Turbo Elisni Motori

8/11/2019 Turbo Elisni Motori

1/19

TURBO-ELISNI AVIONSKI POGON

1 POGONSKI I MOBILNI SISTEMI II SEMINARSKI RAD

TEMA :


Sadraj:

OBLAST PRIMENE....................................................................................3


2/19



ISTORIJAT RAZVOJA................................................................................4

POZNATI PROIZVOAI..........................................................................5

PRINCIP RADA........................................................................................7

PERFORMANSE TURBO-ELISNOG POGONA............................................9

PERFORMANSE ELISNOG POGONA.......................................................10

PERSPEKTIVA PRIMENE.........................................................................12

LITERATURA.14

Oblast PrimenePrimenu nalaze u avio industriji (putnicki avioni,avioni za obuku

pilota,poljoprivrea), neke vrste helikoptera.


3/19



Najbolji I najiskorodeniji avion u oblasti poljoprivree sa turbo elisnim

pogonom je SSSR-ov AN-3 /Antonov (slika 1),samim okazom o ekonominosti

motora u drugoj polovini dvadesetog veka AN-3 je napravio veliki uspeh.

Koriden motor je TVD-20 ( slika 2), ije demo karakteristike navesti u jenomo sleedih slajova

Slika 2 (TVD-20)

Slika 1 (AN-3)

Istorijat Razvoja

Alan Grifit je objavio rad o dizajnu turbina 1926. koji bi se mogao koristiti za

napajanje vratila pa odatle do properela. d 1929, Frenk Rezati, poeo ra


4/19



na dizajnu centrifugalnih turbina je bi izvodile potiskom mlaza. Dor

Jenraik jebjavio rad o elisno-mlaznom motoru 1928, 12.03.1929

patentirao elisno-mlazni motor. Prvi britanski turbo-elisni motor je Rols

Rojs RB.50 Trent (slika 3), prepravljen Derwent II opremljen sa reduktorom

i Rotol elisama uine 213.36cm, sa 11 na 5 lopatica. 1945 .Kasnije je Rols Rojs

razvio DART , koji je postao jedan od najpouzdanijih turbo elisnih motora

ikada napravljenih. Dart proizvonja je trajala vie o 50 goina. Dokje

SSSR imao tehnologiju a napravi Strateki mlazni bombarer slian Boingu B-

52,oni suumesto toga kreirali Tupolev Tu-95 sa pogonom o etiri turbo prop

motoraKuznetsov NK-12 (slika 4),sa osam kontra-rotirajudih elisa I sa

maksimalnom brzinom krstarenja od 935,27 kmh, bri nego bilo koji mlaznjak

do tada.Prvi ameriki turbo-elisni motor bio je General ElectricXT31,prvobitno eksperimentalno koriden za avionVultee XP-81.XP-81je imap

prvi let u decembru,bio je prvi avion koji je koristio kombinaciju turbo-elisnog I

mlaznog pogona. Jedan od naproizvedenijih turbo-elisnih motora je Pratt &

Whitney CanadaPT6,motor.Prvi helicopter sa turbinskim pogonom bio je Bell

XH-13F

slika 3 ( Rols Rojs RB.50) slika 4 (Kuznetsov NK-12 )

Poznati ProizvoaiAntonov An-32 ( slika5 )(NATO naziv: Cline) je vojni transportni avion sa

dva turbo-elisna motora.
http://en.wikipedia.org/wiki/Kuznetsov_NK-12http://en.wikipedia.org/wiki/Kuznetsov_NK-12http://en.wikipedia.org/wiki/GE_Aviationhttp://en.wikipedia.org/wiki/GE_Aviationhttp://en.wikipedia.org/wiki/General_Electric_T31http://en.wikipedia.org/wiki/General_Electric_T31http://en.wikipedia.org/wiki/Consolidated_Vultee_XP-81http://en.wikipedia.org/wiki/Consolidated_Vultee_XP-81http://en.wikipedia.org/wiki/Consolidated_Vultee_XP-81http://en.wikipedia.org/wiki/Pratt_%26_Whitney_Canadahttp://en.wikipedia.org/wiki/Pratt_%26_Whitney_Canadahttp://en.wikipedia.org/wiki/Pratt_%26_Whitney_Canadahttp://en.wikipedia.org/wiki/Pratt_%26_Whitney_Canada_PT6http://en.wikipedia.org/wiki/Pratt_%26_Whitney_Canada_PT6http://en.wikipedia.org/wiki/Kuznetsov_NK-12http://en.wikipedia.org/wiki/Kuznetsov_NK-12http://en.wikipedia.org/wiki/Pratt_%26_Whitney_Canada_PT6http://en.wikipedia.org/wiki/Pratt_%26_Whitney_Canadahttp://en.wikipedia.org/wiki/Pratt_%26_Whitney_Canadahttp://en.wikipedia.org/wiki/Consolidated_Vultee_XP-81http://en.wikipedia.org/wiki/General_Electric_T31http://en.wikipedia.org/wiki/GE_Aviationhttp://en.wikipedia.org/wiki/Kuznetsov_NK-12


5/19



Izraen je na osnoviAn-26 na koji su ugraeni skoro vostruko jai motori.

Proizvedeno je 357 aviona a prvi let bio je 1976.goine. Visoko smeteni nosai

motora iznad krila omogudili su ugranjuelisa sa krakovima vedeg ijametra.

Vedim elisama i snanijim motorima avion je dobio izvrsne osobine uzletanja i

leta, pogotovo na aeroromima u tropskim krajevima i na vedim namorskim

visinama, odnosno u uslovima gde turboelisni motori znatno gube na snazi.

Teretni prostor moe poneti o 6.700 kg tereta koji se u 12,48 m ugi, 2,30 m

irok i 1,84 m visok prostor utovaruje preko sputene "rampe" urepnom

delu aviona. Prostor za putnike ima 55 seita.

Tehnike karakteristike Antonov An-32

Osnovne karakteristike: posada: 3 , Kapacitet:- 42 putnika, 50 padobranaca,24 nosila + 3 pripadnika medicinskog osoblja , Duina:23,78 m, Raspon

krila:29,20 m, Povrina krila:75 m2, Visina:8,75 m, Masa aviona:16.800 kg,

Maksimalna masa uzletanja: 27.000kg, Karakteristike pri letenju: najvea

brzina540 km/h ,ekonomska brzina : 480km/h, dolet: 2500km, brzina

penjanja:6,4m/s, najveca visina leta:9.500m , motor: 2 ZMKB Progress AI-

20DM turbo-prop motora (slika 6).

slika 5 (Antonov An-32) slika 6 ( ZMKB Progress AI-20DM )

Transportni avion proizvoaa Loki MartinC-130 Herkul (emgl. Lockheed C-

130 Hercules)(slika 7)je detvoromotorni turbo-elisni avion koji slui kao glavni

taktikiprevoznik za vojne snage irom sveta. Sposoban je za sletanje i

poletanje sa kratkih ili nepripremljenih poletno-sletnih staza, dizajniran tza


6/19



potrebe prevoza tereta i vojnih jedinica. Danas se ovaj avion izmeuostalog

koristi i za izvianje vremena, snabdevanjem gorivom u vazduhu, gaenje

poara iz vazuha kao i evakuaciju bolesnika.

Vie o 40 razliitih moela Herkula se koristi u vie o 50 zemalja svata i to jeavion koji se ue proizvoi nego bilo koji rugi vojni vazuhoplov u istoriji.

Tokom vie o 50 goinau operativnoj upotrebi, Herkul se ustalio kao pouzdan

i izrljiv avion uestvujudi u vojnim,civilnim i humanitarnim operacijama.

Uloga: vienamenska, Prvi let prototipa: 23 avgust, 1954, U operativnoj

upotrebi:April, 1955, Proizvoa: Lokid , Projektant : Vilis Houkins ,

Kapacitet :Posada : 4-6, Putnici : 92 regularno, 64 vojnika , Teret : 20,000 kg,

Evakuacija : 74 bolesnika , Dimenzije : Duina : 29,8 m, Raspon krila : 40,4 m,Visina : 11,6 m, Povrina krila : 162,1 m, Teina :Prazan avion : 37,650 kg,

Maksimalna teina : 70,300 kg, Performanse : Maksimalna brzina nepoznata ,

Brzina krstarenja : 602 km/h, Operatibni plafon leta : 10,058 m, Dolet : 3.791

km, Pogonska grupa : , Motori : 4 x T56-A-15 turbo-elisni (slika 8), Proizvoa

:Alison , Snaga (svaki) : 3,210 kW

Slika 7 (C-130 Herkul ) slika 8 ( T56-A-15 )

Princip Rada

Turbo-elisni motori vedinu energije mlaza izduvnih gasova koriste za pokretanje

turbine koja preko osovine direktno ili preko zupcanika pokredeelisu. Brzina


7/19



okretanja elise uglavnom je nepromenjiva. Sila potiska koju stvaraju ti motori

neznatna je. Motori se ugrauju na manje putnike icargo avione koji lete na

manjim visinama i manjim brzinama. Kao i ostali mlazni motori sastoji se od

1)usisnika vazduha, 2)kompresora, 3)komora za sagorevanje i 4)turbina.

Vazduh koji ulazi u kompresor sabija se. Gorivo se dodaje kompresovanom

vazuhu, te smesa sagoreva u komorama sagorevanja. Vrudi gasovi stvoreni

procesom sagorevanja prolaze kroz turbine. Deo stvorene energije troi se na

pokretanje turbine za pogon kompresora a preostala energija pokrede turbinu

za pogon elise.

Slika 9 ( presek turbo elisnog motora)

1) Usisnik vazuha je eo konstrukcije aviona i motora koji omogudava

dovod stabilne struje vazduha o kompresora. Ko pozvunih aviona

usisnik je konstrukcijski nezahtevan. Sastoji se o aeroinamiki

oblikovanog otvora kako bi stvarao to manji otpor i kako bi to manje

remetio strujanje zraka. Vazduh koji dolazi do kompresora mora imati

manju brzinu od brzine zvuka to ko nazvunih aviona zahteva

konstrukciju usisnika koja de tu brzinu smanjiti na pozvunu.

2) Kompresor (slika 9)je deo mlaznog motora koji sabija vazduh. Kompresor

koristi niz rotirajudih iskova na kojima su uvrdene lopatice

aeroinamikog oblika, profila slinog profilu krila, koje progresivnosabijaju vazduh. Nepokretne statorske lopatice, smetene iza svakog

rotirajudeg iska, usmeravaju strujanje vazduha na sleedi rotirajudi isk.

Prostor prolaska strujanja vazduha se smanjuje prema izlazu iz

kompresora, smanjuje se brzina i povedava pritisak. Brzina ni u kom delu

ne sme predi brzinu zvuka. Kompresor preko osovine pokrede turbina.


8/19



3) komore za sagorevanje (slika 10)su deo elisnog motora izmeu

kompresora i turbine. U njima mea smea vazduha i goriva stvarajudi

vreo gas. Zbog izuzetno visoke temperature na izlaz iz komora

sagorevanja dovodi se vazduh iz kompresora koji smanjuje temperaturu

izduvnih gasova. Protok vazduha iz kompresora deli se na primarni, onaj

koji se mea s gorivom i sagoreva u komorama za sagorevanje, i

sekundarni koji struji oko komora (i jednim delom kroz otvore ulazi u

komore i zarava plamen u sredini), sputajudi temperaturu na

zaovoljavajudu vrednost.

4) Turbina (slika 11)je rotirajudi isk na koji su uvrdene lopatice

aeroinamikog oblika. Vreo gas koji izlazi iz komora za sagorevanje

usmerava se preko statorskih lopatica na turbinske lopatice i okredeih.Turbina zatim preko osovine pokrede elisu ili kompresor. Relativno

hladan vazduh uzima se od kompresora i usmerava na lopatice turbine

kako bi se spreilo njihovo pregrejavanje.

slike (9,10,11)

Performanse Turbo-Elisnog Pogona

Turbo-elisni pogon predstavlja kombinaciju turbomlaznog


9/19



motora i elisnog pogona, izduv zadrava sposobnost potiska, koji iznosi i do20% ukupnog potiska sistema zbog toga je neophodno snagu turbo-elisnog

pogona izraavati u ekvivalentnoj snazi, gde se potisak motora prevodiu efektivnu snagu. U statikim uslovima se ekvivalent snage grubo procenjuje

kada se ekvivalentna snaga horizontalnog leta podeli sa 2.5. U letu seekvivalent snage dobija na osnovu jednaine:

Pe =TV/Pgde se uzima za P = 0.80

T= potisak elise,V=brzina elise

Ukupna snaga se dobija sabiranjem izraunatog ekvivalenta I snage koju uzima

elisni pogon. Kao i kod klipnog pogona, tako i kod turbo-vratilskog pogonabrzina vrha lopatice je ograniena na M 0.70. Turbo-elisni pogon je efikasnijiod klipno-elisnog pogona za M > 0.5jer na to utie potisak turbo-vratilnogmotora. Nova generacija elisa sa zakrivljenim i skradenim lopaticamaomogudava let do M 0.85.(slika 12)prikazuje pogon sa kontrarotirajudimelisama (propfan)

slika 12 (kontrarotirajue elise)

Elisa pretstavlja rotirajude krilo sa mogudstvom zaokretanja pozitivnog ilinegativnog ugla podeenim prema promeni tangencijalne komponente brzine


10/19



U proraunskom reimu rada preseci elise treba da budu tako postavljeni da sulokalni aeroprofili postavljeni u odnosu na naolazedu brzinu da je odnos L/Dpreseka maksimalan. Brzi prorauni se baziraju na reprezentativnom presekuelise koji se nalazi izmedju 0.7 R i 0.74 R.Sa gledita konstuktora interesuju

nas samo karakteristike elise koje obino obezbedjuje proizvodja.Karakteristike elise se daju preko niza parametara od kojih su najvaniji :

1) Koeficijent rada: = V/nD, gde je V [m/s]brzina leta, n [o/s] broj obrtaja usekundi

2) Koeficijent snage: cP= P/( n3 D5);gde je [kg/m3]gustina vazduha, P[kW]snaga motora, D [m]prenik elise.

3) Koeficijent snage: cT= T/( n2 D4); gde je T [kN]potisak elise

4) Koeficijent izbora : cS= V = / 5) Efikasnost elise : P =TV/P

Koeficijent rada je povezan sa pomeranjem letelice za jedan obrt elise

Koeficijent izbora ne zavisi od dimenzija elise i koristi se za poreenje razliitihelisa

Proizvodjai daju karakteristike elise u razliitim oblicima, ali se jednaina

T==

uvek koristi da bi se izraunao potisak za date uslove leta

Performanse Elisnog Pogona


11/19



Slika 13.( statika karakteristika trokrake elise)

Dvokrake eliseimaju za oko 5% manji potisak od datih karakteristika

etvorokrake eliseimaju za oko 5% vedi statiki potisak od prikazanog

Drvene eliseimaju za 10% manji potisak zbog debljih aeroprofila

Elise promenjivog korakase postavljaju u optimalan poloaj zadravajudikonstantni broj obrtaja motora

Za EPK elisecP i su nezavisne veliine koje se mogu proitati sa dijagrama

Perspektiva Primene


12/19



Za primer demo navesti avion DASH Q-400 (slika 14) koji jejedan od

najsavremenijih aviona na svetu po sposobnostima pri letenju, tehnolokim

ostignudima i ekonominosti.

Potvrda kvaliteta ovog aviona, izmeu ostalog, olazi i u broju osaproizvedenih turboelisnih aviona tog tipa, a re je o vie o 650 proizveenih

letelica i vie o 13 miliona sati leta. Proizvonja turboprop aviona oivela je

veliku ekspanziju u poslednjih nekoliko godina zbog povedanja cene nafte i

povedanja prometa na regionalnim kradim relacijama, na kojima turboprop

avioni zbog manje potronje goriva imaju prenost u onosu na mlazne.

Bombarder Q-400 ima vrlo nizak nivo buke, zbog ega serija i ima oznaku Q po

engleskoj rei quiet, to znai tih.Q-400 jejean je o najtiih aviona jer mu

je nivo buke smanjen za 10 dB (slika 15). Buka se javlja kao veliki problem u

prometnom sektoru. Kao posedica buke mogu se navesti ne samo

uznemiravanje stanovnitva, nego i ruge fizike i psihike poseice. Tako npr.

buka o 85 B moe ostaviti poseice na sluh ok manji nivo buke, buka preko

60 B, moe proizvesti stres i nervozu, promenu pulsa, povedanje krvnog

pritiska te hormonalne poremedaje. Izlaganje preteranoj buci takoe povedava

rizik od kardio-vaskularnih bolesti.

Slika 14 (DASH Q-400) slika 15 ( nivo buke Q400 u DB )


13/19



Ovaj avion pripaa meu ekoloke najprihvatljivije avione po koliini

isputenog ugljen dioksida (slika 16).Q-400 isputa 30-40% manje ugljen

ioksia goinje nego konkurentni avioni. Zagaenje vazuha je takoe veliki

problem u prometnom sektoru pogotovo u vazunom saobradaju. Zagaenje

vazuha utie na ljusko zravlje, materijale i graevine. Vazuni saobradaj

zbog injenice a se ovija na velikim visinama ge su negativne posleice

tetnog CO2jo izraenije, mnoe tetne uinke u onosu na ruge prometne

grane sa dva. Avionom tipa DASH Q-400, onosno njegovom primenom olo je

do zaokreta u koncepciji razvoja prevoznih srestava prema ekoloki

prihvatljivijim prevoznim sredstvima.

DASH Q-400 troi 30-40% manje goriva (slika 17)nego stariji tipovi aviona istog

ili slinog kapaciteta putnika to je takoe velika eksploatacijska prenost jer su

time oatno smanjeni trokovi.

Slika 16 (emisija Co2 u kg po godini) slika 17 (potronja goriva)


14/19



Literatura

http://avioni123.blogspot.com

http://www.raketnicentar.com

http://www.wikipedia.org

http://modli.rs/flying

http://www.udruzenjepilota.org


15/19




16/19


17/19




18/19


19/19

Turbo Elisni Motori

Documents

Transcript of Turbo Elisni Motori