Комментарии 178
Поскольку при сжигании керосина происходит расширение газов примерно в 27 раз, к тому же эти выхлопные газы будут изрядно разогреты, а значит дополнительно увеличены в объёме, то на второй вентилятор будет приходить намного больше энергии, чем тратит первый вентилятор.
Газ должен расширяться во все стороны и давить одинаково на оба вентилятора, разве нет?
вот для этого его и раскручивают перед зажиганием - чтобы давление внутреннего объема "трубы" на входной стороне (компрессор) было больше чем давление на выходной стороне (турбина) и дополнительный поток газов давил больше в нужном направлении (как вода скатывается с горки вниз даже при небольшом перепаде высот).
Всё верно. Тут решающее значение имеет форма обеих крыльчаток. По идеи, если лопатки не были выпуклой формы, то такой двигатель можно было бы завести в любую сторону.
Как я понимаю, работает за счёт того, что горение намного ближе к турбине и даже в ней
он "тормозит компрессор" меньше, чем раскручивает турбину. Грубо говоря - если у вас на весах слева 499кг, а справа 501кг, то суммарно на подвес давит тонна, но при этом чаши весов однозначно склонятся в сторону правой.
Если вместо чаш весов взять пластину, лежащую на шарнире и лить на нее воду (дуть газ) то небольшого усилия вначале - хватит для ее наклона и дальше весь поток будет отклоняться в нужную сторону.
(прямо как у сервопривода)
во все стороны и давить одинаково
А в прямоточном даже "вентилятора" на входе нет:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Прямоточный_воздушно-реактивный_двигатель
А ведь, есть ещё прямоточный реактивный внешнего сгорания. :-)
Но более интересен атомный прямоточный двигатель. Можно пускать воздух прямо сквозь активную зону!
Да, только этот воздух, посетивший активную зону будет выбрасываться наружу и как бы ... не только экологи будут недовольны :(
Не всё так просто
Не всё так просто. Если только нагревать воздух, эффективность будет очень низкой. Ведь сгорание жидкого топлива именно химически увеличивает объём газов. А именно количество газа. Это и даёт основной эффект.
(Хотя для повышения эффективности турбины в неё можно впрыскивать воду — так как раз делают в парогазовых установках)
И да, чтоб два раза не писать: так-то турбину сделать не сложно — Герон не соврёт. Сложно сделать её эффективной. Т.к. «наивная» конструкция даст КПД ниже паровоза.
Так что желаю удачи! Искренне! Это очень интересное дело. Жаль у меня нет столько свободного времени и друзей :)
Крылышки турбин имеют разный угол к плоскости, через которую идёт газ. Поэтому, выхлопным газам проще пройти через второй винт, немного раскрутив его.
То что вы описали справедливо только на сверхзвуковых скоростях (например в упоминаемом выше прямоточном двигателе). На дозвуковых, фронт давления распространяется со скоростью звука, ну и закон Бернули еще нужно учитывать.
Звук считается упругой деформацией воздуха. Частицы воздуха при прохождении звуковой волны не приобретают скорости. Их слегка толкает вначале в одну сторону, а затем обратно. В этом случае фронт давления распространяется со скоростью звука. Но если у Вас идет не волна (качнули вперед и сразу же настолько же назад) а переход от зоны низкого давления к зоне высокого давления, то этот перепад давлений разгоняет газ, в ходе разгона давление падает а у газа есть инерция делающая этот процесс не очень быстрым.
Возьмите трубку в которую вставлен поршень. Если мы начнем двигать поршень то он будет толкать перед собой воздух. Перед поршнем возникнет область повышенного давления, попадая в которую воздух будет разгоняться в сторону от поршня пока не сравняется по скорости с поршнем. То есть зона низкого давления p с неподвижным воздухом — некая переходная область где давление растет а воздух начинает двигаться от поршня — область постоянного высокого давления P где воздух движется со скоростью поршня. Фронт этой волны будет двигаться со скоростью поршня * (1 + p/P) а отнюдь не со скоростью звука. С горением похожая история только там «поршень» — это область горения.
"Пришла мне в голову идея создать турбореактивный мотоцикл. ... Но простого объяснения принципа работы такого двигателя я не нашёл. Везде рассказывается сложным техническим языком, зачастую понятным только инженеру. " Многообещающее начало :-))) А чего не адронный коллайдер взялись делать? :-) Нет, удачи, конечно!
Начало было другое - паровой мотоцикл. Так что автор вполне квалифицирован, чтобы взяться и за такой проект.
Лёха первый паровой двигатель так и делал -- наобум.
А потом, после практически провала всё таки прочитал теорию паровых машин и сделал всё как положено, и мотоцикл поехал.
Я очень не люблю тормозить чужие идеи, наоборот, всегда стремлюсь поддержать. Но в данном случае хочу сказать, что ГТД это ОЧЕНЬ сложно. Да, есть не единичные энтузиасты, которые делали свои ГТД. Но надо понимать, что это сильно сложнее паровой машины, которую Джеймс Уатт построил по наитию. Тут как минимум нужны газодинамические и тепловые расчёты. Про прочностные, ладно, забудем. И ещё это технологически весьма сложно. И ещё требования к материалам. В связи с этим и реакция на вводные слова :-)
вы это Негоде расскажите )
я думала, его никто не вспомнит
У Негоды стояла задача сделать такой двигатель, чтобы он просто какое-то время крутился и по возможности из него чем-нибудь дуло. Эту проблему решили ещё в сороковые. Если стоит задача сделать конкурентоспособный двигатель с приличной тягой, ресурсом, надежностью, с хорошими экономическими показателями, по наитию такое сделать невозможно. Только на твердой научной основе
Я считаю, что нужно достигать недостижимое и как в песне поётся - переступить запретную черту. Чем сложнее, тем интереснее. Или , как ещё говорится - Чем сильнее враг, тем слаще победа.
Ха-ха. Понимаю ваше чувство. Но, недавно этот самодельный двигатель уже заработал. Так что думаю дальше уж проще будет, а значит мотоцикл точно будет создан. А потом и про калайдер можно подумать. (шутка)
Но есть у них и минусы: большой расход топлива (относительно ДВС)
Как же так? КПД выше, а расход больше?
А дело в том, что у турбореактивных/турбовальных двигателей по сути нет режима «холостого хода». Т.е. под постоянной нагрузкой близкой к номинальной (т.е. «почти максимальной») они расходуют как раз меньше топлива, чем поршневой ДВС (турбина — тоже ДВС!) той же мощности. И потому, например, для лайнеров летающих 90-80% на номинале это то что нужно.
Но вот с переходными режимами, когда полная мощность не нужна — у них проблемы. КПД резко падает. Это двигатель который должен работать в режиме «минимум»/«номинал».
Именно поэтому для наземной техники он плохо подходит — т.к. для неё двигатель чаще всего должен работать как раз на не полную мощность.
Так что глубоко в теории сделать турбореактивный мотоцикл, конечно, можно. Но боюсь запас хода у него будет чуть ли не меньше, чем у парового!
Если так хочется сделать что-то имеющее отношение к турбореактивным машинам — лучше сделайте поршневой двигатель на цикле Брайтона. Это возможно: холодильники работают на его обратном варианте.
запас хода у него будет чуть ли не меньше, чем у парового
Решение: гибрид, который постоянно грузит турбину на 90%, заряжая аккумуляторы. Правда, в формат мотоцикла это может не поместиться ;)
Хотя не обязательно в мотоцикл ставить аккумуляторный блок от Теслы ;) Аккумуляторы в электробайках не очень большие.
Мощность типичного электробайка - 0.7 л.с, дальность поездки - 100 км. Варианты на 5 л.с. это прям уже считается overpowered и классифицируются во многих странах как мопеды. А для мотоцикла даже 12 лс это очень низкая мощность, у большинства будет 30 лс и более. Батарея соответственно нужна в разы больше, особенно если мы не хотим дальностью 100 км ограничиваться.
А насколько у него дорогой запуск? Может тогда получится в гибридном режиме его использовать для заряда батареи?
Про режимы работы, вы правильно подметили, но это не всё. Кпд реактивного двигателя ниже чем у ДВС. КПД ГТУ лежит в пределах 10-39%, а у поршневы-40-46%. И ещё это сильно зависит от исполнения. Чем больше турбина, тем КПД выше. Возьмём к примеру газотурбинный танк Абрамс. Его расход 1500 литров на 100 км. Как вам такое?
И цифры у вас очень странные. КПД поршневых — 20-25% «обычных» атмосферников и чуть за 30 всяких убер-форсированных-турбированных. (У паровозов 5-10%)
А турбины (на оптимальном режиме!) 40% выдают спокойно, 50-60 с «напрягом». С «напрягом» это либо сверхоптимизированные стационарные (и тут не в размере дело, а именно в сверхоптимизации — там ширина оптимальной зоны меньше процента от номинала), либо какие-то особо перспективные хитро рассчитанные.
Конечно, ваша самодельная турбина скорее всего даже до поршневого не дотянет, даже после нескольких итераций. Т.к. там методом проб и ошибок действовать не очень получиться. Нужен рассчёт хороший и точное изготовление.
А какой КПД у свободнопоршневого газогенератора с турбиной?
Т.е. под постоянной нагрузкой близкой к номинальной (т.е. «почти максимальной») они расходуют как раз меньше топлива, чем поршневой ДВС (турбина — тоже ДВС!) той же мощности.
нет, это не так. КПД ГТД, он же ТРД, конечно же, ниже, чему ДВС такой же мощности. НО! Есть еще такой очень важный для авиации фактор, как удельная мощность по весу, которая у турбин чуть ли не на порядок выше, чем у ДВС. А поскольку вес двигателей составляет значительную долю веса почти любого воздушного судна, то высокий вес самолетов с ДВС предполагает необходимость взять больше топлива для получения той же дальности и высоты, что с ТРД, а это ведет опять к необходимости повышения мощности движков и общего сухого и особенно взлетного веса самолета. В итоге мы вступаем в некий порочный весовой круг для самолетов с ДВС, похожий на такой у ракет с известной формулой Циолковского.
Близко к турбинам удельная мощность по весу только у современных электродвигателей на редкоземельных магнитах и некоторых других конструкций и двухтактные ДВС. Еще турбины менее чувствительны к низкому давлению на больших высотах, типичных для современных реактивных самолетов (10+км). ДВС, даже с наддувом, очень резко теряет в мощности, а турбина при этом просто сильнее раскручивается, и ее мощность падает, но не так критично, как у ДВС. Посему для низковысотных и среднемагистральных самолетов еще может иногда использоваться поршень, а для высотных возможен только ТРД без вариантов! Но не потому, что у него больше КПД, это не так!
там вроде ещё от размера есть зависимость. маленькие турбореактивные двигатели показывают худший кпд.
а на счёт работы на номинале... я вот понять не могу, почему в электрокары не встраивают генератор лошадок на 20? И батарею можно будет урезать в разы, и дальность поездки будет не ограничена(да будет ограничена крейсерская скорость... но нефиг летать против правил 110+ Почему 110, а не 130? потому, что знаки для повышения ограничения скорости официально в России нигде не определены
Так уже делают в некоторых электробилях. Но это оказалось не очень удобно: 20 лс — это всего 15кв минус потери на не очень эффективное преобразование в ток на месте. Те. на полную зарядку уходят часы тарахтения и на поддержание езды по городскому циклу не хватает. А на месте всё равно лучше зараяжаться от сети.
Т.е. 95% этот генератор — просто мёртвый груз. Нужен либо чистый электромобиль, либо полноценный гибрид.
20 лошадок — это очень мало. Как вы сами писали — эффективность падает. И для поршневых и для турбины.
типичный ДВС легкового автомобиля 4х цилиндровый 100 лошадей.
если мы отрежем зону макс мощноти, а посмотрим на зону макс эффективности там получится как раз около 20 лошадок на цилиндр. так что размерность для двс вполне нормальная.
и на поддержания езды по городскому циклу не хватает.
ford model t имел как раз 20л.с. и максималку 70 км/ч. Почему нам этих 20 л.с. не хватит для городского цикла? ну и 20 л.с. это я пальцем в небо ткнул. ну сделайте 30.
либо полноценный гибрид.
Вот мне непонятно почему гибриды тяготеют к повторению конструкции классического автомобиля с ДВС+электробустре, а не переходят на полностью электрическую трансмиссию. Это же позволит ДВС работать в режиме макс КПД и минимального износа.
ford model t имел как раз 20л.с. и максималку 70 км/ч.Он до неё разгонялся минуты и по прямой под горку. Так практиеская максималка у него была 40-50 км/ч. Сильно сомневаюсь, что кто-то согласится ездить с такой же динамикой как у Фрод Т
Вот мне непонятно почему гибриды тяготеют к повторению конструкции классического автомобиля с ДВС+электробустре, а не переходят на полностью электрическую трансмиссию.Электротрансмиссия — это довольно опасная и ненужная вещь. Т.е. зачем гонять туда-сюда амперы (со всеми рисками), когда мощность можно намного безопаснее и без потерь и дорогих толстых медных проводов подать напрямую на колёса?
Выгода у полноценной электротрансмисии на таком размере почти полностью съедается потерями на КПД преобразования туда-сюда, веса проводов и систем различных защит и охлаждений. Вот для карьерных самосвалах — там уже соотношения другие (там можно полноценный электрощитовой шкаф ставить) и там её вовсю используют.
Он до неё разгонялся минуты и по прямой под горку. Так практиеская максималка у него была 40-50 км/ч. Сильно сомневаюсь, что кто-то согласится ездить с такой же динамикой как у Фрод Т
Энергия для динамики берётся из аккумуляторов. ДВС нужен только для получения энергии на поддержание движения.
Т.е. зачем гонять туда-сюда амперы (со всеми рисками)
т.е. 400квт от батареи к моторам гонять это нормально.
100квт от зарядки нормально.
а 20 квт от генератора зашквар?
Выгода у полноценной электротрансмисии на таком размере почти полностью съедается потерями на КПД преобразования туда-сюда
Вроде кпд генератора\электродвигателя очень высокий.
т.е. 400квт от батареи к моторам гонять это нормально.
100квт от зарядки нормально.
а 20 квт от генератора зашквар?
тут немного в другом проблема
попробуйте на авто с таким приводом двс-генератор-колеса нажать газвпол, и как быстро он на режим выйдет, это прокатит разок — батарея вытянет, а когда батарея сядет?
вот, взять тепловоз, там как раз дгу-электродвигатели-колеса, там выход на режим может минуты достигать пока вся эта кочерга раскрутится… но там то не важно
а вот в авто внезапный провал мощности со 100л.с. до 20 может быть критическим, я так понимаю вы никогда не ездили на авто у которого проблемы с давлением у бензонасоса и провалы при разгоне? захватывающее приключение
попробуйте на авто с таким приводом двс-генератор-колеса нажать газвпол, и как быстро он на режим выйдет, это прокатит разок — батарея вытянет, а когда батарея сядет?
Допустим машина весит 1500кг. разгоняемся мы до 110км/ч (больше по пдд нельзя) тратим мы на это 200 ватт/часов (исходя из итоговой кинетической энергии)
Если у нас батарея на 10квт/ч, то мы можем повторить такие старты 50 раз.
силами трения\генерацией электричества я пренебрёг.
Если добавить рекуперавтиное торможение, то и больше чем на 50 раз хватит.
в авто внезапный провал мощности со 100л.с. до 20 может быть критическим
У чистой электрички этот провал до нуля, а не 20 л.с. и никто не парится.
Допустим машина весит 1500кг. разгоняемся мы до 110км/ч (больше по пдд нельзя) тратим мы на это 200 ватт/часов
и с каким ускорением? у меня если газпвол нажать то расход будет 40 литров на 100км, а если мееееедленно то 6-8л на 100км, у электромобилей также
У чистой электрички этот провал до нуля, а не 20 л.с. и никто не парится.
у чистой электрички он не внезапный, точно такойже 'провал' есть у ДВС когда топливо кончилось
но в случае с генератором — появляется некий элемент внезапности
и с каким ускорением? у меня если газпвол нажать то расход будет 40 литров на 100км, а если мееееедленно то 6-8л на 100км, у электромобилей также
Не будет. у тебя будет расход 40 литров если и тормоз в пол жать.
Я ехал пару тысяч км в одну сторону с целевой скоростью 130км/ч, а в другую 170. расход не отличался. Да это контринтуитивно, кажется что за счёт аэродинамики на 170 должно жрать больше, но я думаю тут дело в том, что на 130 ехать плохо-двигатель на 15% мощности работает. а 170 неоптимально из-за аэродинамики. наверняка при 170 жрало больше, но с учётом других факторов всё вышло на уровне погрешности.
и с каким ускорением?
кинетическая энергия не зависит от ускорения, значит с любым.
у чистой электрички он не внезапный, точно такойже 'провал' есть у ДВС когда топливо кончилось
что мешает сделать не внезапным у гибрида?
Я ехал пару тысяч км в одну сторону с целевой скоростью 130км/ч, а в другую 170. расход не отличался.
я когда ездилд в прошлом году на пару тысяч км, от скуки медитировал над показаниями показометра
если ехать 80кмч — расход 7 литров, 100кмч — 9 литров, 120- 9 литров 130-13, 150-15, 180 — 15-18л.
разница 130-170 очень существенная
что мешает сделать не внезапным у гибрида?
да собственно ничего, это особенность маленькой батареи из-за которой пробег на полной мощности, грубо говоря с 150км может внезапно сократится до 50км за пару старт-стопов
кинетическая энергия не зависит от ускорения, значит с любым.
да уж прямо. можно разогнаться до 150кмч за 5 часов, а можно за 9 секунд, и на это надо приложить разное количество энергии.
мы же про авто говорим, а не про физическую задачку про поезд из т.А в т.Б где этим можно принебречь
я ЖД вагон могу в одиночку до 1-2 кмч растолкать, значит ли то что тепловоз не нужен с его 3000+ л.с.?
если ехать 80кмч — расход 7 литров, 100кмч — 9 литров, 120- 9 литров 130-13, 150-15, 180 — 15-18л.разница 130-170 очень существенная
1)Вы измеряете мгновенное потребление. я же статистику, не везде можно было ехать 170. поэтому у вас разница больше.
2)у меня удельная мощность 1лс на 3кг, а у вас? это тому, что у вас скорее всего в меньшей степени проявлялся эффект падения КПД от использования длягателя на слишком низкой мощности.
да собственно ничего, это особенность маленькой батареи из-за которой пробег на полной мощности, грубо говоря с 150км может внезапно сократится до 50км за пару старт-стопов
Я давал цифры для расхода энергии на старт.
Если у вас за 2 старта сгорает 100км пробега, у вас что-то неисправно. т.к. 2 старта это 400ват энергии. Не учитывая рекуперацию на стопы.
у меня удельная мощность 1лс на 3кг, а у вас?
у вас мотоцикл?
у меня получается гдето 0,16л.с на 1кг (яж правильно посчитал? 250 л.с. на 1570кг)
т.к. 2 старта это 400ват энергии.
я не силен в формулах, но вы явно чтото не так считаете
400вт это 0,5л.с. это как на газонокосилке ездить
у вас мотоцикл?
да, считал с учётом груза и водителя
я не силен в формулах, но вы явно чтото не так считаете400вт это 0,5л.с. это как на газонокосилке ездить
вт/ч, не придирайтесь.
но 400вт/ч меня еще в большие сомнения вгоняет, на разгон до 150кмч вы затрачиваете меньше киловатта мощности?
я не могу продолжать объективно спорить т.к. сильно плаваю в цифрах теории, меня, как дилетанта, смущают общие крайне низкие цифры не сочетающиеся с там что я вижу в реальности
Всё просто. я же уже писал
Дано: машина 1500кг.
скорость после разгона 110км/ч (максимально разрешённая на дорогах России) почему 110, а не 130 я писал ранее.
Считаем кинетическую энергию машины после разгона (есть онлайн калькуляторы)
переводим в вт/ч, получаем чуть меньше 200вт/ч.(тоже есть онлайн калькуляторы)
КПД электродвигателя почти 100%, значит и из батареи мы забрали около 200вт/ч. Можно конечно считать потери на трение и аэродинамику, не 100% кпд... но тогда надо будет считать и сколько электроэнергии за это время выдаст генератор. и сколько мы получим на рекуперации(вы же не только разгоняетесь, но и тормозите). итоговый результат я уверен будет меньше 200вт/ч.
Основной расход идёт не на разгон, а на поддержание движения. Что подтверждается тем, что электромобили в городе чувствуют себя лучше чем на трассе, а бензиновые наоборот.
в случае с автомобилем, это время должно быть в диапазоне 8-17 секунд
вы упускаете время разгона, я думаю что реально достичь ваших показателей если время разгона будет минут 60-120,
Какое время разгона?
диапазоне 8-17 секунд
Ок. мы разогнались за 8 секунд.
кинетическая энергия автомобиля 200вт/ч.
кпд электродвигателя 90% значит
200 вт/ч из батареи перешло в кинетическую энергию автомобиля
20 вт/ч в тепло электродвигателя
итого 220вт/ч.
Вопрос: куда ещё делась энергия, если вы утверждаете, что из аккумулятора её ушло больше?
Вопрос: куда ещё делась энергия, если вы утверждаете, что из аккумулятора её ушло больше?
на разгон блин, ускорение
habr.com/ru/post/590297
вот куча формул
даже определение,1 л.с. — это мощность, затрачиваемая при вертикальном подъёме груза массой 75 кг со скоростью 1 м/с.
если скорость сделать 5 м/c то энергии будет затрачено БОЛЬШЕ, вопрос к вам — куда денется эта энергия? она не останется в грузе
даже определение,1 л.с. — это мощность, затрачиваемая при вертикальном подъёме груза массой 75 кг со скоростью 1 м/с.если скорость сделать 5 м/c то энергии будет затрачено БОЛЬШЕ
Вы путаете значение мощности(вт) и энергии(вт/ч).
Если поднимать со скоростью 5м/с то энергии будет затрачено ровно столько-же. а вот мощность да, будет в 5 раз больше. но т.к время будет в 5 раз меньше, то энергия останется той-же.
Я ехал пару тысяч км в одну сторону с целевой скоростью 130км/ч, а в другую 170. расход не отличался.
Что-то в этом случае не праильно посчитано. Сопротивления воздуха пропорционально квадрату скорости. Поэтом разница лобового сопротивления между 130 и 170 не тоже самое что и при 90 и 130. Если вы считали "средний" расход на большом расстоянии, то видимо это не у вас не средняя скорость на всём промежутке.
Это не средняя скорость. Это скорость с которой я старался двигаться. Естественно была куча мест где с такой скоростью двигаться было нельзя. Тем не менее разница дневного километража была значительной.
Я знаю что разница в лобовом сопротивлении значительна. Это-то меня и удивило. Я думал расход будет практически пропорционален лобовому сопротивлению, а оказалось нет. Другие факторы тоже значительны.
Энергия при движении на автомобиле тратится для преодоления лобового сопростивления и для разгона. Если ехать без резких ускорений, то расход будет меньше даже если скорость несколько выше. И еще на расход влияет выбор оптимального числа оборотов двигателя. Иногда на одной передаче для движения нужно держать 2.5 т. об/мин, а на следующей для тойже скорости только 2. В этом смысле машины с вариатором такой проблемы не имеют.
а не переходят на полностью электрическую трансмиссию. Это же позволит ДВС работать в режиме макс КПД и минимального износа.
Тойота первая вышла с HSD, и там в целом предусмотрена работа в "установившемся режиме" для уменьшения расхода и износа, наверно поэтому сейчас такой вариант популярнее, есть ещё "более" электрическая трансмиссия это видимо про e:HEV от Honda.
Без лошадиных сил от ДВС более тяжёлый и дорогой гибрид будет выдавать меньшую мощность, чем автомобиль на чистом ДВС.
Я думаю это могло бы сработать только если бы стоимость ДВС была бы минимальна, а ещё лучше он был бы съёмный, что кажется уже и делают .
Не очень понял, зачем вообще нужны вентиляторы. Если просто сжигать керосин в камере, сила выходящей струи будет меньше?
Это вы описали прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД) :-)
У каждого из ВРД свои зоны высот и скоростей, на которых он эффективен. Компрессор позволяет стартовать с нулевой скоростью, но ограничивает максимальную скорость. Чтобы работал компрессор, нужна турбина (второй вентилятор). ПВРД с нулевой скоростью стартовать не может, ему нужен напор на входе.
Тут смысл в том что мы нагреваем уже предварительно сжатый и нагретый этим сжатием газ — это позволяет собрать больше механической энергии с грамма сжигаемого топлива.
p.s. про прямоточный уже упомянули
Соотношение тяги сопла и компрессора сильно зависит от типа ВРД и может распределяться от 0/100% (турбовентиляторный) до 100/0% (ПВРД)
именно вентилятор создаёт бОльшую часть тяги
Это в турбовентиляторном:
Это уже модификация реактивного двигателя. Называется турбовентиляторный. Да, у них основную работу ( создаёт тягу) именно вентилятор. А как таковой Турбореактивный двигатель является просто силовой установкой вращающий этот вентилятор. Такой тип привода называется "Турбовальный" когда смысл не струю нагнать, а силовой вал вращать.
Вы абсолютно правы. Компрессор создает около 80% тяги. Реактивное сопло около 20%.
Связано это с разностью давлений перед и за компрессором.
Компрессор создаёт порядка 500% тяги - то есть сила, с которой компрессор "давит" на воздух, в пять раз превышает тягу двигателя. Но большинство этой тяги уравновешивается турбиной, которая "давит" на газ в обратную сторону. Разница между их тягой и составляет те самые ~80% от тяги двигателя, которые передаются с ротора через радиально-упорный подшипник на опору и далее на корпус двигателя.
Числа, естественно, могут сильно отличаться для разных двигателей, но порядок примерно такой. Для двухвальных двигателей всё будет ещё интереснее.
Вентилятора (компрессор) нужен для сжатия воздуха. Чем сильнее сжать воздух в камере сгорания - тем больше у него потенциал расшириться после нагрева. По сути, это аналог степени сжатия в поршневых двигателях. Попробуйте впрыснуть и поджечь топливо в ДВС без компрессии - давления на поршень будет недостаточно, чтобы ехать. Так и тут.
Собственно, ТРД в очень грубом приближении можно рассматривать как "непрерывный" поршневой двигатель. У поршневых двигателей каждый цилиндр успевает побыть и компрессором (такт сжатия), и камерой сгорания, и турбиной (такт рабочего хода), а у ТРД воздух перемещается из одного узла в другой, а узлы выполняют каждый свою функцию.
Надо бы нарисовать диаграмму, насколько там цикл близок к Карно
тогда скорее не поршневой, а двигатель ванкеля.
Само горение не будет возможно. Нужна подача воздуха (кислорода). И чем больше нам нужно выделить энергии, тем больше потребуется топлива и соответственно воздуха.
Чтобы что-то сжечь нам нужно запихнуть это в камеру сгорания.
Для керосина есть топливный насос.
Кислород же запихивается вентилятором на входе.
Вентилятор на выходе нужен чтобы крутить через вал вентилятор на входе.
Это определяется термодинамикой. Чтобы получить наибольшее количество энергии из расширяющегося от нагрева газа, его надо сначала сжать, причем сильно. Чем сильнее сжимается газ, тем выше в итоге КПД цикла. Так же как и в ДВС - двигатели с большей степенью сжатия более эффективны, чем с меньшей. Делались попытки сделать прямоточный двигатель без движущихся частей, чисто на аэродинамике, ещё в 30е годы: при М=0.5 сжатие получалось всего лишь в 1.2 раза - на грани хоть какой-то устойчивой работы, КПД как у паровоза. При M=0.8 сжатие почти 2 - уже можно создать существенную тягу и вполне себе летать, но расход топлива всё ещё неприличный. Для сравнения: в современных ТРДД сжатие больше 40, потому они гораздо эффективнее, чем поршневые.
Тем не менее, сделать высокоэффективный двигатель без движущихся частей возможно (их и делают!), но его применимость будет ограничена сверхзвуковыми скоростями. На сверхзвуке сама аэродинамика начинает нам помогать в этом. В сверхзвуковом потоке носовой обтекатель самолета порождает скачок уплотнения - конус, внутри которого давление значительно выше, чем перед ним. Уже примерно становится понятно... Если внутри скачка уплотнения всё ещё сверхзвук, то и остальные оказавшиеся там препятствия на пути воздуха тоже порождают свои скачки уплотнения, позади которых давление ещё выше. Воздухозаборник для сверхзвука имеет очень характерную форму - он скошенный, одна грань выступает дальше остальных. На этой грани возникает скачок уплотнения внутри того первого скачка. На противоположной грани, сдвинутой назад - ещё скачок. А ещё пара-тройка скачков уплотнения возникает уже внутри канала воздухозаборника. И поскольку они находятся каждый следующий внутри предыдущего, каждый сжимает воздух всё сильнее и сильнее... в итоге получаем очень приличное повышение давления чисто на аэромеханике. Ловкость рук и никакого мошенничества! Сжатие уже есть, значит компрессор становится необязательным, можно его выкинуть. Ну тогда и турбину можно выкинуть. Примерно при М>3 чистый прямоток становится эффективнее, чем ТРД. Одна маленькая проблемка - его сначала надо чем-то разогнать, с места он не запустится. Но для гиперзвукового оружия самое то, там старт или ракетой, или с какого-нибудь МиГ-31
при сжигании керосина происходит расширение газов примерно в 27 раз, к тому же эти выхлопные газы будут изрядно разогреты, а значит дополнительно увеличены в объёме
Заведомо ошибочная фраза.
Единственный компонент воздуха, который участвует в процессе сжигания керосина в значимых количествах - это кислород. Подавляющее количество выходных веществ от использованного в сжигании кислорода - это двуокись углерода, моноокись углерода и пары воды. При образовании двуокиси углерода из одной молекулы кислорода получается одна молекула - то есть никакого увеличения объёма нет в принципе. При образовании окиси углерода и воды из одной молекулы кислорода получается две молекулы - то есть объём увеличивается вдвое. Иными словами, увеличение объёма более чем вдвое - невозможно даже теоретически. И это ещё мы не учитываем, что кислорода в воздухе - всего лишь пятая часть.
Всё увеличение объёма - это результат термического расширения. Но чтобы получить 27-кратное увеличение объёма, результирующие газы должны иметь температуру заведомо более 4000 градусов, что явно не соответствует истине.
Так что тут Вы явно или что-то забываете, или пытаетесь говорить о расширении по сравнению с исходным объёмом не воздуха, а керосина. Но керосин в рабочую зону явно подаётся в виде жидкости, а не нагревается до перехода в газообразное состояние - так что и тут неувязка. Ну и следует учесть, что количество расходуемого на процесс горения воздуха многократно превосходит объём сжигаемого керосина, даже если пересчитать на его объём в газовом агрегатном состоянии - так что считать всё равно надо в основном по объёму воздуха.
В общем, Вы уж или чётко разъясните, что имеете в виду... или хотя бы вообще уберите эту более чем странную информацию.
При образовании двуокиси углерода из одной молекулы кислорода получается одна молекула - то есть никакого увеличения объёма нет в принципе.
По-первых, как вы получите из одной молекулы О_2 молекулу CO_2? Углерод добавить не забыли?
Во-вторых, считать объем в молекулах - это новое слово в физике. Объем измеряется в м^3, которое к количеству молекул имеет весьма опосредованное отношение и зависит от массы других факторов. В килограме льда и воды молекул ровно одинаково, но объем разный.
А-а-а-а-а-а-авогадро :)
"Закон Авогадро точно выполняется для идеального газа, а для реальных газов он является тем более точным, чем газ более разреженный." © wiki
Вы составьте уравнение горения из школьной химии за 9 класс.
CH4 + 2O2 -> СO2 + 2H2O
C5H12 + 8O2 -> 5CO2 + 6H20
C10H24 + 16O2 -> 10CO2 + 12H2O
Коэффициенты перед веществами можно приравнять к молям вещества. Для газообразных веществ 1 моль - 22,4 л. Но это неважно, как и было сказано ранее, нигде по коэффициентам не видно даже двукратного повышения объема. Зато важно в случае с вашим примером со льдом и водой - да, для твердых веществ объем зависит от плотности, а вот газы расширяются условно одинаково на моль вещества.
А керосин в вашем рассуждении куда делся? Его компоненты от компоненты при окислении в основном газифицировались.
По-моему, я вполне вменяемо всё описал - Вы просто не дочитали. Товарищ чётко пишет про расширение именно газов, а керосин в зону сгорания подаётся в жидком виде, единственный участвующий в процессе горения газ - это воздух.
Впрочем, это никак не влияет на расчёт - на процесс горения не может быть израсходовано кислорода больше, чем есть в воздухе, финальный объём газов при НУ не может превысить исходный объём более чем на 20% даже при условии, что 100% кислорода израсходовалось на сгорание и в конечном продукте есть только монооксид углерода и нет диоксида. Даже при таких теоретических условиях остальные 27/1,2=22,5 крат можно набрать только за счёт нагрева до где-то 5850 градусов (и это без учёта снижения ТКР газа при нагревании), что очевидно невозможно.
Как приятно, что здесь собрались такие высокоинтеллектуальные читатели. Очень приятно. Раз уж мы так углубились в данный вопрос, то действительно для ясности стоит уточнить. По скольку речь идёт про две крыльчатки, то имелось в виду количество газов проходящих через них. И в этом увеличении количества газов влияет многое. Например превращение керосина в пар, химическая реакция, и конечно тепловое расширение
По скольку речь идёт про две крыльчатки, то имелось в виду количество газов проходящих через них.
В таком случае прикидочный расчёт из предыдущего сообщения совершенно правилен.
Думаете иначе? Укажите, пожалуйста, что, по-Вашему, неверно либо некорректно.
Дополнительно не могу не указать, что процесс превращения керосина в пар - это процесс, который потребляет энергию, т.е. отбирает её у системы. Правда, на энергетический баланс брутто это в принципе никак не влияет.
Там ещё оксиды азота, вроде
Вот отличное объяснение принципа работы турбины.
Одно время когда я пытался разобраться в работе самолетных турбодвигателей, у меня возникли два основных вопроса. Статья, к сожалению, не отвечает ни на один из них. А мне кажется понимание этих двух вещей это основа понимания работы подобных двигателей. У меня для себя есть ответы на эти вопросы, но вот автору неплохо бы над ними поразмышлять.
Первый это почему избыточное давление в камере сгорания раскручивает турбину (а вместе с ней компрессор, а ещё и вентилятор, который создает бОльшую часть тяги!) когда давление вроде как одинаково давит во все стороны и следовательно силы раскручивания и сила противодействующая вращению жестко связанных между собой компрессора и турбины (как минимум на первый взгляд!) должны компенсировать друг друга. На самом деле это не так, но схема с двумя одинаковыми вентиляторами это не проясняет, а только больше запутывает.
Второй это зачем нужна такая сложная конструкция если мы просто жжем керосин. Почему сжигание керосина в ТРД даёт намного большую эффективность чем если бы мы его просто сожгли на открытом воздухе.
Почему сжигание керосина в ТРД даёт намного большую эффективность чем если бы мы его просто сожгли на открытом воздухе.
Если просто сжечь керосин - он просто сгорит ;) КПД ТРД, как и любого теплового двигателя, зависит от разности температур между горячей и холодной зоной. В ТРД горячая зона - действительно горячая. В отличие от ДВС.
К этому ещё добавлю, что есть разница, в каких условиях сжигается топливо. Если вы будите смотреть на горящие дрова, они будут слабо светить и слабо греть, а возможно ещё и коптить. А если начнете раздумать вентилятором, то копоть пропадёт, температура повысится, как и светимость. Но если вы ещё будете раздумать костёр в сосуде под большим давлением, То все эти параметры ещё вырастут в разы. По этому в турбинах ставят много крыльчаток последовательно друг за другом, что бы максимально возможно поднять давление в камере сгорания.
Отвечая на ваш первый вопрос про вращение турбины, хотя газы давят во все стороны одинаково, ответ очень прост. Всё дело в конструкции и форме лопаток. Даже если в стоячем состоянии, в пространство между двумя вентиляторами каким то компрессором нагонять воздух, вал всё равно будет крутиться в определённую сторону. Вспомните ветроизмерительный флюгер. Его лопасти сделаны чашечками и по этому он всегда крутится в одну сторону, с какой стороны ветер бы не дул.
2)потому что рост энтропии обратно пропорционален температуре нагрева и, следовательно давлению при постоянном объёме. Т.е. чем более сжатый и нагретый газ мы греем — тем больше мы потом с него сможем «снять» механической энергии при его расширении в то состояние, которе было до нагрева (но не до сжатия). Сложно. Да. Но вот так.
Потому что крутить компрессор ему мешает давление компрессируемого
воздуха. А турбина наборот — отсасывает и создаёт разряжение давления.
При таком объяснении у читателя может возникнуть путаница. Ведь давление после компрессора в начале камеры сгорания и в конце камеры сгорания перед турбиной примерно одинаковое. Горение в камере сгорания современных двигателей происходит при постоянном давлении.
Турбина ничего не отсасывает. Турбина крутится от давления газов, приходящих из камеры сгорания.
Скорее всего ГТД не имеет шанса запуститься без предварительного раскручивания вообще, кислорода в камере сгорания не хватит. Для запуска необходимо не просто раскручивание, а он должен набрать определенное давление.
По первому вопросу уже несколько раз ответили в комментах. Коротко - форма камеры сгорания и разная характеристики крыльчаток задают путь для выхода по пути наименьшего сопротивления.
Со вторым вроде все совсем просто. больше давление => больше воздуха => больше керосина можно сжечь => больше энергии => повторять до достижения предела системы.
Если я неправильно понял и просто имелось в виду, что без ответа на эти вопросы статья не полная, то я с вами согласен полность.
На первый. Когда выполняется запуск ТРД, сначала стартер раскручивает его вхолостую (вхолодную) до того момента, когда компрессором создан достаточный подпор давления перед камерой сгорания. Затем в камеру сгорания подается (с мелким распылением) и поджигается топливо. Поскольку компрессор создает в КС со своей стороны избыточное давление, которое тем выше, чем выше обороты двигателя, то обратный ход продуктов горения становится невозможен, и они угодят в газосборник и в турбину, раскручивая ее и общий вал с компрессором и вентилятором. Степень сжатия в современном компрессоре где-то уже близка к 30 (по-моему, порядка 26 была у НК-32). При таких условиях прорыв выхлопных газов назад в компрессор просто невозможен.
(Возможен, конечно, но говорить про помпаж, наверное, не надо)
когда давление вроде как одинаково давит во все стороны
Казалось бы, как может работать паяльная лампа, у неё нет ни компрессора и ничего такого что заставляет воздух внутри неё двигаться в сторону сопла. Ответ -- разница температур на входе и выходе.
Кто разжигал хоть раз подобую лампу знает: пока не нагреется-- не работает. Но когда разгонится горячие газы из неё вылетают с довольно большой скоростью.
Примерно такой и будет двигатель у Лёхи. Труба с охладителем и форсункой. Выход трубы дует в горячую часть турбины, турбина раскручивает компрессор и он загоняет в холодную часть воздух. Система сама себя разгоняет пока есть топливо.
Пример с паяльной лампой в данном случае не очень подходит. Так как это больше походит на прямоточный двигатель. Дело в том, что в паяльной лампе силу потока создает само топливо, которое под давлением вылетает из форсунки с большой скоростью. И сила такого потока, в данном случае, больше зависит от давления в сосуде бензином, иными словами, давления топлива на форсунке.
Вот только паяльная лампа не является реактивным двигателем
то есть если поставить на машинку\лодочку - то она не сдвинется с места ?
(я не говорю про КПД)
Вот только паяльная лампа не является реактивным двигателем
Та, которая на картинке -- самый настоящий, только без сопла Лаваля. И я теперь уверен, что вы её ни разу не раскочегаривали.
В интернетах много разборов почему нет. И да, моя ошибка в том, что даже выплескивая жидкое топливо струей мы получим реактивный двигатель. Разница эжекционной горелки и турбореактивного двигателя в том, что первая при поджигании не даст прироста тяги относительно струи топлива.
Опять турбореактивный путаете с чисто реактивным.
Никакая форсунка на окрытом воздухе не способна дать полное сгорание без дополнительного воздуха. Как раз горелка паяльной лампы и явлется такой. Воздух легче выходит из более широкой части затягивая холодный с узкой части, возникает разница в давлении.
Вспышка топливной смеси выталкивает горячие газы, разрежение в горелке снова затягивает новую порцию свежей смеси, вспышка и всё по новой. Работа паяльной лампы на полном ходу издаёт совсем неприличный рёв реактивного двигателя.
Посмотрите на цвет полного сгорания ( без копоти ), его без дополнительного воздуха не достичь.
Воздушно-реактивный двигатель (ВРД), реактивный двигатель, в котором для сжигания горючего используется кислород, содержащийся в атмосферном воздухе. ВРД приводит в движение летательные аппараты (самолёты, вертолёты, самолёты-снаряды). Сила тяги в ВРД возникает в результате истечения рабочих газов из реактивного сопла. Для получения большой скорости истечения газов из сопла воздух, поступающий в камеру сгорания ВРД, подвергается сжатию. В зависимости от способа сжатия воздуха ВРД делятся на турбокомпрессорные (ТРД), пульсирующие (ПуВРД) и прямоточные (ПВРД).
Так что паяльная лампа классическая на бензине и есть ПВРД.
Понятно, что КПД у данного ПВРД мизерный (как впрочем и у всех дозвуковых ПВРД), но принцип действия и конструкция соответствует.
Казалось бы, как может работать паяльная лампа... Ответ -- разница температур на входе и выходе.
Вы заблуждаетесь, в паяльных лампах и прумусах жидкое топливо проходит через ёмкость или трубку находящуюся в непосредственном контакте с пламенем в зоне горения. От высокой температуры топливо испаряется и этот пар выходит из форсунки и горит. Так что паяльная лампа работает за счёт давления испарившегося топлива, а не за счёт перепада температур.
На картинке, синяя стрелка, это жидкое топливо, попадающее в ёмкость в зоне горения, где нагревается и испаряется становясь жёлтой стрелкой, пар по трубочке идёт к форсунке, где под давлением выходит и воспламеняется (красные полосочки). Форсунка работает как реактивное сопло, задавая высокую скорость движения паров в определённом направлении. Серые стрелки показывают как в систему затягивается внешний воздух, необходимый для горения паров топлива.
Почему сжигание керосина в ТРД даёт намного большую эффективность чем если бы мы его просто сожгли на открытом воздухе.
вот скажите, вы когда керосин сжигаете - вы сразу получаете раскрученный пропеллер ? или воздух от горелки тут же устремляется в нужную сторону в больших объемах? (а не просто нагрел немного воздуха вокруг себя и он медленно и печально поднимается вверх под действием силы архимеда)
В итоге эта система вращающихся крыльчаток раскручивается до огромных скоростей: 100 и даже 200 тысяч оборотов в минуту в зависимости от размеров турбины.
Такие скорости вращения в ТРД никогда не достигаются - обычно до 30 тысяч. Все, что больше 50 тысяч - это уже полноценный гироскоп. К тому же для скоростей вращения, близких к 100 тысячам требуются уже графитовые подшипники. А 200 тысяч, как мне кажется - недостижимая мечта.
Чем меньше турбина тем выше максимальные обороты. Например, колибри (как у Негоды) может как раз до 200к раскручиваться. https://turbojet-micro.com/product/lambert-t15-kolibri-микро-трд-колибри-15n/
Ну тут вы ошибаетесь. Турбины на простых авто запросто крутят 200 000 об/мин. И там, как и на большинстве турбин турбонаддува, просто двойной подшипник масленого клина. А предельная скорость считается 300 000, дальше просто идёт разрушающий эффект "помпаж"
В малоразмерных гтд запросто и 100 и 200 тыс (погуглите те же Jetcat). Там как раз применяются подшипники с керамическими шариками без сепараторов, правда ресурс 25 часов :)
В пылесосе около 80 тысяч
Поскольку при сжигании керосина происходит расширение газов примерно в 27 раз
Откуда вы взяли эту величину?
Первый вентилятор (нагнетающий воздух) называется турбокомпрессором и порой состоит из десятка последовательно расположенных крыльчаток для создания необходимого давления. А второй вентилятор называется силовой турбиной.
Совершенно не обязательно крыльчаток будет десяток. Если вы посмотрите например на двигатель ВК-1 - то увидите, что диск компрессора там один, но центробежный. Такой вариант несколько сокращает длину и массу, но снижает КПД и увеличивает диаметр, поэтому от них отказались.
Отмечу также, что в авиационных двигателях термин турбокомпрессор не применятся - только компрессор. Аналогично - не силовая турбина, а просто турбина. Это даже из вашего определения видно: там упомянуто соединение с коленчатым валом, который в турбореактивном двигателе отсутствует.
Так для постоянной работы турбовинтового двигателя в номинальном режиме, прямой путь к гибриду (Тойота приус)
А вы точно хотите турбоРЕАКТИВНЫЙ делать? А то может всё-таки турбовальный?) Как специалист по ГТД сочувствую и желаю удачи
Понимаю, о чём вы говорите. Согласен, турбовальный привод будет куда уместнее на мотоцикле, но тогда пропадёт сам принцип реактивности. Толкаться будем колесом, а не реактивной струёй. А хочется именно драйва. Что бы грохот был, пыль стояла и траву ветром вырывало.
Автор, попробуйте сами перейти по ссылкам на определения "турбокомпрессор" и "силовая турбина". Попробуйте прочитать что там написано и поймёте свои проблемы с терминологией. Про ваше понимание термодинамического процесса ничего говорить не буду, нужно искать Кулагина и раскладывать выдержки оттуда. Вкратце: если вы нагреете сжатый газ, при его расширении вы получите больше работы, чем затратили на его сжатие. На валу работает баланс мощности между турбиной и компрессором, а вот эту самую разницу в работе вы и пытаетесь использовать в движителе.
а можно простыми словами объяснить почему это расширение в 27 раз не давит в другую сторону, что тут работает как клапан или стенка? Я могу понять почему взрыв петарды в банке толкает ее вверх, а тут где то самое дно банки.
Чуть выше как раз этот вопрос разбирали. Цитирую: Коротко - форма камеры сгорания и разная характеристики крыльчаток задают путь для выхода по пути наименьшего сопротивления.
если бы дело было только в форме - то его можно было бы включать без раскрутки
Если вы каким то образом создадите давление в камере сгорания, то крыльчатки двигателя раскрутится сами и двигатель скажем так, заведётся сам.
хм ... то есть - их можно запускать и без раскрутки турбины ? поджигай форсунку, расширение горячего газа сделает все остальное ?
Не совсем так. Нужно создавать давление постоянно, некоторое время. Если просто подожгёте куросин, турбина просто дёрнется и всё. Весь воздух выгарет и кислорода не будет. Вот и получается, что крыльчатку раскручивать, это самый простой способ. Но, я видел реактивный двигатель который не нужно раскручивать электродвигателем. В камеру сгорания там сперва подаётся перикесь водорода, и когда турбина наберёт необходимые обороты, уже подаётся керосин. Но, это дорогая штука. И ещё придётся возить баллон с перикесью.
а попробуйте сами проделать опыт - взять два источника воды, один лить на поверхность сверху (горение топлива), а второй - лить немного сбоку (компрессор), и посмотреть - насколько сильно вода будет литься в сторону "против компрессора"
Потому что вал крутится и компрессор гонит воздух в камеру сгорания. Получается самоподдерживающийся процесс - компрессор гонит воздух в камеру сгорания, создавая повышенное давление перед ней. Горячий газ оттуда вытекает в турбину, раскручивая её и компрессор, который сидит на одном валу с турбиной. Компрессор... и так пока топливо поступает.
А вот если попытаться запустить двигатель с остановленным ротором - ничего не получится, воздух действительно будет равномерно давить во все стороны и запуска не случится.
Турбореактивный мотоцикл без форсажной камеры - деньги на ветер.
Что-то смутно знакомое...
Такими темпами, лет через десять на Хабре будут статьи про запуск самодельного спутника на самодельной ракете
с радостью бы почитал)
«Запуск пикоспутника из китайского айфона купленного на Авито, с системой питания из переделанного портативного повербанка с солнечной батареей найденного в гараже, с системой ориентирования на телефонных вибромоторах валяющихся в ящике стола, запускаемой на карамельной многоступенчатой ракете изготовленной из канализационных труб армированных углепластиком и карбоном, под управлением ESP32 с прошивкой на Python. Также рассматривается вопрос, какие разрешительные документы нужны для запуска спутника на НОО, чтоб космонавты не забрали вас в Роскосмос. Ссылки на Гитхаб прилагаются.» :)
Chrysler в 60-х годах делала газотурбинные автомобили. К сожалению, до ума их не допилили и идею забросили — зря, имхо интересно получалось, даже систему выхлопа продумали для снижения шума. С современными технологиями вполне могло бы взлететь.
Газотурбинный двигатель намного сложнее и соответственно дороже поршневого той же мощности, к тому же имеет меньший КПД. Его единственный плюс - в большем соотношении мощность/масса.
Меньшая масса (а так же размеры) - не единственный плюс. ГТД конструктивно намного проще и потому в разы надежнее и реже требуют обслуживание что тоже важно для авиации. КПД в оптимальном режиме у ГТД тоже выше чем даже у дизеля. Он сложнее в изготовлении (и потому может стоить дороже) и плохо работает на неполной мощности (а для автомобилей это основной режим работы).
КПД точно не выше. Даже на очень больших ГТУ, КПД не доходит до 40%. А обычный бензиновый ДВС, уже 48%. А уж дизель, ещё эффективнее.
Большие ГТУ используются в смешанных циклах где общий КПД превышает 55% (рекорд на промышленном объекте - 62%). В современных авиационных двигателях тепловой КПД около 50%. У реальных современных бензиновых ДВС КПД составляет около 30-36%, у реальных дизелей 45%. Теоретически у дизеля до 60% может быть, прототипы есть, да. Но у реально используемых в автомобилях двигателей все не так хорошо. Даже на Приусах куда Тойота специально всобачила максимально эффективный двигатель на цикле Аткинсона КДП около 40% (с надеждой достичь 45% в следующих поколениях).
Он был капризен к топливу и требовал систему для понижения оборотов от двигателя на колесо.
Концепт интересный, но точно в массы не пошел бы.
Почему не роторный? Ресурс ниже конечно. Почему не ионный?
Ну вообще идея не нова - см. MTT_Turbine_Superbike. Заодно в пробке можно соседям плавить пластик на машинах
Любителям турбореактивной тяги будет очень интересен канал Игоря Негоды (токарь-фрезеровщик из Ростова-на-Дону с "золотыми" руками). Он сам делал турбореактивные двигатели, оживлял б/у двигатели, делал RC самолёты с реактивными двигателями, делал велосипед с реактивным двигателем, ставил турбореактивный двигатель на "бумер" и т.д. и т.п.
Технический уровень даже не для "Мурзилки", а для "Весёлых картинок". Объявлен, но не объяснён (видно из комментариев) даже базовый принцип - и только. Видимо, это должно было стать "лайкососом" в тиктоковской манере "продолжение в следующем посте" - но лучше уж не надо.
Смысл был объяснить максимально просто, что бы точно было понятно. Если вдаваться во все нюансы, уже будет сложно.
ну, так ничего же не объяснено? Почему турбореактивный, чем он лучше других? Почему выхлоп идёт именно назад и крутит турбину, а не бьётся об компрессор?
Какие бывают турбореактивные? Почему бывает центробежный компрессор, но не бывает аналогичной турбины? Или бывает?
Весь пост - это весёлая картинка со стрелочками "здесь горячо, здесь крутится". Только что стрелочки убраны и надписи смещены вниз и составили пост.
Но, как это у Жванецкого: "Будет нормальный человек писать в газету, что ему хорошо? Нормальный не будет... а умный - будет". Публикация поста добавляет в карму практически всегда. Потому, если не умеешь написать хороший пост - нужно по тик-токовски написать кусочек, потом, в другом посте ещё кусочек... Птичка по зёрнышку клюёт, да весь двор загадила сыта бывает.
Цель этого поста, максимально просто объяснить принцип работы ТРД. Что бы было понятно всем. Если вдаваться в подробности и ответить в посте на все вопросы, которые заданы тут в комментариях, это точно уже не будет простое объяснение. Я сам работаю на электростанции, где как раз используются огромные ГТУ. И тонкостей и всяких нюансов огромное множество. Чем дальше разбираешься, тем больше возникает вопросов.
Но лично вам отвечу на ваш вопрос, "почему пламя выходит через силовую турбину, а не через компрессор". Не смотря на то, что турбокомпрессор состоит из большого количества отдельных крыльчаток, итоговая площадь кольца воздуха , выходящего с компрессора намного меньше чем рабочая площадь силовой турбины. По этому газам проще уйти по пути наименьшего сопротивления, а именно через силовую турбину. И даже если на стоячей турбине, каким то образом просто подать большое количество воздуха в камеру сгорания, то она всё равно начнёт раскручиваться в нужную сторону. Весь секрет в конструктивной разницы компрессора и силовой турбины. На своих схемах я нарисовал их полностью одинаковыми, что конечно не правильно, но смысл был объяснить общую физику, не углубляясь в подробности.
Как работает турбореактивный двигатель