Enciklopedija letalstva

Enciklopedija letalstva (574)

07 Jun 07
Napisal

Ločimo centrifugalne in aksialne kompresorje. Oboji so konstruirani tako, da stiskajo zrak. Zraku se med kompresijo zmanjšuje volumen in povečuje temperatura. Pri izstopu iz kompresorja ima zrak torej povečano notranjo energijo.

Tako centrifugalne kot aksialne kompresorje je zaradi velikih mas, ki se vrtijo z visokimi vrtilnimi frekvencami, pred zagonom motorja treba uravnotežiti. Vsaka ekscentričnost kompresorja bi lahko povzročila fizične poškodbe celotnega motorja.

Centrifugalni kompresor

Centrifugalni kompresor je sestavljen iz treh glavnih delov: rotorskega diska (impelerja), na katerem so kompresorske lopatice, statorskega dela (difuzorja), ki je hkrati tudi zunanji del kompresorja, ter razdelilnika, prek katerega stisnjeni zrak preide v zgorevalno komoro.

centrifugalni_kompresor_virlercnasa.jpg

Impeler in difuzor skupaj predstavljata kompresorsko stopnjo. Motor ima lahko vgrajenih več zaporednih centrifugalnih kompresorskih stopenj. Danes se najbolj množično uporabljajo enostopenjski in dvojni enostopenjski kompresorji v različnih kombinacijah. Centrifugalni kompresor deluje tako, da zrak, ki vstopa v kompresor blizu središča vrtenja kompresorja, pospešuje proti njegovi zunanjosti. Zaradi velike vrtilne frekvence in oblike rotorskih lopatic zrak pridobi veliko hitrost. Difuzor, ki ta zrak ustavlja, poskrbi, da se njegova hitrost zmanjša, hkrati pa mu poveča statični tlak. Centrifugalni kompresorji lahko z eno stopnjo dosežejo kompresijsko razmerje do 5:1, z uporabo sodobnih materialov, ki omogočajo večje vrtilne frekvence (večja centrifugalna obremenitev lopatic), pa to razmerje doseže tudi večje vrednosti.

Aksialni kompresor

aksialni_kompresor_virlercnasa.gif

V aksialnem kompresorju teče zrak v aksialni smeri skozi serijo rotorskih in statorskih lopatic. Par rotorskih in statorskih lopatic imenujemo kompresorska stopnja. Več kompresorskih stopenj predstavlja serijo. Reakcijski motorji imajo eno ali več vreten, ki so med seboj ločena. V tem primeru govorimo o eno-, dvo- ali trivretenskih turbinskih motorjih (single, dual oziroma three spool turbojet).


vecstopenjski_aksialni_kompresor_virwebmitedu.jpg

Več vreten omogoča boljši izkoristek kompresorja. Hitrost komprimiranega zraka se namreč v aksialni smeri rahlo zmanjšuje, to pa lahko privede do dušenja kompresorja in nenazadnje do fizičnih poškodb. To bi se lahko zgodilo, kadar motor obratuje pri nižjih obremenitvah, kot so tiste, za katere je bil skonstruiran. Temu se izognemo z dvo- ali trivretenskim turbinskim motorjem. Vrtilna frekvenca posameznih kompresorskih serij je različna in zrak zato lahko nedušeno prehaja naprej. V trivretenskem turbinskem motorju se hitrost visokotlačne turbine (N3) krmili z dotokom goriva. Ostali dve turbini (N1 in N2) se vrtita s trenutnima najboljšima hitrostma. Težave z dušenjem kompresorja se lahko rešujejo tudi s spremenljivim kotom statorskih lopatic ter z izpustnim ventilom, ki odvečnemu zraku omogoča pretok v atmosfero.

hitrost_in_tlak_zraka_skozi_kompresor_virwebmitedu.jpg

Prečni prerez aksialnega kompresorja pokaže, da se pretočni kanal zmanjšuje v smeri toka zraka. Kompresorske lopatice so zato z vsako kompresorsko stopnjo krajše. Zrak skozi kompresorske serije pridobiva notranjo energijo – zmanjšuje se mu volumen ter povečujeta tlak in temperatura. Prirastek tlaka v kompresorski stopnji je od 10-30 odstotkov. Da bi dosegli razmerje 5:1, ki ga zmore centrifugalni kompresor z eno stopnjo, tako potrebujemo od 5 do 8 aksialnih kompresorskih stopenj. Prav zaradi tega so aksialni kompresorji mnogo daljši in kompleksnejši za izgradnjo. Njihov čelni presek je manjši, kar zmanjšuje upor letala. Hkrati so mnogo občutljivejši na poškodbe, njihovo vzdrževanje pa je mnogo dražje. Njihova prednost je omogočanje visokih tlačnih razmerij, ki dosežejo vrednosti 30:1 in več ter relativno majhen čelni presek.


kompresorske_lopatice_vireads.jpg

Kompresorske lopatice se izdelujejo iz materialov, ki prenašajo velike trdnostne, aerodinamične in temperaturne obremenitve, hkrati pa so dovolj lahki. Te lastnosti imajo aluminijeve, magnezijeve, titanove in jeklene zlitine. V nekaterih primerih se uporabljajo tudi kompozitni materiali iz steklenih in ogljikovih vlaken, a le v kompresorskih stopnjah, kjer temperatura zraka še ni previsok.

07 Jun 07
Napisal

V turbini se produktom zgorevanja med ekspanzijo zmanjšajo tlak, temperatura in hitrost. Energija, ki se ob tem sprosti, se uporabi za pogon kompresorja (enega, dveh ali treh), pomožnih pogonskih enot ter za neposreden potisk letala. Turbinski sklop je prek gredi neposredno povezan s kompresorskim delom.

turbinske_lopatice_motorja_tumanski_r-25-300.jpg

Kadar ima motor več stopenj, sta med seboj povezana nizkotlačna turbina in nizkotlačni kompresor ter visokotlačna turbina in visokotlačni kompresor. Stopnja (kompresor-turbina) se vrti z enako vrtilno frekvenco, medtem ko se različni stopnji vrtita pri različnih vrtilnih frekvencah, zaradi česar se izkoristek motorja poveča. Nizkotlačna turbina lahko ob tem poganja še ventilator, prek reduktorja pa tudi vijak. Turbovijačni in turbogredni motorji so skonstruirani tako, da se velika večina sproščene energije iz zgorevalne komore pretvori v delo na gredi. Produkti zgorevanja odtečejo v atmosfero prek izpušne cevi in nimajo omembe vrednega prispevka k potisku plovila.

Ločimo aksialne in centrifugalne turbine, vendar se slednje v letalskih motorjih uporabljajo bolj poredko. Aksialne turbine se razlikujejo po položaju in obliki statorskih in rotorskih lopatic (turbinska stopnja).

Impulzne in reakcijske turbine

Pri impulznih turbinah so statorske lopatice postavljene tako, da tvorijo konvergentni kanal. Zato se produktom zgorevanja v tem območju hitrost poveča, tlak in temperatura pa padeta. Statorske lopatice usmerjajo zrak na rotorske lopatice pod takim kotom, da je izkoristek najboljši – turbina se v tem primeru vrti najhitreje. Rotorske lopatice so postavljene tako, da je hitrost skoznje konstantna, pri čemer tlak in temperatura padata.

odprt_motor_kjer_se_lepo_vidijo_vsi_sklopi_motorja.jpg

Pri reakcijskih turbinah je hitrost zraka skozi statorski del lopatic konstantna. Rotorske lopatice pa so vgrajene tako, da ustvarijo konvergentni kanal. Učinek na stopnji je samo zamenjan, sicer pa je enak kot pri impulznih turbinah. Dejansko so turbinske lopatice konstruirane tako, da imajo na korenu položaj impulzne turbine, na konicah pa položaj reakcijske turbine. Vmes se oblika interpolacijsko spreminja. Podobno kot pri krilu letala, kjer poznamo geometrijsko in aerodinamično zvitje, imajo tudi lopatice za kar najboljši izkoristek energije dotekajočih plinov po dolžini spremenljivo obliko in vpadni kot.

Ob tem so turbinske lopatice podvržene velikim temperaturnim in mehanskim obremenitvam. Temperaturno odpornost lopatic zvišuje kompresorski zrak, ki je hladnejši, v lopatice pa se vpihuje skozi lopatičino notranjost. Ta zrak izhaja iz lopatic skozi majhne luknjice, ki so izvrtane na njihovem prednjem in zadnjem delu. Tako zrak ustvarja zračni film, ki varuje lopatico pred neposrednim stikom z izredno vročimi produkti zgorevanja. Zaradi visokih temperatur se lopatice vseeno deformirajo, materialu pa se spreminja struktura. Po priporočilih standardov naj bi se turbinske lopatice deformirale največ 0,1 % pri obremenitvi 186 kg/cm2 in temperaturi 1380 °F v 300 urah delovanja motorja.

turbinska_lopatica_je_odporna_proti_visokim_temperaturam.jpg

Centrifugalne obremenitve rotorskih lopatic predstavljajo naslednji velik problem. Lopatica, ki ima v statičnem stanju maso 0,09 kg, ima pri 9980 vrtljajih v minuti in 66 cm daleč od osi vrtenja obodno hitrost 350 m/s. Njena teža postane tedaj kar 33.956-krat večja. Zaradi tega se lopatice elastično in plastično deformirajo.

v_trubinskem_delu_motroja_so_lopatice_zracno_hlajene.jpg

Vse te deformacije morajo ostati v sprejemljivih okvirih, zato morajo biti turbinske lopatice izdelane iz izjemno kakovostnih materialov. Nikljeve zlitine (REX78, Nimonic80, CMSX-4, RR3000 … ) z dodatki kroma, kobalda, molibdena ter drugih elementov, iz katerih so lopatice narejene, jim izboljšujejo mehansko odpornost. Dodani aluminij pa lopaticam povečuje protikorozijsko odpornost, ki je nujna zaradi korozijske agresivnosti produktov zgorevanja. Nove tehnologije omogočajo izdelavo lopatic iz okrepljene keramike, ki so mnogo bolj odporne na vse prej omenjene obremenitve. Keramično prevleko imajo tudi kovinske lopatice, zaradi česar se jim močno poveča temperaturna odpornost. To pomeni tudi možnost večjih obremenitev motorja ter posledično večjo koristno moč.

30 Nov 99
Napisal
Nekakšen super srednji razred poslovnih letal, s katerim zapolnjuje Bombardier nišo med svojima challengerjem 604 in learjetom 60, predstavlja continental. Študije za novo letalo so začeli leta 1996, ko so ga tudi označili s continental all bussines jet in prvič tudi predstavili maketo kokpita. Z letalom so ponudili kar najsodobnejšo tovrstno tehnologijo v segmentu poslovnih letal, pri tem pa so se držali svojega pravila in ohranili že uveljavljeno zasnovo krila in trupa (s challengerja).

Continental je prvič vzletel leta 2001, sledila so preizkušanja in pridobivanje dovoljenj, za operativno rabo je postal zrel v letu 2003. Do maja 2002 so že imeli 125 naročil in rezervacij, največji naročnik (25) je bil kar Bobardierjev Flexjet, družba za upravljanje delnolastniških letal iz proizvodne palete Bombardierja.

bombardier_challenger_300_virbombardier.jpg























Tehničnipodatki:
Bombardier continental (challenger 300)
Kanada

Tip: poslovno letalo srednjega doleta
Proizvajalec: Bombardier, Kanada
Pogon: dva turboventilatorska motorja Honeywell AS907 s po 28,919 kN potiska
Posadka: 2+8–16 potnikov
 
 Mere:  
 - dolžina   20,97 m
 - razpetina kril   19,23 m
 - višina  6,22 m
   
 Mase:  
 - prazen  10.138 kg
 - največja vzletna  17.010 kg
 - največja pristajalna  15.310 kg
 - tovor  726 kg
 - gorivo  7684 l
   
 Zmogljivosti:  
 - potovalna hitrost   M=0,82
 - največja višina   13.716 m
 - dolet  5750 km




















Cena: 15 milijonov USD


Nazaj
30 Nov 99
Napisal

Logično nadaljevanje Bombardierjeve serije regionalnih letal je bilo letalo z okrog 100 sedeži. Dbombardier_crj_1000-1_virbombardier.jpgolgo so se odločevali in se končno odločili, da trgu ponudijo nov model regionalnega letala CRJ1000. Prvotno z oznako CRJ900X je danes CRJ1000 namenjen trgu, ki povprašuje po nizkostroškovnih letalih z velikim udobjem za potnike. Prav gotovo so Bombardierjevi regionalci taki. Po napovedih naj bi konkurenčna letala imela 15% višje operativne stroške od CRJ1000. Ob predstavitvi programa CRJ1000 so imeli zbranih preko 60 naročil in rezervacij. Naročniki pa bodo prve dobili konec leta 2009. Prvi polet je načrtovan za poletje 2008. Največja vzletna masa (MTOW) letala bo 41.632 kg. Dolet letala s 100 potniki bo 3139 km.

Brit Air, je naročil osem letal in jih rezerviral prav toliko. Nabavna vrednost osmih letal je 371 milijonov dolarjev. My Way Airlines je naročila 15 letal katerih vrednost je ocenjena na 702 milijona dolarjev. Prav tako je 15 letal z opcijo še dodatnih 15 naročil še neznan naročnik. Skupna vrednost naročila je kar 1,5 milijarde dolarjev. Do junija 2009 so dobili 64 naročil.

Med prvimi kupci letala je tudi Adria, ki je naročila eno letalo. Naročilo so v začetku leta 2009 preklicali in namesto tega letala naročili CRJ900. Več

Bombardier je na dobri poti, da postane 'kralj' podaljšanih letal in s tem nadomesti McDonnell-Douglasa. Tisočica je namreč zrasla iz stotice. Iz 50 sedežev na 100. Letalo je na pol poti do certifikata. Prvi dve serijski letali pa že sestavljajo. Iz Bombardierja so sporočili, da je testno letalo opravičilo vse napovedi o varčnosti in performansah.

Tehnični podatki:

Tip: regionalno letalo
Proizvajalec: Bombardier
Posadka: 2+3 (kabinsko osebje)
Sedeži: 100 (do 104)
Pogon: 2 turboventilatorska motorja General Electric CF34-8C5A1 s po 60,63 kN potiska;ob vzletu 64.54 kN potiska

Mere:   
- dolžina  39,13 m
- razpon kril  26,18 m
- površina krila   75,81 m2
- višina  7,13 m
- dolžina kabine 23,62 m
- višina kabine  1,89 m
   
Mase:  
- največja vzletna masa  40.824 kg
- masa praznega 22.997 kg
- gorivo 8822 kg
- tovor  12.156 kg
   
Zmogljivosti:   
- dolet (100 potnikov)  2761 km
- potovalna hitrost  870 km/h
- največja višina 12.497 m

bombardier_crj_1000_virbombardier.jpg




















Uporabniki:
ni v operativni uporabi


Nazaj

Koledar objav

« Oktober 2019 »
Pon Tor Sre Čet Pet Sob Ned
  1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12 13
14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27
28 29 30 31