71. Газотурбинные двигатели. Как конструктивно выполнены? Принцип работы.

ГТД состоит из компрессора, камеры сгорания, газовой турбины и выходного устройства. Принцип действия ГТД состоит в следующем. Атмосферный воздух, поступающий в полете в компрессор двигателя, сжимается за счет скоростного напора. Далее он сжимается в компрессоре за счет работы, подведенной от турбины. Далее сжатый воздух, поступающий из компрессора в камеру сгорания, делится на два потока – первичный и вторичный. Первичный поток воздуха, составляющий 25-35% общего потока, непосредственно участвует в процессе сгорания топлива. Вторичный поток обтекает наружные полости камеры сгорания, и лишь незначительная его часть в зону горения, где перемешивается с горячими газами и понижает их температуру. Таким образом, потоки вторичного воздуха как внутри камеры сгорания, так и снаружи образуют защитную воздушную оболочку, предохраняющую прогорание стенок камеры и перегрев внутренних и наружных частей двигателя.

Образующийся в процессе сгорания газ, имеющий большую температуру и давление, поступает в турбину. В ней потенциальная энергия (тепловая) сначала преобразуется в кинетическую, для чего газ расширяется в сопловом аппарате турбины. Приобретая в нем большую скорость, газовый поток поступает на лопатки рабочего колеса, где часть кинетической энергии газа преобразуется в механическую работу вращения турбины. Вращение турбины передается на компрессор и приводы агрегатов.

В выходном устройстве происходит дальнейшее расширение газов, при котором давление его уменьшается, а скорость возрастает.

Таким образом, потенциальная энергия продуктов сгорания, приобретенная в результате сжатия предварительного сжатия в компрессоре и последующего подвода тепла в камере сгорания, преобразуется в кинетическую энергию в процессе расширения – частично в турбине и частично в выходном устройстве. Часть кинетической энергии продуктов сгорания отдается рабочему колесу турбины, т.е. идет на вращение компрессора и агрегатов двигателя, остальная часть – на ускорение потока газов, т.е. на создание реактивной тяги.