สวัสดีนักเรียน โรงงานกังหันก๊าซจากเครื่องยนต์อากาศยานที่ได้รับการดัดแปลง กังหันก๊าซในการบิน

การระบายความร้อนด้วยอากาศเป็นที่แพร่หลายซึ่งอากาศที่ถ่ายจากคอมเพรสเซอร์หลังจากผ่านช่องของระบบทำความเย็นจะเข้าสู่เส้นทางการไหลของกังหัน

กังหันก๊าซสำหรับการบินทำหน้าที่ขับคอมเพรสเซอร์ เครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท, คอมเพรสเซอร์และพัดลมของเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทบายพาสและสำหรับขับคอมเพรสเซอร์และใบพัด เครื่องยนต์เทอร์โบ. กังหันก๊าซสำหรับการบินยังใช้ในการขับเคลื่อนหน่วยเสริมของเครื่องยนต์และเครื่องบิน - อุปกรณ์สตาร์ท (สตาร์ทเตอร์), เครื่องกำเนิดไฟฟ้า, ปั๊มเชื้อเพลิงและออกซิไดเซอร์ใน เครื่องยนต์จรวดเหลว.

การพัฒนา กังหันก๊าซสำหรับการบินตามเส้นทางของการออกแบบตามหลักอากาศพลศาสตร์และการปรับปรุงเทคโนโลยี การปรับปรุงลักษณะเฉพาะของแก๊สไดนามิกของเส้นทางการไหลเพื่อให้แน่ใจว่ามีประสิทธิภาพสูงในโหมดการทำงานที่หลากหลาย ซึ่งเป็นแบบฉบับสำหรับเครื่องยนต์อากาศยาน ลดน้ำหนักของกังหัน (ด้วยกำลังที่กำหนด); อุณหภูมิก๊าซเพิ่มขึ้นอีกที่ทางเข้ากังหัน การใช้วัสดุที่ทนต่ออุณหภูมิสูง การเคลือบ และการระบายความร้อนของใบพัดกังหันและดิสก์อย่างมีประสิทธิภาพ การพัฒนา กังหันก๊าซสำหรับการบินยังโดดเด่นด้วยการเพิ่มจำนวนของขั้นตอน: ในสมัยใหม่ กังหันก๊าซสำหรับการบินจำนวนขั้นตอนถึงแปด

ย่อ:ทฤษฎีเครื่องยนต์ไอพ่น เครื่องจักรใบมีด, M. , 1956; Skubachevsky G.S. , เครื่องยนต์กังหันก๊าซของเครื่องบิน, M. , 1965; Abiants V. Kh. , ทฤษฎีกังหันก๊าซของเครื่องยนต์เจ็ท, 2nd ed., M. , 1965.

เอส.ซี.โคเปเลฟ

เครื่องยนต์กังหันก๊าซเป็นหน่วยพลังงานความร้อนที่ทำงานบนหลักการของการจัดระเบียบพลังงานความร้อนใหม่ให้เป็นพลังงานกล

ด้านล่างนี้เราจะพิจารณาในรายละเอียดว่าเครื่องยนต์กังหันก๊าซทำงานอย่างไร ตลอดจนอุปกรณ์ ความหลากหลาย ข้อดีและข้อเสีย

คุณสมบัติที่โดดเด่นของเครื่องยนต์กังหันก๊าซ

ปัจจุบัน มอเตอร์ชนิดนี้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการบิน อนิจจาเนื่องจากลักษณะเฉพาะของอุปกรณ์ไม่สามารถใช้กับรถยนต์ธรรมดาได้

เมื่อเทียบกับหน่วยสันดาปภายในอื่นๆ เครื่องยนต์กังหันก๊าซมีความหนาแน่นของกำลังสูงสุด ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบหลัก นอกจากนี้เครื่องยนต์ดังกล่าวสามารถทำงานได้ไม่เพียง แต่กับน้ำมันเบนซิน แต่ยังรวมถึงเชื้อเพลิงเหลวประเภทอื่น ๆ อีกด้วย ตามกฎแล้วจะใช้น้ำมันก๊าดหรือดีเซล

เครื่องยนต์กังหันแก๊สและลูกสูบซึ่งติดตั้งบน "รถยนต์นั่งส่วนบุคคล" โดยการเผาไหม้เชื้อเพลิง เปลี่ยนพลังงานเคมีของเชื้อเพลิงให้เป็นความร้อน แล้วเปลี่ยนเป็นพลังงานกล

แต่กระบวนการนั้นแตกต่างกันเล็กน้อยสำหรับหน่วยเหล่านี้ ในเครื่องยนต์ทั้งสองนั้นการบริโภคจะถูกดำเนินการก่อน (นั่นคือการไหลของอากาศเข้าสู่เครื่องยนต์) จากนั้นการบีบอัดและการฉีดเชื้อเพลิงจะเกิดขึ้นหลังจากนั้นชุดเชื้อเพลิงจะติดไฟซึ่งเป็นผลมาจากการขยายตัวอย่างมากและเป็นผลให้ ถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ

ความแตกต่างอยู่ที่ข้อเท็จจริงที่ว่าในอุปกรณ์กังหันก๊าซ ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นพร้อมกัน แต่ในส่วนต่างๆ ของเครื่อง ในลูกสูบทุกอย่างจะดำเนินการที่จุดเดียว แต่ตามลำดับ

เมื่อผ่านมอเตอร์เทอร์ไบน์ อากาศจะถูกอัดในปริมาณมากและด้วยเหตุนี้ ความดันจึงเพิ่มขึ้นเกือบสี่สิบเท่า

การเคลื่อนที่เพียงอย่างเดียวในกังหันคือการหมุน เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่เช่นเดียวกับในหน่วยสันดาปภายในอื่นๆ นอกเหนือจากการหมุนของเพลาข้อเหวี่ยงแล้ว

ประสิทธิภาพและกำลังของเครื่องยนต์กังหันก๊าซนั้นสูงกว่าเครื่องยนต์ลูกสูบ ถึงแม้ว่าน้ำหนักและขนาดจะเล็กกว่าก็ตาม

เพื่อการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงอย่างประหยัด กังหันก๊าซมีเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน - แผ่นเซรามิกซึ่งทำงานจากเครื่องยนต์ที่มีความเร็วต่ำ

อุปกรณ์และหลักการทำงานของเครื่อง

จากการออกแบบ เครื่องยนต์ไม่ซับซ้อนมาก มันถูกแทนด้วยห้องเผาไหม้ซึ่งมีหัวฉีดและหัวเทียนติดตั้งอยู่ ซึ่งจำเป็นสำหรับการจ่ายเชื้อเพลิงและการผลิตประกายไฟ คอมเพรสเซอร์ติดตั้งอยู่บนเพลาพร้อมกับล้อที่มีใบมีดพิเศษ

นอกจากนี้ มอเตอร์ยังประกอบด้วยส่วนประกอบต่างๆ เช่น กระปุกเกียร์ ช่องทางเข้า เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน เข็ม ดิฟฟิวเซอร์ และท่อไอเสีย

ในระหว่างการหมุนของเพลาคอมเพรสเซอร์ การไหลของอากาศที่ไหลผ่านช่องไอดีจะถูกจับโดยใบพัด หลังจากเพิ่มความเร็วของคอมเพรสเซอร์เป็นห้าร้อยเมตรต่อวินาที มันจะถูกบังคับเข้าไปในดิฟฟิวเซอร์ ความเร็วของอากาศที่ทางออกของดิฟฟิวเซอร์ลดลง แต่ความดันเพิ่มขึ้น จากนั้นการไหลของอากาศจะอยู่ในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนซึ่งได้รับความร้อนจากก๊าซไอเสียและหลังจากนั้นอากาศจะถูกส่งไปยังห้องเผาไหม้

เมื่อรวมกับเชื้อเพลิงแล้ว เชื้อเพลิงก็จะถูกฉีดผ่านหัวฉีด หลังจากที่เชื้อเพลิงผสมกับอากาศแล้ว ส่วนผสมของเชื้อเพลิงกับอากาศจะถูกสร้างขึ้น ซึ่งจะจุดประกายเนื่องจากประกายไฟที่ได้รับจากหัวเทียน ในเวลาเดียวกัน ความดันในห้องเริ่มเพิ่มขึ้น และล้อกังหันถูกขับเคลื่อนโดยก๊าซที่ตกลงมาบนใบมีดของล้อ

เป็นผลให้แรงบิดของล้อถูกส่งไปยังเกียร์ของรถและก๊าซไอเสียจะถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ

ข้อดีและข้อเสียของเครื่องยนต์

กังหันก๊าซ เช่น กังหันไอน้ำ พัฒนาความเร็วสูง ซึ่งช่วยให้ได้รับพลังงานที่ดี แม้จะมีขนาดกะทัดรัด

เทอร์ไบน์เย็นลงอย่างง่ายดายและมีประสิทธิภาพ ไม่ต้องการอุปกรณ์เพิ่มเติมใดๆ ไม่มีองค์ประกอบการถูและมีแบริ่งน้อยมาก เนื่องจากเครื่องยนต์สามารถทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือและเป็นเวลานานโดยไม่มีการพังทลาย

ข้อเสียเปรียบหลักของหน่วยดังกล่าวคือต้นทุนของวัสดุที่ใช้ทำค่อนข้างสูง ค่าใช้จ่ายในการซ่อมเครื่องยนต์กังหันก๊าซก็มีมากเช่นกัน แต่ถึงกระนั้น พวกเขาก็ได้รับการปรับปรุงและพัฒนาอย่างต่อเนื่องในหลายประเทศทั่วโลก รวมทั้งประเทศของเราด้วย

กังหันก๊าซไม่ได้ติดตั้งในรถยนต์ สาเหตุหลักมาจากความต้องการคงที่อย่างต่อเนื่องเพื่อจำกัดอุณหภูมิของก๊าซที่เข้าสู่ใบพัดกังหัน ส่งผลให้ประสิทธิภาพของอุปกรณ์ลดลงและการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงเพิ่มขึ้น

ทุกวันนี้ มีการคิดค้นวิธีการบางอย่างที่ช่วยให้เพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องยนต์เทอร์ไบน์ได้ เช่น โดยการระบายความร้อนของใบพัดหรือใช้ความร้อนของก๊าซไอเสียเพื่อให้ความร้อนกับการไหลของอากาศที่เข้าสู่ห้อง ดังนั้นจึงค่อนข้างเป็นไปได้ที่หลังจากนั้นไม่นานนักพัฒนาจะสามารถสร้างเครื่องยนต์ทำเองที่ประหยัดสำหรับรถยนต์ได้

ข้อดีหลักของหน่วยยังสามารถระบุได้:

• ปริมาณสารอันตรายในไอเสียต่ำ
• บำรุงรักษาง่าย (ไม่ต้องเปลี่ยนถ่ายน้ำมันเครื่อง ทุกชิ้นส่วนทนทานต่อการสึกหรอ)
• ไม่มีการสั่นสะเทือน เนื่องจากสามารถปรับสมดุลองค์ประกอบที่หมุนได้อย่างง่ายดาย
• ระดับเสียงต่ำระหว่างการทำงาน
• ลักษณะโค้งแรงบิดที่ดี
• สตาร์ทอย่างรวดเร็วและไม่มีปัญหา และการตอบสนองของเครื่องยนต์ต่อแก๊สก็ไม่ล่าช้า
• พลังพิเศษที่เพิ่มขึ้น

ประเภทของเครื่องยนต์กังหันก๊าซ

ตามโครงสร้างหน่วยเหล่านี้แบ่งออกเป็นสี่ประเภท ประการแรกคือเครื่องบินเทอร์โบเจ็ทซึ่งส่วนใหญ่ติดตั้งบนเครื่องบินทหารความเร็วสูง หลักการทำงานคือก๊าซที่ออกจากเครื่องยนต์ด้วยความเร็วสูงจะดันเครื่องบินไปข้างหน้าผ่านหัวฉีด

อีกประเภทหนึ่งคือใบพัดกังหัน อุปกรณ์ต่างจากอันแรกตรงที่มีกังหันอีกส่วนหนึ่ง เทอร์ไบน์นี้ประกอบด้วยชุดใบพัดที่ใช้พลังงานที่เหลือจากก๊าซที่ไหลผ่านเทอร์ไบน์ของคอมเพรสเซอร์และด้วยเหตุนี้จึงทำให้ใบพัดหมุน

สกรูสามารถอยู่ได้ทั้งที่ด้านหลังของตัวเครื่องและด้านหน้า ก๊าซไอเสียจะถูกระบายออกทางท่อไอเสีย เครื่องบินไอพ่นดังกล่าวติดตั้งบนเครื่องบินที่บินด้วยความเร็วต่ำและที่ระดับความสูงต่ำ

ประเภทที่สามคือเทอร์โบแฟนซึ่งมีการออกแบบคล้ายกับเครื่องยนต์รุ่นก่อน แต่ส่วนกังหันที่ 2 ใช้พลังงานจากก๊าซไม่หมด ดังนั้นเครื่องยนต์ดังกล่าวจึงมีท่อไอเสียด้วย

คุณสมบัติหลักของเครื่องยนต์ดังกล่าวคือ พัดลมซึ่งอยู่ในปลอกหุ้มนั้นขับเคลื่อนด้วยเทอร์ไบน์แรงดันต่ำ ดังนั้นเครื่องยนต์จึงเรียกอีกอย่างว่าเครื่องยนต์ 2 วงจร เนื่องจากการไหลของอากาศผ่านยูนิตซึ่งเป็นวงจรภายในและผ่านวงจรภายนอกซึ่งจำเป็นสำหรับการควบคุมการไหลของอากาศที่ผลักมอเตอร์ไปข้างหน้าเท่านั้น

เครื่องบินรุ่นล่าสุดติดตั้งเครื่องยนต์เทอร์โบแฟน พวกมันทำงานอย่างมีประสิทธิภาพที่ระดับความสูงสูงและประหยัดด้วย

ประเภทสุดท้ายคือ turboshaft รูปแบบและการจัดเรียงของเครื่องยนต์กังหันก๊าซประเภทนี้เกือบจะเหมือนกับเครื่องยนต์รุ่นก่อน แต่เกือบทุกอย่างขับเคลื่อนจากเพลาซึ่งเชื่อมต่อกับกังหัน ส่วนใหญ่มักจะติดตั้งในเฮลิคอปเตอร์และแม้กระทั่งในรถถังสมัยใหม่

ลูกสูบคู่และเครื่องยนต์ขนาดเล็ก

เครื่องยนต์ทั่วไปที่มีสองเพลาพร้อมกับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน เมื่อเทียบกับยูนิตที่มีเพียง 1 เพลา อุปกรณ์ดังกล่าวมีประสิทธิภาพและทรงพลังมากกว่า เครื่องยนต์ 2 เพลามีเทอร์ไบน์ ซึ่งตัวหนึ่งออกแบบมาเพื่อขับเคลื่อนคอมเพรสเซอร์ และอีกตัวสำหรับขับเคลื่อนเพลา

หน่วยดังกล่าวทำให้เครื่องมีคุณสมบัติไดนามิกที่ดีและลดจำนวนความเร็วในการส่ง

นอกจากนี้ยังมีเครื่องยนต์กังหันก๊าซขนาดเล็กอีกด้วย ประกอบด้วยคอมเพรสเซอร์ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างแก๊สและอากาศ ห้องเผาไหม้ และกังหัน 2 ตัว ซึ่งหนึ่งในนั้นตั้งอยู่ในตัวเรือนเดียวกันกับตัวเก็บก๊าซ

เครื่องยนต์กังหันก๊าซขนาดเล็กส่วนใหญ่จะใช้ในเครื่องบินและเฮลิคอปเตอร์ที่ครอบคลุมระยะทางไกล เช่นเดียวกับในอากาศยานไร้คนขับและ APU

หน่วยที่มีเครื่องกำเนิดลูกสูบฟรี

จนถึงปัจจุบันอุปกรณ์ประเภทนี้มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับรถยนต์ อุปกรณ์เครื่องยนต์แสดงด้วยบล็อกที่เชื่อมต่อคอมเพรสเซอร์ลูกสูบกับเครื่องยนต์ดีเซล 2 จังหวะ ตรงกลางเป็นกระบอกสูบที่มีลูกสูบสองตัวเชื่อมต่อกันโดยใช้เครื่องมือพิเศษ

การทำงานของเครื่องยนต์เริ่มต้นด้วยการที่อากาศถูกบีบอัดระหว่างการบรรจบกันของลูกสูบและเชื้อเพลิงที่จุดประกาย ก๊าซเกิดขึ้นจากส่วนผสมที่ถูกเผาไหม้ทำให้เกิดความแตกต่างของลูกสูบที่อุณหภูมิสูง จากนั้นก๊าซจะอยู่ในถังเก็บก๊าซ เนื่องจากช่องระบายอากาศ อากาศอัดจะเข้าสู่กระบอกสูบ ซึ่งช่วยทำความสะอาดตัวเครื่องจากก๊าซไอเสีย แล้ววัฏจักรก็เริ่มต้นใหม่

เครื่องยนต์แอร์เจ็ทตามวิธีการอัดอากาศล่วงหน้าก่อนเข้าห้องเผาไหม้แบ่งออกเป็นคอมเพรสเซอร์และไม่ใช่คอมเพรสเซอร์ ในเครื่องยนต์ไอพ่นที่ไม่มีคอมเพรสเซอร์จะใช้หัวความเร็วของการไหลของอากาศ ในเครื่องยนต์คอมเพรสเซอร์ อากาศจะถูกอัดโดยคอมเพรสเซอร์ เครื่องยนต์แอร์เจ็ทของคอมเพรสเซอร์เป็นเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท (TRD) กลุ่มนี้เรียกว่าเครื่องยนต์แบบผสมหรือแบบผสม รวมถึงเครื่องยนต์เทอร์โบพร็อพ (TVD) และเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทบายพาส (DTRD) อย่างไรก็ตาม การออกแบบและการทำงานของเครื่องยนต์เหล่านี้ส่วนใหญ่คล้ายกับเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท บ่อยครั้ง เครื่องยนต์ทุกประเภทเหล่านี้รวมกันภายใต้ชื่อทั่วไปของเครื่องยนต์กังหันก๊าซ (GTE) เครื่องยนต์กังหันก๊าซใช้น้ำมันก๊าดเป็นเชื้อเพลิง

เครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท

โครงร่างโครงสร้างเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท (รูปที่ 100) ประกอบด้วยทางเข้า คอมเพรสเซอร์ ห้องเผาไหม้ กังหันก๊าซ และทางออก

อุปกรณ์ทางเข้าถูกออกแบบมาเพื่อจ่ายอากาศไปยังคอมเพรสเซอร์ของเครื่องยนต์ อาจเป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบเครื่องบินหรือการออกแบบเครื่องยนต์ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของเครื่องยนต์บนเครื่องบิน อุปกรณ์ทางเข้าเพิ่มแรงดันอากาศด้านหน้าคอมเพรสเซอร์

ความดันอากาศเพิ่มขึ้นอีกในคอมเพรสเซอร์ ในเครื่องยนต์ turbojet จะใช้คอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยง (รูปที่ 101) และคอมเพรสเซอร์แบบแกน (ดูรูปที่ 100)

ในคอมเพรสเซอร์แนวแกน เมื่อโรเตอร์หมุน ใบพัดที่ทำหน้าที่ในอากาศ บิดและบังคับให้เคลื่อนไปตามแกนไปทางทางออกของคอมเพรสเซอร์

ในคอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยง เมื่อใบพัดหมุน อากาศจะถูกดันโดยใบพัดและเคลื่อนไปยังขอบนอกภายใต้การกระทำของแรงเหวี่ยง เครื่องยนต์ที่มีคอมเพรสเซอร์ตามแนวแกนพบการใช้งานที่กว้างที่สุดในการบินสมัยใหม่

คอมเพรสเซอร์ตามแนวแกนประกอบด้วยโรเตอร์ (ส่วนที่หมุนได้) และสเตเตอร์ (ส่วนที่อยู่กับที่) ซึ่งต่อกับอุปกรณ์อินพุต บางครั้งมีการติดตั้งหน้าจอป้องกันในอุปกรณ์ทางเข้าเพื่อป้องกันไม่ให้วัตถุแปลกปลอมเข้าสู่คอมเพรสเซอร์ซึ่งอาจทำให้ใบมีดเสียหายได้

โรเตอร์ของคอมเพรสเซอร์ประกอบด้วยใบพัดโรเตอร์ที่มีโปรไฟล์หลายแถวเรียงกันเป็นวงกลมและสลับกันไปตามแกนของการหมุนอย่างต่อเนื่อง โรเตอร์แบ่งออกเป็นดรัม (รูปที่ 102, a), ดิสก์ (รูปที่ 102, b) และดรัมดิสก์ (รูปที่ 102, c)

สเตเตอร์ของคอมเพรสเซอร์ประกอบด้วยชุดใบมีดรูปวงแหวนซึ่งติดตั้งอยู่ในตัวเรือน แถวของใบมีดคงที่ที่เรียกว่าเครื่องหนีบผมพร้อมกับแถวของใบมีดทำงานเรียกว่าระยะคอมเพรสเซอร์

เครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทของเครื่องบินสมัยใหม่ใช้คอมเพรสเซอร์แบบหลายขั้นตอนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการอัดอากาศ ระยะคอมเพรสเซอร์จะประสานกันเพื่อให้อากาศที่ทางออกของสเตจหนึ่งไหลไปรอบๆ ใบพัดของสเตจถัดไปอย่างราบรื่น

ทิศทางลมที่จำเป็นในขั้นตอนต่อไปนั้นมาจากเครื่องหนีบผม เพื่อจุดประสงค์เดียวกัน ใบพัดนำทางที่ติดตั้งอยู่ด้านหน้าคอมเพรสเซอร์ก็ทำหน้าที่เช่นกัน ในการออกแบบเครื่องยนต์บางรุ่น ใบพัดนำทางอาจขาดหายไป

องค์ประกอบหลักของเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทคือห้องเผาไหม้ที่อยู่ด้านหลังคอมเพรสเซอร์ โครงสร้างห้องเผาไหม้เป็นท่อ (รูปที่ 103), วงแหวน (รูปที่ 104), ท่อวงแหวน (รูปที่ 105)

ห้องเผาไหม้แบบท่อ (เดี่ยว) ประกอบด้วยท่อเปลวไฟและปลอกหุ้มด้านนอก ซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยถ้วยกันกระเทือน ด้านหน้าห้องเผาไหม้ มีการติดตั้งหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงและตัวหมุนวนเพื่อให้เปลวไฟคงที่ ท่อเปลวไฟมีรูสำหรับจ่ายอากาศซึ่งป้องกันความร้อนสูงเกินไปของท่อเปลวไฟ การจุดไฟของส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศในท่อเปลวไฟนั้นดำเนินการโดยอุปกรณ์จุดระเบิดพิเศษที่ติดตั้งในห้องแยกต่างหาก ท่อเปลวไฟเชื่อมต่อกันด้วยท่อสาขาซึ่งทำให้ส่วนผสมติดไฟในทุกห้อง

ห้องเผาไหม้รูปวงแหวนทำขึ้นในรูปแบบของช่องวงแหวนที่เกิดจากปลอกด้านนอกและด้านในของห้อง มีการติดตั้งท่อเปลวไฟรูปวงแหวนที่ส่วนหน้าของช่องรูปวงแหวน และติดตั้งเครื่องหมุนวนและหัวฉีดในจมูกของท่อเปลวไฟ

ห้องเผาไหม้แบบท่อ-วงแหวนประกอบด้วยปลอกด้านนอกและด้านในสร้างช่องว่างวงแหวนภายในซึ่งวางท่อเปลวไฟแต่ละท่อไว้

กังหันก๊าซใช้เพื่อขับเคลื่อนคอมเพรสเซอร์ TRD ในเครื่องยนต์สมัยใหม่ กังหันก๊าซเป็นแบบแกน กังหันก๊าซสามารถเป็นขั้นตอนเดียวหรือหลายขั้นตอน (สูงสุดหกขั้นตอน) ส่วนประกอบหลักของกังหันประกอบด้วยอุปกรณ์หัวฉีด (ไกด์) และใบพัด ซึ่งประกอบด้วยดิสก์และใบพัดที่อยู่บนขอบ ใบพัดติดกับเพลากังหันและสร้างโรเตอร์ร่วมกับมัน (รูปที่ 106) อุปกรณ์หัวฉีดตั้งอยู่ด้านหน้าใบมีดทำงานของแต่ละดิสก์ การรวมกันของอุปกรณ์หัวฉีดแบบคงที่และดิสก์ที่มีใบมีดทำงานเรียกว่าสเตจกังหัน ใบมีดโรเตอร์ติดอยู่กับดิสก์กังหันพร้อมกุญแจล็อคต้นคริสต์มาส (รูปที่ 107)

อุปกรณ์ไอเสีย (รูปที่ 108) ประกอบด้วยท่อไอเสีย กรวยด้านใน แร็ค และหัวฉีดเจ็ท ในบางกรณี เนื่องจากการจัดวางเครื่องยนต์บนเครื่องบิน มีการติดตั้งท่อต่อระหว่างท่อไอเสียและหัวฉีดเจ็ท หัวฉีดเจ็ทสามารถมีส่วนเอาต์พุตที่ปรับได้และไม่ได้ควบคุม

หลักการทำงานต่างจากเครื่องยนต์ลูกสูบตรงที่กระบวนการทำงานในเครื่องยนต์เทอร์ไบน์แก๊สไม่ได้แบ่งออกเป็นรอบที่แยกจากกัน แต่จะดำเนินไปอย่างต่อเนื่อง

หลักการทำงานของเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทมีดังนี้ ในการบิน การไหลของอากาศกับเครื่องยนต์จะผ่านเข้าไปยังคอมเพรสเซอร์ ในอุปกรณ์อินพุต อากาศจะถูกบีบอัดไว้ล่วงหน้าและพลังงานจลน์ของการไหลของอากาศที่เคลื่อนที่จะถูกแปลงบางส่วนเป็นพลังงานแรงดันที่อาจเกิดขึ้น อากาศจะถูกบีบอัดในคอมเพรสเซอร์มากขึ้น ในเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทที่มีคอมเพรสเซอร์ตามแนวแกน ด้วยการหมุนอย่างรวดเร็วของโรเตอร์ ใบพัดของคอมเพรสเซอร์ เช่น ใบพัดลม จะขับอากาศไปยังห้องเผาไหม้ ในเครื่องหนีบผมที่ติดตั้งอยู่หลังใบพัดของแต่ละขั้นตอนของคอมเพรสเซอร์ เนื่องจากรูปร่างของดิฟฟิวเซอร์ของช่องระหว่างใบมีด พลังงานจลน์ของการไหลที่ได้รับในล้อจะถูกแปลงเป็นพลังงานแรงดันที่อาจเกิดขึ้น

ในเครื่องยนต์ที่มีคอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยง อากาศจะถูกบีบอัดด้วยแรงเหวี่ยง อากาศที่เข้าสู่คอมเพรสเซอร์จะถูกดูดโดยใบพัดของใบพัดที่หมุนอย่างรวดเร็ว และภายใต้การกระทำของแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง จะถูกโยนจากศูนย์กลางไปยังเส้นรอบวงของล้อคอมเพรสเซอร์ ยิ่งใบพัดหมุนเร็วเท่าไร คอมเพรสเซอร์ก็ยิ่งสร้างแรงดันมากขึ้นเท่านั้น

ต้องขอบคุณคอมเพรสเซอร์ เครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทสามารถสร้างแรงขับเมื่อทำงานบนไซต์งาน ประสิทธิภาพของกระบวนการอัดอากาศในคอมเพรสเซอร์

โดดเด่นด้วยระดับความดันที่เพิ่มขึ้น π เป็น ซึ่งเป็นอัตราส่วนของความดันอากาศที่ทางออกของคอมเพรสเซอร์ p 2 ต่อความดันของอากาศในบรรยากาศ p H

อากาศที่ถูกบีบอัดในช่องอากาศเข้าและคอมเพรสเซอร์จะเข้าสู่ห้องเผาไหม้ โดยแยกออกเป็นสองสาย ส่วนหนึ่งของอากาศ (อากาศหลัก) ซึ่งคิดเป็น 25-35% ของการไหลของอากาศทั้งหมด จะถูกส่งตรงไปยังท่อเปลวไฟ ซึ่งเป็นที่ที่กระบวนการเผาไหม้หลักเกิดขึ้น อีกส่วนหนึ่งของอากาศ (อากาศทุติยภูมิ) ไหลไปรอบๆ ช่องด้านนอกของห้องเผาไหม้ ระบายความร้อนส่วนหลัง และที่ทางออกของห้องจะผสมกับผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ ลดอุณหภูมิของการไหลของก๊าซและอากาศให้เป็นค่าที่กำหนดโดย ความต้านทานความร้อนของใบพัดกังหัน ส่วนเล็ก ๆ ของอากาศทุติยภูมิเข้าสู่เขตการเผาไหม้ผ่านช่องเปิดด้านข้างของท่อเปลวไฟ

ดังนั้น ส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศจึงเกิดขึ้นในห้องเผาไหม้โดยการฉีดเชื้อเพลิงผ่านหัวฉีดและผสมกับอากาศหลัก เผาส่วนผสมและผสมผลิตภัณฑ์การเผาไหม้กับอากาศทุติยภูมิ เมื่อสตาร์ทเครื่องยนต์ ส่วนผสมจะจุดประกายด้วยอุปกรณ์จุดระเบิดแบบพิเศษ และในระหว่างการทำงานต่อไปของเครื่องยนต์ ส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศจะจุดประกายด้วยเปลวไฟที่มีอยู่แล้ว

การไหลของก๊าซที่เกิดขึ้นในห้องเผาไหม้ซึ่งมีอุณหภูมิและความดันสูงจะพุ่งไปที่กังหันผ่านอุปกรณ์หัวฉีดที่แคบ ในช่องของอุปกรณ์หัวฉีด ความเร็วของแก๊สจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเป็น 450-500 ม./วินาที และการแปลงพลังงานความร้อน (ศักยภาพ) บางส่วนไปเป็นพลังงานจลน์เกิดขึ้น ก๊าซจากอุปกรณ์หัวฉีดจะเข้าสู่ใบพัดกังหัน โดยที่พลังงานจลน์ของก๊าซจะถูกแปลงเป็นงานเชิงกลของการหมุนกังหัน ใบพัดกังหันหมุนไปพร้อมกับจานหมุน หมุนเพลามอเตอร์ และด้วยเหตุนี้จึงรับประกันการทำงานของคอมเพรสเซอร์

ในใบพัดทำงานของกังหัน อาจเกิดขึ้นได้เฉพาะกระบวนการแปลงพลังงานจลน์ของก๊าซเป็นงานกลของการหมุนของกังหัน หรือการขยายตัวของก๊าซเพิ่มเติมด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้น ในกรณีแรกเรียกว่ากังหันก๊าซแบบแอคทีฟในกรณีที่สอง - ปฏิกิริยา ในกรณีที่สอง ใบพัดเทอร์ไบน์ นอกเหนือจากเอฟเฟกต์แอกทีฟของไอพ่นแก๊สที่กำลังพุ่งเข้ามา ยังพบเอฟเฟกต์ปฏิกิริยาเนื่องจากการเร่งความเร็วของการไหลของแก๊ส

การขยายตัวของก๊าซขั้นสุดท้ายเกิดขึ้นที่ช่องเครื่องยนต์ (หัวฉีดเจ็ท) ที่นี่ ความดันของการไหลของก๊าซลดลง และความเร็วเพิ่มขึ้นเป็น 550-650 ม./วินาที (ในสภาพพื้นดิน)

ดังนั้นพลังงานศักย์ของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ในเครื่องยนต์จะถูกแปลงเป็นพลังงานจลน์ระหว่างกระบวนการขยาย (ในกังหันและหัวฉีดทางออก) ส่วนหนึ่งของพลังงานจลน์ในกรณีนี้ไปที่การหมุนของกังหัน ซึ่งจะหมุนคอมเพรสเซอร์ ส่วนอีกส่วนหนึ่งเพื่อเร่งการไหลของก๊าซ (เพื่อสร้างแรงขับของไอพ่น)

เครื่องยนต์เทอร์โบ

อุปกรณ์และหลักการทำงานสำหรับเครื่องบินที่ทันสมัย

ด้วยความสามารถในการบรรทุกและช่วงการบินที่กว้าง จำเป็นต้องมีเครื่องยนต์ที่สามารถพัฒนาแรงขับที่จำเป็นด้วยน้ำหนักเฉพาะขั้นต่ำ ข้อกำหนดเหล่านี้เป็นไปตามข้อกำหนดของเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท อย่างไรก็ตาม สิ่งเหล่านี้ไม่ประหยัดเมื่อเทียบกับการติดตั้งที่ขับเคลื่อนด้วยใบพัดด้วยความเร็วการบินต่ำ ในเรื่องนี้ เครื่องบินบางประเภทที่มีไว้สำหรับการบินด้วยความเร็วค่อนข้างต่ำและในระยะไกลจำเป็นต้องมีการติดตั้งเครื่องยนต์ที่จะรวมข้อดีของเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทเข้ากับข้อดีของการติดตั้งที่ขับเคลื่อนด้วยใบพัดด้วยความเร็วการบินต่ำ เครื่องยนต์เหล่านี้รวมถึงเครื่องยนต์เทอร์โบ (TVD)

เทอร์โบพร็อพเป็นเครื่องยนต์อากาศยานเทอร์ไบน์ที่ใช้แก๊ส ซึ่งกังหันจะพัฒนากำลังมากกว่าที่จำเป็นสำหรับการหมุนคอมเพรสเซอร์ และกำลังส่วนเกินนี้จะใช้ในการหมุนใบพัด แผนผังของ TVD แสดงในรูปที่ 109.

ดังที่เห็นได้จากแผนภาพ เครื่องยนต์เทอร์โบพร็อพประกอบด้วยส่วนประกอบและส่วนประกอบเดียวกันกับเทอร์โบเจ็ท อย่างไรก็ตาม ไม่เหมือนกับเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท ใบพัดและกระปุกเกียร์จะติดตั้งเพิ่มเติมบนเครื่องยนต์เทอร์โบพร็อพ เพื่อให้ได้กำลังเครื่องยนต์สูงสุด กังหันต้องพัฒนาความเร็วสูง (สูงถึง 20,000 รอบต่อนาที) หากใบพัดหมุนด้วยความเร็วเท่ากัน ประสิทธิภาพของใบพัดจะต่ำมาก เนื่องจากใบพัดมีประสิทธิภาพสูงสุดในโหมดการบินที่ 750-1,500 รอบต่อนาที

เพื่อลดความเร็วของใบพัดเมื่อเทียบกับความเร็วของกังหันก๊าซ มีการติดตั้งกระปุกเกียร์ในเครื่องยนต์เทอร์โบพร็อพ สำหรับเครื่องยนต์กำลังสูง บางครั้งใช้ใบพัดหมุนสวนทางสองใบ โดยกระปุกเกียร์หนึ่งใบสำหรับการทำงานของใบพัดทั้งสองใบ

ในเครื่องยนต์เทอร์โบพร็อพบางรุ่น คอมเพรสเซอร์ขับเคลื่อนด้วยเทอร์ไบน์ตัวหนึ่งและอีกอันหนึ่งเป็นใบพัด สิ่งนี้สร้างเงื่อนไขที่เอื้ออำนวยต่อการควบคุมเครื่องยนต์

แรงผลักดันที่โรงละครส่วนใหญ่สร้างขึ้นโดยใบพัด (มากถึง 90%) และเพียงเล็กน้อยเนื่องจากปฏิกิริยาของเจ็ทแก๊ส

ในเครื่องยนต์เทอร์โบพร็อพ จะใช้เทอร์ไบน์แบบหลายขั้นตอน (จำนวนสเตจตั้งแต่ 2 ถึง 6) ซึ่งถูกกำหนดโดยความจำเป็นในการใช้งานการลดความร้อนขนาดใหญ่บนเทอร์ไบน์เทอร์ไบน์มากกว่าบนเทอร์ไบน์เทอร์โบเจ็ท นอกจากนี้ การใช้กังหันหลายใบพัดทำให้สามารถลดความเร็วลงได้ ส่งผลให้ขนาดและน้ำหนักของกระปุกเกียร์ลดลง

จุดประสงค์ขององค์ประกอบหลักของโรงละครไม่แตกต่างจากจุดประสงค์ขององค์ประกอบเดียวกันของเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท ขั้นตอนการทำงานของโรงละครก็คล้ายกับของเทอร์โบเจ็ท เช่นเดียวกับในเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท การไหลของอากาศที่บีบอัดไว้ล่วงหน้าในอุปกรณ์ทางเข้าจะถูกบีบอัดหลักในคอมเพรสเซอร์แล้วเข้าสู่ห้องเผาไหม้ ซึ่งเชื้อเพลิงจะถูกฉีดผ่านหัวฉีดไปพร้อม ๆ กัน ก๊าซที่เกิดจากการเผาไหม้ของส่วนผสมอากาศและเชื้อเพลิงมีพลังงานศักย์สูง พวกเขาวิ่งเข้าไปในกังหันก๊าซซึ่งเกือบจะขยายออกจนหมด พวกมันผลิตงานซึ่งจะถูกโอนไปยังคอมเพรสเซอร์ ใบพัด และยูนิตไดรฟ์ ด้านหลังกังหัน แรงดันแก๊สเกือบเท่ากับความดันบรรยากาศ

ในเครื่องยนต์เทอร์โบพร็อพสมัยใหม่ แรงขับที่ได้รับเนื่องจากปฏิกิริยาของไอพ่นแก๊สที่ไหลออกจากเครื่องยนต์คือ 10-20% ของแรงขับทั้งหมด

เครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทบายพาส

ความปรารถนาที่จะเพิ่มประสิทธิภาพแรงขับของเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทที่ความเร็วการบินแบบเปรี้ยงปร้างสูงนำไปสู่การสร้างเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทบายพาส (DTJE)

ตรงกันข้ามกับเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ททั่วไป ในเครื่องยนต์กังหันก๊าซ กังหันก๊าซขับเคลื่อน (นอกเหนือจากคอมเพรสเซอร์และหน่วยเสริมจำนวนหนึ่ง) คอมเพรสเซอร์แรงดันต่ำ หรือที่เรียกว่าพัดลมวงจรรอง พัดลมของวงจรที่สองของ DTRD ยังสามารถขับเคลื่อนจากเทอร์ไบน์แยกต่างหากที่อยู่ด้านหลังเทอร์ไบน์คอมเพรสเซอร์ได้อีกด้วย รูปแบบ DTRD ที่ง่ายที่สุดจะแสดงในรูปที่ 110.

วงจรแรก (ภายใน) ของ DTRD คือวงจรของเทอร์โบเจ็ททั่วไป วงจรที่สอง (ภายนอก) เป็นช่องวงแหวนที่มีพัดลมอยู่ในนั้น ดังนั้นบางครั้งเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทบายพาสจึงเรียกว่าเทอร์โบแฟน

การทำงานของ DTRD มีดังนี้ การไหลของอากาศในเครื่องยนต์เข้าสู่ช่องรับอากาศ จากนั้นส่วนหนึ่งของอากาศจะผ่านคอมเพรสเซอร์แรงดันสูงของวงจรหลัก อีกส่วนหนึ่ง - ผ่านใบพัดพัดลม (คอมเพรสเซอร์แรงดันต่ำ) ของวงจรทุติยภูมิ เนื่องจากวงจรของวงจรแรกเป็นวงจรปกติของเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท เวิร์กโฟลว์ในวงจรนี้จึงคล้ายกับเวิร์กโฟลว์ในเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท การทำงานของพัดลมวงจรทุติยภูมิคล้ายกับการทำงานของใบพัดหลายใบที่หมุนอยู่ในท่อวงแหวน

DTRD สามารถใช้กับเครื่องบินความเร็วเหนือเสียงได้ แต่ในกรณีนี้ เพื่อเพิ่มแรงขับ จำเป็นต้องจัดให้มีการเผาไหม้เชื้อเพลิงในวงจรทุติยภูมิ เพื่อเพิ่ม (เพิ่ม) แรงขับของ DTRD อย่างรวดเร็ว บางครั้งเชื้อเพลิงเพิ่มเติมอาจถูกเผาทั้งในการไหลของอากาศของวงจรทุติยภูมิหรือด้านหลังกังหันของวงจรหลัก

เมื่อเชื้อเพลิงเพิ่มเติมถูกเผาไหม้ในวงจรทุติยภูมิ จำเป็นต้องเพิ่มพื้นที่ของหัวฉีดเจ็ทเพื่อให้โหมดการทำงานของทั้งสองวงจรไม่เปลี่ยนแปลง หากไม่เป็นไปตามเงื่อนไขนี้ อากาศที่ไหลผ่านพัดลมวงจรทุติยภูมิจะลดลงเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิก๊าซระหว่างพัดลมกับหัวฉีดไอพ่นของวงจรทุติยภูมิ ซึ่งจะทำให้พลังงานที่จำเป็นในการหมุนพัดลมลดลง จากนั้น เพื่อรักษาความเร็วรอบเครื่องยนต์เดิม จำเป็นต้องลดอุณหภูมิของแก๊สที่อยู่ด้านหน้ากังหันในวงจรปฐมภูมิ ซึ่งจะทำให้แรงขับในวงจรปฐมภูมิลดลง การเพิ่มแรงขับทั้งหมดจะไม่เพียงพอ และในบางกรณี แรงขับรวมของเครื่องยนต์ที่บูสต์อาจน้อยกว่าแรงขับรวมของเครื่องยนต์ดีเซลทั่วไป นอกจากนี้ การเพิ่มแรงขับยังสัมพันธ์กับการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงที่เฉพาะเจาะจงสูง สถานการณ์ทั้งหมดเหล่านี้จำกัดการใช้วิธีการเพิ่มแรงขับนี้ อย่างไรก็ตาม การเพิ่มแรงขับของ DTRD สามารถใช้กันอย่างแพร่หลายในการบินด้วยความเร็วเหนือเสียง

วรรณกรรมที่ใช้แล้ว: "พื้นฐานของการบิน" ผู้แต่ง: G.A. นิกิติน อี.เอ. บากานอฟ

ดาวน์โหลดบทคัดย่อ: คุณไม่มีสิทธิ์เข้าถึงดาวน์โหลดไฟล์จากเซิร์ฟเวอร์ของเรา

ในคู่มือนี้พิจารณาเครื่องยนต์กังหันก๊าซเพียงประเภทเดียวของเครื่องยนต์กังหันก๊าซเครื่องยนต์กังหันก๊าซมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการบินและเทคโนโลยีทางทะเล1 วัตถุหลักของการประยุกต์ใช้เครื่องยนต์กังหันก๊าซสมัยใหม่แสดงไว้ การจำแนกประเภทเครื่องยนต์กังหันก๊าซตามวัตถุประสงค์และวัตถุประสงค์การใช้งาน ปัจจุบันปริมาณการผลิตเครื่องยนต์กังหันก๊าซในโลกในแง่มูลค่าทั้งหมด เครื่องยนต์อากาศยานคิดเป็น 70 ภาคพื้นดินและในทะเลประมาณ 30 แห่ง

หากงานนี้ไม่เหมาะกับคุณ มีรายการผลงานที่คล้ายกันที่ด้านล่างของหน้า คุณยังสามารถใช้ปุ่มค้นหา

บรรยาย 1

ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับเครื่องยนต์กังหันแก๊ส

1.1. บทนำ

ในเทคโนโลยีที่ทันสมัย ​​มีการพัฒนาและใช้งานเครื่องยนต์หลายประเภท

ในคู่มือนี้พิจารณาประเภทเดียวเท่านั้น - เครื่องยนต์กังหันก๊าซ (GTE) เช่น เครื่องยนต์ที่ประกอบด้วยคอมเพรสเซอร์ ห้องเผาไหม้ และกังหันก๊าซ

GTE ใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านวิศวกรรมการบิน ภาคพื้นดิน และทางทะเล ในรูป 1.1 แสดงวัตถุประสงค์หลักของการใช้เครื่องยนต์กังหันก๊าซสมัยใหม่

ข้าว. 1.1. การจำแนกประเภทเครื่องยนต์กังหันก๊าซตามวัตถุประสงค์และวัตถุประสงค์การใช้งาน

ปัจจุบัน ในปริมาณรวมของการผลิตเครื่องยนต์กังหันก๊าซในโลกในแง่มูลค่า เครื่องยนต์อากาศยานมีสัดส่วนประมาณ 70% ทั้งทางบกและทางทะเล - ประมาณ 30% ปริมาณการผลิตเครื่องยนต์กังหันก๊าซทางบกและในทะเล มีการกระจายดังนี้

เครื่องยนต์กังหันแก๊สกำลัง ~ 91%;

GTE สำหรับการขับอุปกรณ์อุตสาหกรรมและยานพาหนะภาคพื้นดิน ~ 5%;

GTE สำหรับขับเคลื่อนเรือขับเคลื่อน ~ 4%

ในการบินพลเรือนและการทหารสมัยใหม่ เครื่องยนต์กังหันก๊าซได้เข้ามาแทนที่เครื่องยนต์ลูกสูบเกือบทั้งหมดและมีตำแหน่งที่โดดเด่น

การใช้งานอย่างแพร่หลายในด้านวิศวกรรมไฟฟ้า อุตสาหกรรม และการขนส่งเป็นไปได้เนื่องจากประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่สูงขึ้น ความกะทัดรัด และน้ำหนักเบาเมื่อเทียบกับโรงไฟฟ้าประเภทอื่นๆ

พารามิเตอร์เฉพาะสูงของเครื่องยนต์กังหันก๊าซมีให้โดยคุณลักษณะการออกแบบและวัฏจักรอุณหพลศาสตร์ วัฏจักรเครื่องยนต์กังหันก๊าซถึงแม้จะประกอบด้วยกระบวนการพื้นฐานที่เหมือนกันกับวัฏจักรของเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบลูกสูบ แต่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ ในเครื่องยนต์ลูกสูบ กระบวนการจะเกิดขึ้นตามลำดับในองค์ประกอบเครื่องยนต์เดียวกัน - กระบอกสูบ ในเครื่องยนต์กังหันก๊าซ กระบวนการเดียวกันนี้เกิดขึ้นพร้อมกันและต่อเนื่องในองค์ประกอบต่างๆ ของเครื่องยนต์ ด้วยเหตุนี้ในเครื่องยนต์กังหันแก๊สจึงไม่มีสภาวะการทำงานขององค์ประกอบเครื่องยนต์ที่ไม่สม่ำเสมอเช่นเดียวกับในเครื่องยนต์ลูกสูบ และความเร็วเฉลี่ยและอัตราการไหลของมวลของของไหลทำงานจะสูงกว่าเครื่องยนต์ลูกสูบ 50 ... 100 เท่า ทำให้สามารถรวมความจุขนาดใหญ่ใน GTE ขนาดเล็กได้

เครื่องยนต์กังหันก๊าซสำหรับการบินตามวิธีการสร้างแรงฉุดอยู่ในกลุ่มของเครื่องยนต์ไอพ่นการจำแนกประเภทที่แสดงในรูปที่ 1.2.

ข้าว. 1.2. การจำแนกประเภทของเครื่องยนต์เจ็ท

กลุ่มที่สองประกอบด้วยเครื่องยนต์แอร์เจ็ท (AJE) ซึ่งอากาศในบรรยากาศเป็นองค์ประกอบหลักของของไหลทำงาน และใช้ออกซิเจนในบรรยากาศเป็นตัวออกซิไดซ์ การมีส่วนร่วมของสภาพแวดล้อมในอากาศสามารถลดสต็อกของของเหลวทำงานและเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ได้อย่างมาก

กังหันก๊าซ WFDs ซึ่งได้ชื่อมาจากการมีหน่วยเทอร์โบคอมเพรสเซอร์ ซึ่งรวมกังหันก๊าซเป็นแหล่งพลังงานกลหลัก

เครื่องยนต์เจ็ตซึ่งงานที่มีประโยชน์ทั้งหมดของวัฏจักรถูกใช้ไปในการเร่งความเร็วของไหลทำงานเรียกว่าเครื่องยนต์ปฏิกิริยาโดยตรง ซึ่งรวมถึงเครื่องยนต์จรวดทุกประเภท เครื่องยนต์แบบรวม VRD แบบไหลตรงและแบบเร้าใจ และจากกลุ่มเครื่องยนต์กังหันก๊าซ - เครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท (TRD) และเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทบายพาส (TRDD) หากส่วนหลักของงานที่มีประโยชน์ของวงจรในรูปแบบของงานกลไกบนเพลาเครื่องยนต์ถูกถ่ายโอนไปยังใบพัดพิเศษเช่นสกรูอากาศเครื่องยนต์ดังกล่าวเรียกว่าเครื่องยนต์ปฏิกิริยาทางอ้อม ตัวอย่างของเครื่องยนต์ปฏิกิริยาทางอ้อม ได้แก่ เครื่องยนต์เทอร์โบ (TVD) และเครื่องยนต์กังหันก๊าซแบบเฮลิคอปเตอร์

หน่วยใบพัดลูกสูบยังสามารถทำหน้าที่เป็นตัวอย่างคลาสสิกของเครื่องยนต์ปฏิกิริยาทางอ้อม ไม่มีความแตกต่างเชิงคุณภาพในการสร้างแรงฉุดลากระหว่างเครื่องยนต์กับเครื่องยนต์เทอร์โบ

1.2. GTE สำหรับการใช้งานทางบกและทางทะเล

ควบคู่ไปกับการพัฒนาเครื่องยนต์กังหันก๊าซสำหรับการบิน การเริ่มใช้เครื่องยนต์กังหันก๊าซในอุตสาหกรรมและการขนส่งเริ่มต้นขึ้น บี1939ร. บริษัทสวิส A.G. Brown Bonery ได้ว่าจ้างโรงไฟฟ้าขับเคลื่อนด้วยกังหันก๊าซขนาด 4 เมกะวัตต์แห่งแรกด้วยประสิทธิภาพ 17.4% โรงไฟฟ้าแห่งนี้อยู่ในสถานะการทำงาน ในปีพ.ศ. 2484 รถจักรกังหันก๊าซแบบรางคันแรกที่ติดตั้งเครื่องยนต์กังหันก๊าซที่มีความจุ 1,620 กิโลวัตต์ซึ่งพัฒนาโดยบริษัทเดียวกันได้เริ่มดำเนินการ ตั้งแต่ปลายทศวรรษที่ 1940 เครื่องยนต์กังหันก๊าซเริ่มถูกนำมาใช้เพื่อขับเคลื่อนการขับเคลื่อนของเรือเดินทะเล และตั้งแต่ช่วงปลายทศวรรษ 1950 - เป็นส่วนหนึ่งของชุดเครื่องอัดแก๊สบนท่อส่งก๊าซหลักสำหรับขับโบลเวอร์ก๊าซธรรมชาติ

ดังนั้น ด้วยการขยายขอบเขตและขนาดของการใช้งานอย่างต่อเนื่อง เครื่องยนต์กังหันก๊าซจึงกำลังพัฒนาไปในทิศทางของการเพิ่มกำลังหน่วย ประสิทธิภาพ ความน่าเชื่อถือ การทำงานอัตโนมัติ และปรับปรุงประสิทธิภาพด้านสิ่งแวดล้อม

การแนะนำอย่างรวดเร็วของเครื่องยนต์กังหันก๊าซในอุตสาหกรรมต่างๆ และการขนส่งได้รับการอำนวยความสะดวกโดยข้อได้เปรียบที่ปฏิเสธไม่ได้ของเครื่องยนต์ความร้อนประเภทนี้เหนือโรงไฟฟ้าอื่นๆ - กังหันไอน้ำ เครื่องยนต์ดีเซล ฯลฯ ข้อดีเหล่านี้รวมถึง:

พลังมหาศาลในเครื่องเดียว

ความกะทัดรัดน้ำหนักเบา รูปที่. 1.3;

ความสมดุลขององค์ประกอบที่เคลื่อนที่

เชื้อเพลิงใช้แล้วที่หลากหลาย

การเริ่มต้นที่ง่ายและรวดเร็ว รวมทั้งที่อุณหภูมิต่ำ

ลักษณะการยึดเกาะที่ดี

การตอบสนองของคันเร่งสูงและการควบคุมที่ดี

ข้าว. 1.3. การเปรียบเทียบขนาดโดยรวมของเครื่องยนต์กังหันก๊าซกับเครื่องยนต์ดีเซลขนาด 3 เมกะวัตต์

ข้อเสียเปรียบหลักของรุ่นแรกในเครื่องยนต์กังหันก๊าซทางบกและทางทะเลคือประสิทธิภาพค่อนข้างต่ำ อย่างไรก็ตาม ปัญหานี้ได้รับการแก้ไขอย่างรวดเร็วในกระบวนการปรับปรุงเครื่องยนต์อย่างต่อเนื่อง ซึ่งอำนวยความสะดวกโดยการพัฒนาขั้นสูงของเครื่องยนต์กังหันก๊าซสำหรับเครื่องบินแบบปิดทางเทคโนโลยีขั้นสูง และการถ่ายทอดเทคโนโลยีขั้นสูงไปยังเครื่องยนต์ภาคพื้นดิน

1.3. ขอบเขตการใช้งานสำหรับเครื่องยนต์กังหันก๊าซบนพื้นดิน

1.3.1. ไดรฟ์เครื่องกลของอุปกรณ์อุตสาหกรรม

การใช้เครื่องยนต์กังหันก๊าซอย่างแพร่หลายที่สุดในอุตสาหกรรมก๊าซ ใช้เพื่อขับเคลื่อนเครื่องเป่าลมก๊าซธรรมชาติซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเครื่องบีบอัดก๊าซที่สถานีคอมเพรสเซอร์ของท่อส่งก๊าซหลัก เช่นเดียวกับหน่วยขับสำหรับสูบก๊าซธรรมชาติไปยังห้องเก็บใต้ดิน (รูปที่ 1.4)

ข้าว. 1.4. การประยุกต์ใช้ GTE สำหรับการขับตรงของโบลเวอร์ก๊าซธรรมชาติ:

1 จีทีดี; 2 เกียร์; 3 ซูเปอร์ชาร์จเจอร์

GTE ยังใช้เพื่อขับเคลื่อนปั๊ม คอมเพรสเซอร์ในกระบวนการผลิต โบลเวอร์ในอุตสาหกรรมน้ำมัน การกลั่นน้ำมัน เคมีและโลหะวิทยา ช่วงพลังงาน GTE จาก 0.5 ถึง 50เมกะวัตต์.

คุณสมบัติหลักของอุปกรณ์ขับเคลื่อนตามรายการคือการพึ่งพาการใช้พลังงานนู๋ จากความเร็วรอบน (มักจะใกล้เคียงกับลูกบาศก์: N~n3 ) อุณหภูมิและความดันของตัวกลางที่ฉีด ดังนั้นเครื่องยนต์กังหันก๊าซจึงต้องถูกปรับให้ทำงานด้วยความเร็วและกำลังที่แปรผัน ข้อกำหนดนี้เป็นไปตามแผน GTE ที่มีกังหันพลังงานอิสระได้ดีที่สุด โครงร่างต่างๆ ของเครื่องยนต์กังหันก๊าซภาคพื้นดินจะกล่าวถึงด้านล่าง

1.3.2. ไดรฟ์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

GTE สำหรับการขับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า รูปที่. 1.5 ใช้เป็นส่วนหนึ่งของโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ (GTPP) ของโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนแบบวงจรธรรมดาและแบบควบแน่นของวัฏจักรไอน้ำแบบรวม (CCGT) ที่ผลิตไฟฟ้าที่ "สะอาด" รวมทั้งเป็นส่วนหนึ่งของโรงงานผลิตไฟฟ้าร่วมที่ผลิตไฟฟ้าร่วมกันและ พลังงานความร้อน

ข้าว. 1.5. การใช้เครื่องยนต์กังหันก๊าซเพื่อขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (ผ่านกระปุกเกียร์):

1 - เครื่องยนต์กังหันก๊าซ 2 - การส่ง; 3 - ตัวลด; 4 เครื่องกำเนิดไฟฟ้า

GTPP วัฏจักรที่เรียบง่ายทันสมัยพร้อมประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่ค่อนข้างปานกลางη เอล =25...40% ส่วนใหญ่จะใช้ในการดำเนินงานสูงสุด - เพื่อให้ครอบคลุมความผันผวนของความต้องการไฟฟ้ารายวันและตามฤดูกาล การทำงานของเครื่องยนต์กังหันก๊าซซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซสูงสุดมีลักษณะเป็นวัฏจักรสูง (รอบจำนวนมาก "เริ่มต้น - โหลดงานภายใต้โหลด - หยุด") ความเป็นไปได้ของการสตาร์ทด้วยความเร็วเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญของเครื่องยนต์กังหันก๊าซเมื่อทำงานในโหมดสูงสุด

โรงไฟฟ้า CCGT ใช้ในโหมดพื้นฐาน (การทำงานถาวรโดยมีโหลดใกล้เคียงกับค่าปกติ โดยมีจำนวนรอบการสตาร์ท-หยุดขั้นต่ำสำหรับงานบำรุงรักษาและซ่อมแซมตามปกติ) CCGT สมัยใหม่ที่ใช้เครื่องยนต์กังหันก๊าซกำลังสูง ( N >150 MW ) บรรลุประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าη เอล =58...60%.

ในโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนร่วม ความร้อนจากก๊าซไอเสียของ GTE ถูกใช้ในหม้อไอน้ำที่ใช้ความร้อนเหลือทิ้งเพื่อผลิตน้ำร้อนและ (หรือ) ไอน้ำสำหรับความต้องการของกระบวนการหรือในระบบทำความร้อนแบบรวมศูนย์ การผลิตไฟฟ้าและพลังงานความร้อนร่วมกันช่วยลดต้นทุนได้อย่างมาก ปัจจัยการใช้ความร้อนเชื้อเพลิงในโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนร่วมสูงถึง 90%

โรงไฟฟ้า CCGT และโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนร่วมคือระบบพลังงานสมัยใหม่ที่มีประสิทธิภาพสูงสุดและมีการพัฒนาแบบไดนามิก ปัจจุบันการผลิตเครื่องยนต์กังหันก๊าซกำลังทั่วโลกอยู่ที่ประมาณ 12,000 หน่วยต่อปี โดยมีกำลังการผลิตรวมประมาณ 76,000 เมกะวัตต์

คุณสมบัติหลักของเครื่องยนต์กังหันก๊าซสำหรับการขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคือความคงตัวของความเร็วเพลาส่งออกในทุกโหมด (จากรอบเดินเบาถึงสูงสุด) รวมถึงความต้องการสูงสำหรับความแม่นยำในการรักษาความเร็วซึ่งคุณภาพของกระแสไฟที่สร้างขึ้น พึ่งพา. ข้อกำหนดเหล่านี้เป็นไปตามข้อกำหนดที่ดีที่สุดสำหรับเครื่องยนต์กังหันก๊าซแบบเพลาเดียว ดังนั้นจึงใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมพลังงาน เครื่องยนต์กังหันก๊าซกำลังสูง ( N >60 MW ) การใช้งานตามกฎในโหมดพื้นฐานซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโรงไฟฟ้าที่ทรงพลังจะดำเนินการตามรูปแบบเพลาเดียวเท่านั้น

อุตสาหกรรมพลังงานใช้ช่วงกำลังทั้งหมดของเครื่องยนต์กังหันก๊าซตั้งแต่หลายสิบกิโลวัตต์ถึง 350เมกะวัตต์.

1.3.3. ประเภทหลักของเครื่องยนต์กังหันก๊าซภาคพื้นดิน

เครื่องยนต์กังหันก๊าซแบบภาคพื้นดินเพื่อวัตถุประสงค์และระดับกำลังต่างๆ แบ่งออกเป็นสามประเภทเทคโนโลยีหลัก:

เครื่องยนต์กังหันก๊าซแบบอยู่กับที่

GTE แปลงจากเครื่องยนต์อากาศยาน (อนุพันธ์ของอากาศยาน);

ไมโครเทอร์ไบน์

1.3. 3.1. เครื่องยนต์กังหันก๊าซแบบอยู่กับที่

เครื่องยนต์ประเภทนี้ได้รับการพัฒนาและผลิตในสถานประกอบการของศูนย์วิศวกรรมไฟฟ้าตามข้อกำหนดสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้า:

ทรัพยากรสูง (อย่างน้อย 100,000 ชั่วโมง) และอายุการใช้งาน (อย่างน้อย 25 ปี)

ความน่าเชื่อถือสูง

การบำรุงรักษาภายใต้สภาวะการทำงาน

ต้นทุนปานกลางของวัสดุโครงสร้างที่ใช้แล้วและเชื้อเพลิงและสารหล่อลื่นเพื่อลดต้นทุนการผลิตและการดำเนินงาน

ไม่มีข้อจำกัดด้านขนาดและมวลที่เข้มงวดซึ่งจำเป็นสำหรับเครื่องยนต์กังหันก๊าซสำหรับการบิน

ข้อกำหนดเหล่านี้ได้กำหนดรูปลักษณ์ของเครื่องยนต์กังหันก๊าซแบบอยู่กับที่ ซึ่งมีลักษณะดังต่อไปนี้:

การออกแบบที่เรียบง่ายที่สุด

การใช้วัสดุราคาไม่แพงและมีประสิทธิภาพค่อนข้างต่ำ

ตามกฎแล้วเคสขนาดใหญ่มีการแบ่งแนวนอนสำหรับความเป็นไปได้ในการขุดและซ่อมแซมโรเตอร์ GTE ภายใต้สภาพการทำงาน

การออกแบบห้องเผาไหม้ให้มีความเป็นไปได้ในการซ่อมแซมและเปลี่ยนหลอดเปลวไฟภายใต้สภาวะการทำงาน

การใช้ตลับลูกปืนธรรมดา

เครื่องยนต์กังหันก๊าซแบบอยู่กับที่โดยทั่วไปจะแสดงในรูปที่ 1.6.

ข้าว. 16 . เครื่องยนต์กังหันก๊าซแบบอยู่กับที่ (รุ่น M 501 F จากมิตซูบิชิ)

ด้วยกำลังการผลิต 150 เมกะวัตต์

ปัจจุบันเครื่องยนต์กังหันก๊าซแบบอยู่กับที่ถูกนำมาใช้ในทุกพื้นที่ของการใช้เครื่องยนต์กังหันก๊าซแบบใช้ภาคพื้นดินในช่วงกำลังกว้างตั้งแต่ 1เมกะวัตต์สูงถึง 350 เมกะวัตต์

ในระยะเริ่มต้นของการพัฒนาเครื่องยนต์กังหันก๊าซแบบอยู่กับที่ จะใช้พารามิเตอร์รอบปานกลาง ทั้งนี้เนื่องมาจากความล้าหลังทางเทคโนโลยีของเครื่องยนต์เครื่องบินเนื่องจากขาดการสนับสนุนทางการเงินจากรัฐที่มีประสิทธิภาพ ซึ่งถูกใช้โดยอุตสาหกรรมเครื่องยนต์อากาศยานในทุกประเทศที่ผลิตเครื่องยนต์อากาศยาน ตั้งแต่ปลายทศวรรษ 1980ปปปป การแนะนำเทคโนโลยีการบินอย่างกว้างขวางเริ่มต้นขึ้นในการออกแบบเครื่องยนต์กังหันก๊าซรุ่นใหม่และความทันสมัยของเครื่องยนต์ที่มีอยู่

จนถึงปัจจุบัน เครื่องยนต์เทอร์ไบน์แก๊สแบบอยู่กับที่อันทรงพลังในแง่ของความสมบูรณ์แบบทางอุณหพลศาสตร์และเทคโนโลยีได้เข้ามาใกล้เครื่องยนต์ของเครื่องบินในขณะที่รักษาทรัพยากรและอายุการใช้งานไว้สูง

1.3.3.2. เครื่องยนต์กังหันก๊าซภาคพื้นดินที่ดัดแปลงจากเครื่องยนต์อากาศยาน

เครื่องยนต์กังหันก๊าซประเภทนี้ได้รับการพัฒนาบนพื้นฐานของต้นแบบเครื่องบินที่สถานประกอบการของอาคารเครื่องยนต์อากาศยานโดยใช้เทคโนโลยีการบิน เครื่องยนต์กังหันก๊าซอุตสาหกรรมที่ดัดแปลงจากเครื่องยนต์อากาศยานเริ่มมีการพัฒนาเมื่อต้นปี 2503- x ปีที่ทรัพยากรของเครื่องยนต์กังหันก๊าซสำหรับการบินพลเรือนถึงมูลค่าที่ยอมรับได้ (2500 ... 4000 ชั่วโมง)

หน่วยอุตสาหกรรมแรกที่มีการขับเคลื่อนด้วยเครื่องบินปรากฏในอุตสาหกรรมพลังงานเป็นหน่วยสูงสุดหรือหน่วยสแตนด์บาย การแนะนำอย่างรวดเร็วเพิ่มเติมของอนุพันธ์ของเครื่องบินของเครื่องยนต์กังหันก๊าซในอุตสาหกรรมและการขนส่งได้รับการอำนวยความสะดวกโดย:

ความคืบหน้าในการสร้างเครื่องยนต์อากาศยานได้เร็วกว่าในแง่ของพารามิเตอร์รอบการทำงานและการปรับปรุงความน่าเชื่อถือมากกว่าการสร้างกังหันก๊าซแบบอยู่กับที่

การผลิตเครื่องยนต์กังหันก๊าซสำหรับเครื่องบินคุณภาพสูงและความเป็นไปได้ในการจัดการซ่อมแซมแบบรวมศูนย์

ความเป็นไปได้ของการใช้เครื่องยนต์อากาศยานที่สิ้นสุดอายุการบิน โดยมีการซ่อมแซมที่จำเป็นสำหรับการทำงานบนพื้นดิน

ข้อดีของเครื่องยนต์กังหันก๊าซสำหรับการบินคือน้ำหนักและขนาดที่เล็ก การสตาร์ทเครื่องและการตอบสนองของลิ้นปีกผีเสื้อที่เร็วขึ้น กำลังอุปกรณ์สตาร์ทที่ต้องการที่ต่ำกว่า ต้นทุนเงินทุนที่จำเป็นต่ำลงในการสร้างออบเจกต์การใช้งาน

เมื่อเปลี่ยนเครื่องยนต์อากาศยานพื้นฐานเป็นเครื่องยนต์เทอร์ไบน์แก๊สบนพื้นดิน หากจำเป็น ให้เปลี่ยนวัสดุของชิ้นส่วนที่เย็นและร้อนบางส่วน ซึ่งไวต่อการกัดกร่อนมากที่สุด ตัวอย่างเช่น แมกนีเซียมอัลลอยด์จะถูกแทนที่ด้วยอะลูมิเนียมหรือเหล็กกล้า ในส่วนที่ร้อนจะใช้โลหะผสมที่ทนความร้อนซึ่งมีโครเมียมสูงมากกว่า ห้องเผาไหม้และระบบจ่ายเชื้อเพลิงได้รับการดัดแปลงให้ทำงานกับเชื้อเพลิงก๊าซหรือสำหรับรุ่นที่ใช้เชื้อเพลิงหลายชนิด หน่วย ระบบเครื่องยนต์ (สตาร์ท ระบบควบคุมอัตโนมัติ (ACS) การดับเพลิง ระบบน้ำมัน ฯลฯ) และท่อกำลังได้รับการสรุปเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานในสภาพพื้นดิน หากจำเป็นให้เสริมสเตเตอร์และโรเตอร์บางส่วน

ปริมาณของการปรับเปลี่ยนการออกแบบของเครื่องยนต์อากาศยานพื้นฐานในการดัดแปลงภาคพื้นดินนั้นพิจารณาจากประเภทของเครื่องยนต์กังหันก๊าซของเครื่องบินเป็นส่วนใหญ่

การเปรียบเทียบเครื่องยนต์กังหันก๊าซที่แปลงแล้วและเครื่องยนต์กังหันก๊าซแบบอยู่กับที่ที่มีระดับกำลังเดียวกันแสดงไว้ในรูปที่ 1.7.

โรงละครการบินและเครื่องยนต์กังหันก๊าซแบบเฮลิคอปเตอร์ใช้งานได้จริงและมีโครงสร้างมากกว่าเครื่องยนต์อากาศยานอื่นๆ ที่ได้รับการดัดแปลงให้ทำงานเป็นเครื่องยนต์กังหันก๊าซแบบภาคพื้นดิน จริง ๆ แล้วไม่จำเป็นต้องดัดแปลงส่วนเทอร์โบชาร์จเจอร์ (ยกเว้นห้องเผาไหม้)

ในปี 1970 เครื่องยนต์กังหันก๊าซบนพื้นดิน HK-12CT ได้รับการพัฒนาบนพื้นฐานของโรงละครการบินเพลาเดียว HK-12 ซึ่งดำเนินการบนเครื่องบิน TU-95, TU-114 และ AN-22 เครื่องยนต์ HK-12CT ที่แปลงแล้วซึ่งมีความจุ 6.3 เมกะวัตต์ถูกสร้างขึ้นด้วย CT ฟรีและทำงานเป็นส่วนหนึ่งของ GPU จำนวนมากจนถึงทุกวันนี้

ในปัจจุบัน เครื่องยนต์กังหันก๊าซสำหรับเครื่องบินที่ได้รับการดัดแปลงของผู้ผลิตหลายรายมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านพลังงาน อุตสาหกรรม สภาพทางทะเล และการขนส่ง

ข้าว. 1.7. การเปรียบเทียบการออกแบบทั่วไปของ GTE ที่ดัดแปลงจากเครื่องยนต์อากาศยานและ GTE แบบอยู่กับที่ที่มีระดับกำลัง 25 . เท่ากันเมกะวัตต์ :

1 ร่างบาง; 2 แบริ่งกลิ้ง; 3 แคนซัสระยะไกล;

4 กรณีใหญ่; 5 ตลับลูกปืนธรรมดา 6 ขั้วต่อแนวนอน

ช่วงกำลัง - จากหลายร้อยกิโลวัตต์ถึง 50เมกะวัตต์.

เครื่องยนต์กังหันก๊าซประเภทนี้มีลักษณะเฉพาะด้วยประสิทธิภาพสูงสุดเมื่อทำงานในรอบง่าย ๆ ซึ่งเกิดจากพารามิเตอร์และประสิทธิภาพที่สูงของหน่วยเครื่องยนต์อากาศยานพื้นฐาน

1.3.3.3. ไมโครเทอร์ไบน์

ในปี 1990 เครื่องยนต์กังหันก๊าซพลังงานต่ำพิเศษ (ตั้งแต่ 30 ถึง 200 กิโลวัตต์) เรียกว่าไมโครเทอร์ไบน์ เริ่มมีการพัฒนาอย่างเข้มข้นในต่างประเทศ

หมายเหตุ: โปรดทราบว่าในทางปฏิบัติในต่างประเทศ คำว่า "กังหัน", "กังหันก๊าซ" หมายถึงทั้งหน่วยกังหันที่แยกจากกันและเครื่องยนต์กังหันก๊าซโดยรวม)

คุณสมบัติของไมโครเทอร์ไบน์นั้นเกิดจากขนาดและขอบเขตที่เล็กมาก ไมโครเทอร์ไบน์ใช้ในการผลิตไฟฟ้าขนาดเล็กโดยเป็นส่วนหนึ่งของโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนร่วมขนาดกะทัดรัด (GTU-CHP) เป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้าและความร้อนแบบอิสระ ไมโครเทอร์ไบน์มีการออกแบบที่ง่ายที่สุด - วงจรเพลาเดียวและจำนวนชิ้นส่วนขั้นต่ำ รูปที่ 1.8

ข้าว. 1.7. ไมโครเทอร์ไบน์ (รุ่น TA-60 จาก Elliot Energy Systems ที่มีความจุ 60กิโลวัตต์)

ใช้คอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงขั้นตอนเดียวและกังหันสู่ศูนย์กลางขั้นตอนเดียว ทำในรูปของล้อเดี่ยว ความเร็วของโรเตอร์เนื่องจากขนาดเล็กถึง 40000 ... 120 000 rpm ดังนั้นจึงใช้ตลับลูกปืนเซรามิกและแก๊สสถิตย์ ห้องเผาไหม้เป็นเชื้อเพลิงหลายชนิดและสามารถทำงานกับเชื้อเพลิงที่เป็นก๊าซและของเหลวได้

โครงสร้างเครื่องยนต์กังหันก๊าซจะรวมเข้ากับโรงไฟฟ้าให้ได้มากที่สุด: โรเตอร์ของเครื่องยนต์กังหันก๊าซจะรวมกันอยู่บนเพลาเดียวกันกับโรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าความถี่สูง

ประสิทธิภาพของไมโครเทอร์ไบน์ในรอบอย่างง่ายคือ 14...18% เครื่องกำเนิดความร้อนจากก๊าซไอเสียมักใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ ประสิทธิภาพของไมโครเทอร์ไบน์ในวงจรการสร้างใหม่ถึง 28...32%

ประสิทธิภาพที่ค่อนข้างต่ำของไมโครเทอร์ไบน์นั้นอธิบายได้จากพารามิเตอร์ขนาดเล็กและรอบต่ำที่ใช้ใน GTE ประเภทนี้เพื่อลดความซับซ้อนและลดต้นทุนในการติดตั้ง เนื่องจากไมโครเทอร์ไบน์ทำงานเป็นส่วนหนึ่งของโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนร่วม (GTU-CHP) ประสิทธิภาพต่ำของเครื่องยนต์กังหันก๊าซจึงได้รับการชดเชยด้วยพลังงานความร้อนที่เพิ่มขึ้นซึ่งเกิดจากมินิ GTU-CHP เนื่องจากความร้อนจากก๊าซไอเสีย

ปัจจัยการใช้ความร้อนเชื้อเพลิงในหน่วยเหล่านี้ถึง 80%

1.4. ผู้ผลิตเครื่องยนต์กังหันก๊าซรายใหญ่ของโลก

เจเนอรัลอิเล็กทริกสหรัฐอเมริกา บริษัท เจเนอรัลอิเล็กทริก (GE ) เป็นผู้ผลิตเครื่องยนต์กังหันก๊าซสำหรับการบิน ทางบกและทางทะเลที่ใหญ่ที่สุดในโลก แผนกเครื่องยนต์อากาศยาน General Electric (GE AE) ปัจจุบันมีส่วนร่วมในการพัฒนาและการผลิตเครื่องยนต์กังหันก๊าซสำหรับเครื่องบินประเภทต่างๆ - เครื่องยนต์ turbofan, เครื่องยนต์ turbofan, เครื่องยนต์ turbofan และเครื่องยนต์กังหันก๊าซเฮลิคอปเตอร์

แพรตต์ แอนด์ วิทนีย์ สหรัฐอเมริกา Argy & Whitney (PW) เป็นส่วนหนึ่งของบริษัท ยูไนเต็ด เทคโนโลยี คอร์ปอเรชั่น (UTC)ปัจจุบัน PW มีส่วนร่วมในการพัฒนาและผลิตพัดลมเทอร์โบสำหรับเครื่องบินขนาดกลางและขนาดแรงขับสูง

Pratt & Whitney แคนาดา , (แคนาดา). Pratt & Whitney Canada (PWC) ก็เป็นส่วนหนึ่งของ PW Group ของ UTC ด้วย PWC มีส่วนร่วมในการพัฒนาและผลิตเครื่องยนต์เทอร์โบแฟนขนาดเล็ก เครื่องยนต์โรงละคร และเครื่องยนต์กังหันก๊าซแบบเฮลิคอปเตอร์

โรลส์-รอยซ์ (สหราชอาณาจักร). ปัจจุบันโรลส์-รอยซ์ออกแบบและผลิตเครื่องยนต์กังหันก๊าซหลากหลายประเภทสำหรับการใช้งานด้านการบิน ทางบก และทางทะเล

ฮันนี่เวลล์ (สหรัฐอเมริกา) . Honeywell มีส่วนร่วมในการพัฒนาและผลิตเครื่องยนต์กังหันก๊าซสำหรับการบิน - เครื่องยนต์ turbofan และเครื่องยนต์ turbofan ในระดับแรงขับขนาดเล็ก เครื่องยนต์โรงละคร และเครื่องยนต์กังหันก๊าซเฮลิคอปเตอร์

Snecma (ฝรั่งเศส) บริษัทมีส่วนร่วมในการพัฒนาและการผลิตเครื่องยนต์กังหันก๊าซสำหรับการบิน - เครื่องยนต์ turbofan ทหารและเครื่องยนต์ turbofan พลเรือนร่วมกับ GE ร่วมกับโรลส์-รอยซ์ พวกเขาพัฒนาและผลิตเครื่องยนต์เทอร์โบแฟนของโอลิมป์

เทอร์โบเมก้า (ฝรั่งเศส) Turbomeca ส่วนใหญ่พัฒนาและผลิตเครื่องยนต์กังหันก๊าซ HPT และเฮลิคอปเตอร์ขนาดเล็กและขนาดกลาง

ซีเมนส์ (เยอรมนี) ข้อมูลของบริษัทขนาดใหญ่แห่งนี้คือเครื่องยนต์เทอร์ไบน์ก๊าซบนบกแบบอยู่กับที่สำหรับกำลังขับ กลไกขับเคลื่อน และการใช้งานทางทะเลในช่วงกำลังกว้าง

อัลสตอม (ฝรั่งเศส สหราชอาณาจักร)อัลสตอมออกแบบและผลิตเครื่องยนต์กังหันก๊าซแบบใช้กำลังเพลาเดียวแบบอยู่กับที่และมีกำลังต่ำ

โซลาร์ (สหรัฐอเมริกา) Solar เป็นบริษัทในเครือของ Caterpillar ที่ออกแบบและผลิตเครื่องยนต์กังหันก๊าซขนาดเล็กแบบอยู่กับที่สำหรับพลังงานและการขับเคลื่อนทางกลและการใช้งานทางทะเล

OJSC Aviadvigatel (ระดับการใช้งาน). มันพัฒนา ผลิต และรับรองเครื่องยนต์กังหันก๊าซสำหรับการบิน - เครื่องยนต์ turbofan พลเรือนสำหรับเครื่องบินฉีด, เครื่องยนต์ turbofan ทหาร, เครื่องยนต์กังหันก๊าซเฮลิคอปเตอร์ รวมถึงอนุพันธ์ของเครื่องบินของเครื่องยนต์กังหันก๊าซอุตสาหกรรมภาคพื้นดินสำหรับการขับเคลื่อนทางกลและพลังงาน

GUNPP "พืชที่ได้รับการตั้งชื่อตาม V.Ya. Klimov (เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก). รัฐวิสาหกิจการวิจัยและการผลิตรวมกัน "โรงงานตั้งชื่อตาม ว. Klimov" ในปีที่ผ่านมามีความเชี่ยวชาญในการพัฒนาและผลิตเครื่องยนต์กังหันก๊าซสำหรับเครื่องบิน ช่วงของการพัฒนากว้าง - เครื่องยนต์ turbofan ทหาร เครื่องยนต์โรงละครเครื่องบิน และเครื่องยนต์กังหันก๊าซเฮลิคอปเตอร์ เครื่องยนต์กังหันก๊าซแบบถังน้ำมัน เช่นเดียวกับเครื่องยนต์กังหันก๊าซเชิงอุตสาหกรรมที่ได้รับการดัดแปลง

JSC "LMZ" (เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก)OJSC "โรงงานโลหะเลนินกราด" พัฒนาและผลิตเครื่องยนต์กังหันก๊าซพลังงานแบบอยู่กับที่

องค์กรรวมของรัฐบาลกลาง "มอเตอร์" (อูฟา)Federal State Unitary Enterprise "Research and Production Enterprise "Motor" กำลังพัฒนาเครื่องยนต์ turbojet สำหรับทหารและเครื่องยนต์ turbofan สำหรับเครื่องบินรบและเครื่องบินจู่โจม

"ออมสค์ MKB" (ออมสค์)JSC "Omsk Motor-Building Design Bureau" มีส่วนร่วมในการพัฒนาเครื่องยนต์กังหันก๊าซขนาดเล็กและระบบควบคุมเสริม

OAO NPO ดาวเสาร์ (Rybinsk). JSC "สมาคมวิทยาศาสตร์และการผลิต "ดาวเสาร์" ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้มีการพัฒนาและผลิตเครื่องยนต์ turbofan ทหาร เครื่องยนต์โรงละคร เครื่องยนต์กังหันก๊าซเฮลิคอปเตอร์ การแปลงเครื่องยนต์กังหันก๊าซภาคพื้นดิน ร่วมกับ NPO "Mashproekt" (ยูเครน) เข้าร่วมในโครงการเครื่องยนต์กังหันก๊าซแบบเพลาเดียวที่มีความจุ 110 MW

JSC "SNTK im. น.ด. คุซเนตโซวาOJSC "Samara Scientific and Technical Complex ตั้งชื่อตาม น.ด. Kuznetsova พัฒนาและผลิตเครื่องยนต์กังหันก๊าซสำหรับเครื่องบิน (TVD, เครื่องยนต์ turbofan, เครื่องยนต์ turbofan) และเครื่องยนต์กังหันก๊าซภาคพื้นดินที่ดัดแปลงจากเครื่องยนต์อากาศยาน

AMHTK โซยุซ (มอสโก)JSC "Aviamotor Scientific and Technical Complex "Soyuz" พัฒนาและผลิตเครื่องยนต์กังหันก๊าซสำหรับการบิน - เครื่องยนต์ turbofan, เครื่องยนต์ turbofan, เครื่องยนต์ turbofan แบบยกและบิน

Tushino MKB "โซยุซ" (มอสโก). รัฐวิสาหกิจ "Tushino Machine-Building Design Bureau "Soyuz"" มีส่วนร่วมในการปรับแต่งและปรับปรุงเครื่องยนต์ turbofan ของทหาร

NPP "Mashproekt" (ยูเครน, นิโคเลฟ). องค์กรวิจัยและผลิต "Zorya-Mashproekt" (ยูเครน, Nikolaev) พัฒนาและผลิตเครื่องยนต์กังหันก๊าซสำหรับโรงไฟฟ้าทางทะเล เช่นเดียวกับเครื่องยนต์กังหันก๊าซแบบใช้ภาคพื้นดินสำหรับกำลังและกลไกขับเคลื่อน เครื่องยนต์ภาคพื้นดินเป็นการดัดแปลงแบบจำลองการใช้งานทางทะเล GTE power class: 2...30 MW . ตั้งแต่ 1990 NPP Zorya-Mashproekt กำลังพัฒนาเครื่องยนต์ UGT-110 แบบเพลาเดียวแบบอยู่กับที่ด้วยความจุ 110 MW

SE "ZMKB" ความคืบหน้า "im. เอจี Ivchenko" (ยูเครน Zaporozhye)รัฐวิสาหกิจ Zaporizhia Machine-Building Design Bureau Progress ตั้งชื่อตาม Academician A.G. Ivchenko" เชี่ยวชาญด้านการพัฒนา ผลิตต้นแบบ และการรับรองเครื่องยนต์กังหันก๊าซสำหรับการบิน - เครื่องยนต์ turbofan ในช่วงแรงขับ 17 ... 230กิโลนิวตัน , เครื่องยนต์โรงละครเครื่องบินและเครื่องยนต์กังหันก๊าซเฮลิคอปเตอร์ที่มีความจุ 1,000 ... 10000กิโลวัตต์ , เช่นเดียวกับเครื่องยนต์กังหันก๊าซอุตสาหกรรมภาคพื้นดินที่มีความจุ 2.5 ถึง 10,000กิโลวัตต์

เอ็นจิ้นที่พัฒนาโดย ZMKB Progress มีการผลิตจำนวนมากในOJSC "Motor Sich" (ยูเครน, Zaporozhye). เครื่องยนต์เครื่องบินต่อเนื่องขนาดใหญ่ที่สุดและโครงการที่มีแนวโน้ม:

TVD และเครื่องยนต์กังหันก๊าซเฮลิคอปเตอร์ - AI-20, AI-24, D-27;

TRD - AI-25, DV-2, D-36, D-18T, D-436T1 / T2 / LP

เครื่องยนต์กังหันก๊าซภาคพื้นดิน:

D-336-1 / 2, D-336-2-8, D-336-1 / 2-10

หนึ่งในหน่วยหลักของเครื่องยนต์กังหันก๊าซของเครื่องบิน (ดู. เครื่องยนต์กังหันก๊าซ) ; เมื่อเทียบกับเทอร์ไบน์แก๊สแบบอยู่กับที่ (ดู เทอร์ไบน์ก๊าซ) กังหันก๊าซที่มีกำลังสูงจะมีขนาดและน้ำหนักที่เล็ก ซึ่งทำได้โดยการออกแบบที่สมบูรณ์แบบ ความเร็วของก๊าซในแนวแกนสูงในเส้นทางการไหล และความเร็วรอบวงสูงของใบพัด (สูงสุด 450 นางสาว) และขนาดใหญ่ (สูงสุด 250 กิโลจูล/กก.หรือ 60 เป็นแคล/กก.) โดยความร้อนลดลง ก. ต. ช่วยให้คุณได้รับพลังงานที่สำคัญ: ตัวอย่างเช่น กังหันขั้นตอนเดียว ( ข้าว. หนึ่ง ) ของเครื่องยนต์ที่ทันสมัยพัฒนากำลังได้ถึง55 MW(75 พัน ล. กับ.). หลายขั้นตอน A. g. t. ( ข้าว. 2 ) ซึ่งพลังของหนึ่งสเตจมักจะเป็น 30-40 MW(40-50,000 ล. กับ.). อุณหภูมิก๊าซสูง (850–1200°C) ที่ทางเข้ากังหันเป็นลักษณะของกังหันก๊าซ ในเวลาเดียวกัน ทรัพยากรที่จำเป็นและการทำงานที่เชื่อถือได้ของกังหันจะมั่นใจได้โดยการใช้โลหะผสมพิเศษ ซึ่งมีคุณสมบัติทางกลสูงที่อุณหภูมิการทำงานและความต้านทานต่อการคืบ รวมถึงการระบายความร้อนของหัวฉีดและใบพัด ตัวเรือนกังหันและดิสก์โรเตอร์

การระบายความร้อนด้วยอากาศเป็นที่แพร่หลายซึ่งอากาศที่ถ่ายจากคอมเพรสเซอร์หลังจากผ่านช่องของระบบทำความเย็นจะเข้าสู่เส้นทางการไหลของกังหัน

เครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ตทำหน้าที่ขับเคลื่อนคอมเพรสเซอร์ของเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท (ดู เครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท) คอมเพรสเซอร์และพัดลมของเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ตบายพาส และเพื่อขับเคลื่อนคอมเพรสเซอร์และใบพัดของเครื่องยนต์เทอร์โบ (ดู เครื่องยนต์เทอร์โบพร็อพ) A. G. T. ยังใช้เพื่อขับเคลื่อนหน่วยเสริมของเครื่องยนต์และเครื่องบิน - อุปกรณ์สตาร์ท (สตาร์ท) เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ปั๊มเชื้อเพลิงและตัวออกซิไดเซอร์ในเครื่องยนต์จรวดที่ขับเคลื่อนด้วยของเหลว (ดู เครื่องยนต์จรวดเหลว)

การพัฒนาวิศวกรรมการบินดำเนินไปตามเส้นทางของการออกแบบตามหลักอากาศพลศาสตร์และการปรับปรุงเทคโนโลยี การปรับปรุงลักษณะเฉพาะของแก๊สไดนามิกของเส้นทางการไหลเพื่อให้แน่ใจว่ามีประสิทธิภาพสูงในโหมดการทำงานที่หลากหลาย ซึ่งเป็นแบบฉบับสำหรับเครื่องยนต์อากาศยาน ลดน้ำหนักของกังหัน (ด้วยกำลังที่กำหนด); อุณหภูมิก๊าซเพิ่มขึ้นอีกที่ทางเข้ากังหัน การใช้วัสดุที่ทนต่ออุณหภูมิสูง การเคลือบ และการระบายความร้อนของใบพัดกังหันและดิสก์อย่างมีประสิทธิภาพ การพัฒนาของ A. G. T. นั้นมีลักษณะเพิ่มขึ้นอีกในจำนวนขั้นตอน: ใน A. G. T. ที่ทันสมัยจำนวนขั้นตอนถึงแปด

ย่อ:ทฤษฎีเครื่องยนต์ไอพ่น เครื่องจักรใบมีด, M. , 1956; Skubachevsky G.S. , เครื่องยนต์กังหันก๊าซของเครื่องบิน, M. , 1965; Abiants V. Kh. , ทฤษฎีกังหันก๊าซของเครื่องยนต์เจ็ท, 2nd ed., M. , 1965.

เอส.ซี.โคเปเลฟ

• - ประเภทของกระสุนการบิน ...

  พจนานุกรมศัพท์ทหาร

• - อุบัติเหตุอันตรายบนเครื่องบินที่นำไปสู่การเสียชีวิตหรือสูญหายของผู้คน, การเกิดการสูญเสียสุขอนามัยและการทำลายหรือความเสียหายต่อเรือและวัสดุหมายถึงการขนส่งบนนั้น ...

  อภิธานศัพท์ฉุกเฉิน

• - กระสุนสำหรับทำลายวัตถุบนพื้นดินและในน้ำ ส่งไปยังพื้นที่เป้าหมายโดยเครื่องบินหรือเครื่องบินอื่น ...

  สารานุกรมของเทคโนโลยี

• - กังหันในอุปกรณ์ใบมีด การตัดพลังงานของก๊าซภายใต้ความดันและมีอุณหภูมิสูง จะถูกแปลงเป็นกลไก งานเพลา. G. t. ประกอบด้วยการจัดเรียงตามลำดับ ...

  พจนานุกรมสารานุกรมขนาดใหญ่

• - ดู กังหัน ...

  พจนานุกรมสารานุกรมวิทยาศาสตร์และเทคนิค

• - เครื่องบินพังไม่มาพร้อมกับความเสียหายร้ายแรงหรือการเสียชีวิตของนักบิน ...

  คำศัพท์ทางทะเล

• - กระสุนการบินประเภทหนึ่งที่ทิ้งจากเครื่องบิน สามารถนำระเบิดทางอากาศสมัยใหม่ได้ ...

  คำศัพท์ทางทะเล

• - กังหันซึ่งในทางทฤษฎีควรทำงานกับก๊าซที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้ในห้องพิเศษของเชื้อเพลิงที่เป็นของแข็งของเหลวหรือก๊าซ ...

  คำศัพท์ทางทะเล

• - กังหันที่ใช้พลังงานจลน์ของก๊าซไอเสียของหน่วยโลหะวิทยา เช่น ก๊าซบนสุดของเตาหลอม ...

  พจนานุกรมสารานุกรมของโลหะวิทยา

• - "... 1. - สถานะของการคุ้มครองการบินจากการแทรกแซงที่ผิดกฎหมายในกิจกรรมด้านการบิน ... " ที่มา: "รหัสอากาศของสหพันธรัฐรัสเซีย" ลงวันที่ 19 มีนาคม 1997 N 60-FZ "... 3.29 ...

  คำศัพท์ทางการ

• - "... - อุปกรณ์สำหรับผลิตกระแสไฟฟ้าโดยใช้ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นของเหลวทำงาน ... " ที่มา: พระราชกฤษฎีกา Gosgortekhnadzor แห่งสหพันธรัฐรัสเซีย ลงวันที่ 18 มีนาคม ...

  คำศัพท์ทางการ

• - ส่วนหนึ่งของดาราศาสตร์เชิงปฏิบัติ ซึ่งเกี่ยวข้องกับวิธีการนำทางทางดาราศาสตร์ขณะบิน งานหลักของ A. A. ประกอบด้วยอิสระเช่นดำเนินการโดยไม่ต้องใช้พื้นดินใด ๆ ...
• - ดูบทความ...

  สารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่

• - กระสุนการบินประเภทหนึ่งที่ทิ้งจากเครื่องบินหรือเครื่องบินอื่นเพื่อทำลายเป้าหมายภาคพื้นดิน ทะเล และทางอากาศ ...

  สารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่

• - เครื่องยนต์ความร้อนอย่างต่อเนื่องในอุปกรณ์ใบมีดซึ่งพลังงานของก๊าซอัดและความร้อนจะถูกแปลงเป็นงานกลบนเพลา การทำความร้อนของก๊าซอัดสามารถทำได้ใน...

  สารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่

• - กังหัน GAS - กังหันที่พลังงานความร้อนของก๊าซอัดและความร้อนจะถูกแปลงเป็นงานกล ส่วนหนึ่งของเครื่องยนต์กังหันก๊าซ ...

  พจนานุกรมสารานุกรมขนาดใหญ่

"กังหันก๊าซธรรมชาติ" ในหนังสือ

กังหัน NIKA

TURBINA NIKA TURBINA NIKA (กวี; ฆ่าตัวตาย (โยนออกไปนอกหน้าต่าง) เมื่อวันที่ 11 พฤษภาคม 2545 เมื่ออายุ 28 ปีฝังที่สุสาน Vagankovsky ในมอสโก) กังหันมีชื่อเสียงในช่วงกลางทศวรรษที่ 80 เมื่อบทกวีของเธอเริ่ม เผยแพร่ในสื่อโซเวียตทั้งหมด ตอนอายุ 12 นิกาได้รับ

กังหัน นิกา

TURBINA Nika TURBINA Nika (กวี; ฆ่าตัวตาย (โยนออกไปนอกหน้าต่าง) เมื่อวันที่ 11 พฤษภาคม 2545 เมื่ออายุ 28 ปี; ฝังอยู่ที่สุสาน Vagankovsky ในมอสโก) กังหันเริ่มมีชื่อเสียงในช่วงกลางทศวรรษที่ 80 เมื่อบทกวีของเธอเริ่มเผยแพร่ในสื่อโซเวียตทั้งหมด Nika ที่ 12

กังหันลาวาล