(ДТРД)
авиационный
Воздушно-реактивный двигатель, в котором поступающий в него воздух делится на два потока, проходящих через внутренние и внешние контуры. Первый ДТРД с эжектором предложен в 1887 киевским изобретателем Ф. Р.
Гешвендом
. Первый ДТРД с вентилятором - в 1932 К. Э. Циолковским (См.
Циолковский)
. В 1939 А. М.
Люлька разработал проект ДТРД с компрессором и с разделением потоков воздуха на входе. В 1939 французский инженер Р. Аниксионназ и Р. Имберт предложили ДТРД с различным числом роторов вентилятора и компрессора внутреннего контура, как соединённых зубчатой передачей, так и механически не связанных. В 1947 советский инженер В. Ф. Павленко разработал проект ДТРД с разделением потоков воздуха за компрессором. ДТРД с теплообменником во внешнем контуре и с дополнительным газовым компрессором во внутреннем контуре между турбиной и реактивным соплом, предназначенным для снижения давления за турбиной ниже атмосферного, предложен в 1948 советский инженер М. Г. Дубинским, С. 3. Копелевым и А. О. Мацуком. В 1953 немецкий инженер К. Лейст получил патент на ДТРД с биротативным (т. е. имеющим внутренний и наружный ротор) компрессором внутреннего контура, у которого один из двух вращающихся в противоположном направлении роторов (наружный) несёт рабочие лопатки вентилятора внешнего контура. Тяга ДТРД складывается из сил реакции потоков воздуха и продуктов сгорания, получивших ускорение во внутреннем и внешнем контурах и вытекающих через два самостоятельных (
рис. 1, а, в)
или одно общее (
рис. 1, б, г)
Реактивное сопло. Внешний контур представляет собой кольцевой канал, в котором находится вентилятор или компрессор, располагающийся за турбокомпрессором (
рис. 1, а) или перед ним (
рис. 1, 6). Переднее расположение вентилятора даёт возможность использовать его для сжатия воздуха, поступающего во внутренний контур. ДТРД, у которых степень двухконтурности (отношение расходов воздуха через внешний и внутренний контур) больше единицы, принято называть турбовентиляторными двигателями. Степень двухконтурности различных типов ДТРД - от 0,5 до 8. Степень повышения давления воздуха в компрессоре внутреннего контура от 10 до 26, внешнего - от 1,5 до 2,5. Повышение температуры газа перед турбиной существенно улучшает характеристики ДТРД. У современных ДТРД она достигает 1600 К (см.
Газотурбинный двигатель)
. Ротор ДТРД выполняется двухвальным, а иногда и трёхвальным (
рис. 2) с разной частотой вращения каждого вала.
Основная особенность ДТРД состоит в том, что при одной и той же затрате энергии сообщается меньшее ускорение значительно большей массе воздуха, чем в обычном турбореактивном двигателе (См.
Турбореактивный двигатель) (ТРД). Благодаря этому тяга на взлёте и в полёте с дозвуковой скоростью увеличивается, а удельный расход топлива уменьшается. У ДТРД со степенью двухконтурности 1 взлётная тяга на 25\% больше, чем у ТРД, с такой же тягой на скорости 1000
км/ч и существенно меньший шум, создаваемый реактивной струей благодаря меньшей её скорости. ДТРД широко применяются в СССР и за рубежом на дозвуковых, преимущественно пассажирских самолётах (например, Ил-62, Ту-134, "Боинг-727") и самолётах с вертикальными пли укороченными взлётом и посадкой. С увеличением скорости полёта более 1000
км/ч тяга ДТРД резко уменьшается из-за малой скорости реактивной струи. Для увеличения этой скорости сжигается дополнительное количество топлива во внешнем контуре (
рис. 1, в) или в общей смесительной камере (
рис. 1, г)
. Это делает выгодным применение ДТРД и на сверхзвуковых самолётах (см. также
Авиационный двигатель)
.
Лит.: Стечкин В.С., Теория реактивных двигателей, М., 1958; Клячкин А. Л., Теория воздушно-реактивных двигателей, М., 1969: High speed aerodynamics and jet propulsion, v. 12, L., 1959.
С. З. Копелев.
Рис. 1. Схемы двухконтурного турбореактивного двигателя; расположение вентилятора: а - заднее, б - переднее; сжигание дополнительного топлива: в - во внешнем контуре, г - в общей смесительной камере; 1 - вентилятор (компрессор) внешнего контура; 2 и 21 - компрессор и турбина низкого давления; 3 - 31 - компрессор и турбина высокого давления; 4 - камера сгорания внутреннего контура; 5 - камера сгорания внешнего контура; 6 - форсунки дополнительного топлива; 7-71 - реактивное сопло внутреннего и внешнего контура.
Рис. 2. Схема (а) и общий вид (б) трёхвального двухконтурного турбореактивного двигателя (ДТРД): 1 - вход воздуха во внешний контур; 2 - вход воздуха во внутренний контур; 3 - лопатки вентилятора; 4 и 41 - компрессор и турбина низкого давления; 5-51 -компрессор и турбина высокого давления; 6 - камера сгорания; 7 - турбина привода вентилятора; 8 - реактивное сопло.