Что такое турбовинтовой двигатель
Турбовинтовой двигатель представляет собой разновидность авиационного газотурбинного двигателя. Его ключевая особенность заключается в том, что основную часть тяги (обычно более 90%) создаёт воздушный винт, приводимый во вращение газовой турбиной. Дополнительную, меньшую долю тяги обеспечивает реактивная струя газов, истекающих из сопла двигателя.
Устройство и основные компоненты
Конструкция турбовинтового двигателя включает в себя несколько ключевых узлов:
- Воздухозаборник: через него воздух поступает в двигатель.
- Осевой компрессор: сжимает поступающий воздух, повышая его давление и температуру.
- Камера сгорания: в неё впрыскивается жидкое топливо, которое сгорает в потоке сжатого воздуха, образуя горячие газы высокой энергии.
- Газовая турбина: состоит из одной или нескольких ступеней. Расширяющиеся газы вращают турбину, которая, в свою очередь, приводит в движение компрессор и, через редуктор, воздушный винт.
- Редуктор: критически важный элемент, который снижает высокие обороты вала турбины до оптимальных для эффективной работы воздушного винта.
- Воздушный винт: создаёт основную тягу, отбрасывая назад большие массы воздуха.
- Реактивное сопло: через него отводятся отработавшие газы, создавая дополнительную реактивную тягу.
Принцип действия
Работа двигателя представляет собой непрерывный цикл. В полёте воздух попадает в воздухозаборник, сжимается в компрессоре и подаётся в камеру сгорания. Туда же впрыскивается топливо. Образовавшаяся смесь воспламеняется, и горячие газы с огромной скоростью устремляются на лопатки турбины, заставляя её вращаться. Турбина передаёт энергию на два пути: часть мощности через вал идёт на вращение компрессора, а основная часть — через редуктор на воздушный винт. Отработавшие газы, ещё сохранившие часть энергии, выходят через сопло, добавляя реактивную составляющую к общей тяге.
Сфера применения
Турбовинтовые двигатели являются основными силовыми установками для дозвуковых самолётов местных и региональных авиалиний, транспортных и патрульных самолётов. Они также нашли применение на некоторых моделях вертолётов. Их главные преимущества — высокая топливная эффективность на крейсерских скоростях полёта (до 600–700 км/ч) и надёжность.