Тепловые двигатели и их применение

Тепловые двигатели и их применение
   Тепловойдвигатель – устройство, преобразующее внутреннюю энергию топлива в механическуюэнергию.  К тепловым двигателям относятся: паровая машина, двигатель внутреннегосгорания, паровая и газовая турбины, реактивный двигатель. Их топливом являетсятвердое и жидкое топливо, солнечная и атомная энергии.
    Тепловыедвигатели — паровые турбины — устанавливаются на тепловых электростанциях, гдеони приводят в движение роторы генераторов электрического тока, а также на всехатомных электростанциях для получения пара высокой температуры. На всехосновных видах современного транспорта преимущественно используются тепловыедвигатели: на автомобильном — поршневые двигатели внутреннего сгорания, наводном — двигатели внутреннего сгорания и паровые турбины, на железнодорожном — тепловозы с дизельными установками, в авиации — поршневые, турбореактивные иреактивные двигатели. Без тепловых двигателей современная цивилизациянемыслима.  Мы не имели бы в изобилиидешевую электроэнергию и были бы лишены всех двигателей скоростного транспорта.
Паровые машины
Паросиловая станция. Работа этих двига­телей производитсяпосредством пара. В огромном боль­шинстве случаев — это водяной пар, новозможны ма­шины, работающие с парами других веществ (например, ртути). Паровыетурбины ставятся на мощных электриче­ских станциях и на больших кораблях. Поршневыедви­гатели в настоящее время находят применение только в железнодорожном иводном транспорте (паровозы и паро­ходы).
Для работы парового двигателянеобходим ряд вспо­могательных машин и устройств. Все это хозяйство вместеносит название паросиловой станции. На паро­силовой станции все времяциркулирует одна и та же вода.

Рис.1. Схема оборудования
паросиловой станции  
                     
Вода превращается в пар вкотле, пар производит работу в турбине (или в поршневой машине) и сновапревращается в воду в барабане, охлаждаемом проточной водой (конден­сатор). Изконденсатора получившаяся вода посредством насоса через сборный, бак (сборник)снова направляется в котел.
В этой схеме паровой котелявляется нагревателем, а конденсатор — холодильником. Так как в установке цир­кулируетпрактически одна и та же вода (утечка пара не­велика и добавлять воды почти неприходится), то в котле почти не получается накипи, т. е. осаждения растворенныхв воде солей. Это важно, так как накипь плохо проводит тепло и уменьшаеткоэффициент полезного действия котла. В случае появления накипи на стенкахкотла ее удаляют.
Паровая турбина– тепловой двигатель ротационного типа,преобразующий потенциальную энергию пара сначала в кинетическую энергию и далеев механическую работу. Паровые турбины применяются преимущественно наэлектростанциях и на транспортных силовых установках – судовых и локомотивных,а также используются для приведения в движение мощных воздуходувок и другихагрегатов.
Турбина (см. рисунок 2) состоитиз сталь­ного цилиндра, внутри которого находится вал с ук­репленными на немрабочими колесами. На рабочих ко­лесах находятся особые изогнутые лопатки (b). Ме­жду рабочими колесами помещаютсясопла или направляю­щие лопатки (a). Пар, вырываясь из промежутков между на­правляющими лопатками,попадает на лопатки рабочего колеса. Рабочее колесо при этом вращается,производя ра­боту. Причиной вращения колеса в паровой турбине яв­ляется реакцияструи пара. Внутри турбины пар расширяется и охлаждается. Входя в турбину поузкому паропроводу, он выходит из нее по очень широкой трубе.
После тур­бины или поршневоймашины пар поступает в конденсатор, играющий роль холодильника. В конденсаторепары долж­ны превратиться в воду. Но пар конденсируется в воду только в томслучае, если отводится выделяющаяся при конденсации теплота испарения. Этоделают при помощи холодной воды. Например, конденсатор может быть уст­роен ввиде барабана, внутри которого расположены трубы с проточной холоднойводой.
В зависимости от степенирасширения пара в рабочих лопатках различают активные и реактивныетурбины. Пар в активной турбине расширяется только в соплах, и его давление припрохождении каждого венца с рабочими лопатками не изменяется. Поэтому активнаятурбина называется также турбиной равногодавления. В соплах реактивных турбин в отличие от активных происходит лишьчастичное расширение пара; дальнейшее расширение происходит в рабочих лопатках.Поэтому иногда реактивная турбина называется турбиной избыточного давления.

Отметим, что турбина может вращатьсятолько в одном направлении и скорость вращения ее не может меняться в широкихпределах. Это затрудняет применение паро­вых турбин на транспорте, но оченьудобно для враще­ния электрических генерато­ров.

Лопатки на рабо­чем колесе паровой турбины
Рис.2. Схема устройства паровой турбины


Весьма важной для элект­рическихстанций является возможность строить турби­ны на громадные мощности (до 1 000000 кВт и более), значительно превышающиемаксимальные мощности дру­гих типов тепловых двигате­лей. Это обусловлено равно­мерностьювращения вала турбины. При работе турби­ны отсутствуют толчки, которыеполучаются в поршневых машинах при движении поршня взад и вперед.
Поршневая паровая машина. Основы конструкции поршневой паровоймашины, изобретенной в конце XVIIIвека[1], восновном сохранились до наших дней. В настоящее время она частично вытесненадругими ти­пами двигателей. Однако у нее есть свои достоинства, за­ставляющиеиногда предпочесть ее турбине. Это — про­стота обращения с ней, возможностьменять скорость и давать задний ход.
В основу краткойклассификации паровой машины могут быть положены признаки:
·          по назначению: стационарные, паровозные, судовые,локомобильные, автомобильные и др.;
·          по расположению и числу цилиндров: горизонтальные, вертикальные, наклонные;одноцилиндровые и многоцилиндровые – тандем-машины икомпаунд-машины;
·          по числу оборотов: тихоходные, среднеходные, быстроходные;
·          по давлению и способу использованияотработавшего пара:конденсационные, с выхлопом в атмосферу, с противодавлением, с промежуточнымотбором пара;
·          по действию пара на поршень: простого и двойного действия;
·          по типу парораспределения: золотниковые, клапанные, крановые,прямоточные.
Устройство паровой машиныпоказано на рисунке 3. Основная ее часть — чугунный цилиндр 1, в котором хо­дит поршень 2. Рядомс цилиндром расположен парорас­пределительный механизм. Он состоит иззолотниковой коробки, имеющей сообщение с паровым котлом. Кроме котла, коробкапосредством отверстия 3 сообщается с кон­денсатором (в паровозах чащевсего просто через дымовую трубу — с атмосферой) и с цилиндром посредством двухокон 4 и 5. В коробкенаходится золотник 6, движимый специальным механизмом посредством тяги 7так, что, когда поршень движется направо (рис. а), левая часть цилиндра через окно 4 сообщается с паровымкотлом, а правая — через окно 5 с атмосферой. Свежий пар входит вцилиндр слева, а отработанный пар из правой части цилиндра уходит в атмосферу.Затем, когда поршень дви­жется налево (рис. б), золотник передвигаетсятак, что свежий пар входит в правую часть цилиндра, а отрабо­танный пар излевой части уходит в атмосферу. Пар подается в цилиндр не во все время хода поршня,а только в начале его. После этого благодаря особой форме золотника паротсекается (перестает подаваться в цилиндр) и работа производится расширяющимсяи охлаждающимся паром. Отсечка пара дает большую экономию энергии.



Рис.3. Принцип действия паровой машины


Коэффициентполезного действия теплового двига­теля. Назначение теплового двигателя — производитьмеха­ническую работу. Но только часть теплоты, полученной двигателем, затрачиваетсяна совершение работы. Отношение механической работы, совер­шаемой двигателем, кизрасходованной энергии называет­ся коэффициентом полезного действиядвигателя (к. п. д.). К. п. д. паросиловой станции может быть не более 10 — 15 %, паровой машины на паровозе – 8 %. Потери энергии, которые имеют место приработе пароси­ловой станции, можно разделить на две части. Часть по­терьобусловлена несовершенством конструкции и может быть уменьшена без изменениятемпературы в котле и в конденсаторе. Например, устроив более совершенную теп­ловуюизоляцию котла, можно уменьшить потери теплоты в котельной. Вторая, значительнобольшая часть, — по­теря теплоты, переданной воде, охлаждающей конден­сатор,оказывается при заданных температурах в котле и в конденсаторе совершеннонеизбежной.

Рис.4. Примерный энергетический баланс
        паросиловой станции с турбиной


Большой научный и техническийопыт по устройству тепловых двигателей и глубокие теоретические исследо­вания,касающиеся условий работы тепловых двигателей, установили, что к. п. д.теплового двигателя зависит от разности температур нагревателя ихолодильника. Чем больше эта разность, тем больший к. п. д. может иметьпаросиловая установка (конечно, при условии устранения всех техническихнесовершенств конструкции, о которых упоминалось выше). Но если разность этаневелика, то даже самая совершенная в техническом смысле машина не может датьзначительного к. п. д.
Вместо увеличения температурыв котле можно было бы понижать температуру в конденсаторе. Однако это оказалосьпрактически неосуществимым. При очень низ­ких давлениях плотность пара оченьмала и при большом количестве пара, пропускаемого за одну секунду мощнойтурбиной, объем турбины и конденсатора при ней должен был бы быть непомерновелик.
Кроме увеличения к. п. д.теплового двигателя, можно пойти по пути использования «тепловых отбросов», т.е. теплоты, отводимой водой, охлаждающей конденсатор. Вместо того чтобы спускатьнагретую конденсатором воду в реку или озеро, можно направить ее по трубамводяного отопления или использовать ее для промышленных целей. Можно такжепроизводить расширение пара в турбинах только до давления 5—6 атм. Из турбиныпри этом выходит еще очень горячий пар, могущий служить для ряда промыш­ленныхцелей.
Станция, использующая отбросытеплоты, снабжает потребителей не только электрической энергией, получен­ной засчет механической работы, но и теплотой. Она назы­вается теплоэлектроцентралью(ТЭЦ).

Рис.5. Примерный энергетический баланс ТЭЦ  
                      
Двигатели внутреннего сгорания
Бензиновый двигательвнутреннего сгорания.Самый распространенный тип современного теплового двигателя — двигательвнутреннего сгорания. Двигатели внутреннего сгорания устанавливаются наавтомобилях, самолетах, танках, тракторах, моторных лодках и т. д. Двигателивнутреннего сгорания могут работать на жидком топливе (бензин, керосин и т. п.)или на горючем газе, сохраняемом в сжатом виде в стальных баллонах илидобываемом сухой перегонкой из дерева (газогенераторные двигатели).
Рассмотрим устройствочетырехтактного бензино­вого двигателя автомобильного типа (см. рисунок 6). Устройстводвига­телей, устанавливаемых на тракторах, танках и самоле­тах, в общих чертахсходно с устройством автомобильного двигателя.
Основной частью двигателявнутреннего сгорания яв­ляется один или несколько цилиндров, внутри которыхпроизводится сжигание топлива. Отсюда и на­звание двигателя.

                    Устройство поршня двигателя внутреннего
                     сгорания. Справа показано присоединение
                  шатуна к поршню
Рис. 6. Устройство двигателя внутреннего сгорания


Внутри цилиндра передвигаетсяпоршень. Поршень представляет собой полый, с одной стороны закрытый цилиндр 1,опоясанный пружи­нящими кольцами 2, вложенными в канавки на поршне(поршневые кольца). Назначение поршневых колец — не пропускать газы,образующиеся при сгорании топлива, в промежуток между поршнем и стенками цилиндра(пока­заны штриховой линией). Поршень снабжен металлическим стержнем 3 («пальцем»),служащим для соединения поршня с шатуном 4. Шатун в свою оче­редь служитдля передачи дви­жения от поршня коленчатому валу 5.
Верхняячасть цилиндра со­общается с двумя каналами, за­крытыми клапанами. Через одиниз каналов — впускной подается горючая смесь, через другой — выпускной выбрасываютсяпро­дукты сгорания. Клапаны име­ют вид тарелок, прижимаемых к отверстиям пружинами.Кла­паны открываются при по­мощи кулачков, помещенных на кулачковом валу; привращении вала кулачки подни­мают клапаны посредством стальных стержней (толка­телей).Кроме клапанов, в верхней части цилиндра поме­щается так называемая свеча. Это— приспособление для зажигания смеси посредством электрической искры, полу­чаемойот установленных на двигателе электрических приборов (магнето или бобины).


Рис.7. Схема устройства карбюратора
 

Рис.8. Такты работы двигателя
            внутреннего сгорания Весьма важнойчастью бензинового двигателя является прибор для получения горючей смеси —карбюратор. Его устройство схематически показано на рисунке 7. Если в цилиндреоткрыт только впускной клапан и поршень движется к коленчатому валу, то сквозьотверстие 1 за­сасывается воздух. Воздух проходит мимо трубочки 2, соединеннойс поплавковой камерой 3. В камере 3 нахо­дится бензин, подцеживаемыйпри помощи поплавка 4 на таком уровне, что в трубочке 1 он какраз доходит до конца ее. Это достигается тем, что поплавок, поднимаясь принатекании бензина в камеру, запирает отверстие 5 особой запорной иглой 6 итем прекращает подачу бензина, если уровень его повысится. Воздух, проходя сбольшой скоростью мимо конца трубочки 2, засасывает бензин и распыляет его (попринципу пульверизатора). Таким образом полу­чается горючая смесь (пары бензинаи воздух), приток которой в цилиндр регулируется дроссельной заслонкой 7.


Работа двигателя состоит изчетырех тактов:
Iтакт — всасывание.Открывается впускной клапан 1, и поршень 2, двигаясь вниз, засасывает в цилиндргорючую смесь из карбюратора.
IIтакт — сжатие. Впускнойклапан закрывается, и поршень, двигаясь вверх, сжимает горючую смесь. Смесь присжатии нагревается.
IIIтакт — сгорание.Когда поршень достигает верх­него положения (при быстром ходе двигателя несколькораньше), смесь поджигается электрической искрой, дава­емой свечой. Силадавления газов — раскаленных про­дуктов сгорания горючей смеси — толкаетпоршень вниз. Движение поршня передается коленчатому валу, и этим производитсяполезная работа. Производя работу и рас­ширяясь, продукты сгорания охлаждаютсяи давление их падает. К концу рабочего хода давление в цилиндре падает почти доатмосферного.
IVтакт — выпуск (выхлоп).Открывается выпускной клапан 3, и отработанные продукты горения выбрасываютсясквозь глушитель в атмосферу.
Из четырех тактов двигателя(т. е. за два оборота ко­ленчатого вала) только один, третий, является рабочим.Ввиду этого одноцилиндровый двигатель должен быть снабжен массивным маховиком,за счет кинетической энергии которого двигатель движется в течение остальныхтактов. Одноцилиндровые двигатели ставятся главным образом на мотоциклах. Наавтомобилях, тракторах и т. п. с целью получения более равномерной работы двига­теляставятся четыре, шесть и более цилиндров, установ­ленных на общем валу так, чтопри каждом такте по край­ней мере один из цилиндров работает. Чтобы двигательначал работать, его надо привести в движение внешней силой. В автомобилях этоделается при помощи особого электромотора, питающегося от аккумулятора (стартер).
Добавим, что необходимойчастью двигателя является приспособление для охлаждения стенок цилиндров. Причрезмерном перегревании цилиндров наступает пригорание масла, возможны преждевременныевспышки горючей смеси и детонация (взрыв горючей смеси вместо сгорания, имею­щегоместо при нормальной работе). Детонация не только вызывает понижение мощности,но и разрушительно дей­ствует на мотор. Охлаждение цилиндров производитсяпроточной водой, отдающей теплоту воздуху, или непосредственно воздухом. Вода циркулирует,омывая цилиндры. Движение воды вызывается нагреванием ее вблизи цилиндрови охлаждением в радиаторе. Это — система медных трубок, по которымпротекает вода. В ра­диаторе вода охлаждается потоком воздуха, засасываемогопри движении вентилятором.
Двигатель внутреннегосгорания обладает рядом пре­имуществ, являющихся причиной его широкого распро­странения(компактность, малая масса). С другой стороны, недостатками двигателя являются:
а) он требует жидкого топливавысокого качества;
б) невозможность получить приего помощи малую частоту вращения (при малом числе оборотов, например, не работаеткарбюратор).
Так как температура газов,получающихся при сго­рании смеси внутри цилиндра, довольно высока (свыше 1000°С), то к. п. д. двигателей внутреннего сгорания может быть значительно выше к.п. д. паровых двигателей. На практике к. п. д. двигателей внутреннего сгоранияравен обычно 20—30 %.

Рис.9. Примерный энергетический баланс
автомобильного двигателя внутреннего сгорания
                     
Двигатель Дизеля. Как повысить к.п.д. двигателя внутреннегосгорания? И расчеты и опыты показывают, что для этого надо употреблять большуюстепень сжатия (отношение между наибольшим и наименьшим объемами цилиндра, см.рис.). При большом сжатии горючая смесь сильнее нагревается и получает­ся болеевысокая температура во время горения смеси. Однако в двигателях автомобильноготи­па нельзя употреблять сжатие более 8—9-кратного. При боль­шей степени сжатиягорючая смесь нагревается в течение вто­рого такта настолько, что вос­пламеняетсяраньше, чем нуж­но, и детонирует.
Это затруднение обойдено в двигателе, сконструирован­номв конце XIXвека Р. Ди­зелем (двигатель Дизеля или просто дизель).Устройство дизеля схематически по­казано на рисунке 10. В дизеле подвергаетсясжатию не го­рючая смесь, а чистый воздух. Сжатие применяется 11—12-кратное,причем получается нагревание воздуха до 500 — 600°С. Когда сжатиезаканчивается, в цилиндр впрыски­вается жидкое топливо. Делается это при помощиособой форсунки, работающей от сжатого воздуха, нагнетаемого компрессором. В некоторых типах дизелей компрессор отсутствует ивпрыскивание топлива производится насосом, дающим очень большое давление. Зажиганиеразбрызганной и испарившейся нефти происходит вследствие высокой температуры,получившейся в цилиндре при сжатии, и не требует никаких вспомогательных поджигающихустройств. Во время горения нефти, продолжающегося значительно дольше, чем горение смеси бензин — воздух в автомобиль­номдвигателе, поршень движется вниз и производит ра­боту. Затем производится выбрасываниеотработанных газов.
Дизель оказался болееэкономичным двигателем, чем бензиновый (к. п. д. около 38 %). Он может иметьзна­чительно большую мощность. Дизели ставят на судах (теп­лоходах),тепловозах, тракторах, грузовых автомобилях, небольших электростанциях. Большимпреимуществом ди­зеля является то, что он работает на дешевых «тяжелых» сортахтоплива, а не на дорогом очищенном бензине. Кроме того, дизели не нуждаются вособой системе зажигания. Однако в тех случаях, когда требуется минимальный весдвигателя при данной мощности, дизели оказываются менее выгодными.

Рис.10. Схема двигателя Дизеля


Реактивные двигатели
Реактивный двигатель — двигатель, создающийнеобходимую для движения силу тяги путем преобразования исходной энергии вкинетическую энергию реактивной струи рабочего тела. В результате истечения рабочеготела из сопла двигателя образуется реактивная сила в виде реакции (отдачи)струи, перемещающая в пространстве двигатель и конструктивно связанный с нимаппарат в сторону, противоположную истечению струи.
В кинетическую (скоростную) энергию реактивной струи вреактивном двигателе могут преобразовываться различные виды энергии(химическая, ядерная, электрическая, солнечная).
Для создания реактивной тяги, используемой реактивнымдвигателем, необходимы:
·      источник исходной (первичной) энергии, котораяпревращается в кинетическую энергию реактивной струи;
·      рабочее тело, которое в виде реактивной струивыбрасывается из реактивного двигателя;
·      сам реактивный двигатель — преобразователь энергии.
Исходная энергия запасается на борту летательного илидругого аппарата, оснащенного реактивным двигателем (химическое горючее,ядерное топливо), или (в принципе) может поступать извне (энергия Солнца). Дляполучения рабочего тела в реактивном двигателе может использоваться вещество,отбираемое из окружающей среды (например, воздух или вода); вещество,находящееся в баках аппарата или непосредственно в камере реактивногодвигателя; смесь веществ, поступающих из окружающей среды и запасаемых на бортуаппарата. В современных реактивных двигателях в качестве первичной чаще всегоиспользуется химическая энергия. В этом случае рабочее тело представляет собойраскаленные газы — продукты сгорания химического топлива. При работе реактивногодвигателя химическая энергия сгорающих веществ  преобразуется в тепловую энергию продуктовсгорания, а тепловая энергия горячих газов превращается в механическую энергиюпоступательного движения реактивной струи и, следовательно, аппарата, накотором установлен двигатель. Основной частью любого реактивного двигателяявляется камера сгорания, в которой генерируется рабочее тело. Конечная частькамеры, служащая для ускорения рабочего тела и получения реактивной струи,называется реактивным соплом.
В зависимости от того, используется или нет при работереактивного двигателя окружающая среда, их подразделяют на 2 основных класса — воздушно-реактивныедвигатели (ВРД) и ракетные двигатели (РД). Наиболеешироко реактивные двигатели используются на летательных аппаратах различныхтипов.
 Воздушно-реактивные двигатели. Все ВРД — тепловые двигатели, рабочее тело которыхобразуется при реакции окисления горючего вещества кислородом воздуха. Поступающийиз атмосферы воздух составляет основную массу рабочего тела ВРД. Таким образом,аппарат с ВРД несет на борту источник энергии (горючее), а большую частьрабочего тела черпает из окружающей среды.
ВРД подразделяются на бескомпрессорные и компрессорные.
БескомпрессорныеВРД отличаются тем, что необходимая подача сжатоговоздуха для эффективного сжигания топлива осуществляется без применения компрессора;сжатие воздуха происходит во входном устройстве за счет скоростного напоранабегающего потока. Они делятся на прямоточныеи пульсирующие.
ПрямоточныеВРД для повышения давления воздуха в камере сгоранияиспользуют только скоростной напор встречного потока. Присущие им положительныеособенности: простота конструкции, легкость, а также возрастание реактивнойтяги пропорционально квадрату скорости полета. Поэтому они особенно выгодны прибольших сверхзвуковых скоростях полета. Недостаток – ничтожная тяга при малойскорости полета, поэтому прямоточные ВРД могут применяться на самолетах тольков сочетании с другими двигателями, обеспечивающими необходимую тягу при взлетеи на малых скоростях полета. Прямоточные ВРД устанавливают на зенитныхуправляемых ракетах, крылатых ракетах, сверхзвуковыхистребителях-перехватчиках. Дозвуковые прямоточные двигатели применяются навертолетах (устанавливаются на концах лопастей несущего винта).
ПульсирующийВРД отличается от прямоточного тем, что воздухпоступает в камеру сгорания не непрерывно, а периодически, импульсами. Давлениев камере повышается за счет сгорания топлива. Пульсирующий ВРД может развиватьнеобходимую тягу и при малых скоростях полета. Конструкция его проста. Основнойнедостаток – большой расход топлива. Пульсирующие ВРД имеют небольшую тягу ипредназначаются лишь для летательных аппаратов с дозвуковой скоростью.
КомпрессорныеВРД имеют центробежный или осевой компрессор, приводимый в действиегазовой турбиной или авиационным поршневым двигателем, и соответственно подразделяютсяна турбокомпрессорные (или турбореактивные) и мотокомпрессорные.
Турбокомпрессорные(или турбореактивные)ВРД получили наиболее широкое распространение. Этими двигателями оснащенобольшинство военных и гражданских самолетов, их применяют на вертолетах. Онипригодны для полетов как с дозвуковыми, так и со сверхзвуковыми скоростями; ихустанавливают также на самолетах-снарядах. Сверхзвуковые турбореактивныедвигатели могут использоваться на первых ступенях воздушно-космических самолетов.

Рис.11. Схема устройства турбореактивного двигателя
На рисунке 11 показана схема уст­ройстваодного из типов реактивных двигателей, устанав­ливаемых на самолетах. Двигательзаключен в цилинд­рический корпус, открытый спереди (воздухоприемное отверстие)и сзади (выходное сопло).   
Воздух входит в переднее отверстие(это показано стрелками) и попадает в компрессор, состоящий из ряда лопаток,укрепленных на вращающихся колесах. Компрессор гонит воздух вдоль осидвигателя, уплотняя его при этом. После компрессора воздух поступает в камеру,в которую впрыскивается горючее. Получается горючая смесь, которая воспламе­няется,образуя газы высокой температуры и высокого давления. Газы направляются к выходномусоплу, по пути приводя в действие газовую турбину, вращающую ком­прессор, а затемвырываются через сопло из заднего от­верстия двигателя. Газы, покидающиедвигатель и получающие огромную скорость в направлении назад, действуют насамолет с силой реакции, направленной вперед. Эта сила и приводит в движениесамолет.
Тяга турбореактивныхдвигателей с высотой и скоростью полета уменьшается, экономичность увеличивается.Для облегчения взлета самолета с таким двигателем иногда используютдвигатели-ускорители. Также тяга турбореактивного двигателя может быть увеличенапутем дополнительного сгорания топлива в форсажнойкамере, расположенной между турбиной и реактивным соплом.
Однако такие двигатели не всегда выгодныэкономически. В этом случае для огромных транспортных самолетов лучшеиспользовать турбовинтовые двигатели (ТВД).Последние снабжены винтом (или винтами) на валу двигателя впереди компрессора. Дляэтого нужно удлинить вал, соединяющий турбину с компрессором, добавитьредуктор, который снизит частоту вращения винта (иначе воздушный поток станетсрываться с лопастей и пропеллер в основном будет вращаться вхолостую). Силатяги складывается из тяги, возникающей как сила реакции при истечении газов изсопла, и из тяги винта (винтов), вращаемого специальной газовой турбиной илитой же, которая вращает компрессор. При малой скорости полета основная долятяги получается от работы винтов, на большой скорости – за счет силы реакции.
Ракетныедвигатели. В отличие от ВРД все компоненты рабочего тела ракетногодвигателя (РД)  находятся на бортуаппарата, оснащенного им.
РД в большинстве случаев используются на высокоскоростныхлетательных аппаратах. Ракетный двигатель обладает многими примечательнымиособенностями, но главная из них заключается в следующем. Ракете для движенияне нужны ни земля, ни вода, ни воздух, так как она движется в результате взаимодействияс газами, образующимися при сгорании топлива. Поэтому ракета может двигаться вбезвоздушном пространстве.
РД подразделяются на двигатели, работающие на жидкомтопливе (горючее и окислитель), — жидкостныеракетные двигатели (ЖРД), на двигатели, работающие на твердом топливе, — пороховые реактивные двигатели (ПРД),разновидностью которых являются твердотопливныеракетные двигатели (РДТТ), и на двигатели, работающие на гибридном ракетном топливе (ГРД).
 Встадии исследования, разработки и частичного применения находятся ракетныедвигатели:
·        ядерные(собственно ядерные, термоядерные, радиоизотопные). Тяга двигателей создаетсяза счет энергии, выделяющейся в результате реакции деления ядер тяжелыхэлементов (собственно ядерный), реакции управляемого синтеза ядер легкихэлементов (термоядерный) или в результате радиоактивного распада изотопов(радиоизотопный);
·        электрические(электромагнитные или плазменные, электростатические, электротермические). Длясоздания тяги с помощью рабочего тела используется электрическая энергия бортовойэнергоустановки летательного аппарата;
·        газоаккумуляторные(сублимационные и др.). Тяга двигателя создается истечениемгазов или других продуктов через реактивное сопло за счет потенциальной энергиисамих продуктов, принудительно созданной до полета летательного аппарата;
·        фотонные. Тягадвигателя создается направленным истечением квантов электромагнитного излучения– фотонов. Фотонный двигатель имеет предельно возможный удельный импульс, таккак скорость истечения фотонов равна скорости света;
·        комбинированные.
По назначению и характеру использования вракетно-космической технике ракетные двигатели подразделяются на основные (маршевые, стартовые) и вспомогательные  (рулевые, корректирующие, микроракетные,тормозные и др.).
Жидкостные ракетные двигател