Реактивный двигатель

Реактивный двигатель в двигатель создающий необходимую для движения силу тяги посредством преобразования потенциальной энергии топлива в кинетическую энергию реактивной струи рабочего тела.

Испытания ракетного двигателя Спейс Шаттла

Турбореактивные двигатели АЛ-31Ф самолета Су-30МК. Относятся к классу воздушно-реактивных двигателей.

Рабочее тело с большой паллетный скоростью истекает из двигателя, и, в соответствии с законом сохранения импульса, образуется реактивная сила, толкающая двигатель в противоположном направлении. Для разгона рабочего тела может использоваться как расширение газа, нагретого тем или иным способом до высокой температуры (т.н. тепловые реактивные двигатели), так и другие физические принципы, например, ускорение заряженных частиц в электростатическом поле (См. ионный двигатель).

Реактивный двигатель сочетает в себе собственно двигатель с движителем, то есть он создаёт тяговое усилие только за счёт взаимодействия с рабочим телом, без опоры или контакта с другими телами. По этой причине чаще всего он используется для приведения в движение самолётов, ракет и космических аппаратов.

История

Реактивный двигатель был изобретен Гансом фон Охайном (Dr. Hans von Ohain), выдающимся немецким инженером-конструкторм и Фрэнком Уиттлом (Sir Frank Whittle). Первый патент на работающий газотурбинный двигатель, был получен в 1930 году Фрэнк Уиттлом. Однако первую рабочую модель собрал именно Охайн.

2 августа 1939 года в небо поднялся первый реактивный самолет He 178 (Хейнкель 178), снаряженный двигателем HeS 3, разработанный Охайном.

Классы реактивных двигателей

Существует два основных класса реактивных двигателей:

• Воздушно-реактивные двигатели в тепловые двигатели, которые используют энергию окисления горючего кислородом воздуха, забираемого из атмосферы. Рабочее тело этих двигателей представляет собой смесь продуктов горения с остальными компонентами забранного воздуха.

• Ракетные двигатели в содержат все компоненты рабочего тела на борту и способны работать в любой среде, в том числе и в безвоздушном пространстве.

Составные части реактивного двигателя

Любой реактивный двигатель должен иметь по крайней мере две составные части:

• Камера сгорания («химический реактор») в в нем происходит освобождение химической энергии топлива и её преобразование в тепловую энергию газов.
• Реактивное сопло («газовый туннель») в в котором тепловая энергия газов переходит в их кинетическую энергию, когда из сопла газы вытекают наружу с большой паллетный скоростью, тем создавая реактивную тягу.

Основные технические параметры реактивного двигателя

Основным техническим параметром, характеризующим реактивный двигатель, является тяга (иначе в сила тяги) в усилие, которое развивает двигатель в направлении движения аппарата.

Ракетные двигатели помимо тяги характеризуются удельным импульсом, являющимся показателем степени совершенства или качества двигателя. Этот показатель является также мерой экономичности двигателя. В приведённой ниже диаграмме в графической форме представлены верхние значения этого показателя для разных типов реактивных двигателей, в зависимости от скорости полёта, выраженной в форме числа Маха, что позволяет видеть область применимости каждого типа двигателей.

ПуВРД - Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель, ТРД - Турбореактивный двигатель, ПВРД - Прямоточный воздушно-реактивный двигатель, ГПВРД - Гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель

• Имеется третий класс реактивных двигателей-ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ. Двигатель предназначен только для космических аппаратов и имеет массу преимуществ перед двигателями первого и второго класса. Однако, в силу особенностей своего устройства, не пригоден для использования в атмосфере, в том числе для вывода полезного груза на околоземную орбиту.

См. также

• Реактивная тяга
• Ракетный двигатель