Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Характеристика транспортної інфраструктури регіонів України
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Львівський державний університет безпеки життєдіяльності
Інститут:
О
Факультет:
ЗІ
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2014
Тип роботи:
Курсова робота
Предмет:
Безпека життєдіяльності
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Державна служба України з надзвичайних ситуацій
Львівський державний університет безпеки життєдіяльності
Кафедра експлуатації транспортних засобів та пожежно-рятувальної техніки
КУРСОВА РОБОТА
З дисципліни «Загальний курс транспорту»
на тему:
«Характеристика транспортної інфраструктури регіонів України»
Курсову роботу
Державна служба України з надзвичайних ситуацій
Львівський державний університет безпеки життєдіяльності
Кафедра експлуатації транспортних засобів та пожежно-рятувальної техніки
ЗАВДАННЯ НА КУРСОВУ РОБОТУ
З дисципліни «Загальний курс транспорту»
на тему:
«Характеристика транспортної інфраструктури регіонів України»
Завдання для виконання І розділу: Охарактеризувати загальні обсяги перевезень авіаційним транспортом України.
Завдання для виконання ІІ розділу: Конструкція, призначення та класифікація літаків з турбогвинтовими двигунами. Теорія польоту.
Зміна завдання _______________________________________________________
____________________________________________________ _____________
(підпис)
Завдання до виконання прийняв:
Курсант (студент) 2 курсу
напряму підготовки: «Транспортні технології»
інституту (факультету): Цивільного захисту
навчальної групи: ТТ-21_ ___________ А.І.Рембіш
(підпис) (прізвище, ініціали)
Завдання видав:
Ст. викладач кафедри ЕТЗтаПРТ
капітан служби цив. захисту ____________ О.В. Придатко
(підпис) (прізвище, ініціали)
Львів-2014
Зміст
Вступ ……………………………………………………………………... 4
Охарактеризувати загальні обсяги перевезень авіаційним транспортом України……………………………………………………………………. 5
Зростання обсягів пасажирських авіаперевезень………………...8
Конструкція призначення та класифікація літаків з турбогвинтовими друг нами. Теорія польоту……………………………………………….12
Перший паровий двигун…………………………………………..14
Поршневі авіаційні двигуни……………………………………...17
Двоконтурні ТРД………………………………………………….19
Турбогвинтовий двигун…………………………………………..21
Рівняння руху літальних апаратів як математична модель польоту……………………………………………………………..27
ВИСНОВКИ………………………………………………………………30
ЛІТЕРАТУРА…………………………………………………………….31
Вступ
Авіаційний транспорт має можливість налаштовувати і розвивати зв'язки практично з усіма державами. При міжнародних перевезеннях можуть перевозитися пасажири, багаж, вантаж, пошта. Авіаційні перевезення мають велике значення у міждержавному переміщенні людей.
Міжнародні авіаційні перевезення можуть бути комерційними (здійснюватися цивільними повітряними суднами за плату) і некомерційними. Польоти на міжнародних повітряних лініях за формою їх виконання можна класифікувати на регулярні та нерегулярні.
(ТВД) – авіаційний газотурбінний двигун, у якому тяга в основному створюється повітряним гвинтом, що приводять в обертання газовою турбіною, а частково (до 8-12%) – реакцією газів, що випливають і з сопла двигуна. Основними елементами ТВД є вхідний пристрій, компресор, камера згоряння, газова турбіна, реактивне сопло, гвинт і редуктор.
Атмосферне повітря, що надходить у вхідний пристрій ТВД при польоту, стискується у воздухозабійнику й далі в компресорі, а потім надходить у камеру згоряння, куди впорскується паливо, гази. Що утворилися, розширюються в газовій турбіні, корисна робота якої затрачається на привод компресора й гвинта. Остаточне розширення газів відбувається в реактивному соплі.
Охарактеризувати загальні обсяги перевезень авіаційним транспортом України.
Ринок пасажирських авіаперевезень має найшвидші зпоміж всіх видів транспорту України темпи зростання. Розвиток і регіональних, і міжнародних перевезень упродовж останніх п’яти років (див. ДОДАТОК 1) обумовлено зростанням економіки країни та обсягів транзитного трафіку.
Основні інструменти державної політики збільшення пасажироперевезень – запровадження перехресного субсидування регіональних перевезень впродовж 2003-2004 років і скасування 2005 року в’їзних віз для громадян ЄС, США та деяких інших країн.
Національний інтерес у розвитку цивільної авіації становить:
• Збільшення доходів вітчизняних підприємств і податкових надходжень до бюджету.
• Забезпечення надання населенню якісних послуг за оптимальними цінами.
• Забезпечення національної безпеки у сфері пасажирських авіаційних перевезень.
Стратегічними завданнями державної політики, що мають забезпечити національні інтереси, є:
• Ефективне використання транзитного потенціалу України через перетворення міжнародного аеропорту “Бориспіль” на сучасний вузловий аеропорт (“хаб”) Центральної та Східної Європи.
• Лобіювання інтересів вітчизняних авіакомпаній і підприємств ринку в процесі міжнародних переговорів.
Україна може надалі суттєво збільшувати обсяги і пасажирських, і вантажних перевезень авіаційним транспортом.
По-перше, вдале географічне розташування України та наявність міжнародних аеропортів, передусім міжнародного аеропорту “Бориспіль”, дає змогу країні залучити вагомий транзитний пасажирський потік. Тому, попри невелику частку авіаційного транспорту у структурі перевезень всього транспортного сектору, транзитний авіаційний потенціал України можна зіставити з транзитним потенціалом трубопровідного транспорту країни.
По-друге, давні традиції розвитку авіаційної промисловості та транспорту обумовлюють наявність кваліфікованого персоналу й освітньої та технічної бази. Обрана державою політика визначатиме перспективи подальшого розвитку ринку, оскільки зпоміж всіх видів транспорту авіаційний транспорт має найбільшу питому вагу міжнародних перевезень і тому функціонує в системі міжурядових домовленостей.
Ефективність зовнішньої політики України відіграватиме ключову роль у реалізації бізнеспланів приватних учасників ринку також через те, що український ринок досі не лібералізовано і розвиток міжнародних маршрутів між Україною та рештою світу дотепер регулюється на міжурядовому рівні.
Підсумки діяльності авіаційної галузі України за 2012 рік
Департамент фінансів та економіки Державіаслужби України повідомляє.
Для цивільної авіації України OM1O рік став роком збереження позитивних тенденцій розвитку.
/
Комерційні перевезення пасажирів I вантажів та пошти на протязі року здійснювали 43 вітчизняні авіакомпанії I за статистичними даними виконано 106.1 тис. рейсів проти 105,3 тисяч у 2011 році. Середній процент комерційного завантаження міжнародних регулярних рейсів виріс з 53,9 відсотка у 2011 році до 62,4 відсотка у2012 році, внутрішніх – з 52,7 відсотка до 56,1 відсотка відповідно. Кількість пасажирів, яка скористалась упродовж року послугами українських авіаперевізників, перевищила восьмимільйонну відмітку - перевезено 8,1 млн. чоловік (приріст до 2011 року - 8 відсотків).
/
Крім того, авіаційним транспортом України за звітний рік було перевезено 122.6 тис. тонн вантажів та пошти це майже на третину більше, ніж буломперевезено роком раніше.
Серед факторів, які дозволяють вітчизняній авіатранспортній галузі вже багато років поспіль бути на підйомі та посідати вагоме місце у транспортному комплексі - вжиття додаткових заходів в забезпеченні безпеки польотів, підвищення інвестиційної привабливості, модернізація парку повітряних суден та наземної інфраструктури, вміле поєднання мережі внутрішніх та міжнародних маршрутів.
Певною мірою на основні виробничі показники роботи провідних вітчизняних авіапідприємств вплинуло проведення в Україні фінальної частини чемпіонату Європи з футболу. Однак не можна не відмітити стійку залежність авіаційного ринку від економічного розвитку. Так, погіршення економічної ситуації наприкінці 2012 року призвело до значного зменшення опиту на пасажирські авіаперевезення (обсяги пасажирських перевезень українськими авіакомпаніями за період з жовтня по грудень залишились практично на рівні відповідного періоду 2011 року)
/
Комерційні пасажирські перевезення у 2012 році здійснювали 36 українських авіакомпаній. Доля п’яти найбільших пасажирських авіаперевізниківI якими на сьогодні є „Аеросвіт”I „Міжнародні авіалінії України”, „Авіалінії „Візз Ейр Україна”, „Ютейр Україна”, „Роза вітрів”, за підсумками року склала 93 відсотка.
Зростання обсягів пасажирських авіаперевезень у 2012 році забезпечено, насамперед, за рахунок розвитку міжнародних і внутрішніх регулярних перевезень.
Упродовж року, не дивлячись на ускладнення конкурентного середовища, українськими авіакомпаніями було розпочато експлуатацію 8 нових міжнародних повітряних ліній (до Багдаду, Караганди, Мурманська, Ростова-на-Дону, Сочі та Єкатеринбургу з Борисполя до Санкт-Петербургу та Єкатеринбургу з Сімферополя). Загалом у 2012 році регулярні пасажирські перевезення виконували 11 українських авіакомпаній до 46 країн світу, за статистичними даними перевезено 4IT млн.чол. (темп зростання склав 8I5 відсотка). В той же час до України виконували регулярні польоти 55 іноземних авіакомпаній з PO країн світу
/
Пасажирські перевезення на регулярній основі між 13 українськими
містами здійснювали 10 вітчизняних авіакомпаній обсяги перевезень зросли на 9,6 відсотка та склали 1,2 млн. чоловік.
На ринку вантажних та поштових перевезень працювали 23 українські авіакомпанії, значні обсяги робіт виконано АНТК „Антонов”, авіакомпаніями „Аеросвіт”, „Міжнародні авіалінії України”, „ЗетАвіа”, „Максімус Еірлайнс”, „Українські вертольоти” та „Урга”.
Комерційні рейси вітчизняних та іноземних авіакомпаній обслуговували 26 вітчизняних аеропортів та аеродромів. За підсумками року
пасажиропотоки зросли порівняно з 2011 роком на 13,2 відсотка та досягли
відмітки 14,1 млн. чол, поштовантажопотоки зменшились на 4,7 відсотка та склали 45 тис.тонн.
/
Слід відмітити, що на сьогодні 98 відсотків загальних пасажиропотоків та 92 відсотка поштовантажопотоків припадає на 8 основних аеропортів: Бориспіль, Дніпропетровськ, Донецьк, Київ (Жуляни), Львів, Одеса, Сімферополь та Харків. У звітному році пасажиропотоки в аеропорту Бориспіль зросли порівняно з даними за 2011 рік на 5,5 відсотка, Дніпропетровськ - на 4,2 відс., Донецьк – на 2,I6 відс., Київ (Жуляни) – на 83,5 відс., Львів – на 94 відс., Одеса – на 10,1 відс., Сімферополь - на 15, 6 відс.I Харків – на 62,5 відсотка.
/
Малою авіацією за 2012 рік оброблено 561,8 тис. гектарів сільськогосподарських площ, наліт годин становив 19,2 тисяч (за 2011 рік – 712,2 тис. гектарів та 18,4 тис. годин відповідно).
ДП ОПР “Украерорух“ за 2012 рік обслуговано 500,6 тис. польотів (проти 484,3 тисяч за попередній 2011 рік). Кількість обслугованих польотів, виконаних літаками та вертольотами авіакомпаній України зросла на 1,8 відсотка, іноземними авіакомпаніями - на 3,8 відсотка.
Конструкція призначення та класифікація літаків з турбогвинтовими двигунами. Теорія польоту
Літа́к (аероплан) — літальний апарат важчий за повітря для польотів в атмосфері за допомогою двигунаі нерухомих крил (крила). Літак здатний переміщатися з високою швидкістю, використовуючи підйомну силу крила. Нерухоме крило відрізняє літак від махольота, а наявність двигуна — від планера.
Історія літаків: Перші спроби побудувати літак робилися ще в дев’ятнадцятому столітті, зокрема літак з паровим двигуном був побудований російським інженером Можайським. Проте жодна з цих конструкцій не змогла піднятися в повітря.
Причинами цього служили: дуже висока маса і непристосованість тодішніх двигунів (парових машин) до умов авіації, відсутність теорії польоту, у зв'язку з чим літаки будувалися «навмання», відсутність інженерного досвіду у багатьох піонерів авіації.
Першим літаком, що зміг самостійно відірватися від землі і зробити горизонтальний політ, став «Флаєр», побудований братами Орвіллом і Вілбером Райт в США. Перший політ літака в історії був здійснений 17 грудня 1903-го року. «Флаєр» протримався в повітрі 59 секунд і пролетів 260 метрів. Винахід Райтів було офіційно визнано першим у світі апаратом важчим за повітря, який здійснив пілотований політ з використанням двигуна.[1]
Їх апарат був біпланом типу «качка» — пілот розміщувався на нижньому крилі, кермо напряму ззаду, кермо висоти спереду. Дволонжеронні крила були обшиті тонким небіленим мусліном. Двигун «Флаєра» був чотиритактний, із стартовою потужністю 16 кінських сил і важив всього 80 кілограм.
Апарат мав два дерев'яні гвинти. Замість колісного шасі Райти використовували стартову катапульту, що складається з пірамідальної башти і дерев'яної направляючої рейки. Привід катапульти здійснювався за допомогою масивного вантажу що падав, пов'язаного з літаком тросом через систему спеціальних блоків.
У Росії практичний розвиток авіації затрималося через орієнтацію уряду на створення повітроплавних літальних апаратів. Ґрунтуючись на прикладі Німеччини, російське військове керівництво робило ставку на розвиток дирижаблів і аеростатів для армії і не оцінило своєчасно потенційні можливості нового винаходу — літака.
Свою негативну роль щодо літальних апаратів важчих за повітря зіграла й історія з «Аеромобілем» В. У. Татарінова. У 1909 р. винахідник одержав 50 тисяч рублів від Військового міністерства для споруди вертольота. Крім того, було багато пожертвувань від приватних осіб. Ті, хто не міг допомогти грошима, пропонували безкоштовно свою працю для втілення задуму винахідника.
Росія покладала великі надії на цей вітчизняний винахід. Але затія закінчилася повним провалом. Досвід і знання Татарінова не відповідали труднощам поставленого завдання, і великі гроші було викинуто на вітер. Цей випадок негативно вплинув на долі багатьох цікавих авіаційних проектів — російські винахідники не могли більше добитися державних субсидій.
У 1909 році російський уряд нарешті виявив цікавість до літаків. Було вирішено відхилити пропозицію братів Райт про покупку їх винаходу і будувати літаки своїми силами. Конструювати літаки доручили офіцерам-повітроплавцям М. А. Агапову, Би. У. Голубеву, Би. Ф. Гебауєру і А. І. Шабському.
Вирішили будувати тримісні літаки різних типів, щоб потім вибрати найбільш вдалий. Ніхто з проектувальників не тільки не літав на літаках, але навіть не бачив їх в натурі. Тому не доводиться дивуватися, що літаки терпіли аварію ще під час пробіжок по землі.
Перші успіхи російської авіації датуються 1910 р. 4 червня професор Київського політехнічного інституту князь Олександр Кудашев пролетів декілька десятків метрів на літаку-біплані власної конструкції.
16 червня молодий київський авіаконструктор Ігор Сікорській вперше підняв свій літак в повітря, а ще через три дні відбувся політ літака інженера Якова Гаккеля незвичайної для того часу схеми біплан з фюзеляжем (бімоноплан).
Авіаційний двигун, тепловий двигун для приведення в рух літальних апаратів (літаків, вертольотів, дирижаблів і ін.). ДО А. д. пред'являються вельми високі вимоги: максимальна потужність (або тяга) в агрегаті при мінімальній масі, відношуваній до одиниці потужності (тяга), і мінімальних габаритних розмірах (особливо площі поперечного перетину, від якої залежить лобовий опір); мінімальна витрата пального і мастила на одиницю потужності (тяга); надійність, тривалість і простота експлуатації при дешевизні виробництва. Процес розвитку А. д. проходив декілька стадій.
Першим А. д. був паровий двигун на літаку А. Ф. Можайського (1885). Подальші А. д. у всіх країнах конструювалися на основі поршневого двигуна внутрішнього згорання . Основними чинниками, що зумовили розвиток А. д., були необхідність збільшення швидкості і вантажопідйомності літака, вимоги до яких зростали досить швидко. Як базовий був вибраний бензиновий двигун як найбільш легкий.
Його вдосконалення велося, з одного боку, шляхом всемірного полегшення всіх деталей за рахунок вживання високоміцних матеріалів і форсування робочого процесу (для чого була розроблена конструкція нагнітача для наддуву двигуна), а з іншого боку, підвищенням KKД (коефіцієнт корисного дії) повітряного гвинта (для чого до двигуна, частота обертання якого все збільшувалася, приєднували редуктор, що знижував частоту обертання гвинта для забезпечення максимального ккд(коефіцієнт корисної дії)). До 40-м-коду рр. 20 ст поршневі А. д. досягли межі своїх можливостей на дорозі подальшого підвищення швидкості літака встав звуковий бар'єр, для подолання якого було потрібно різке збільшення потужності А. д.
Такий стрибок став можливим в результаті переходу до газовій турбіні і реактивному двигуну .
Різні типи і класи літаків вимагають різних А. д. як по потужності, так і за принципом створення тяги. Тому що існують А. д. які поділяються на ( мал. 1 ) на гвинтові, які створюють тягу обертанням повітряного гвинта, реактивні, в яких тяга виникає в результаті виділення з великою швидкістю робочих газів з реактивного сопла. Комбіновані — турбогвинтові двигуни (ТВД) — основна тяга створюється повітряним гвинтом, а досить значна додаткова тяга (8—12 %) — за рахунок виділення продуктів згорання ( мал. 2 ).
/
Мал. 1
/
Мал. 2а. Турбогвинтовий авіаційни двигун: Принципова схема: 1- віхдний пристрій; 2 – компресор; 3 – камера згорання; 4- турбіна; 5- реактивне сопло; 6 – повітряний гвинт.
/
Мал. 2б. Турбогвинтовий авіаційний двигун. Зовнішній вигляд.
Поршневі А. д. кращих типів, що досягли високої міри досконалості, забезпечували швидкість до 750 км/ч. вищих швидкостей вони не могли створити унаслідок великої питомої маси (маси, що доводиться на одиницю потужності) і необхідності в повітряному гвинті, ккд(коефіцієнт корисної дії) якого зменшується із збільшенням швидкості польоту. Поршневі А. д. встановлюються на літаках з невисокими швидкостями польоту, відповідно 0,2—0,5 М-код(де М-код — М-код-число ), тобто 200—500 км/ч , а також на вертольотах, турбогвинтові А. д. — на літаках при швидкостях польоту відповідних 0,5—0,8 М-кодом , тобто 500—800 км/ч і на вертольотах. Перші турбореактивні двигуни (ТРД) ( мал. 3 ), що з'явилися в кінці Великої Вітчизняної війни, дозволили збільшити швидкість до 960 км/ч .
Питома маса поршневих А. д. складає 540—680 г/квт (400—500 г/л. з .); турбогвинтових А. д. 140—400 г/квт(100—300 г/л. с. ); якщо віднести масу не до одиниці потужності, а до одиниці тяги, що створюється повітряним гвинтом, то питома маса мінятиметься при зміні швидкості польоту унаслідок зміни ккд(коефіцієнт корисної дії) гвинта, тоді як питома маса турбореактивного двигуна в межах швидкостей до 750 км/ч практично залишається постійною (табл . ). Це і робить турбореактивний А. д. найбільш вигідним при великих швидкостях польоту.
/
Мал. 3а. турбореактивний авіаційни двигун: Принципова схема: 1- вхідний пристрій; 2 – компресор; 3 – камера згорання; 4 – корпус двигуна; 5- сопловий аппарат; 6 – турбіна; 7 – реактивне сопло.
/
Мал.3б. турбореактивний авіаційний двигун. Зовнішній вигляд.
Зразкові значення питомої маси А. д. — маси віднесеної до одиниці тяги ( г/н ) залежно від режиму роботи двигуна
Режим роботи двигуна
Гвинтові А.д.
ТРД
поршневі
турбогвинтові
Злітний режим
33
20
17
Крейсерський режим при швидкості польоту літака
360 км/ч
57
35
17
750 км/ч
180
110
17
Таб. 1 значення питомої маси
В 1965—1967 з'явилися вельми легкі турбореактивні А. д. для літаків вертикального зльоту і посадки (СВВП). Їх питома маса знаходиться в межах 6—7 г/н . На основі ТРД і ТВД розроблені т.з. двоконтурні турбореактивні двигуни (ДТРД) ( мал. 4 ). Їх особливістю є створення двох реактивних потоків: одного внутрішнього, або центрального, з високотемпературних продуктів згорання, що поступають в реактивне сопло з газової турбіни, і другого, такого, що концентрично оточує перший і такий, що складається з повітря, яке проганяється компресором другого контура.
/
Мал. 4. Принципова схема двоконтурного турбореактивного двигуна: 1 – перший (внутрішній) контур; 2- другий (зовнішній) контур.
Двоконтурні ТРД застосовуються на літаках з дозвуковими швидкостями; завдяки малій витраті палива вони можуть успішно конкурувати як із звичайними ТРД, так і з ТВД.
Тяга ТРД при надзвукових швидкостях польоту зростає ( мал. 5 ). Питому масу турбореактивних А. д. за період 1939—67 удалося істотно понизити ( мал. 6 ).
/
Мал. 5. Зміни тяги Р турбореактивного двигуна залежно від м-коду-числа.
/
Мал. 6. Зміна питомої маси турбореактивних двигунів по роках.
Схеми турбореактивних А. д. для дозвукових і надзвукових літаків різні ( мал. 7 ). При надзвукових швидкостях польоту температура повітря і газу в турбореактивних А. д. вельми велика. Повітрозабірник, що забезпечує найбільше використання швидкісного натиску повітря з мінімальними втратами, необхідно виконувати з регульованими розмірами і змінною формою. Для збільшення тяги А. д. застосовують камеру форсажа . При цьому реактивне сопло виконують також з регульованими розмірами і формою.
/
Мал.7. Порівняльна схема турбореактивного двигуна: нижче за осьову лінію для дозвукових (ок. 850км/ч) і вище за осьову лінію для надзвукових (ок.3000км/ч) літаків; 1- повітрозбірник з регульованими розмірами і формою; 2- камера форсажа; 3- сопло з регульованими розмірами і формою; 4 – повітрозбірник нерегульований; 5 – сопло нерегульоване.
А. д. є автоматичною системою, яка дозволяє звільнити льотчика від управління двигуном у польоті. Автоматично підтримуються на заданому рівні тиск палива, температура газів перед турбіною і інші параметри, незалежно від висоти польоту.
Подальший розвиток А. д. передбачає наступні основні напрями, на яких концентруються головні зусилля конструкторів в різних країнах, розробляючих А. д.: забезпечення високих швидкостей і великих висот польоту, а також безперервне підвищення вантажопідйомності літака, що вимагає створення А. д., що розвивають велику тягу з найменшою витратою палива, з малою питомою масою і великим ресурсом роботи (тобто тривалістю періоду роботи двигуна між ремонтами, що виражається зазвичай в годиннику).
Для цього доводиться підвищувати температуру газу перед турбіною, що веде до вживання охолоджуваних соплових і робочих лопаток. З іншого боку, прагнуть понизити витрату енергії у всіх елементах А. д., для чого потрібне підвищення ккд(коефіцієнт корисної дії) компресорів, турбін, камер форсажів і тому подібне.
Підвищити температуру газів можна вживанням жароміцних матеріалів (ніобій, молібден) для лопаток турбіни і інших деталей, дотичних з високотемпературними газами. Зниження питомої маси можна досягти використанням матеріалів з низькою щільністю (титанові, берилієві сплави). На крупні пасажирські і транспортні літаки доцільно встановлювати двоконтурні А. д. з камерою форсажа, що забезпечують великий діапазон швидкостей польоту, і двоконтурні А. д. з мірою двухконтурності (тобто співвідношенням температури першого і другого контурів) 6—8 для набуття великих значень тяги при високій економічності.
Турбогвинтовий двигун (ТВД), авіаційний газотурбінний двигун, в якому основна тяга створюється повітряним гвинтом, а додаткова тяга (до 8—12%) — струменем газів, витікаючих з реактивного сопла . ТВД використовуються на до звукових літаках і вертольотах. Атмосферне повітря, що поступає в ТВД при польоті, стискується в повітрозабірнику і далі в турбокомпресорі, а потім подається в камеру згорання, в яку упорскує рідке хімічне паливо (зазвичай авіаційний гас).
Гази, що утворилися при згоранні палива, розширюються в турбіні, що обертає компресор і повітря гвинт; остаточне розширення газів відбувається в реактивному соплі. Для узгодження швидкості обертання ротора турбокомпресора і повітряного гвинта або (у вертольотів) для передачі моменту, що обертає, на гвинт, вісь якого розташована під кутом до осі турбіни, використовується редуктор .Привід компресора і повітряного гвинта у вертолітних ТВД зазвичай здійснюється механічно не зв'язаними турбінами
/
Принципова схема вертолітного турбогвинтового двигуна: 1- повітряний гвинт; 2 – редуктор; 3- повітрозабірник; 4 – осьовий компресор; 5 – камера згорання; 6 – турбіни для приводу компресора і повітряного гвинта; 7- сопло для відведення газів.
Турбогвинтовий газотурбінний двигун: Винахід відноситься до двигунобудування, в тому числі авіаційним та стаціонарних двигунів.
Відома силова установка за патентом РФ № 2189477, яка містить газотурбінний двигун - ВМД, газовий тракт, що з'єднує цей газотурбінний двигун з вільною турбіною, і навантаження у вигляді електрогенератора, вал якого з'єднаний валу вільної турбіни через муфту.
Недоліком цієї силової установки є те, що вона має низький ККД близько 20%, що майже в 2 рази менше, ніж у сучасних дизельних установок.
Відома силова установка газотурбовоза за патентом РФ № 2272916, яка містить газотурбінний двигун з турбіною і вільну турбіну, за якої встановлений регенеративний теплообмінник, вихід якого з'єднаний з газотурбінним двигуном, конкретно - з системою охолодження турбіни.
Недоліком є низький ККД силової установки.
Відомий газотурбінний двигун за патентом РФ №2252316 (прототип), який містить турбокомпресор, що складається з компресора, камери згоряння і турбіни, та не менше двох електричних машин (електрогенератор і електродвигун), вбудованих в турбокомпресор.
Система постійних магнітів встановлена на внутрішній ри, тобто на малому діаметрі.
Недоліки цього двигуна: дуже маленька потужність электрогенерических машин, пов'язана з тим, що вони розміщені на малому діаметрі і мають по одному щаблі. Крім того, виникають проблеми з охолодженням обмоток статора, розміщених всередині двигуна.
Ця конструкція застосовується для використання електричної машини в якості стартера або в якості допоміжного електрогенератора для живлення агрегатів газотурбінного двигуна і літака.
Завдання створення винаходу: підвищення потужності електричних машин, економічності і надійності двигуна.
Рішення зазначених завдань досягнуто за рахунок того, що турбогвинтовий газотурбінний двигун, що містить турбокомпресор з компресором, камерою згоряння, вихід з якої з'єднаний газовим трактом з турбіною, при цьому в турбіну вбудований електрогенератор, який відрізняється тим, що перед компресором встановлений електродвигун, який з'єднаний валом з повітряним гвинтом, електрогенератор встановлений на статорі турбіни, а система постійних магнітів електрогенератора закріплена на робочих лопатках турбіни, обмотки електрогенератора укладені в кожух, до якого підведена система повітряного охолоджування, що підтверджується проведеними патентними дослідженнями.
Для реалізації винаходу достатньо застосування відомих вузлів і деталей, раніше розроблених і реалізованих в конструкції газотурбінних двигунів і в машинобудуванні.
Суть винаходу пояснюється на фіг.1...3, де:
/
на фіг.1 наведена схема турбогвинтового газотурбінного двигуна,
/
на фіг.2 наведена схема охолодження обмоток електрогенератора та електродвигуна,
/
на фіг.3 наведена схема електродвигуна.
Запропоноване технічне рішення (фіг.1) містить турбогенератор 1, що містить компресор 2, камеру згоряння 3 і турбіну 4, і вихлопний пристрій 5. Газотурбінний двигун містить дві електричні машини, електродвигун 6, встановлений перед компресором 2, і електрогенератор 7, вбудований в турбіну 4. Турбіна 4 валом 8 з'єднана з валом 9 компресора 2.
Турбогвинтовий газотурбінний двигун містить систему паливоподачі з топливопроводом низького тиску 10, підключеним до входу в паливний насос 11, що має привід 12, паливопровід високого тиску 13, вхід якого з'єднаний з паливним насосом 11, а вихід з'єднаний з кільцевим колектором 14, кільцевий колектор 14 з'єднаний з форсунками 15 каержит направляючі лопатки 18 і робочі лопатки 19.
Турбіна 3 містить статор 20 і ротор 21. Крім того, турбіна 4 містить соплові апарати турбіни 22 і робочі лопатки турбіни 23 (кількість ступенів турбіни може бути від однієї до кількох).
Далі знаходяться опора турбіни 24 і вихлопний пристрій 5.
Двигун має дві електричні машини, а саме електродвигун 6, встановлений перед компресором 2, і електрогенератор 7, суміщений (вбудований) з турбіною 4. Електродвигун 6 з'єднаний валом 25 з повітряним гвинтом 26.
Електрогенератор 7 містить статорні обмотки 27, встановлені на статорі 20, і систему постійних магнітів 28, встановлену на робочих лопатках 23. Електродвигун 6 з'єднаний з електрогенератором 7 силовим кабелем 29 через електронний регулятор 30.
Статорні обмотки 27 укладені в кожух 31. До внутрішньої порожнини 32 кожуха 31 підключена система охолодження 33 з клапаном 34. Електродвигун 6 (фіг.3) може мати будь-яку конструкцію. Для прикладу на фіг.3 наведено один із можливих варіантів виконання електродвигуна 6, який містить статор 35 і ротор 36 з постійними магнітами 37. На статорі 35 розміщені обмотки збудження електродвигуна 38.
При роботі ВМД здійснюють його запуск шляхом подачі електроенергії на сливний насос 11 подає паливо в камеру згоряння 3, де воно запалюється за допомогою электрозапальника (на фіг.1...3 электрозапальник не показаний). Турбіна 4 розкручується, і електрогенератор 7 виробляє електричний струм, який з силового кабелю 29 через електронний регулятор 30 подається на електродвигун 6.
Електродвигун 6 в подальшому приводить в дію повітряний гвинт 26, а зовнішнє джерело струму відключається. Сила тяги повітряного гвинта 26 передається на статор 16 компресора 2.
Застосування винаходу дозволило:
1) підвищити потужність електричних машин: електрогенератора та електродвигуна, за рахунок їх розміщення на максимально можливому діаметрі;
2) підвищити ККД газотурбінного двигуна за рахунок більш раціональної компоновки двигуна, наявності гвинта, що дає додаткову тягу, відсутності жорсткої кінематичного зв'язку між компресором і турбіною і між компресором і повітряним гвинтом. Це дозволило спроектувати оптимальні компресор, повітряний гвинт і турбіну, наприклад, на різні робочі обороти і оптимально узгодити їх спільну роботу;
3) поліпшити надійність силової установки за рахунок відмови від вала, що з'єднує компресор і турбіну, відмови від редуктора між компресором і повітряним гвинтом;
4) забезпечити запуск газотурбінного двигуна і харчування електроенергією дуже енергоємних споживачів. Полегшити запуск за рахунок розкрутки тільки ротора компресора з турбіною;
5) полегшити умови роботи гвинта за рахунок нежорсткої зв'язку з валом турбокомпресора і можливості їх взаємного проковзування і неузгодженості обертів ротора компресора і гвинта;
6) зменшити вагу і габарити двигуна.
Турбогвинтовий газотурбінний двигун, що містить турбокомпресор з компресором, камерою згоряння, вихід з якої з'єднаний газовим трактом з турбіною, при цьому в турбіну вбудований електрогенератор, який відрізняється тим, що перед компресором встановлений електродвигун, який з'єднаний валом з повітряним гвинтом, обмотки електрогенератора встановлені на статорі турбіни, а система постійних магнітів електрогенератора закріплена на робочих лопатках турбіни, обмотки електрогенератора укладені в кожух, до якого підведена система повітряного охолодження.
Рівняння руху літальних апаратів як математична модель польоту
При вивченні будь-якого складного об’єкта завжди проводять його дослідження на моделях, тобто використовують моделювання. При цьому розрізняють:
- фізичні моделі;
- математичні моделі.
ЛА (літальний апарат) є складним об’єктом і для нього при дослідженні створюються як фізичні, так і математичні моделі. Так, фізичні моделі ЛА встановлюють подібність з оригіналом, повторюючи його зовнішні форми у зменшеному вигляді, при цьому керуються положеннями теорії «подібності». Моделі ЛА, які досліджуються в аеродинамічних трубах, є фізичними моделями.
Математичні моделі – це моделі подібності у поведінці з оригіналом. Математичною моделлю будь-якого об'єкта називають опис його поведінки на будь-якій формальній мові, яка дозволяє визначити його основні характеристики. Як правило, математичні моделі використовують мову диференційних рівнянь.
При цьому процес функціонування об'єкта розглядається у деякому інтервалі часу, а його стан у кожний момент часу задається набором параметрів, які характеризують його поведінку. На різних етапах дослідження об'єкта математична модель може змінюватися залежно від урахування параметрів, які впливають на поведінку об'єкта.
Дослідник складає моделі, спочатку прості, потім більш складні так, щоб у результаті побудувати прийнятну модель, яка відповідає поставленому завданню дослідження.
На сьогоднішній час математичне моделювання використовується для проведення експериментів і чисельної оцінки параметрів об'єкта. Цей метод передбачає побудову діючої математичної моделі об'єкта, яка має властивості, подібні властивостям і співвідношенням реального об'єкта (оригіналу). При цьому виникає можливість імітувати роботу об'єкта у широкому діапазоні умов і приймати рішення відносно оптимізації його характеристик.
Вибираючи модель, необхідно перш за все ураховувати основні характеристики і параметри об'єкта, при цьому математична модель повинна бути відносно простою і зрозумілою для тих, хто її використовує, і достатньо складною, щоб з необхідним ступенем точності відображати об'єкт, який вивчається.
Об'єктом дослідження (оригіналом) у нашому випадку є літальний апарат – ракета.
Виходячи з того що траєкторія польоту ракети має дві характерні ділянки, розглянемо рівняння руху ракети для цих основних ділянок траєкторії – АДТ і ПДТ. Ці рівняння дозволяють визначити основні параметри руху та елементи траєкторії польоту ракети в різні часові інтервали при об'єктивно діючих факторах середовища, в якому відбувається рух.
Кількість і характер рівнянь залежать від потрібної точності визначення траєкторії, від необхідності врахування впливу тих чи інших факторів на політ ракети, а також від системи координат, в якій розраховується траєкторія.
Для отримання відносно простої і зрозумілої моделі ракети приймемо ряд припущень.
По-перше, ракета в будь-який момент часу розглядається як абсолютно жорстке тіло, тобто не враховуються пружність ракети і наявність рідинного палива в баках.
По-друге, вважається, що в будь-який момент руху центр тиску ракети збігається з її ЦМ, а навколо ЦМ діє стабілізувальний момент тангажу.
По-третє, не враховується обертання Землі, тобто стартову СК можна розглядати як базову СК на всіх ділянках траєкторії.
По-четверте, всі ділянки польоту лежать в одній площині – площині стрільби.
По-п'яте, припустимо, що сила тяжіння не змінює свого напрямку на всій траєкторії польоту.
При прийнятих припущеннях політ ракети обмежується однією площиною – площиною стрільби.
ВИСНОВКИ:
Транспортний термінал є важливою складовою частиною транспортної інфраструктури і тому підвищення ефективності його роботи є важливим завданням ефективного функціонування транспортної галузі країни. Оскільки транспортний терміналу є основною складовою аеропорту, то проблема його ефективного функціонування є однією з найважливіших в системі цивільної авіації країни.
За останні роки Україна має високі темпи розвитку авіаційної галузі. У майбутньому прогнозується подальше швидке зростання обсягів внутрішніх та міжнародних авіаперевезень пасажирів в Україні внаслідок стабілізації та зростання рівня української економіки; підвищення платоспроможності населення; розвитку туризму. Вирішення проблеми вибору та формування обґрунтованої стратегії розвитку пасажирського терміналу аеропорту, де відбувається обслуговування пасажирів, їх накопичення та відправка, потребує глибокого аналізу особливостей його функціонування.
В процесі виконання цієї курсової роботи розглянули рівняння руху літальних апаратів як математичну модель польоту.
Розглянули турбогвинтовий газотурбінний двигун: - Винахід відноситься до двигунобудування, в тому числі авіаційним та стаціонарних двигунів.
Відома силова установка за патентом РФ № 2189477, яка містить газотурбінний двигун - ВМД, газовий тракт, що з'єднує цей газотурбінний двигун з вільною турбіною, і навантаження у вигляді електрогенератора, вал якого з'єднаний валу вільної турбіни через муфту.
ЛІТЕРАТУРА:
[Електронний ресурс ] http://en.cfts.org.ua/files/2.pdf
[Електронний ресурс ] http://icps.com.ua/pub/files/40/60/Aviation_policy_UKR.pdf
[Електронний ресурс] http://nauka.kushnir.mk.ua/?p=52634
[Електронний ресурс] http://westudents.com.ua/glavy/23233-mjnarodn-perevezennya-avatsynim-transportom.html
[Електронний ресурс] http://findpatent.com.ua/patent/235/2359132.html
[Електронний ресурс] http://aviaciya.org.ua/archives/2279
08.12.2016 01:12-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора