3.30. Області застосування авіаційних гтд

Кожен з розглянутих газотурбінних двигунів має певну сферу можливого і найвигіднішого застосування за швидкістю, висотою польоту і за витратою палива.

ТРД найбільш активно розвивалися як двигуни для літаків до 70-80-х років XX століття. ТРД використовуються у високошвидкісній пілотованій і безпілотній авіації. При роботі на форсажному режимі вони забезпечують істотне зростання тяги при збільшенні швидкості польоту до великих надзвукових значень. Проте ТРД в області дозвукових швидкостей польоту поступаються по тягових характеристиках і головне в економічності іншим типам ГТД.

Із 70-х років XX століття в будівництві літакових двигунів настала і продовжується по теперішній час ера ТРДД. ТРДД різноманітних типів є найбільш розповсюдженим класом повітряно-реактивних двигунів. Ці двигуни використовуються на літаках, від високошвидкісних винищувачів–перехоплювачів з ТРДДФзм з малою ступінню двоконтурності, до велетенських комерційних та військово-транспортних літаків з ТРДД, які мають велику ступінь двоконтурності.

На пасажирських літаках широко використовуються в якості силових установок турбогвинтові двигуни. Турбогвинтові двигуни більш економічні ніж двигуни інших типів ГТД при польотах зі швидкостями до 700 км/год на висотах до 8 – 10 км, при яких повітряний гвинт зберігає досить високі значення коефіцієнта корисної дії. Досить сказати, що турбогвинтові двигуни за економічністю перевершують навіть такі економічні двигуни внутрішнього згоряння, як поршневі двигуни з самозайманням. Цим і пояснюється їхнє застосування на літаках з великою дальністю польоту.

Завдяки спеціальній конструкції лопатей несучих гвинтів – складним профілям і конфігураціям, застосування широких серповидних лопатей числом більше восьми – можливе досягнення швидкостей польоту літака до 950 км/год. і висоти польоту до 14 км. Однак, наявність гвинтів ускладнює компоновку ТГвД як на крилі літака, що має велику стрілоподібність, так і в кінці фюзеляжу на горизонтальних пілонах. Тому в даний час на літаках турбогвинтові двигуни замінюються двоконтурними ТРД.

Газотурбінні двигуни, аналогічні турбогвинтовим двигунам, широко використовуються на вертольотах. Діапазон швидкостей для вертольотів ще більш обмежений міцностними та аеродинамічними характеристиками їхніх роторів.

У надзвуковій авіації застосовуються двигуни з форсажною камерою (ТРДФ і ТРДДФ) для забезпечення польотів на швидкостях до М < 3,5 і великих висотах.

На ЛА зі швидкостями польоту до М = 3 – 6 і висотах польоту до 20 – 40 км доцільно використовувати безкомпресорні (прямоточні) повітряно-реактивні двигуни.

Позитивні властивості турбокомпресора зумовили широке застосування газотурбінних двигунів у допоміжних силових установках (ДСУ). ДСУ використовуються в якості турбостартера в турбомеханічній системі запуску або джерела стислого повітря при повітряному запуску ГТД всіх типів. На важких літаках і вертольотах ДСУ виконують роль аварійних джерел електроенергії змінного і постійного струму в разі відмови основних двигунів або основної системи електропостачання. ДСУ можуть застосовуватися як бортові установки для приводу гідронасосів у гідравлічних системах, повітряних компресорів у системах кондиціювання повітря в кабінах екіпажу і пасажирських салонах, а також як джерело гарячого повітря в системах захисту від обмерзання.

На літаку Ту–154 як допоміжна силова установка використовується ДСУ типа ТА–6А, вигляд справа і зліва якої приведені на рисунках.

TA-6A (вигляд зліва):

1 - стартер-генератор ГС-12ТО; 2 - кришка заправочної горловини маслобака; 3 - кожух газозбірника; 4 - кожух камери згоряння; 5 - сигналізатор рівня масла в маслобаку; 6 - електромеханізм управління заслінкою регулятора повітря РВ-6Б; 7 - кран зливу масла з маслобака; 8 - патрубок відбору повітря; 9 - кран зливу масла з редуктора; 10 - паливний фільтр; 11 - маслофільтр на виході з маслонасосу.

ТА-6А (вигляд справа):

1 - пускова форсунка; 2 - агрегат запалювання СКНР-22-05A; 3 - вхід повітря в компресор; 4 - вхід повітря в вентилятор; 5 - маслорадіатор; 6 - генератор змінного току ГТ-40ПЧ6; 7 - паливний насос-регулятор; 8 - регулятор відбору повітря РВ-6Б; 9 - електромагнітний клапан МКВ-251 робочого колектора; 10 - електромагнітний клапан МКТ-17М пускового колектора; 11 - патрубок перепуску повітря; 12 - вихлопне сопло; 13 - регулятор запуску (агрегат 892А.1000Б); 14 - термочуттєвий патрон регулятора запуску.

Х–35

Х–32