Таким образом мы видим, что поршневой двигатель с успехом можно использовать в различных областях народного хозяйства.
Иное дело двигатель реактивный. Назначение этого двигателя — обеспечивать движение с большой скоростью, возможной лишь в воздухе, значит, в авиации и артиллерии. Конечно, можно и реактивный двигатель, например турбореактивный, установить и на катере, и на автомобиле, и на железнодорожном локомотиве. Но в этом случае от достоинств реактивного двигателя не останется и следа, а его недостатки станут нетерпимыми. Действительно, мы уже знаем, что полезная мощность двигателя есть произведение его силы тяги на скорость движения. Однако в водном и наземном транспорте скорости движения в общем так малы, что реактивный двигатель при этих скоростях может развить лишь очень малую мощность. Но это значит, что когда скорость мала, то реактивный двигатель оказывается невыгодным, так как он расходует чрезмерно много топлива на одну лошадиную силу мощности, гораздо больше, чем обычные двигатели внутреннего сгорания. В этом отношении превосходство на стороне поршневых двигателей; при малых скоростях движения они значительно экономичней. К этому следует добавить еще и те существенные эксплуатационные неудобства, которые представляли бы в наземном транспорте струи раскаленных газов, вытекающие из реактивного двигателя.
Но если в тихоходном транспорте реактивные двигатели все же можно применить, хотя они в этом случае и невыгодны, то совсем невозможно применить эти двигатели в стационарных установках, например, на электростанции или на текстильной фабрике. Использовать в этих случаях реактивную тягу, создаваемую вытекающей из реактивного двигателя струей газов, практически не представляется возможным. Когда реактивный двигатель неподвижен, то он вообще никакой полезной мощности не развивает.
Следовательно, реактивные двигатели—это двигатели, предназначенные для движения, двигатели транспортные. А точнее — это двигатели для движения стремительного, двигатели высокоскоростного транспорта, каким является авиация. При больших скоростях движения реактивным двигателям нет равных.
Как же создает турбореактивный двигатель тягу, необходимую для полета самолета? Чтобы ответить на этот вопрос, разберемся, как устроен этот двигатель. Оказывается, он представляет собой сложную машину, даже несколько сложных машин, составляющих единый комплекс. Что же это за машины?
Глава третья
Турбореактивный двигатель
Назначение одной из машин, составляющих турбореактивный двигатель, совершенно очевидно. Ведь из двигателя наружу через выходное отверстие должен вытекать с большой скоростью воздух (газы). Как же можно этою добиться? Очевидно, для этого давление воздуха внутри двигателя должно быть большим, чем в окружающей атмосфере.
Все, конечно, наблюдали, как со свистом вырывается пар из чайника, когда в нем в результате кипения воды увеличивается давление, или как с шумом вытекает под давлением вода из открытого водопроводного крана. Но как можно увеличить давление воздуха внутри турбореактивного двигателя?
Для повышения давления воздуха его необходимо сжать. Многие знают, как осуществляется сжатие воздуха, — для этого существуют специальные машины, так называемые компрессоры.
Поэтому воздух, поступающий через входное отверстие внутрь двигателя, прежде всего попадает в компрессор и сжимается там до давления в несколько атмосфер.
Компрессор — это важнейшая часть турбореактивного двигателя. От компрессора зависят и технические данные двигателя, и его внешний вид. В настоящее время широкое применение в турбореактивных двигателях получили компрессоры двух типов: центробежные и осевые. Турбореактивный двигатель с центробежным компрессором изображен на рис. 9 и с осевым компрессором — на рис. 10.
Главной частью центробежного компрессора является крыльчатка, которая представляет собой большое, до 1 м в диаметре, колесо с тонкими лопатками, расположенными на одной или обеих торцовых (боковых) поверхностях (рис. 11). Эта крыльчатка вращается с большим числом оборотов внутри корпуса. Воздух, засосанный в двигатель, подводится к крыльчатке компрессора у ее средней части и сразу, попадая в каналы между лопатками крыльчатки, начинает вместе с ней вращаться с большой скоростью вокруг оси крыльчатки. В результате этого на молекулы воздуха начинает действовать большая центробежная сила и они отжимаются от центра к периферии крыльчатки, так что из компрессора выходит сжатый воздух.