Турбовальный двигатель — это разновидность газовой турбины , которая оптимизирована для выработки мощности на валу , а не реактивной тяги . По своей концепции турбовальные двигатели очень похожи на турбореактивные двигатели с дополнительным расширением турбины для извлечения тепловой энергии из выхлопных газов и преобразования ее в мощность на выходном валу. Они еще больше похожи на турбовинтовые двигатели , с небольшими отличиями, и в обоих вариантах часто продается один и тот же двигатель.
Турбовальные двигатели обычно используются в приложениях, требующих стабильно высокой выходной мощности, высокой надежности, небольших размеров и легкого веса. К ним относятся вертолеты , вспомогательные силовые установки , катера и корабли , танки , суда на воздушной подушке и стационарное оборудование.
Турбовальный двигатель может состоять из двух основных узлов: «газогенератора» и «силовой части». Газогенератор состоит из компрессора , камер сгорания с воспламенителями и топливными форсунками и одной или нескольких ступеней турбины . Силовая часть состоит из дополнительных ступеней турбин, редуктора и выходного вала. Газогенератор создает горячие расширяющиеся газы для приведения в движение силовой секции. В зависимости от конструкции агрегаты двигателя могут приводиться как от газогенератора, так и от силовой части.
В большинстве конструкций газогенератор и силовая секция механически разделены, поэтому каждая из них может вращаться с разными скоростями, соответствующими условиям, что называется «турбиной свободной мощности ». Свободная силовая турбина может быть чрезвычайно полезной конструктивной особенностью транспортных средств, поскольку позволяет отказаться от веса и стоимости сложных многоступенчатых трансмиссий и сцеплений .
Необычным примером турбовального принципа является ТРДД Pratt & Whitney F135 -PW-600 для STOVL Lockheed F-35B Lightning II – в обычном режиме он работает как ТРДД, но при питании Rolls-Royce LiftSystem частично переключается. в режим турбовального двигателя, чтобы передать 29 000 лошадиных сил вперед через вал [1] и частично в режим турбовентиляторного двигателя, чтобы продолжать передавать тягу на вентилятор главного двигателя и заднее сопло.
На больших вертолетах используются два или три турбовальных двигателя. Ми -26 использует два Лотарева Д-136 по 11 400 л.с. каждый, [2] а Sikorsky CH-53E Super Stallion использует три General Electric T64 по 4380 л.с. каждый. [3]
_Heritage_Motor_Centre,_Gaydon.jpg/1280px-Austin_gasturbine_engine_(cutaway)_Heritage_Motor_Centre,_Gaydon.jpg)
Первый газотурбинный двигатель, предназначенный для боевой бронированной машины, GT 101 , созданный на базе турбореактивного двигателя BMW 003 , был испытан на танке «Пантера» в середине 1944 года. [4] [ нужна страница ] Первый турбовальный двигатель для винтокрылых машин был построен французской моторной фирмой Turbomeca , возглавляемой ее основателем Йозефом Шидловским . В 1948 году они построили первый газотурбинный двигатель французской разработки — 782 мощностью 100 л.с. Первоначально задуманный как вспомогательная силовая установка , он вскоре был адаптирован для силовой установки самолетов и в 1950-х годах нашел нишу в качестве силовой установки для вертолетов с турбовальным приводом. . В 1950 году компания Turbomeca использовала наработки по модели 782 для разработки более крупного Artouste мощностью 280 л.с. , который широко использовался на Aérospatiale Alouette II и других вертолетах. [5] Это произошло после экспериментальной установки турбовального двигателя Boeing T50 на примере синхроптера Kaman K-225 11 декабря 1951 года, который стал первым в мире вертолетом с турбовальным двигателем любого типа, совершившим полет. [6]
Танк Т-80 , поступивший на вооружение Советской Армии в 1976 году, стал первым танком, в котором в качестве основного двигателя использовалась газовая турбина. С 1980 года армия США эксплуатирует танк M1 Abrams , также имеющий газотурбинный двигатель. (Большинство танков используют поршневые дизельные двигатели с возвратно-поступательным движением.) Шведский Stridsvagn 103 был первым танком, в котором газовая турбина использовалась в качестве вторичного, мощного «спринтерского» двигателя для повышения производительности основного поршневого двигателя. Турбовальные двигатели, используемые во всех этих танках, имеют значительно меньше деталей, чем поршневые двигатели, которые они заменяют или дополняют, механически очень надежны, производят пониженный внешний шум и работают практически на любом топливе: бензине (бензине), дизельном топливе , авиационном топливе. Однако турбовальные двигатели имеют значительно больший расход топлива, чем дизельные двигатели, используемые в большинстве современных основных боевых танков.
