Держат в воздухе 50 тонн металла! Как работают авиадвигатели у пассажирского самолета, что там внутри

Полёт на самолёте для многих выглядит скучной тратой времени. Сидишь себе в кресле, ешь, читаешь или спишь, потом выходишь за тысячи километров в какой-нибудь другой стране.

Мы не задумываемся о том, как именно самолёт переносит нас из одной точки в другую, и очень даже зря. Потому что устройство двигателей, монотонный гул которых слышен весь полёт, достойно отдельного рассказа.

Начиная с того, что эти двигатели изобрели в нашей стране, заканчивая принципом их работы по пунктам – читайте ниже. Будете знать сами и сможете детям рассказать при случае.

Кратко

• Кто придумал двигатель для пассажирского самолёта
  Самые популярные самолеты современности
  Как работает авиационный двигатель
  Сколько топлива нужно современному авиадвигателю
  Как тестируют двигатели пассажирских самолетов

Кто придумал двигатель для пассажирского самолёта

Архип Михайлович Люлька — выдающийся советский учёный и конструктор, специалист в области авиационных двигателей.

Вся современная авиация строится на работе ТРД – Турбореактивный двигатель. Но чтобы в дальнейшем не перегружать вас терминологией, я буду называть его либо Авиационный Двигатель, либо АД.

Знаете ли вы, что первый прототип авиационного двигателя для пассажирских самолётов был создан советским инженером?

Турбореактивный двигатель АЛ-7Ф. Сердце советской авиации.

Архип Люлька, выдающийся советский конструктор, по праву считается «отцом» современных двигателей для транспортных и пассажирских самолётов. В 1941 году он получил патент на изобретение уникального турбореактивного двухконтурного двигателя.

Однако, из-за начавшейся Великой Отечественной войны, он не смог воплотить свою идею в жизнь и построить прототип установки.

Ил-62 — это первый советский дальнемагистральный пассажирский самолёт первого класса, предназначенный для полётов на межконтинентальные расстояния. Он был разработан под руководством Сергея Владимировича Ильюшина и оснащён авиационным двигателем, созданным по патенту Архипа Люльки.

К проекту вернулись только в 1947 году. Под руководством Архипа Михайловича в феврале того же года был создан первый советский авиационный двигатель (АД) для пассажирской и грузовой авиации.

Это устройство успешно прошло государственные испытания и было запущено в производство.

◦ Назад к содержанию ◬

Самые популярные самолеты современности

Итак, мы узнали, кто стоял у истоков создания современных авиационных двигателей. Сейчас давайте рассмотрим наиболее известные виды современных двигателей на примере самых знаменитых самолётов мира.

Boeing 737 MAX — это самолёт, который может перевозить до 186 пассажиров на расстояние до 6500 километров.

📍 Boeing 737 MAX — один из самых массовых самолётов в истории авиации, наравне с авиалайнерами Airbus. Он был выпущен в 2010 году и оснащён двумя двигателями CFM International LEAP-1B. Эти двигатели обеспечивают самолёту высокую экономичность и надёжность.

За счет использования двигателей CFM International LEAP-1B максимальная скорость самолета составляет 910 км/ч, а крейсерская скорость — 835 км/ч.

📍 Ту-204/214 — это среднемагистральный, узкофюзеляжный пассажирский самолёт, разработанный в конце 80-х — начале 90-х годов в конструкторском бюро Туполева.

В отличие от своего предшественника, Ту-214 обладает повышенной экономичностью, комфортом и высоким уровнем безопасности.

Он был создан для замены Ту-154 на авиалиниях и может перевозить до 210 пассажиров на расстояние до 4500 километров. Самолёты этой модели оснащаются современными двигателями ПС-90А.

ПС-90А обладает высокой степенью сжатия, что позволяет ему эффективно работать на больших высотах и скоростях. Этот двигатель является самым надёжным и популярным в России.

На данный момент существует 12 модификаций и вариантов компоновки этого самолёта.

Среди них есть Ту-204-300 «Салон» — модификация, разработанная для Министерства внутренних дел Российской Федерации.

◦ Назад к содержанию ◬

Как работает авиационный двигатель

Авиационный двигатель на самолете Boeing 777-300.

Кстати, фраза «пламенный мотор» в «Марше авиаторов» — это не просто красивая метафора. Внутри авиационного двигателя действительно бушует пламя и царят огромные температуры. То, что вы видите под крылом самолёта, — это не турбина, а именно авиационный двигатель. А турбина — это одна из его составляющих.

Авиационный двигатель – это агрегат силовой установки летательного аппарата, который служит для создания потенциальной энергии и трансформации её в кинетическую энергию движения летательного аппарата (самолёт, вертолёт, крылатая ракета, дирижабль и т. п.).

На самом деле, всё гораздо проще, чем кажется. Работа авиационного двигателя (далее АД) состоит из нескольких этапов, и для начала взгляните на рисунок ниже.

Так выглядит АД современных пассажирских самолетов «в разрезе».

Теперь, зная как он выглядит, посмотрим на основные этапы работы АД от старта до взлета:

✔️ Воздух поступает в двигатель через воздухозаборник. Затем он проходит через компрессор, где его давление и плотность увеличиваются благодаря специальным лопаткам.

✔️ Сжатый воздух направляется в камеру сгорания, где смешивается с топливом и воспламеняется. В результате образуется высокотемпературный газ под высоким давлением.

✔️ Горячие газы из камеры сгорания проходят через турбину, где их энергия передаётся лопастям, заставляя их вращаться.

Запуск двигателя самолёта может занимать от 30 до 120 секунд.

✔️ После этого газы, которые уже потеряли часть своей энергии, проходят через сопло. Сопло имеет форму, которая позволяет газам ускоряться, создавая реактивную тягу.

✔️ Согласно третьему закону Ньютона, выталкивание газовой струи назад создаёт такую же по величине, но противоположно направленную тягу, которая двигает самолёт вперёд.

◦ Назад к содержанию ◬

Сколько топлива потребляет современный авиадвигатель

Авиационный бензин марки Avgas-100LL представляет собой этилированное топливо, специально разработанное для использования в авиационных двигателях.

При обсуждении принципов работы авиационных двигателей нельзя не упомянуть вопрос о топливе. Гражданские самолёты используют специальное авиационное топливо.

Расход топлива является одной из важнейших технических характеристик летательного аппарата: чем меньше расход, тем ниже финансовые затраты и эффективнее эксплуатация.

«Лайнер мечты» Boeing 787-10 Dreamliner расходует 5700 килограммов топлива за час полёта.

В последние десятилетия современные гражданские самолёты используют авиационный бензин. Расход топлива зависит от множества факторов: от веса самолёта без груза до условий полёта и погоды.

Единицей расчета принято считать килограмм топлива на час полета.

Например, самолет Ил-96-400М в среднем расходует 7977 килограмм топлива на час полета.

Заправка самолёта обычно происходит в аэропорту сразу после посадки. Есть и другой, менее распространённый способ — дозаправка в воздухе.

Этот метод используют, когда нужно срочно пополнить запасы топлива, но нет возможности посадить самолёт.

Пример заправки в воздухе.

Заправка самолёта во время полёта — это сложная процедура, которая требует от пилотов большого мастерства и опыта.

Для заправки оба летательных аппарата сближаются на расстояние до 20 метров друг от друга и соединяются специальными шлангами. Максимальное время такой стыковки составляет 45 минут

◦ Назад к содержанию ◬

Как тестируют двигатели пассажирских самолетов

Нетривиальный процесс проверки двигателя на прочность.

Безопасность полётов, особенно в сложных погодных условиях, напрямую зависит от надёжности работы авиационных двигателей. Перед тем как установить двигатель на самолёт, его подвергают тщательным испытаниям на прочность.

Одной из проблем, которые могут привести к авариям, является обледенение элементов двигателя во время полёта. Это происходит, когда самолёт поднимается на высоту до 5000 метров и попадает в холодное облако с высокой влажностью. Поэтому очень важно знать, что двигатель выдержит обледенение.

Испытания на обледенение двигателя проводятся в специальной установке, которая оборудована морозильной камерой и системой для подмешивания водяного аэрозоля в воздушный поток, поступающий к двигателю.

Самолёт обрабатывают с помощью ледяного дождя, затем резко увеличивают обороты двигателя и проводят проверку на наличие повреждений.

Помимо «испытаний льдом», существует также тест на устойчивость двигателя к столкновению с птицей. Птица может попасть в двигатель самолёта и вывести его из строя. Однако для современных самолётов это не является критичной проблемой, так как они могут продолжать полёт, совершать посадку и даже взлёт с одним двигателем.

Тем не менее, птицы часто летают стаями, и в таком случае могут пострадать сразу все двигатели. Именно поэтому двигатель нужно протестировать на устойчивость перед столкновением с птицами.

Испытания проводятся на специальном стенде с использованием пушки. Процесс не из приятных: по двигателю производится выстрел птицей. Важно отметить, что птица должна быть живой ещё за полчаса до начала испытаний.

И напоследок — интересный факт. Вы знали, что самый большой и мощный авиационный двигатель в мире был разработан компанией, которая производит премиальные автомобили? Речь идёт о Rolls-Royce UltraFan.

Этот двигатель обладает мощностью в 85 800 лошадиных сил и способен создавать тягу до 50 тонн. Ему не страшны попадания птиц и экстремальные погодные условия.

Устанавливать такие двигатели на самолёты Rolls-Royce планирует уже в ближайшие годы.

Заключение

Цель этой статьи — простым языком объяснить, как работает авиационный двигатель, и ответить на вопрос: «Что нужно для того, чтобы самолёт взлетел?» Я надеюсь, мне это удалось.

Часто ли вы летаете на самолётах? Расскажите в комментариях. Желаю вам отличного дня!

• До ←

  Вышла обновленная iOS 18 beta 4 для разработчиков

• После →

  Посмотрел новый фильм «Дэдпул и Росомаха» от Marvel. Фанаты, берегитесь