Якакаши Мнуруками
22 апреля 18:42.
5230

Можно считать реактивные двигатели тупиковой веткой развития?

Ответить
Ответить
Комментировать
0
Подписаться
3
3 ответа
Поделиться
АВТОР ВОПРОСА ОДОБРИЛ ЭТОТ ОТВЕТ

Тупиковой веткой развития чего? Как вообще может быть тупикой ветка, которую повсеместно  используют более 70 лет и добились от нее почти практически максимально-возможного КПД?

На сегодняшний день, во многих областях человеческой деятельности это лучшее решение по соотношению цена/вес/мощность. Если завтра изобретут какой-нибудь, простигосподи, антиграв - он, вероятно, вытеснит реактивный движок из некоторых сфер, как перед этим реактивный двигатель вытеснил двигатель внутреннего сгорания из авиации, например. Сейчас ДВС пытаются выдавить и из автопрома. Даже если через 50 лет все будут ездить на электрокарах, ДВС все равно останется в портативных и резервных генераторах, например.

Сейчас же на горизонте нет вообще ничего способного заменить реактивные двигатели во всем, что летает.

25

Я имел ввиду то, что реактивные двигатели ограничены нашей Солнечной системой, Чтобы лететь дальше они - тупик. Нужно что-то принципиально новое - использование гравитации, антиматерии, "кротовых нор" и перехода в иное измерение.

0
Ответить

Это называется не "тупиковая ветвь", а "область применения". 

Опять же, реактивный двигатель понятие очень широкое. Если вы имеете в виду реактивные двигатели на химическом топливе - да, мы из них уже выжали почти все что могли. Но это проблема не технологии, а доступных источников энергии. Из химических реакций можно выжать только вот столько энергии. Но других надежных источников у нас пока нет.

Нужно что-то принципиально новое - использование гравитации

Давно используют.

 антиматерии, 

На сегодняшний день рекорд удержания антиматерии - что-то порядка 16 минут. И дам было что-то вроде 300 атомов антиводорода. И это рекорд. В обычных экспериментах речь идет о единичных атомах и тысячных долях секунды. Не говоря уже о том, что каждый атом антиматерии обходится в такую астрономическую цену, и требует таких  затрат энергии, что ой.

"кротовых нор" 

Чисто гипотетическая конструкция. Но даже если они и возможны, передать сквозь них материальный объект - не реально. Ну и их генерация требует энергий класса сверхновых. То есть совершенно абсурдное количество.

и перехода в иное измерение

Это тоже уже давно есть.

+14
Ответить
Прокомментировать

Да, конечно. Посмотрите, на других планетах их в основном уже давно не используют. Ни одна цивилизация, практикующая межзвёздные и особенно межгалактические перелёты, не применяет их. Но для Земли это пока что наиболее практичный двигатель для разных задач. Необходим технологический прорыв, и не один, чтобы мы начали от них отказываться.

Пользователю можно написать личное сообщение вBadoo
13
Прокомментировать

Можно. И вот почему.

Прежде всего необходимо понять о каком двигателе вы имели ввиду. На картинке изображён типичный ВРД (воздушно-реактивный двигатель), а если быть точнее, то ТРДДФ (турбореактивный двухконтарный двигатель с форсажной камерой). Этот тип двигателей часто используется на самолётах военного назначения. Но есть ещё и ракетные двигатели, которые поднимают в высь ракеты со спутниками. И даже ионные двигатели для межпланетных путешествий тоже реактивные!

Остановимся на ВРД как венце творения реактивного машиностроения. Да, двигатель появился давно, начали использовать его ещё в середине 20 века. Практически всё самолёты к 60-70 годам переоснастили ВРД. Если сравнивать по мощности, то ВРД значительно лучше ДВС, эффективнее и экономичнее (под "лучше" я понимаю простоту конструкции, вибрацию и прочую механику). Работа ВРД из термодинамики описывается циклом Брайтона,ии если вы попробуете вывести формулу, то увидите, что цикл обратно зависит от степени повышения давления (степени сжатия) и прямо от степени повышения температуры. Не вдаваясь в теорию лопаточных машин, где даже неправильный изгиб лопатки компрессора снижает КПД и работу всего двигателя, ограничится сжатие и температурой.

Так вот, в настоящий момент производители всех движков пришли к границе ВРД. Для достижения повышенных степеней сжатия нужно её увеличить на лопатка компрессора и при этом уменьшить число ступеней. Верхом этого стал F-135 P&W, который устанавливается на американском самолёте F-35. Там компрессор сделали биротативным, то есть ступени вращаются не в одну сторону как раньше, а в противоположные (просто представьте вентилятор дома. Вот этот "пропеллер"-это одна ступень. Сделайте два пропеллера на одном валу и у вас будет две ступени. Теперь заставьте одну вращаются почасовому направлению, а другой против и вы получите бтротативный компрессор). Это очень сложно сделать с точки зрения механики, ибо компрессор находится на одном валу с турбиной и вращается в том же направлении! А тут надо некоторые ступени в противоположную заставить. Так вот и турбина должна быть тоже бтротативный, чтобы расширение на ней происходило лучше. А это ещё сложнее сделать из-за высоких температур, ибо турбина самый нагруженный элемент в двигателе, испытывающий колоссальные механические нагрузки и температурные!

А вот теперь и про температуру. Как было сказано ранее, работа и КПД цикла двигателя зависит от отношения температур на входе и в камере сгорания. И чем больше, тем лучше. В настоящий момент температура в двигателе АЛ-31Ф самолёта Су-37 достигает 1700 градусов Кельвина. В перспективных ВРД температуру планируется поднять до 2000 К. Ни один маталл в настоящее время ни то что при 2000 К, при 1700 К работать не может. Это температуры выше температур плавления всех металлов! Только организацией правильного охлаждения элементов КС и турбины (и форсажной камеры) можно достичь постоянной работы на схожих температурах. Ну или придумать новый материал.

Поэтому, резюмируя ооооооочень поверхностно все перечисленное, я могу сказать, что стоят две проблемы: организация большего сжатия и новые материалы для высоких температур. Ни то, ни другое пока не могут сделать. Работы, естественно, ведутся, но о "прорыве века" ещё никто не заявил.

В гражданской авиации последним двигателем будет GE90. А потому что большая тяга никому не нужна. Необходимые лайнер никто строить не будет (А380 самый большой и вместительный пассажирский самолёт. И оооочень сильно загружает аэропорты). Так что там пределы пока достигнуты. Будут думать, как ещё больше уменьшить шум, повысить модульность и экономичность.

На этом все. Надеюсь, вам понравилось.

И вот ещё что. "Лопасти", которые вы видите в двигателе, когда поднимаетесь по трапу самолёта-это лопатки компрессора, а не турбины. Компрессора! (немного из профессионального недопонимания)

З. Ы. Очень хочу дискуссиию под этим ответом. Давайте спорить и может когда-нибудь мы откроем свое КБ с блекджеком и классными секретарщицами (а кому-то с секретарями) и построен новый двиг! Всем мир!

3
Прокомментировать
Ответить