Sekotāji

pirmdiena, 2017. gada 10. jūlijs

Aviācija ,dzinēji-I.

ASV sākot no 2007 gada taktiskā-bumvedēja JSF programas ietveros noritēja divu tehniski atšķirīgu dzinēju radīšanu. Veicamo darbu apjoms atdūrās pret finansējuma slieksni kā rezultātā  tehniski sarežģītākā dzinēja konstruēšanu slēdza. Kaujas aviācijā izmantojamie dzinēji tiek dalīti divās lielās grupās -vienas un divu plūsmu, kontūru*. Abu grupu pretstati ilustrējami  ar Atar 9C-M53P2 *un F100/-110 darbina attiecigi iznīcinātāju Mirage-2000 un F-16/-15 modeļus.  Karai dzinēju paaudzei ir savas priekšrocības ,bet vairums 4P moderno militāro un civilo lidaparātu izmanto divplūsmas-kontūru dzinējus. Risinājums sniedz paaugstinātu degvielas ekonomiju līdzskaņas ātrumos ,bet to zaudē virskaņas režīmos. Kaujaslidmašinām 98% lidojuma laika norit līdzskaņas režīmā. Degvielas patēriņš ir galvenais iemesls kapeic 4P iznīcinātāju-forsāžas virskaņas režīmi aprobežojas ar 25s-60smaksimumiem.  Tehniski, dzinēji sastop paaugstinātu gaisa pretestību ko izraisa otrais kontūrs. Objektīvi ,divkontūru dzinēju adekvātas ekonomijas slieksnis ir M-1,6. Virskaņā divplūsmu dzinēji paspēlē degvielas ekonomijā vienplūsmas. Trūkums, forsāžas režīma izmantošana izraisa dzinēja starpremonta resursa soļa* strauju sarukumu -eksploatācijas izdevumi. Kaujas aviācijā līdzīgi kā civilajā, dominē līdzskaņas M=085-09  ātrumi. Divkontūru dzinēju degvielas ekonomijas spicē atrodas civilā aviācijā izmantotie risinājumi. F-35 izstrādātais F135 dzinējs ietver civilos patapinājumus. F-35 konstrukcijas frontāli -''tusnīgā'' forma ir  F135 dzinēju un ieroču kravas telpas izraisīta. Lielformāta ,pirmās pakāpes- ventilātori un zemspiediena- augspiediena kompresijas  sekciju skaits ļauj uzlabot kopējo gaisa caurteces apjomu turbīnā. Bagātinot degvielas-gaisa maisijumu izdodas samazinot degvielas klātbūtni maisijumā no 1/3 līdz 1/4-ekonomija !  Piemēram , gaisa caurteces atšķirība : vienkontūra dzinējā Atar-9C-68kg/s ar minimālu otro kontūru apveltītam  M53P2 -94 kg/s , bet izteiktam divkontūru F110-115 kg/s. Dzinēju vilkmes un degvielas efektivitātes ceļā bez gaisa caurplūdes apjomiem stāv temperatūras problēma. Veidojot 3 sastāvdaļas: gaisa caurteces apjoms -degvielas-gaisa  maisijuma sadegšanas temperatūra un dzinēja resurs. Trijām sadaļām veidojot savstarpēji atkarīgu-sistēmu.  Lielāka t*- turbīnā , jo lielāka lietderība ,bet izraisa dzinēja resura sarukumu. Temperatūras sarukums samazina degšanas lietderību, kritumu daļēji kompensējot ar skābekļa-gaisa caurplūdes apjomu. Katrā uzlabojumu solī  sniedzot nelielu no 2% līdz 7% degvielas patēriņa sarukumu. Temperatūras problēma, vienkontūra dzinējos pirmsturbīnas t*-1080*C , bet divkontūru-1350/1400*C .  Materjāli , divkontūru dzinēju turbīnās pārsniedzot lāpstiņās izmantotā sakausējuma t*-noturības robežu. Lielgabarītu F135 dzinēju* ventilātora 1,09 m diametrs un kompresijas pakāpju skaita uzlabotie gaisa caurteces rādītāji izraisa vilkmes pieaugumu. Radot nepieciešamo vilkmes apjomu virskaņas bezforsāžas kreisēšanai * , saistas ar F-22.   Dzinējam F135 izraisot F-35 konstrukcijā airodinamiskās ''blaknes'', risinājums sniedz ilglaicīgas eksploatācijas priekšrocības*. Augušais vilkmes maksimums un degvielas ekonomija  ļauj  F-35 uzrādīt F-16/-15 kinētiskos un sniedzamības raksturlielumus neskatoties uz konstrukcijas 2x frontālās pretestības laukuma pieaugumu !

M53P2*-  ir Atar 9C vienkontūra dzinēja pilnveidotākais modelis ar nelielu otrā kontūra klātbūtni. Izceļas ar sevišķu noturību un drošibu.

starpremonta resursa soļa* - forsāžas izmantošana samazina dzinēja resursu : 25s-60s forsāžas laika tiek uzskaitīts kā -1h/resursa.  Dzinējiem starpremonta resurs solis atkarībā no valsts un dzinēja modeļa svārstās no 150h līdz 500h. Vienas kaujas missijas ietvaros var notikt no 2 līdz 4 forsāžas aktivizācijas:  X-lidojuma stundas +3-4h forsāžas radīta resursa=  pieņemsim 5/6h. Tātad 2  kaujas lidojumi dienā =10h/ dzinēja resursa. 30d/n  x aktīva 2 kaujas lidojumi dienā= sasniedzot maksimumu-300h/dzinēja resursa.

vienas un  divu plūsmu konturu dzinējos*- tehniski , shematiski skatot, atšķirību veido  tikai nianses - ārējā ventilātora un iekšējā turbīnā dominējošās plūsmas un sadales principa apjoms.....   Militārā aplikācijā vienkontūra-Turbojet- plūsmā dominējošais ir turbīnas kontūrs, bet divkontūru -Turbofan-gadijumā nosacīta dominante ir otrā kontūra pārplūdei . Uzlabojot turbīnas kopējo gaisa caurplūsmu. Civilā aplikācijā, divkontūru -dominē otrais kontūrs, bet reaktīvā turbīna-serde veic palīgfunkciju. Otrais kontūrs ir aukstais ,bet pirmais turbīnas-karstais. Klasisks divkontūru dzinēja piemērs saistas ar ''Harrier'' lidaparātiem. Pirmais ,turbīnas-karstā kontūra izplūdes sprauslas atrodas aizmugurē ,bet otrā,aukstā kontūra-ventilātora ģenerētā gaisa plūsma novirzās uz priekšējām sprauslām un spārnos izvietotiem balansieriem.

virskaņas bezforsāžas kreisēšani*- kaujas sadursmei svarīga tehniska īpašiba-kinētikas ''šķēpmetēja'' pārsvars . To panākot ar diviem risinājumiem: konstruējot atbilstošu lidaparātu ar speciāliem dzinējiem vai kompleksi optimizējot planiera-dzinēja risinājumu. Pirmais gadijums ASV F-22 ar F119 un F35 ar no F119 atvasināto F135 dzinēju. Otrais Eiropā:  EF-2000''Taifun'' un EJ200,  JAS39E/F dzinējs F414. Konstruktoriem panākot vēlamo ar dažādiem risinājumiem sabalansējot 3 raksturlielumus: airodinamiskās pretestības laukums- konstrukcijas svars-vilkmes lielums. Bezforsāžas virskaņas kreisējums: F35 -M1.2 līdz 2min.,  JAS39E/F- M1,3 līdz 3min., EF-2000-M 1,5 līdz 7 min. , F-22-M1,8  līdz 15 min.-700km.

eksploatācijas priekšrocības*- pārspīlēts apgalvojums: F100/-110 un Al-31/41 - dzinēju resurs: 3000h, kapitālremonta starpsolis 1000h/1500h pretstatam F135 pateicoties otrā kontūra lielai gaisa caurplūdei kapo bez kapitālremonta ar dzinēja  resursu 6000/8000h*. Finansu izteiksmē: F100/-110 iegādē -3,5-4 milj.$  pretstatam F135-19 milj.$. Lidaparāts neskatoties uz uzlabojumiem pēc ASV valsts fin. kancelejas sniegtiem datiem eksploatācijas izdevumos par 79%  pārspēs aizstājamos lidaparātus. Ierindas eksploatācijā,  F-35 gadā nodrošinot 250h/lidojuma iepretim F-16 C/D-319h/lidojuma. Īsumā, lidaparāta eksplaotācijas h/lidojuma izmaksas pieaug  par 79% ,bet  veicamo lidojumu skaits sarūk .Pretēji apgalvojumiem, analogu  eksploatācijas rādītāju sasniegšanai nepieciešams par 50% lielāku līdzekļu patēriņš.

6000/8000h*-līdzvērtīgs lidmašīnas planiera resursam: 1:1

Nav komentāru:

Komentāra publicēšana