini, tetapi mendapat ancaman sebagai tanggapan bahwa dia sendiri mungkin akan menggantikan pekerja paksa. Beginilah cara rudal balistik diciptakan, yang kemunculannya telah diprediksi oleh Tsiolkovsky. Tes pertama terjadi pada tahun 1942. Pada tahun 1944, sebuah rudal balistik jarak jauh V-2 diadopsi oleh Wehrmacht. Dengan bantuannya, mereka menembak terutama ke wilayah Inggris Raya (rudal mencapai London dari wilayah Jerman dalam 6 menit). V-2 menyebabkan kehancuran yang mengerikan dan menimbulkan ketakutan di hati orang-orang. Setidaknya 2.700 warga sipil Foggy Albion menjadi korbannya. DI DALAM pers Inggris V-2 disebut sebagai “horor bersayap”.

Nazi menggunakan tenaga kerja budak untuk membuat roket

Setelah perang

Militer Amerika dan Soviet telah memburu Brown sejak tahun 1944. Kedua negara tertarik dengan ide dan perkembangannya. Ilmuwan sendiri memainkan peran kunci dalam menyelesaikan masalah ini. Pada musim semi tahun 1945, ia mengumpulkan timnya untuk sebuah dewan, di mana pertanyaan tentang siapa yang harus menyerah pada akhir perang diputuskan. Para ilmuwan telah menyimpulkan bahwa menyerah lebih baik bagi Amerika. Brown sendiri ditangkap hampir secara tidak sengaja. Saudaranya Magnus, melihat seorang tentara Amerika, berlari ke arahnya dan berkata: “Nama saya Magnus von Braun, saudara saya menemukan V-2, kami ingin menyerah.”

R-7 Korolev - roket pertama yang digunakan untuk terbang ke luar angkasa

Di AS, Wernher von Braun terus mengerjakan roket. Namun sekarang, dia bekerja terutama untuk tujuan damai. Dialah yang memberikan dorongan besar bagi perkembangan industri luar angkasa Amerika dengan merancang kendaraan peluncuran pertama untuk Amerika Serikat (tentu saja, Brown juga menciptakan rudal balistik tempur). Timnya meluncurkan satelit Bumi buatan Amerika pertama ke luar angkasa pada bulan Februari 1958. Uni Soviet mengalahkan Amerika Serikat dengan peluncuran satelit hampir enam bulan. Pada tanggal 4 Oktober 1957, satelit buatan pertama diluncurkan ke orbit Bumi. Diluncurkan menggunakan roket R-7 Soviet, yang dibuat oleh Sergei Korolev.

Sergei Korolev

R-7 menjadi antarbenua pertama di dunia rudal balistik, serta roket pertama yang digunakan untuk penerbangan luar angkasa.

Mesin roket di Rusia

Pada tahun 1912, pabrik produksi mesin pesawat dibuka di Moskow. Perusahaan itu adalah bagian dari masyarakat Perancis "Gnome". Mesin pesawat juga diciptakan di sini. Kekaisaran Rusia selama Perang Dunia Pertama. Pabrik tersebut berhasil bertahan dari Revolusi, menerima nama baru “Icarus” dan terus beroperasi di bawah pemerintahan Soviet.

Pabrik produksi mesin pesawat muncul di Rusia pada tahun 1912

Mesin penerbangan diciptakan di sini pada tahun 1930-an dan 1940-an, pada tahun-tahun perang. Mesin yang diproduksi di Icarus dipasang paling depan pesawat Soviet. Dan sudah pada tahun 1950-an, perusahaan mulai memproduksi mesin turbo-roket, termasuk untuk industri luar angkasa. Sekarang pabrik itu milik OJSC Kuznetsov, yang menerima namanya untuk menghormati perancang pesawat Soviet terkemuka Nikolai Dmitrievich Kuznetsov. Perusahaan ini adalah bagian dari perusahaan negara Rostec.

Kondisi saat ini

Rostec terus memproduksi mesin roket, termasuk untuk industri roket. DI DALAM tahun terakhir volume produksi semakin meningkat. Tahun lalu, muncul informasi bahwa Kuznetsov menerima pesanan produksi mesin hingga 20 tahun sebelumnya. Mesin diciptakan tidak hanya untuk industri luar angkasa, tetapi juga untuk penerbangan, energi, dan transportasi angkutan kereta api.

Pada tahun 2012, Rostec menguji mesin bulan

Pada tahun 2012, Rostec menguji mesin bulan. Para ahli berhasil menghidupkan kembali teknologi yang diciptakan untuk program bulan Soviet. Program itu sendiri, seperti yang kita ketahui, akhirnya dihentikan. Namun prestasi yang tampaknya terlupakan kini telah ditemukan kehidupan baru. Mesin bulan diharapkan akan menerimanya aplikasi yang luas dalam program luar angkasa Rusia.

PERHATIAN! Format berita ketinggalan jaman. Mungkin ada masalah dengan tampilan konten yang benar.

Mesin jet

Pesawat awal dengan mesin jet: Me.262 dan Yak-15

Ide penciptaan mesin panas, yang mana termasuk mesin jet, dikenal manusia sejak zaman kuno. Jadi, dalam risalah Heron dari Alexandria yang berjudul "Pneumatics" terdapat deskripsi tentang Aeolipile - bola "Aeolus". Desain ini tidak lebih dari turbin uap, di mana uap disuplai melalui tabung ke dalam bola perunggu dan, keluar darinya, memutar bola tersebut. Kemungkinan besar, perangkat itu digunakan untuk hiburan.

Leonardo yang hebat juga tidak mengabaikan gagasan itu, berniat menggunakan udara panas yang disuplai ke bilahnya untuk memutar ludah untuk menggoreng.

Ide mesin turbin gas pertama kali dikemukakan pada tahun 1791 oleh penemu Inggris J. Barber: desain mesin turbin gasnya dilengkapi dengan generator gas, kompresor piston, ruang bakar dan turbin gas.

Dia menggunakan mesin panas dan A.F. sebagai pembangkit listrik untuk pesawatnya, yang dikembangkan pada tahun 1878. Mozhaisky: dua mesin uap menggerakkan baling-baling mesin. Karena efisiensi yang rendah, efek yang diinginkan tidak dapat dicapai.

Insinyur Rusia lainnya - P.D. Kuzminsky - pada tahun 1892, mengembangkan gagasan mesin turbin gas di mana bahan bakar dibakar pada tekanan konstan. Memulai proyek tersebut pada tahun 1900, ia memutuskan untuk memasang mesin turbin gas dengan turbin gas multi-tahap di perahu kecil. Namun, kematian sang desainer menghalangi dia untuk menyelesaikan apa yang dia mulai.

Mereka mulai membuat mesin jet lebih intensif hanya pada abad kedua puluh: pertama secara teoritis, dan beberapa tahun kemudian - secara praktis.

Pada tahun 1903, dalam karya “Eksplorasi Ruang Dunia dengan Instrumen Reaktif” K.E. Tsiolkovsky mengembangkan landasan teori mesin roket cair (LPRE) dengan deskripsi elemen utama mesin jet menggunakan bahan bakar cair.

Ide untuk menciptakan mesin pernapasan udara (WRE) adalah milik R. Lorin, yang mematenkan proyek tersebut pada tahun 1908. Ketika mencoba membuat mesin, setelah gambar perangkat tersebut dipublikasikan pada tahun 1913, penemunya gagal: kecepatan yang dibutuhkan untuk pengoperasian mesin jet tidak pernah tercapai.

Upaya untuk membuat mesin turbin gas terus berlanjut. Jadi, pada tahun 1906, insinyur Rusia V.V. Karavodin mengembangkan dan, dua tahun kemudian, membangun mesin turbin gas bebas kompresor dengan empat ruang pembakaran berselang dan turbin gas. Namun, tenaga yang dihasilkan perangkat tersebut, bahkan pada 10.000 rpm, tidak melebihi 1,2 kW (1,6 hp).

Mesin turbin gas pembakaran intermiten juga diciptakan oleh desainer Jerman H. Holwarth. Setelah membangun mesin turbin gas pada tahun 1908, pada tahun 1933, setelah bertahun-tahun berupaya memperbaikinya, ia meningkatkan efisiensi mesin menjadi 24%. Namun, ide tersebut belum diterapkan secara luas.

Ide mesin turbojet disuarakan pada tahun 1909 oleh insinyur Rusia N.V. Gerasimov, yang menerima paten mesin turbin gas untuk menciptakan daya dorong jet. Pekerjaan implementasi ide ini tidak berhenti di Rusia dan selanjutnya: pada tahun 1913 M.N. Nikolskoy merancang mesin turbin gas dengan tenaga 120 kW (160 hp) dengan turbin gas tiga tahap; pada tahun 1923 V.I. Bazarov mengusulkan diagram skema mesin turbin gas, serupa desainnya dengan mesin turboprop modern; pada tahun 1930 V.V. Uvarov bersama dengan N.R. Briling merancang dan pada tahun 1936 mengimplementasikan mesin turbin gas dengan kompresor sentrifugal.

Kontribusi besar terhadap penciptaan teori mesin jet dibuat oleh karya ilmuwan Rusia S.S. Nezhdanovsky, I.V. Meshchersky, N.E. Zhukovsky. Ilmuwan Perancis R. Hainault-Peltry, ilmuwan Jerman G. Oberth. Penciptaan mesin pernapasan udara juga dipengaruhi oleh karya ilmuwan terkenal Soviet B.S. Stechkin, yang menerbitkan karyanya “The Theory of an Air-Jet Engine” pada tahun 1929.

Pekerjaan pembuatan mesin jet cair tidak berhenti: pada tahun 1926, ilmuwan Amerika R. Goddard meluncurkan roket menggunakan bahan bakar cair. Pengerjaan topik ini juga dilakukan di Uni Soviet: dari tahun 1929 hingga 1933 V.P. Glushko mengembangkan dan menguji mesin jet elektrotermal di Laboratorium Dinamika Gas. Selama periode ini, ia juga menciptakan mesin jet cair domestik pertama - ORM, ORM-1, ORM-2.

Kontribusi terbesar terhadap implementasi praktis mesin jet dibuat oleh para perancang dan ilmuwan Jerman. Mendapat dukungan dan pendanaan dari negara, yang berharap dapat mencapai keunggulan teknis dalam perang yang akan datang dengan cara ini, korps teknik III Reich dengan efisiensi maksimum dan waktu singkat mendekati penciptaan sistem tempur berdasarkan ide penggerak jet.

Berkonsentrasi pada komponen penerbangan, kita dapat mengatakan bahwa pada tanggal 27 Agustus 1939, pilot uji Heinkel, kapten E. Warsitz, melepas He.178 - sebuah pesawat jet, yang perkembangan teknologinya kemudian digunakan dalam pembuatannya. dari Heinkel He.280 dan Messerschmitt Me.262 Schwalbe.

Mesin Heinkel Strahltriebwerke HeS 3 dipasang pada Heinkel He.178, dirancang oleh H.-I. von Ohaina, meski tidak memiliki kekuatan tinggi, berhasil membuka era penerbangan jet pesawat militer. Dicapai oleh He.178 kecepatan maksimum pada kecepatan 700 km/jam menggunakan mesin yang tenaganya tidak melebihi 500 kgf volume bicara. Kemungkinan tak terbatas terbentang di depan, yang membuat mesin piston kehilangan masa depan.

Seluruh rangkaian mesin jet yang dibuat di Jerman, misalnya Jumo-004 yang diproduksi oleh Junkers, memungkinkannya memiliki serial jet tempur dan pembom, beberapa tahun lebih maju dibandingkan negara-negara lain dalam arah ini. Setelah kekalahan Third Reich, teknologi Jermanlah yang mendorong perkembangan pesawat jet di banyak negara di dunia.

Satu-satunya negara yang berhasil menjawab tantangan Jerman adalah Inggris Raya: mesin turbojet Rolls-Royce Derwent 8 buatan F. Whittle dipasang pada pesawat tempur Gloster Meteor.

Piala Jumo 004

Mesin turboprop pertama di dunia adalah mesin Jendrassik Cs-1 Hongaria, dirancang oleh D. Jendrasik, yang membuatnya pada tahun 1937 di pabrik Ganz di Budapest. Terlepas dari masalah yang muncul selama implementasi, mesin tersebut seharusnya dipasang pada pesawat serang bermesin ganda Hongaria Varga RMI-1 X/H, yang dirancang khusus untuk tujuan ini oleh perancang pesawat L. Vargo. Namun, spesialis Hongaria tidak dapat menyelesaikan pekerjaan - perusahaan dialihkan ke produksi mesin Daimler-Benz DB 605 Jerman, yang dipilih untuk dipasang pada Messerschmitt Me.210 Hongaria.

Sebelum dimulainya perang, pekerjaan penciptaan terus berlanjut di Uni Soviet berbagai jenis mesin jet. Jadi, pada tahun 1939, sebuah roket diuji, didukung oleh mesin ramjet yang dirancang oleh I.A. Merkulova.

Pada tahun yang sama, pekerjaan dimulai di Pabrik Leningrad Kirov pada pembangunan mesin turbojet domestik pertama yang dirancang oleh A.M. buaian. Namun, pecahnya perang terhenti pekerjaan eksperimental atas mesin, mengarahkan seluruh tenaga produksi ke kebutuhan bagian depan.

Era mesin jet yang sebenarnya dimulai setelah berakhirnya Perang Dunia II, ketika tidak hanya dalam waktu singkat penghalang suara, tetapi juga gravitasi, yang memungkinkan umat manusia dibawa ke luar angkasa.

Mesin jet

Mesin jet

mesin yang gaya dorongnya ditimbulkan oleh reaksi (recoil) fluida kerja yang mengalir keluar darinya. Dalam kaitannya dengan mesin, fluida kerja dipahami sebagai suatu zat (gas, cair, padat) yang melaluinya panas yang dilepaskan selama pembakaran bahan bakar diubah menjadi kerja mekanis yang berguna. Dasar dari mesin jet adalah tempat gas panas (produk pembakaran bahan bakar) dibakar dan dihasilkan.

Menurut cara menghasilkan fluida kerja, mesin jet dibagi menjadi mesin jet pernapasan udara (WRE) dan mesin roket (RAE). Pada mesin yang menghirup udara, bahan bakar terbakar dalam aliran udara (dioksidasi oleh oksigen di udara), berubah menjadi energi termal gas panas, yang pada gilirannya berubah menjadi energi kinetik dari pergerakan aliran jet. Tergantung pada metode pasokan udara ke ruang bakar, turbokompresor, mesin aliran langsung dan mesin pernapasan berdenyut dibedakan.

Pada mesin turbocharger, udara dipaksa masuk ke ruang bakar oleh kompresor. Mesin seperti itu adalah jenis utama mesin pesawat terbang. Mereka dibagi menjadi mesin turboprop, turbojet dan pulsejet.

Mesin turboprop (TVD) adalah mesin turbokompresor yang daya dorongnya terutama dihasilkan oleh baling-baling udara yang digerakkan oleh turbin gas, dan sebagian lagi oleh reaksi langsung aliran gas yang mengalir dari nosel jet.

1 – udara; 2 – kompresor; 3 – gas; 4 – nosel; 5 – gas panas; 6 – ruang bakar; 7 – bahan bakar cair; 8 – nozel

Mesin turbojet (TRE) adalah mesin turbokompresor yang daya dorongnya dihasilkan oleh reaksi langsung aliran gas terkompresi yang mengalir dari nosel. Mesin pernapasan udara berdenyut adalah mesin jet di mana udara yang masuk secara berkala ke ruang bakar dikompresi di bawah pengaruh tekanan berkecepatan tinggi. Memiliki sedikit daya tarik; digunakan terutama pada pesawat subsonik. Mesin ramjet (ramjet) adalah mesin jet di mana udara yang terus menerus masuk ke ruang bakar dikompresi di bawah pengaruh tekanan berkecepatan tinggi. Memiliki daya dorong yang tinggi pada kecepatan penerbangan supersonik; Tidak ada gaya dorong statis, sehingga diperlukan start paksa untuk mesin ramjet.

Ensiklopedia "Teknologi". - M.: Rosman. 2006 .

Mesin jet

Mesin reaksi langsung adalah nama konvensional untuk kelas besar mesin pesawat terbang untuk berbagai keperluan. Berbeda dengan pembangkit listrik dengan mesin pembakaran dalam piston dan baling-baling, dimana gaya traksi tercipta sebagai hasil interaksi baling-baling dengan lingkungan luar, RD menciptakan penggerak, disebut gaya reaktif atau gaya dorong, sebagai akibat aliran pancaran fluida kerja yang mempunyai energi kinetik darinya. Gaya ini diarahkan berlawanan dengan aliran keluar fluida kerja. Tenaga penggerak dalam hal ini adalah propelan itu sendiri.Energi primer yang diperlukan untuk pengoperasian propelan biasanya terkandung dalam fluida kerja itu sendiri (energi kimia bahan bakar yang terbakar, energi potensial gas terkompresi) .
R. d.dibagi menjadi dua kelompok utama. Kelompok pertama terdiri dari mesin roket - mesin yang menciptakan gaya traksi hanya karena fluida kerja yang disimpan di dalam pesawat. Ini termasuk mesin roket cair, mesin roket bahan bakar padat, mesin roket listrik, dll. Mereka digunakan dalam roket untuk berbagai tujuan, termasuk booster kuat yang digunakan untuk peluncuran pesawat ruang angkasa ke orbit.
Kelompok kedua meliputi mesin pernafasan udara yang komponen utama fluida kerjanya adalah udara yang masuk ke dalam mesin lingkungan. Pada mesin roket udara - mesin turbojet, mesin ramjet, mesin pernafasan udara yang berdenyut - semua gaya dorong dihasilkan melalui reaksi langsung. Berdasarkan alur kerja dan fitur desain Berdekatan dengan mesin roket udara adalah beberapa mesin turbin gas penerbangan dengan reaksi tidak langsung - mesin turboprop dan varietasnya (mesin turbopropfan dan mesin turboshaft), di mana bagian daya dorong akibat reaksi langsung tidak signifikan atau praktis tidak ada. Mesin turbojet dengan arti yang berbeda Rasio bypass dalam hal ini menempati posisi perantara antara mesin turbojet dan mesin turboprop. Mesin roket udara digunakan terutama dalam penerbangan sebagai bagian dari pembangkit listrik pesawat militer dan sipil. Menggunakan udara sekitar sebagai oksidator, mesin roket udara memberikan efisiensi bahan bakar yang jauh lebih besar daripada mesin roket, karena hanya bahan bakar yang dibutuhkan di dalam pesawat. Pada saat yang sama, kemungkinan melakukan proses kerja dengan menggunakan udara sekitar membatasi area penggunaan mesin roket udara ke atmosfer.
Keuntungan utama mesin roket dibandingkan mesin roket udara adalah kemampuannya untuk beroperasi pada kecepatan dan ketinggian penerbangan apa pun (daya dorong mesin roket tidak bergantung pada kecepatan penerbangan dan meningkat seiring ketinggian). Dalam beberapa kasus, mesin gabungan digunakan yang menggabungkan fitur mesin roket dan mesin roket udara. Pada mesin kombinasi, udara digunakan untuk meningkatkan efisiensi. tahap awal akselerasi dengan transisi ke mode roket di dataran tinggi penerbangan.

Penerbangan: Ensiklopedia. - M.: Ensiklopedia Besar Rusia. Kepala editor GP Svishchev. 1994 .

Lihat apa itu "mesin jet" di kamus lain:

MESIN JET, mesin yang bergerak maju dengan cara mengeluarkan pancaran cairan atau gas secara cepat dengan arah berlawanan dengan arah gerak. Untuk menciptakan aliran gas berkecepatan tinggi, mesin jet menggunakan bahan bakar... ... Kamus ensiklopedis ilmiah dan teknis

Mesin yang menciptakan gaya traksi yang diperlukan untuk pergerakan dengan mengubah energi awal menjadi energi kinetik aliran jet fluida kerja (Lihat Fluida kerja); akibat keluarnya fluida kerja dari nozel mesin,... ... Besar Ensiklopedia Soviet

- (mesin reaksi langsung) mesin yang daya dorongnya ditimbulkan oleh reaksi (recoil) fluida kerja yang mengalir darinya. Mereka dibagi menjadi mesin air-jet dan roket... Kamus Ensiklopedis Besar

Mesin yang mengubah segala jenis energi primer menjadi energi kinetik fluida kerja (aliran jet), yang menghasilkan daya dorong jet. Mesin jet menggabungkan mesin itu sendiri dan perangkat penggeraknya. Bagian utama dari setiap... ... Kamus Kelautan

Mesin JET, mesin yang daya dorongnya dihasilkan oleh reaksi langsung (recoil) dari fluida kerja yang mengalir keluar darinya (misalnya hasil pembakaran bahan bakar kimia). Mereka dibagi menjadi mesin roket (jika cadangan fluida kerja berada... ... Ensiklopedia modern

Mesin jet- JET ENGINE, mesin yang daya dorongnya timbul dari reaksi langsung (recoil) fluida kerja yang mengalir keluar darinya (misalnya hasil pembakaran bahan bakar kimia). Mereka dibagi menjadi mesin roket (jika cadangan fluida kerja berada... ... Kamus Ensiklopedis Bergambar

MESIN JET- mesin reaksi langsung, yang reaktif (lihat) dihasilkan oleh mundurnya pancaran fluida kerja yang mengalir darinya. Ada jet udara dan roket (lihat) ... Ensiklopedia Politeknik Besar

mesin jet- - Topik: industri minyak dan gas EN mesin jet... Panduan Penerjemah Teknis

Tes mesin roket Pesawat Ulang-alik ... Wikipedia

- (mesin reaksi langsung), suatu mesin yang daya dorongnya ditimbulkan oleh reaksi (recoil) fluida kerja yang mengalir darinya. Mereka dibagi menjadi mesin air-jet dan roket. * * * MESIN JET MESIN JET (mesin langsung... ... kamus ensiklopedis

Buku

• Model pesawat dengan mesin pernafasan udara yang berdenyut, V. A. Borodin. Buku ini membahas desain, pengoperasian, dan teori dasar mesin jet berdenyut. Buku ini diilustrasikan dengan diagram pesawat model terbang jet. Direproduksi dalam versi aslinya...

Pernahkah Anda memikirkan cara kerja mesin? pesawat jet? Mereka tahu tentang dorongan jet yang menggerakkannya kembali Zaman kuno. Mereka baru dapat mempraktikkannya pada awal abad yang lalu, sebagai akibat dari perlombaan senjata antara Inggris dan Jerman.

Prinsip pengoperasian mesin jet cukup sederhana, namun memiliki beberapa nuansa yang diperhatikan secara ketat selama produksinya. Agar pesawat tetap dapat diandalkan di udara, mereka harus bekerja dengan sempurna. Bagaimanapun, nyawa dan keselamatan semua orang di dalam pesawat bergantung padanya.

Hal ini didukung oleh jet dorong. Hal ini memerlukan semacam fluida untuk didorong keluar dari bagian belakang sistem dan memberikan gerakan maju. Bekerja di sini hukum ketiga Newton, yang menyatakan: “Setiap aksi menimbulkan reaksi yang sama besarnya.”

Di mesin jet udara digunakan sebagai pengganti cairan. Ini menciptakan kekuatan yang memberikan gerakan.

Itu menggunakan gas panas dan campuran udara dan bahan bakar yang mudah terbakar. Campuran ini keluar dengan kecepatan tinggi dan mendorong pesawat ke depan sehingga memungkinkannya terbang.

Jika kita berbicara tentang struktur mesin jet, memang demikian menghubungkan empat bagian terpenting:

• kompresor;
• ruang bakar;
• turbin;
• knalpot

Kompresor terdiri dari beberapa turbin, yang menyedot udara dan memampatkannya saat melewati bilah miring. Saat dikompresi, suhu dan tekanan udara meningkat. Sebagian dari udara terkompresi memasuki ruang bakar, di mana ia bercampur dengan bahan bakar dan dinyalakan. Itu meningkat energi panas udara.

Mesin jet.

Campuran panas meninggalkan ruangan dengan kecepatan tinggi dan mengembang. Di sana dia mengalami lebih banyak lagi satu turbin dengan bilah yang berputar berkat energi gas.

Turbin terhubung ke kompresor di bagian depan mesin, dan dengan demikian menggerakkannya. Udara panas keluar melalui knalpot. Pada titik ini suhu campuran sangat tinggi. Dan itu semakin meningkat berkat efek pelambatan. Setelah itu, udara keluar dari dalamnya.

Pengembangan pesawat bertenaga jet telah dimulai di usia 30-an abad terakhir. Inggris dan Jerman mulai mengembangkan model serupa. Ilmuwan Jerman memenangkan perlombaan ini. Oleh karena itu, pesawat pertama bermesin jet adalah "Menelan" di Luftwaffe. "Meteor Gloucester" lepas landas beberapa saat kemudian. Pesawat pertama dengan mesin seperti itu dijelaskan secara rinci

Mesin pesawat supersonik juga merupakan mesin jet, namun dalam modifikasi yang sama sekali berbeda.

Bagaimana cara kerja mesin turbojet?

Mesin jet digunakan di mana-mana, dan mesin turbojet dipasang di mesin yang lebih besar. Perbedaan mereka adalah itu yang pertama membawa serta pasokan bahan bakar dan oksidator, dan desainnya memastikan pasokannya dari tangki.

Mesin turbojet pesawat hanya membawa bahan bakar, dan oksidator - udara - dipompa oleh turbin dari atmosfer. Kalau tidak, prinsip kerjanya sama dengan prinsip reaktif.

Salah satu detail terpentingnya adalah Ini adalah bilah turbin. Tenaga mesin bergantung padanya.

Diagram mesin turbojet.

Merekalah yang menghasilkan gaya traksi yang diperlukan untuk pesawat. Masing-masing bilahnya menghasilkan energi 10 kali lebih banyak daripada mesin mobil pada umumnya. Mereka dipasang di belakang ruang bakar, di bagian mesin yang paling banyak tekanan tinggi, dan suhu mencapai hingga 1400 derajat Celcius.

Selama proses produksi, bilah-bilah tersebut dilalui melalui proses monokristalisasi, yang memberi mereka kekerasan dan kekuatan.

Setiap mesin diuji daya dorong penuhnya sebelum dipasang di pesawat. Dia harus lulus sertifikasi oleh Dewan Keamanan Eropa dan perusahaan yang memproduksinya. Salah satu perusahaan terbesar yang memproduksinya adalah Rolls-Royce.

Apa itu pesawat bertenaga nuklir?

Selama Perang Dingin Upaya dilakukan untuk membuat mesin jet tidak berdasarkan reaksi kimia, tapi pada panas yang akan dihasilkan reaktor nuklir. Itu dipasang sebagai pengganti ruang bakar.

Udara melewati inti reaktor, menurunkan suhunya dan meningkatkan suhunya. Ia mengembang dan mengalir keluar dari nosel dengan kecepatan lebih besar dari kecepatan terbang.

Mesin gabungan turbojet-nuklir.

Itu diuji di Uni Soviet berdasarkan TU-95. Amerika Serikat juga tidak ketinggalan dibandingkan para ilmuwan di Uni Soviet.

Di tahun 60an Penelitian di kedua belah pihak secara bertahap dihentikan. Tiga masalah utama yang menghambat pembangunan adalah:

• keselamatan penerbang selama penerbangan;
• pelepasan partikel radioaktif ke atmosfer;
• jika terjadi kecelakaan pesawat, reaktor radioaktif dapat meledak, menyebabkan kerusakan yang tidak dapat diperbaiki pada semua makhluk hidup.

Bagaimana mesin jet untuk pesawat model dibuat?

Produksi mereka untuk model pesawat memakan waktu sekitar jam 6 sore. Pertama, itu adalah tanah pelat dasar aluminium, tempat semua bagian lainnya terpasang. Ukurannya sama dengan keping hoki.

Sebuah silinder terpasang padanya, jadi hasilnya seperti kaleng. Ini adalah mesin pembakaran internal masa depan. Selanjutnya, sistem umpan dipasang. Untuk mengamankannya, sekrup disekrup ke pelat utama, yang sebelumnya dicelupkan ke dalam sealant khusus.

Mesin untuk pesawat model.

Saluran starter dipasang di sisi lain ruangan untuk mengalihkan emisi gas ke roda turbin. Dipasang pada lubang di sisi ruang bakar kumparan filamen. Ini menyalakan bahan bakar di dalam mesin.

Kemudian turbin dan poros tengah silinder dipasang. Mereka bertaruh untuk itu roda kompresor, yang memaksa udara masuk ke ruang bakar. Itu diperiksa menggunakan komputer sebelum peluncur diamankan.

Mesin yang sudah jadi diperiksa kembali tenaganya. Suaranya tidak jauh berbeda dengan suara mesin pesawat. Tentu saja, ini kurang bertenaga, tetapi sepenuhnya mengingatkannya, sehingga memberikan lebih banyak kemiripan pada modelnya.

Mesin pesawat jet pada paruh kedua abad ke-20 membuka kemungkinan baru dalam penerbangan: penerbangan dengan kecepatan melebihi kecepatan suara, pembuatan pesawat dengan muatan tinggi, dan memungkinkan perjalanan massal jarak jauh. Mesin turbojet dianggap sebagai salah satu mekanisme terpenting abad yang lalu, meskipun prinsip pengoperasiannya sederhana.

Cerita

Pesawat pertama Wright bersaudara, yang lepas landas sendiri pada tahun 1903, didukung oleh mesin pembakaran internal piston. Dan selama empat puluh tahun mesin jenis ini tetap menjadi yang utama dalam konstruksi pesawat terbang. Namun selama Perang Dunia II, menjadi jelas bahwa penerbangan baling-baling piston tradisional telah mencapai batas teknologinya - baik dalam hal tenaga maupun kecepatan. Salah satu alternatifnya adalah mesin pernafasan udara.

Gagasan menggunakan propulsi jet untuk mengatasi gravitasi pertama kali diajukan ke kelayakan praktis oleh Konstantin Tsiolkovsky. Pada tahun 1903, ketika Wright bersaudara meluncurkan pesawat pertama mereka, Flyer 1, ilmuwan Rusia tersebut menerbitkan karyanya “Exploration of World Spaces by Jet Instruments,” di mana ia mengembangkan dasar-dasar teori propulsi jet. Sebuah artikel yang diterbitkan di Scientific Review membangun reputasinya sebagai seorang pemimpi dan tidak dianggap serius. Tsiolkovsky membutuhkan kerja dan shift selama bertahun-tahun sistem politik untuk membuktikan bahwa Anda benar.

Pesawat jet Su-11 bermesin TR-1, dikembangkan oleh Biro Desain Lyulka

Namun, negara yang sama sekali berbeda ditakdirkan untuk menjadi tempat kelahiran mesin turbojet serial - Jerman. Penciptaan mesin turbojet pada akhir tahun 1930-an merupakan hobi khas perusahaan-perusahaan Jerman. Hampir semua merek terkenal saat ini telah berhasil di bidang ini: Heinkel, BMW, Daimler-Benz dan bahkan Porsche. Kemenangan utama diberikan kepada perusahaan Junkers dan mesin turbojet serial pertama di dunia 109-004, yang dipasang pada pesawat turbojet pertama di dunia Me 262.

Meskipun penerbangan jet generasi pertama memiliki awal yang sangat sukses, solusi Jerman tidak dikembangkan lebih lanjut di mana pun di dunia, termasuk di Uni Soviet.

Di Uni Soviet, pengembangan mesin turbojet paling berhasil dilakukan oleh perancang pesawat legendaris Arkhip Lyulka. Pada bulan April 1940, ia mematenkan desainnya sendiri untuk mesin turbojet bypass, yang kemudian mendapat pengakuan dunia. Arkhip Lyulka tidak mendapat dukungan dari pimpinan negara. Dengan dimulainya perang, dia biasanya ditawari untuk beralih ke mesin tank. Dan hanya ketika Jerman memiliki pesawat dengan mesin turbojet, Lyulka diperintahkan untuk segera melanjutkan pengerjaan mesin turbojet TR-1 domestik.

Sudah pada bulan Februari 1947, mesin tersebut lulus tes pertamanya, dan pada tanggal 28 Mei, pesawat jet Su-11 melakukan penerbangan pertamanya dengan mesin TR-1 domestik pertama, yang dikembangkan oleh Biro Desain A.M. Lyulka, sekarang menjadi cabang dari Asosiasi Produksi Pembuatan Mesin Ufa, bagian dari United Engine-Building Corporation (UEC).

Prinsip operasi

Mesin turbojet (TRE) beroperasi berdasarkan prinsip mesin panas konvensional. Tanpa mendalami hukum termodinamika, mesin kalor dapat didefinisikan sebagai mesin yang mengubah energi menjadi kerja mekanis. Energi ini dimiliki oleh apa yang disebut fluida kerja – gas atau uap yang digunakan di dalam mesin. Ketika dikompresi dalam mesin, fluida kerja menerima energi, dan dengan pemuaian berikutnya kita mendapatkan kerja mekanis yang berguna.

Jelas bahwa usaha yang dikeluarkan untuk mengompresi gas harus selalu lebih kecil daripada usaha yang dapat dilakukan gas selama pemuaian. Jika tidak, tidak akan ada “produk” yang berguna. Oleh karena itu, gas juga harus dipanaskan sebelum atau selama pemuaian, dan didinginkan sebelum dikompresi. Akibatnya, akibat pemanasan awal, energi pemuaian akan meningkat secara signifikan dan akan muncul surplus yang dapat digunakan untuk memperoleh kerja mekanis yang kita perlukan. Ini sebenarnya adalah keseluruhan prinsip pengoperasian mesin turbojet.

Jadi, setiap mesin kalor harus mempunyai alat kompresi, pemanas, alat ekspansi dan pendinginan. Mesin turbojet memiliki semua ini: kompresor, ruang bakar, turbin, dan atmosfer berfungsi sebagai lemari es.

Fluida kerja, udara, masuk ke kompresor dan dikompresi di sana. Di kompresor, cakram logam dipasang pada satu sumbu berputar, di sepanjang tepinya ditempatkan apa yang disebut "bilah kerja". Mereka "mengambil alih" udara luar, melemparkannya ke dalam mesin.

Selanjutnya udara masuk ke ruang bakar, dipanaskan dan dicampur dengan hasil pembakaran (minyak tanah). Ruang bakar mengelilingi rotor mesin setelah kompresor dengan suatu cincin kontinu, atau berupa pipa-pipa tersendiri yang disebut pipa api. Minyak tanah penerbangan disuplai ke tabung api melalui nozel khusus.

Dari ruang bakar, fluida kerja yang dipanaskan masuk ke turbin. Ini mirip dengan kompresor, tetapi cara kerjanya berlawanan arah. Ia diputar dengan gas panas dengan prinsip yang sama seperti udara memutar baling-baling mainan anak-anak. Turbin mempunyai beberapa tahap, biasanya dari satu sampai tiga atau empat. Ini adalah unit yang paling banyak dimuat di mesin. Mesin turbojet memiliki kecepatan putaran yang sangat tinggi - hingga 30 ribu putaran per menit. Obor dari ruang bakar mencapai suhu 1100 hingga 1500 derajat Celcius. Udara di sini mengembang, menggerakkan turbin dan memberinya sebagian energi.

Setelah turbin terdapat jet nozzle, dimana fluida kerja berakselerasi dan mengalir keluar dengan kecepatan lebih besar dari kecepatan aliran datang, sehingga menimbulkan gaya dorong jet.

Generasi mesin turbojet

Terlepas dari kenyataan bahwa pada prinsipnya tidak ada klasifikasi pasti dari generasi mesin turbojet, hal itu mungkin saja terjadi garis besar umum jelaskan tipe utama pada berbagai tahap pengembangan mesin.

Mesin generasi pertama termasuk mesin Jerman dan Inggris dari Perang Dunia Kedua, serta VK-1 Soviet, yang dipasang pada pesawat tempur MIG-15 yang terkenal, serta pada pesawat IL-28 dan TU-14.

Pesawat tempur MIG-15

Mesin turbojet generasi kedua dibedakan dengan kemungkinan adanya kompresor aksial, afterburner, dan asupan udara yang dapat disesuaikan. Di antara contoh Soviet adalah mesin R-11F2S-300 untuk pesawat MiG-21.

Mesin generasi ketiga dicirikan oleh peningkatan rasio kompresi, yang dicapai dengan meningkatkan tahapan kompresor dan turbin, serta munculnya teknologi sirkuit ganda. Secara teknis ini adalah mesin yang paling rumit.

Munculnya material baru yang secara signifikan dapat meningkatkan suhu pengoperasian telah mendorong terciptanya mesin generasi keempat. Di antara mesin tersebut adalah AL-31 domestik yang dikembangkan oleh UEC untuk pesawat tempur Su-27.

Saat ini, pabrik Ufa UEC memulai produksi mesin pesawat generasi kelima. Unit baru tersebut akan dipasang pada pesawat tempur T-50 (PAK FA), yang menggantikan Su-27. Pembangkit listrik baru pada T-50 dengan peningkatan tenaga akan membuat pesawat lebih bermanuver, dan yang terpenting, akan terbuka era baru di industri pesawat terbang dalam negeri.