135
Şək.22.6. Ehtiyat DHRM-li qanadlı raket nümunəsi:
"Meteor" (Avropa Birliyi) hava-hava raketi.
22.3. Pulsasiyalı hava-reaktiv mühərriki.
Pulsasiyalı hava-reaktiv mühərriki (PHRM, ingilis termini Pulsejet), adından da göründüyü
kimi, pulsasiya rejimində işləyir, dartqı DHRM-də və ya TRM-də olduğu kimi, arasıkəsilməz deyil,
böyük mühərriklər üçün bir-neçə on hersdən, kişik mühərriklər üçün 250 Hs-ə qədə olan tezliklə
bir-birinin ardınca gələn impulslar seriyası kimi yaradılır.
Konstruktiv olaraq, PHRM kiçik diametrli uzun silindrik ucluqla olan silindrik yanma kameridir.
Kamerin ön hissəsi yanma kamerinə daxil olan havanın keçdiyi giriş diffuzoru ilə birləşmişdir.
Diffuzorla yanma kameri arasında kamerdə və diffuzorun çıxışındakı təzyiqlər fərqinin təsiri ilə
işləyən hava klapanı quraşdırılmışdır: diffuzordakı təzyiq kamerdəki təzyiqdən çox olarsa, onda
klapan açılır və kamerə havanı buraxır, təzyiqlərin əks təsirində o, bağlanır.
Şək.22.7. PHRM-nin işləmə sxemi.
PHRM-in işçi siklini belə təsvir etmək olar:
1. Hava klapanı açılmışdır, hava yanma kamerinə daxil olur, injektor yanacağı püskürür və
kamerdə yanıcı qarışıq əmələ gəlir.
2. Yanıcı qarışıq alışır və yanır, yanma kamerindəki təzyiq qəflətən artır və hava klapanını,
yanacaq borusundakı əks-klapanı bağlayır. Yanma məhsulları, genişlənərək ucluqdan çıxaraq
reaktiv dartqını yaradır.
3. Kamerdəki təzyiq azalır, havanın təzyiqi ilə diffuzorda hava klapanı açılır və hava kamerə
daxil olmağa başlayır, yanacaq klapanı da açılır, mühərrik faza 1-ə keçir.
PHRM, onun bütün hissələrinin fəaliyyətini zamanla uzlaşdırılan avtotitrəmələr rejimində
işləyir. Bu titrəmələrin tezliyi mühərrikin ölçülərindən asılıdır: mühərrik nə qədər kiçikdirsə,
pulsasiyaların tezliyi də bir o qədər yüksəkdir.
Yanma prosesini yerinə yetirmək üçün kamerdə yüksəktezlikli elektrik boşalmaları yaradan
alışdırma şamı quraşdırırlar və yanıcı qarışıq onunla alışdırılır. Mühərrikin bir neçə on siklindən
sonra yanma kamerinin divarları o qədər qızır ki, yanıcı qarışıq onların təsirindən alışır və alışdırma
şamı lazım olmur.
136
Mühərrikin işi üçün lazım olan PHRM-nin yanma kamerində təzyiq artımı hissə-hissə — gələn
hava axınının diffuzorda tormozlanması hesabına (açıq klapan vasitəsi ilə), yanacağın qapalı
həcmdə yandırılması hesabına, hərəkəti məhdudlaşdırılan bağlı klapanla, kamerin yan divarları ilə
və uzun ucluqda hava sütununun ətaləti ilə əldə olunur (Hamfri sikli). PHRM-nin çoxu sıfır sürəti
ilə işləyə bilir.
Pulsasiyalı mühərriklərin modifikasiyaları. PHRM-nin başqa modifikasiyaları da vardır:
•
Klapansız PHRM, başqa sözlə U-şəkilli PHRM. Bu mühərriklərdə mexaniki hava klapanları
yoxdur, işçi cismin geriyə hərəkətinin dartqının azalmasına gətirib çıxarmaması üçün,
mühərrikin traktının (hava daxil olma borusu) ucları aparatın hərəkət istiqamətinin əksinə
yönəldilmiş "U" latın hərfi formasında yerinə yetirilir.
•
Detonasiya PHRM (ingiliscə Pulse detonation engine) yanıcı qarışığın yanması detonasiya
(deflarqasiya deyil) rejimində yerinə yetirilən mühərriklərdir.
Tətbiq sahəsi. PHRM-ni səsli və qənaətsiz, lakin sadə və ucuz mühərrik kimi xarakterizə
edirlər. Səs və titrəyişlərin yüksək səviyyəsi onun işinin pulsasiyalı rejimindən əmələ gəlir.
PHRM-ni 0.5 Maxa qədər işçi sürət olan birdəfəlik tətbiqli pilotsuz uçan aparatlara: uçan
hədəflər, pilotsuz kəşfiyyatçılar, qanadlı raketlərdə quraşdırırlar.
Şək.22.8. Klapansız U-şəkilli PHRM-nin nümunələri.
YOXLAMA SUALLAR
1. Hava-reaktiv tipli aviasiya mühərriklərinin (HRM) iş prinsipi necədir, necə təsnifatlandırılır
və hansı hissələrdən ibarətdir?
2. Hava-reaktiv mühərriklərdə reaktiv dartqı necə əldə edilir?
3. HRM-nin işçi cismi nədən hazırlanır?
4. HRM-nin dinamikası necə təyin edilir?
5. HRM-nin termodinamik xüsusiyyətləri necə təyin edilir?
6. HRM-nin effektivliliyi necə təyin edilir?
7. Düzaxınlı hava-reaktiv mühərriki (DHRM) iş prinsipi necədir və hansı hissələrdən ibarətdir?
8. Səs sürətinə qədər olan düzaxınlı mühərriklərin iş prinsipi necədir və harada tətbiq edilir?
9. Səsdən iti düzaxınlı mühərriklərin iş prinsipi necədir və harada tətbiq edilir?
10. Hipersəsli düzaxınlı hava-reaktiv mühərrikinin iş prinsipi necədir və harada tətbiq edilir?
11. Düzaxınlı nüvə mühərrikinin iş prinsipi necədir və harada tətbiq edilmişdir?
22.2. Pulsasiyalı hava-reaktiv mühərrikin iş prinsipi necədir, necə təsnifatlandırılır və harada
tətbiq edilir?
137
Mühazirə 23
Turboreaktiv tipli aviasiya mühərriklərinin iş prinsipi və quruluşları haqqında məlumat.
23.1. Turboreaktiv mühərrik.
Turboreaktiv mühərrikdə (TRM, ingiliscə turbojet engine) yanma kamerinə girişdə işçi cismin
sıxılması və mühərrikdən keçən hava sərfinin böyük qiyməti qarşıdan gələn hava axınının və giriş
qurğusundan sonra yanma kamerindən əvvəl TRM-in traktında yerləşdirilən kompressorun birgə işi
hesabına əldə olunur. Kompressor, onunla bir valda quraşdırılan və reaktiv şırnaq əmələ gələn
yanma kameri ilə qızdırılan işçi cisimlə işləyən turbin vasitəsi ilə hərəkətə gətirilir. Kompressorda
onun mexaniki işi hesabına olan havanın tam təzyiqinin artımı yerinə yetirilir. TRM-in çoxunun
yanma kameri üzükvarı formaya malikdir.
Şək.23.1. Turboreaktiv mühərrikin (TRM) quruluş sxemi:
1-hava yığımı, 2-alçaq təzyiq kompressoru, 3-yüksək təzyiq kompressoru, 4-yanma kameri, 5-
turbində və ucluqda işçi cismin genişlənməsi, 6-qaynar sahə, 7-turbin, 8-ilkin havanın yanma
kamerinə daxil olma sahəsi, 9-soyuq sahə, 10-giriş qurğusu.
Qızdırılan işçi cisim yanma kamerindən keçərək turbinə daxil olur, genişlənir, onu hərəkətə
gətirərək və öz enerjisinin bir hissəsini verərək ucluqda genişlənir və reaktiv dartqı yaradaraq çıxır.
Kompressora görə TRM yerindən start götürə bilir və aşağı uçuş sürətlərində işləyir, bu da təyyarə
mühərriki üçün lazım olan şərtdir. Bu zaman mühərrikin traktındakı təzyiq və hava sərfi yalnız
kompressorun hesabına təmin edilir.
Tətbiq sahələri. XX əsrin 60-70-ci illərinə qədər kiçik ikikonturluq dərəcəli TRM hərbi və
kommersiya təyyarələrin mühərrikləri kimi tətbiq edilirdi. Hal-hazırda daha qənaətli ikikonturlu
TRM (İTRM) çox yayılmışdır.
Şək.23.2. General Electric şirkətinin istehsalı olan J85 TRM.
Kompressorun 8 pilləsi və turbinin 2 pilləsi arasında üzükvari yanma kameri yerləşmişdir.
138
23.2. İkikonturlu turboreaktiv mühərrik.
İkikonturlu turboreaktiv mühərrik (İTRM, ingiliscə Turbofan) — mühərrikin xarici konturundan
keçən əlavə hava kütləsinin (çəkisinin) yerdəyişməsinə imkan verən konstruksiyaya malik TRM-
dir. Belə konstruksiya adi TRM-lərlə müqayisədə daha yüksək uçuş FİƏ-nı təmin edir. Rusiyada
aviamühərrikqayırmada İTRM-nin konsepsiyasını A.M.Lyulka təklif etmişdir. 1937-ci ildə aparılan
tədqiqatların əsasında A.M.Lyulka ikikonturlu turboreaktiv mühərrikin ixtirasının ərizəsini tədim
etdi (müəlliflik şəhadətnaməsini 22 aprel 1941-ci ildə verdilər).
Şək.23.3. İkikonturlu turboreaktiv mühərrikin (İTRM) quruluş sxemi:
1-pər, 2-alçaq təzyiqli kompressor, 3-yüksək təzyiqli kompressor, 4-yanma kameri, 5-yüksək
təzyiqli turbin, 6-alçaq təzyiqli turbin, 7-ucluq, 8-yüksək təzyiq rotoru, 9-alçaq təzyiq rotoru.
Hava, giriş qurğusundan keçərək pər adlanan alçaq təzyiq kompressoruna daxil olur. Pərdən
sonra hava iki axına ayrılır. Havanın bir hissəsi xarici kontura düşür və yanma kamerini keçərək
ucluqda reaktiv şırnağı formalaşdırır. Havanın digər hissəsi isə TRM-lə tam eyni olan, yuxarıda
göstərildiyi kimi, daxili konturdan keçir.
İTRM-in əsas parametrlərindən biri ikikonturluq dərəcəsidir, yəni xarici konturdan keçən hava
sərfinin daxili konturdan keçən hava sərfinə nisbətidir:
1
2
G
G
m
, (23.1)
burada
1
G və
2
G — uyğun olaraq, daxili və xarici konturlardan keçən hava sərfidir.
(22.1) və (22.4) formullarına qayıtsaq, onda çəkinin birləşdirilməsi prinsipini bu şəkildə izah
etmək olar. İTRM-də (22.4) formuluna əsasən işçi cismin ucluqdan axma sürəti ilə uçuş sürəti
arasında fərqin azaldılması hesabına mühərrikin uçuş FİƏ-nın artırılması prinsipi qoyulmuşdur.
(22.1) formuluna əsasən sürətlər arasında fərqin azalmasını əmələ gətirən dartqının azalması,
mühərrikdən hava sərfinin artırılması hesabına kompensasiya edilir. Mühərrikdən hava sərfinin
artırılmasının nəticəsi mühərrikin alın müqavimətinin və çəkisinin artırılmasına, bununla da
mühərrikin giriş diametrinin artırılmasına gətirib çıxaran onun giriş qurğusunun frontal kəsiyi
sahəsinin artırılmasıdır. Başqa sözlə, ikikonturluq dərəcəsi nə qədər yüksəkdirsə, bir o qədər, başqa
digər bərabər şərtlərlə, mühərrik böyük diametrli olacaqdır.
İTRM-ni 2 qrupa bölmək olar: turbindən sonra axınları qarışmış və qarışmamış İTRM.
Axınları qarışmış İTRM-də (İTRMaq) hava xarici və daxili konturlardan bir qarışma kamerinə
daxil olur. Qarışma kamerndə bu axınlar qarışırlar və bir temperaturla bir ucluqdan mühərriki tərk
edirlər. Axınları qarışmamış İTRM-də (İTRMa) isə kompressordan keçən hava axını xarici
konturdan keçərək yanma kamerinə keçmədən ucluqdan mühərriki tərk edir. İTRMaq daha
effektivdirlər, lakin qarışma kamerinin olması mühərrikin həcmi ölçülərinin (qabarit) və çəkisinin
artırılmasına gətirib çıxarır.
İTRM TRM kimi təzimlənən ucluqlarla və forsaj kamerləri ilə təchiz oluna bilərlər. Bir qayda
olaraq bu, səsdən iti hərbi təyyarələr üçün olan aşağı ikikonturluq dərəcəli İTRMaq-dir.
139
23.3. TRM və İTRM-nin effektivliyinin artırılmasının əlavə vasitələri.
Şək.23.4. General Electric J79 TRM-nin forsaj kameri. Ucluq tərəfdən görünüş.
Qurtaracaqda arxasında turbin görünən üstündə yanacaq injektorları quraşdırılan yanma
stabilizatoru yerləşir.
TRM-in yanma kamerində oksigen artıqlığının olmasına baxmayaraq, bu ehtiyat gücü, turbinə
daxil olan işçi cismin temperaturunun məhdudluğundan yanma kamerində yanacaq sərfinin
artırılması ilə düzünə reallaşdırmaq mümkün olmur. Məhdudlaşma turbin qanadlarının
istiyədavamlılığından asılı olur. Bu ehtiyat, turbin və ucluq arasında yerləşdirilən forsaj kameri ilə
təchiz edilmiş mühərriklərdə istifadə edilir. Forsaj rejimində bu kamerdə əlavə miqdarda yanacaq
yandırılır, ucluqda işçi cismin genişlənmədən qabaq daxili enerjisi artır, nəticədə onun axma sürəti
artır və mühərrikin dartqısı, bəzi hallarda 1.5 dəfədən çox yüksəlir, bu da hərbi təyyarələrdə yüksək
sürətlərdə, ya da hündürlük seçmək üçün sürət artımında istifadə edilir. Əvvəllər TRM-in iş vaxtı
ucluqların konstruksiyasının istiyədavamlılıq tələbindən irəli gələrək zamana görə məhdud idi.
Lakin, 3-cü nəsil qırıcılardan başlayaraq bu məhdudiyyətlər aradan qaldırılmışdır. Forsaj zamanı
yanacaq sərfi nəzərəçarpacaq dərəcədə artır, forsaj kamerli TRM kommersiya aviasiyasında, Tu-
144 və uçuşları artıq kəsilən Konkord təyyarələri istisna olmaqla, praktiki olaraq tətbiq
olunmadılar.
Tənzimlənən ucluqlar.
Şək.23.4. F-16 təyyarəsinin İTRMF F-100 tənzimlənən ucluğu, çıxış layları maksimal açılmışdır.
Şək.23.5. AL-21 tənzimlənən ucluğu, tənzimlənən çıxış layları maksimal bağlıdır.
Reaktiv şırnağın axma sürəti mühərriklərin müxtəlif iş rejimlərində həm səs sürətinə qədər, həm
də səs sürətindən iti olan TRM tənzimlənən ucluqlarla təchiz edilir. Bu ucluqlar bir-birinə nəzərən
140
hərəkət edən, pilot və ya mühərrikin idarə edilməsinin avtomatik sisteminin komandası ilə ucluğun
həndəsi ölçülərini dəyişməyə imkan verən, bir qayda olaraq xüsusi hidravlik və ya mexaniki intiqal
ilə hərəkətə gətirilən çıxış layı adlandırılan uzun elementlərdən ibarətdir. Bu zaman mühərrikin
müxtəlif sürət və iş rejimlərində uçuş zamanı mühərrikin işini optimallaşdırmağa imkan verən
ucluğun kritik (ən dar) və çıxış kəsiklərinin ölçüləri dəyişir. Tənzimlənən ucluqlar əsasən hərbi
aviasiyada forsaj kamerli TRM və İTRM-də tətbiq edilir.
Dartqı vektoru ilə idarəetmə (DVİ)
Dartqı vektorunun kənara istiqamətləndirilməsi (DVKİ).
Şək.23.6. DVKİ ilə olan ucluğun kənara istiqamətləndirilən çıxış layları.
Şək.23.7. Şaquli qalxma və enməni yerinə yetirməyə imkan verən dönmə ucluqları olan
Rolls-Royce Pegasus İTRM. Harrier təyyarəsində quraşdırılır.
Bəzi İTRM-də xüsusi döndərici ucluqlar ucluqdan axan işçi cismin axınının mühərrikin oxuna
nəzərən meylləndirməyə imkan verir. DVKİ axının dönməsinə görə əlavə işin yerinə yetirilməsi ilə
mühərrikin dartqısının əlavə itkilərinə gətirib çıxarır və təyyarənin idarə edilməsini çətinləşdirir.
Lakin bu çatışmazlıqlar manevrliliyin artırılması, uçub qalxma və enmə zamanı, şaquli uçma və
enmə də daxil olmaqla, yolun qısaldılması hesabına tam kompensə edilir. DVKİ ancaq hərbi
aviasiyada istifadə edilir.
23.4. HRM-nin müxtəlif tiplərinin başqa aviamühərriklərlə müqayisəsi.
Reaktiv mühərriklərinin effektivliyini xüsusi impulsla — dartqının yanacağın saniyəlik sərfinə
nisbəti ilə qiymətləndirirlər. Bu göstərici həm də mühərrikin qənaətliyinin ölçüsüdür. Aşağıda
göstərilən diaqramda qrafiki formada Max ədədi formasında ifadə edilən uçuş sürətindən asılı olan
müxtəlif tip HRM-nin müxtəlif tipləri üçün bu göstəricinin yuxarı qiymətləri göstərilmişdir, bu da
hər tip mühərriklərin tətbiq sahəsini görməyə imkan verir.
141
Diaqramdan göründüyü kimi, xüsusi impulsa görə raket mühərrikləri (RM) nəzərəçarpacaq
dərəcədə HRM-nin bütün tiplərindən geri qalır. Bu onunla izah edilir ki, RM-nin yanacaq sərfinə
həm də HRM-nin atmosferdən götürdüyü oksidləşdirici də aid edilir, ona görə də RM-nin xüsusi
impulsu BYRM (bərk yanacaqlı raket mühərriki) üçün maksimum 270 san. və MRM (maye
yanacaqlı raket mühərriki) üçün isə 450 san. təşkil edir.
Hava vintli mühərriklərin spesifikasiyalarında dartqı və xüsusi impuls adətən göstərilmir. Bu
mühərriklər üçün xarakterik parametrlər dartqı deyil gücdür. Vint mühərriklərinin effektivliyini və
qənaətliliyini xarakterizə etmək üçün xüsusi yanacaq sərfi — yanacağın saatlıq sərfinin gücə olan
nisbəti istifadə edilir. Porşenli DYM-nin effektivliyini turbovintli mühərriklərlə müqayisə etmək
üçün bu tip mühərriklərin iki konkret nümunələri üçün bu parametrin qiymətini göstərmək olar:
- Porşenli mühərrik AШ-82 — 0.381 kq/a.q.saat,
- Turbovintli mühərrik (TVM) HK-12 — 0.158 kq/a.q.saat.
Beləliklə, turbovintli mühərrik (1 a.q. hesabı ilə) 2.5 dəfə porşenli mühərriklərdən qənaətcildir
və bu da HRM-nin porşenli mühərrikləri "böyük aviasiyadan" sıxışdırıb çıxarmağın əsas
səbəblərindən biri sayılır. Bundan başqa, HRM çəki xarakteristikalarına görə də porşenli
mühərrikləri kifayət qədər üstələyirlər.
Aviamühərriklərin çəki xarakteristikaları kimi, adətən bu göstəricilərdən istifadə edilir: xüsusi
güc — mühərrikin gücünün onun çəkisinə nisbəti (hava vintli mühərriklər üçün) və ya xüsusi dartqı
— dartqının mühərrikin çəkisinə olan nisbəti (HRM və raket mühərrikləri üçün). Aşağıdakı
cədvəldə müxtəlif tip bəzi aviasiya və raket mühərriklərinin müxtəlif tipləri üçün bu göstəricilər
göstərilmişdir.
Aviasiya və raket mühərriklərixüsusi çəki xarakteristikaları
Cədvəl 7
Mühərrikin
tipi
İşarəsi
Uçan aparat
Xüsusi
dartqı
(dartqı/çəki)
Xüsusi
güc,
kVt/kq
Porşenli DYM
AШ-82
Il-12, Il-14
*
1.46
TVM
НК-12
Tu-95, Tu-114, An-22
*
3.8
PHRM
Argus As-014
Təyyarə-mərmi V-1
3
Hibrid
Pratt &Whitney J58-P4
SR-71 Blackbird
5.3
TRM/DHRM
Turbopərli
GE90-1150B
Boeing 747
6.3
TRM
AL-31FP
Su-30
8.22
BYRM
Space Shuttle
Space Shuttle
daşıyıcısı
13.5
MRM
NK-33-1
Soyuz-2, Soyuz-2-3
128
* Vintli mühərriklər üçün bu göstərici verilmir.
YOXLAMA SUALLAR
1. Turboreaktiv tipli aviasiya mühərriklərinin (TRM) iş prinsipi necədir, necə təsnifatlandırılır
və hansı hissələrdən ibarətdir?
2. İkikonturlu turboreaktiv mühərrikin (İTRM) iş prinsipi necədir, hansı hissələrdən ibarətdir
və harada tətbiq edilir?
3. TRM və İTRM-nin effektivliyinin artırılmasının əlavə vasitələri hansılardır?
4. Tənzimlənən ucluqlarım iş prinsipi necədir və harada tətbiq edilir?
5. Dartqı vektoru ilə idarəetmənin (DVİ) hansı üstünlüyü var?
6. Dartqı vektorunun kənara istiqamətləndirilməsinin (DVKİ) iş prinsipi necədir və harada
tətbiq edilir?
7. HRM-nin müxtəlif tiplərinin başqa aviamühərriklərlə müqayisədə hansı üstünlükləri var?
Dostları ilə paylaş: |