टर्बोप्रॉप इंजन: उपकरण, योजना, संचालन का सिद्धांत। रूस में टर्बोप्रॉप इंजन का उत्पादन

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

एक टर्बोप्रॉप इंजन एक पिस्टन इंजन के समान है: दोनों में एक प्रोपेलर होता है। लेकिन हर दूसरे तरीके से वे अलग हैं। गौर कीजिए कि यह इकाई क्या है, यह कैसे काम करती है, इसके फायदे और नुकसान क्या हैं।

सामान्य विशेषताएं

टर्बोप्रॉप इंजन गैस टरबाइन इंजनों के वर्ग से संबंधित है, जिन्हें सार्वभौमिक ऊर्जा कन्वर्टर्स के रूप में विकसित किया गया था और विमानन में व्यापक रूप से उपयोग किया गया था। इनमें एक ऊष्मा इंजन होता है, जहाँ विस्तारित गैसें टरबाइन को घुमाती हैं और टॉर्क उत्पन्न करती हैं, और अन्य इकाइयाँ इसके शाफ्ट से जुड़ी होती हैं। टर्बोप्रॉप इंजन को प्रोपेलर के साथ आपूर्ति की जाती है।

यह पिस्टन और टर्बोजेट इकाइयों के बीच एक क्रॉस है। सबसे पहले, पिस्टन इंजन विमान में स्थापित किए गए थे, जिसमें अंदर स्थित शाफ्ट के साथ स्टार के आकार के सिलेंडर होते थे। लेकिन इस तथ्य के कारण कि उनके पास बहुत बड़े आयाम और वजन के साथ-साथ कम गति क्षमता थी, अब उनका उपयोग नहीं किया गया था, जो दिखाई देने वाले टर्बोजेट प्रतिष्ठानों को पसंद करते थे। लेकिन ये इंजन कमियों के बिना नहीं थे। वो कर सकते हैंसुपरसोनिक गति विकसित करते हैं, लेकिन बहुत अधिक ईंधन की खपत करते हैं। इसलिए, यात्री परिवहन के लिए उनका संचालन बहुत महंगा था।

टर्बोप्रॉप इंजन को इस तरह की कमी का सामना करना पड़ा। और यह समस्या हल हो गई। डिजाइन और संचालन का सिद्धांत एक टर्बोजेट इंजन के तंत्र से लिया गया था, और एक पिस्टन इंजन से प्रोपेलर। इस प्रकार, छोटे आयामों, अर्थव्यवस्था और उच्च दक्षता को जोड़ना संभव हो गया।

इंजनों का आविष्कार और निर्माण पिछली शताब्दी के तीसवें दशक में सोवियत संघ के तहत किया गया था, और दो दशक बाद उनका बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू हुआ। बिजली 1880 से 11000 किलोवाट तक भिन्न थी। लंबे समय तक उनका उपयोग सैन्य और नागरिक उड्डयन में किया गया था। हालांकि, वे सुपरसोनिक गति के लिए उपयुक्त नहीं थे। इसलिए, सैन्य उड्डयन में ऐसी क्षमताओं के आगमन के साथ, उन्हें छोड़ दिया गया था। लेकिन नागरिक विमानों की आपूर्ति मुख्य रूप से उनके साथ की जाती है।

टर्बोप्रॉप इंजन का उपकरण और उसके संचालन का सिद्धांत

मोटर का डिज़ाइन बहुत ही सरल है। शामिल हैं:

• रेड्यूसर;
• प्रोपेलर;
• दहन कक्ष;
• कंप्रेसर;
• नोजल।

टर्बोप्रॉप इंजन की योजना इस प्रकार है: एक कंप्रेसर द्वारा इंजेक्ट और संपीड़ित होने के बाद, हवा दहन कक्ष में प्रवेश करती है। वहीं पर ईंधन डाला जाता है। परिणामी मिश्रण गैसों को प्रज्वलित करता है और बनाता है, जो विस्तारित होने पर टरबाइन में प्रवेश करता है और इसे घुमाता है, और यह बदले में, कंप्रेसर और पेंच को घुमाता है। अक्षयऊर्जा नोजल के माध्यम से बाहर निकलती है, जिससे जेट जोर पैदा होता है। चूंकि इसका मूल्य महत्वपूर्ण नहीं है (केवल दस प्रतिशत), एक टर्बोप्रॉप इंजन को टर्बोजेट इंजन नहीं माना जाता है।

संचालन और डिजाइन के सिद्धांत, हालांकि, इसके समान हैं, लेकिन यहां की ऊर्जा पूरी तरह से नोजल से नहीं निकलती है, जेट थ्रस्ट पैदा करती है, लेकिन केवल आंशिक रूप से, क्योंकि उपयोगी ऊर्जा भी प्रोपेलर को घुमाती है।

वर्किंग शाफ्ट

एक या दो शाफ्ट वाले इंजन होते हैं। सिंगल-शाफ्ट संस्करण में, कंप्रेसर, टर्बाइन और प्रोपेलर एक ही शाफ्ट पर स्थित होते हैं। दो-शाफ्ट में, उनमें से एक पर एक टरबाइन और एक कंप्रेसर स्थापित होता है, और दूसरे पर गियरबॉक्स के माध्यम से एक प्रोपेलर होता है। गैस-गतिशील तरीके से एक दूसरे से जुड़े दो टर्बाइन भी हैं। एक प्रोपेलर के लिए है और दूसरा कंप्रेसर के लिए है। यह विकल्प सबसे आम है, क्योंकि प्रोपेलर शुरू किए बिना ऊर्जा लागू की जा सकती है। और यह विशेष रूप से सुविधाजनक होता है जब विमान जमीन पर होता है।

कंप्रेसर

इस भाग में दो से छह चरण होते हैं, जिससे आप तापमान और दबाव में महत्वपूर्ण परिवर्तनों का अनुभव कर सकते हैं, साथ ही गति को कम कर सकते हैं। इस डिजाइन के लिए धन्यवाद, वजन और आयामों को कम करना संभव है, जो विमान के इंजन के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। कंप्रेसर में इम्पेलर्स और एक गाइड वेन शामिल हैं। उत्तरार्द्ध को विनियमित किया जा सकता है या नहीं।

प्रोपेलर

यह भाग जोर उत्पन्न करता है, लेकिन गति सीमित है। सबसे अच्छा संकेतक 750 से 1500 आरपीएम का स्तर माना जाता है, क्योंकिवृद्धि, दक्षता गिरना शुरू हो जाएगी, और त्वरण के बजाय, प्रोपेलर ब्रेक में बदल जाएगा। घटना को "लॉकिंग इफेक्ट" कहा जाता है। यह प्रोपेलर ब्लेड के कारण होता है, जो उच्च गति पर, ध्वनि की गति से अधिक घूमने पर गलत तरीके से कार्य करना शुरू कर देता है। इनका व्यास बढ़ाने पर भी यही प्रभाव देखने को मिलेगा।

टरबाइन

टरबाइन प्रति मिनट बीस हजार चक्कर लगाने में सक्षम है, लेकिन पेंच इसका मिलान नहीं कर पाएगा, इसलिए एक कमी गियर है जो गति को कम करता है और टोक़ को बढ़ाता है। रेड्यूसर अलग हो सकते हैं, लेकिन उनका मुख्य कार्य, प्रकार की परवाह किए बिना, गति को कम करना और टॉर्क को बढ़ाना है।

यह वह विशेषता है जो सैन्य विमानों में टर्बोप्रॉप के उपयोग को सीमित करती है। हालाँकि, सुपरसोनिक इंजन बनाने का विकास रुकता नहीं है, हालाँकि वे अभी तक सफल नहीं हुए हैं। जोर बढ़ाने के लिए, कभी-कभी दो प्रोपेलर के साथ एक टर्बोप्रॉप इंजन की आपूर्ति की जाती है। साथ ही, वे विपरीत दिशाओं में घूमने के कारण ऑपरेशन के सिद्धांत को लागू करते हैं, लेकिन एक गियरबॉक्स की मदद से।

एक उदाहरण के रूप में, हम D-27 इंजन (टर्बोप्रोपैन) पर विचार कर सकते हैं, जिसमें दो स्क्रू पंखे होते हैं जो एक गियरबॉक्स द्वारा एक मुफ्त टरबाइन से जुड़े होते हैं। नागरिक उड्डयन में उपयोग किए जाने वाले इस डिजाइन का यह एकमात्र मॉडल है। लेकिन इसके सफल प्रयोग को माना गया के प्रदर्शन को बेहतर बनाने में एक बड़ी छलांग माना जा रहा हैमोटर।

फायदे और नुकसान

आइए टर्बोप्रॉप इंजन के संचालन की विशेषता वाले प्लसस और माइनस को हाइलाइट करें। लाभ हैं:

• पिस्टन इकाइयों की तुलना में हल्का वजन;
• टर्बोजेट इंजन की तुलना में अर्थव्यवस्था (प्रोपेलर के लिए धन्यवाद, दक्षता छियासी प्रतिशत तक पहुंच जाती है)।

हालांकि, इस तरह के निर्विवाद फायदे के बावजूद, जेट इंजन कुछ मामलों में पसंदीदा विकल्प हैं। टर्बोप्रॉप इंजन की गति सीमा सात सौ पचास किलोमीटर प्रति घंटा है। हालांकि, यह आधुनिक विमानन के लिए पर्याप्त नहीं है। इसके अलावा, उत्पन्न शोर बहुत अधिक है, जो अंतर्राष्ट्रीय नागरिक उड्डयन संगठन के स्वीकार्य मूल्यों से अधिक है।

इसलिए, रूस में टर्बोप्रॉप इंजन का उत्पादन सीमित है। वे मुख्य रूप से उन विमानों में स्थापित होते हैं जो लंबी दूरी और कम गति पर उड़ान भरते हैं। तब आवेदन उचित है।

हालांकि, सैन्य उड्डयन में, जहां मुख्य विशेषताएं जो विमान में होनी चाहिए, वे उच्च गतिशीलता और शांत संचालन हैं, न कि दक्षता, ये इंजन आवश्यक आवश्यकताओं को पूरा नहीं करते हैं और यहां टर्बोजेट इकाइयों का उपयोग किया जाता है।

साथ ही, "लॉकिंग इफेक्ट" को दूर करने और एक नए स्तर तक पहुंचने के लिए सुपरसोनिक प्रोपेलर बनाने के लिए विकास चल रहा है। शायद, जब आविष्कार एक वास्तविकता बन जाता है, तो जेट इंजनों को टर्बोप्रॉप के पक्ष में और सेना में छोड़ दिया जाएगाहवाई जहाज। लेकिन वर्तमान में, उन्हें केवल "वर्कहॉर्स" कहा जा सकता है, सबसे शक्तिशाली नहीं, बल्कि स्थिर कामकाज।