турбовинтовой двигатель

Принципиальная схема турбовинтового двигателя.

турбовинтово́й дви́гатель (ТВД) — авиационный газотурбинный двигатель, в котором тяга в основном создаётся воздушным винтом, приводимым во вращение газовой турбиной, а частично (до 8—12%) — реакцией вытекающих из сопла двигателя газов. Основными элементами ТВД являются входное устройство, компрессор, камера сгорания, газовая турбина, реактивное сопло, винт и редуктор (см. рис.).

Атмосферный воздух, поступающий во входное устройство ТВД при полёте, сжимается в воздухозаборнике и далее в компрессоре, а затем поступает в камеру сгорания, куда впрыскивается топливо. Образовавшиеся газы расширяются в газовой турбине, полезная работа которой затрачивается на привод компрессора и винта. Окончательное расширение газов происходит в реактивном сопле.

Известны различные конструктивные схемы ТВД: одновальный; с однокаскадным компрессором и так называемой свободной турбиной, расположенной на отдельном валу и служащей для привода винта; с двухкаскадным компрессором, когда винт и компрессор низкого давления приводятся отдельной турбиной. По схеме со свободной турбиной обычно выполняются ГТД для вертолётов (см. Турбовальный двигатель).

В СССР первый экспериментальный ТВД В. В. Уварова был построен и испытан в конце 30-х гг. В 50-е гг. были созданы серийные ТВД под руководством Н. Д. Кузнецова (см. НК) и А. Г. Ивченко (см. АИ) в диапазоне мощностей от 1880 кВт (АИ-24) до 11000 кВт (НК-12). Мощность ТВД увеличивается с ростом скорости и уменьшается с увеличением высоты полёта. Удельный расход топлива, отнесённый к мощности на выходном валу ТВД, уменьшается с ростом как скорости, так и высоты полёта.

ТВД получили распространение на дозвуковых самолётах с Маха числом полёта М∞ < 0,8, поскольку при малых скоростях полёта ТВД имеет высокий полётный кпд. С увеличением скорости полёта в связи с уменьшением кпд винта ТВД становятся менее выгодными, чем турбореактивные двухконтурные двигатели, в особенности двигатели с большой степенью двухконтурности. Поэтому применение ТВД на магистральных пассажирских самолётах сократилось. Однако в связи с возросшим значением повышения топливной эффективности пассажирских и транспортных самолётов в 70—80-х гг. получили развитие работы по созданию разновидности ТВД — турбовинтовентиляторных двигателей.

Литература:
Теория реактивных двигателей. Рабочий процесс и характеристики, М., 1958;
Теория воздушно-реактивных двигателей, под ред. С. М. Шляхтенко, М., 1975.

В. Р. Левин.