Контрольная работа
по «Истории воздухоплавания и авиации в России»
студента 1 курса заочного факультета
Назаровой Екатерины Владимировны
специальность 201300
шифр:РС-041347
Тема: «Конструкторы авиационных двигателей А.М.Люлька,
Н.Д.Кузнецов.»
ПЛАН:
I.
Архип Михайлович Люлька
II.
Николай Дмитриевич Кузнецов
На основе достижений науки два первых десятилетия 20
века стали в России периодом зарождения отечественной авиации, а в дальнейшем
были заложены материальные и правовые основы для создания гражданской авиации.
В начале 20-го века рядом наших
соотечественников-авиаконструкторов были построены первые аэропланы и совершены
полеты на них. Начали создаваться аэроклубы и авиашколы, появились свои
летчики-профессионалы. Открылись первые полукустарные частные заводы и
мастерские, которые, занимаясь в основном сборкой самолетов по французским
лицензиям, приступили к строительству и отечественных самолетов.
Многое, что создавало базу для зарождения гражданской
авиации, являлось, в основном, следствием высокого энтузиазма талантливых любителей-конструкторов,
ученых и самих пилотов, которых не покидало стремление внести свой вклад в
прославление Отечества.
Мы поговорим о двух отечественных авиаконструкторах
20-го века, которые внесли огромный вклад в развитие гражданской авиации.
Архип Михайлович Люлька.
В начале 30-х годов группа инженеров
Военно-воздушной академии имени Н.Е.Жуковского под руководством профессора
В.В.Уварова работала над созданием двигателей новой, никому не известной
конструкции. Это были газотурбинные двигатели. В это время несколькими
конструкторскими группами в Москве, Ленинграде и Харькове было поручено
спроектировать паровые авиационные турбины для больших самолетов,
разрабатываемых А.Н.Туполевым. Попытка применить в авиации паровые турбины
вызвалась тем, что возможное использование пара в качестве рабочего тела и его
дешевизна на первый взгляд сулили экономичность, простоту и легкость. В
Харьковском авиационном институте (ХАИ) проектировалась авиационная паровая
турбина, а также конденсатор для охлаждения и преобразования в воду пара,
отработанная самолетной установкой. Однако если проектирование турбины
осуществлялось более или менее успешно, то с преобразователем пара в воду дела
обстояли иначе. Большое лобовое сопротивление радиатора этой установки сводило на
нет экономические преимущества всей установки перед авиационными дизельными
установками. Также, объем конденсатора получался чрезмерно большим.
В поисках средств повышения экономичности паровой
установки принимается решение ввести в эту установку вспомогательную газовую
турбину. Появляется новое название – парогазотурбинная установка. Впрочем, в
дальнейшем пришлось отказаться в схеме силовой установки от пара и перейти к
чисто газотурбинному двигателю. Это произошло в 1937 году.
В те годы камнем преткновения при проектировании и
постройке новой силовой установки явилась газовая турбина. Ее применение в
турбореактивных двигателях эффективно при высокой температуре газа перед
лопатками турбины. Материалов же, работающих в условиях высоких температур, в то
время не было, и трудно было ожидать их появления в ближайшем будущем. Так и
встал вопрос о создании для авиации низкотемпературных турбореактивных
двигателях.
Работы шли медленно. Однако, в результате появился
проект «Ракетный турбореактивный двигатель» (А.М.Люлька). Но поскольку этот
проект не нашел поддержки со стороны членов совета института, Люлька
отправляется в Москву. Экспертная комиссия, в состав которой входил профессор
В.В.Уваров, одобрила выдвинутые в проекте предложения по созданию силовой установки
подобного типа.
В.В.Уваров занимался разработкой и созданием
турбовинтовых двигателей и считался крупным специалистом в области этого нового
вида силовых установок для авиации. Больше всего в проекте В.В.Уварова
заинтересовало теоретически обоснованное применение относительно низких
температур рабочих лопатках турбины.
Люлька А.М. переводится из ХАИ в СКБ-1(специальное
конструкторское бюро).
Специальное Конструкторское Бюро, созданное по
решению правительства, работало при заводе, имевшим хорошую производительную и
экспериментальную базу. В этом бюро велись работы по парогазотурбинным
установкам, а также турбореактивным двигателям. Руководителем проекта
турбореактивного двигателя и стал А.М.Люлька.
В короткое время, а это был предвоенный период, в
СКБ-1 удалось завершить выполнение рабочего проекта реактивного двигателя РД-1,
который должен был иметь тягу 530кгс, и подготовить рабочие чертежи всех узлов
и деталей двигателя. Вопрос о парогазотурбинных установках для авиации к этому
времени был снят, и реактивный двигатель, турбореактивный в частности, является
и в настоящее время наиболее перспективным авиационным двигателем.
В целях повышения экономичности А.М.Люлька предложил
схему двухконтурного турбореактивного двигателя. Таким образом, приоритет в
разработке схемы двухконтурного турбореактивного двигателя принадлежит
советским конструкторам.
Предполагаемый двигатель отличается от известного
турбореактивного двигателя применением низконапорного вентилятора,
установленного за входным диффузором двигателя, и разделительного потока
воздуха за вентилятором на два потока, из которых проходит через компрессор,
камеру сгорания и турбину, образующие внутренний контур, а другой – по внешнему
контуру, смешиваясь затем с продуктами сгорания внутреннего контура перед общим
реактивным соплом.
Предлагаемый двигатель имеет преимущество в
экономичности перед одноконтурным турбореактивным авиационным двигателем при
умеренных скоростях полета.
Наряду с работами по двухконтурной схеме двигателя в
1939-1941гг. А.М.Люлька впервые начал заниматься разработками различных схем
воздушно-реактивных двигателей, в то числе и схемой ТРД с форсажным
устройством.
К маю 1941г. двигатель на 70% был готов в металле.
На стенде работали камера сгорания и турбина, в производстве находился
компрессор – собственно, это основное, из чего состоит газотурбинный двигатель.
Началась Великая Отечественная Война. Но оставалась
необходимость форсирования у нас в стране работ по реактивным двигателям и
самолетам.
В 1941 году решением Государственного Комитета
Обороны был создан специализированный научно-исследовательский институт по
разработке и конструированию для авиации реактивных двигателей всех видов. Там
же организуется отдел по исследованию и конструированию турбореактивных
двигателей. Руководителем его стал А.М.Люлька.
В 1945г. первый отечественный турбореактивный
двигатель был собран и установлен на испытательном стенде. В ходе испытаний
удалось достигнуть заветной цифры: тяга – 1250кгс, как и предполагалось по
проекту.
По общему предложению представителей промышленности
и военных специалистов правительство утверждает решение о постройке летного
варианта двигателя, который получил наименование ТР-1(турбореактивный первый).
Для выполнения этого задания была создана экспериментальная база и выделен
опытный завод. Главным конструктором назначается А.М.Люлька. В 1947г. двигатель
ТР-1 прошел все Государственные испытания на стенде, в ходе которых были
получены проектные данные и проверена его надежность. Тяга двигателя составляла
1360кгс, что явилось достаточным для установки его на опытных самолетах
П.О.Сухого и С.В.Ильюшина.
28 мая 1947 года был осуществлен первый полет
самолета Су-11 с двигателями ТР-1.
В 1946г. коллектив, руководимый А.М.Люлькой,
приступает к созданию двигателя тягой 4500кгс, получившего наименование ВРД-5
или ТР-3. Позже этот двигатель под маркой АЛ-5 был запущен в серийное
производство.
Параллельно А.М.Люлька занимался проблемой
конструирования сверхзвукового компрессора, создание которого позволило бы
уменьшить массу и габариты двигателя. Завершением этих работ явилось создание в
1952г. двигателя ТР-7 с осевым компрессором, имеющим первую сверхзвуковую
ступень компрессора.
Двигатель ТР-7 (АЛ-7) в своем первоначальном
варианте имел тягу 6500кгс и был предназначен для установки на самолет Ил-54.
В области гражданской авиации двигатель А.М.Люльки
были установлены на самолете Ту-110, рассчитанном на размещении в его
пассажирской кабине 100 человек.
С двигателями, созданными под руководством
А.М.Люльки, было установлено на самолетах П.О.Сухого и Г.М.Бериева свыше
двадцати мировых рекордов скорости и высоты полета.
Николай
Дмитриевич Кузнецов.
Среди конструкторов отечественных авиационных
двигателей одно из ведущих мест принадлежит Н.Д.Кузнецову.
В конце сороковых годов наша промышленность выпускает
первые отечественные реактивные двигатели. В связи с этим направления развития
реактивных двигателей были неодинаковы, например, для самолетов-истребителей и
бомбардировщиков с небольшим и средним радиусом действия. Для летательных
аппаратов (в дальнейшем ЛА), которым в первую очередь необходимо было иметь
большую дальность и продолжительность полета (стратегический бомбардировщик),
требовалось создать дотоле неизвестный в авиационной технике турбовинтовой
двигатель (ТВД). По сравнению с турбореактивными двигателями конструкция ТВД
сложнее, более сложна и система регулирования, так как необходимо регулировать
углы установки лопастей воздушного винта в зависимости от условий и режима
полета.
Первым турбореактивным двигателем, созданным в конце
40-х годов в конструкторском бюро, руководимым Н.Д.Кузнецовым, стал двигатель
ТВ-Д.
На основе обширных теоретических и экспериментальных
работ, проведенных по турбовинтовым двигателям, в начале 50-х годов ОКБ
приступило к созданию мощного и экономичного двигателя НК-12. Этот двигатель
имел высокую для того времени степень повышения давления в компрессоре и
температуру газа перед турбиной, без чего нельзя было получить хорошие данные
как по мощности, так и по расходу топлива, что потребовало освоения новых,
более жаропрочных материалов. Впервые в этом конструкторском бюро был применен
новый высокожаропрочный сплав для изготовления литых монолитных и пустотелых
охлаждаемых лопаток оригинальной конструкции, которые применяются в настоящее
время на некоторых типах реактивных двигателей.
Турбовинтовой двигатель НК-12 развивал невиданную
мощность - 15000л.с. Естественно, потребовалось создание надежного
авиационного редуктора для передачи этой мощности.
В ОКБ Н.Д.Кузнецова эта особо сложная задача была
решена в содружестве с М.Л.Новиковым – профессором Военно-воздушной академии
имени Н.Е.Жуковского благодаря применению зубчатых передач оригинальной
конструкции. Для обеспечения устойчивого регулирования всей комплексной силовой
установки с огромными соосными винтами, вращающимися в противоположные
стороны, требовались совместные усилия двигателистов, винтовиков и
самолетчиков. Недаром в одном из первых полетов на самолете с этими двигателями
А.Н.Туполев тщательно изучал все тонкости поведения не только силовой
установки, но и самолета в целом. Двигатель НК-12 был создан в начале 50-х
годов, однако до настоящего времени он является наиболее мощной и экономической
силовой установкой этого типа в мировой практике.
Немало времени пришлось затратить на выбор силовой
установки для самолета, который должен был иметь грузоподъемность и дальность
полета большие, чем любой из существующих отечественных и зарубежных ЛА. После
рассмотрения нескольких проектов самолетов с двигателями различных типов, заказчики
единодушно решили отдать предпочтение турбовинтовому самолету.
В результате стендовых испытаний модификации двигателя
НК-12, установки их на макете самолета и всякого рода «примерок» в наземных
условиях и на летающих лабораториях в очень короткие сроки был создан самый
грузоподъемный в мире самолет Ан-22.
Силовая установка, разработанная конструкторским бюро
Н.Д.Кузнецова, по-видимому, завершает создание этого типа двигателей (мощных
ТВД для магистральных самолетов) как в нашей стране, так и за рубежом.
Объясняется это тем, что появился газотурбинный двигатель нового типа –
двухконтурный (турбовентиляторный). Мы писали об этом раньше.
Вопросы уменьшения шума, создаваемого двигателя,
особенно для пассажирских самолетов, всегда привлекали внимание ученых,
конструкторов и эксплуатационников. Они встали еще острее при увеличении тяги
двигателей современных самолетов.
Именно по этим причинам конструкторское бюро,
руководимое Н.Д.Кузнецовым, в 1960 году, приступило к разработке двухконтурного
двигателя НК-8, предназначавшегося для межконтинентального пассажирского
лайнера Ил-62. Позднее выпускается его улучшенная модификация – НК-8-4. Для
самолета Ту-154 был создан еще один вариант этого семейства - НК-8-2.
Двухконтурные двигатели должны были иметь данные на уровне современных
зарубежных силовых установок, что и было достигнуто благодаря простоте
выбранной конструкции двигателя с малым количеством опор, умеренной степени
повышенного давления и широкому применению сравнительно новых в авиационном
двигателестроении титановых сплавов. Помимо требуемых технических характеристик
двигатель, предназначенный для установки на пассажирском самолете, должен
отличаться повышенной надежностью.
В конструкции двухконтурного двигателя для первого
советского аэробуса Ил-86 получили дальнейшее развитие лучшие черты двигателей
семейства НК-8, реализованные в эксплуатацию на самолеты Ил-62.
Под руководством Н.Д.Кузнецова созданы двигатели
многих типов для различных аппаратов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
1.
Пономарев А.Н. «Советские
авиационные конструкторы». Москва, Воениздат, 1990.
2.
«История отечественной
гражданской авиации». Москва, Воздушный транспорт, 1996.
| ! |
Как писать рефераты Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов. |
| ! | План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом. |
| ! | Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач. |
| ! | Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты. |
| ! | Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ. |
| → | Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре. |