Heinkel HeS 3

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Heinkel HeS 3
HeS 3 Turbojet.jpg
secțiunea transversală a unei replici a HeS 3B expusă la Deutsches Museum .
Descriere generala
Constructor Germania Ernst Heinkel Flugzeugwerke AG
Designer Hans von Ohain
Tip turboreactor
Ieșire
Împingere 450 kgf (4,4 kN ) la 13.000 rpm și 800 km / h
Dimensiuni
Lungime 1,48 m
Diametru 0,93 m
Rapoarte de compresie
Rap. comprimare 2.8: 1
Greutate
Gol 360 kg
Performanţă
Consum specific 18,0 L / (kg h)
Utilizatori Heinkel He 178
Notă
date referitoare la versiunea HeS 3B
intrări de motor pe Wikipedia

Heinkel HeS 3 a fost un motor experimental de avioane turbojet , evoluția unei serii de prototipuri proiectate de Hans von Ohain și fabricate în fabricile Ernst Heinkel Flugzeugwerke AG în anii 1930 .

A fost primul motor turboreactor care a avut o utilizare practică montat pe prototipul Heinkel He 178 și care, din acest motiv, deține distincția de a fi fost, la 27 august 1939 , primul avion cu reacție care a zburat în istoria aeronauticii. Deși sa dovedit a fi un succes, motorul a avut o tracțiune prea modestă pentru a fi utilă , dar Heinkel HeS 8A , mai puternic, a fost dezvoltat datorită experienței acumulate.

Istoria proiectului

După succesul demonstratorului static Heinkel HeS 1 alimentat cu hidrogen, în mai 1937, s-a realizat proiectarea unui combustor alimentat cu combustibil lichid, singurul rezonabil utilizabil (din motive de dimensiune și greutate) în domeniul aeronautic. [1]

În septembrie 1938, Max Hahn, mecanicul care a construit primele prototipuri ale lui von Ohain, a propus să plieze arzătorul înainte folosind zona neutilizată din fața compresorului centrifugal, pentru a menține compactitatea prototipului anterior de hidrogen, dar cu o lungime din camera de ardere suficientă pentru a permite vaporizarea combustibilului fără pierderi excesive de presiune totală. [2]

Prima versiune, HeS 3A, gata la începutul anului 1939 nu a fost la înălțimea așteptărilor. Cu un mic compresor radial care să conțină dimensiunile globale, nu a putut genera forța necesară (între 4,4 și 4,9 kN) oprindu-se la 3,5 kN. A fost testat în zbor instalat ca motor auxiliar pe un Heinkel He 118 , dar după câteva zboruri de testare turbina a ars. Aerodinamica difuzorului compresorului centrifugal și a statorilor turbinei au fost apoi revizuite profund cu a doua versiune (HeS 3B) finalizată în primăvara anului 1939. În primele zile din august 1939, noua versiune a atins forța necesară. [3] [4]

Heinkel He 178, una dintre aeronavele care folosea motorul cu turbină Heinkel HeS 3

La 27 august 1939, cu pilotul de testare Heinkel Erich Warsitz (care cu două luni mai devreme a pilotat primul avion cu rachetă, Heinkel He 176 ) la comenzi, primul avion propulsat de un turboreactor, Heinkel , a decolat. 178 .

Testele au continuat și la 1 noiembrie 1939 (la două luni de la intrarea Germaniei în al doilea război mondial ) a fost organizată o demonstrație operațională a He 178 în fața ofițerilor Reichsluftfahrtministerium (RLM) în speranța obținerii de fonduri pentru dezvoltarea unui mai mare, dar fără a putea trezi entuziasm. Abia mai târziu, oficialul RLM Helmut Schelp va aproba finanțarea pentru un nou motor, Heinkel HeS 8A .

Cu toate acestea, evoluția HeS 3 a continuat și spre sfârșitul anului 1939 a fost studiată o versiune cu un impuls crescut, numită Hes 6 , dar greutatea sa a fost considerată excesivă și dezvoltarea ulterioară a fost abandonată.

Tehnică

HeS 3 a reluat pe deplin schema constructivă a HeS 1 precedent, de la care se deosebea pentru compresorul cu diametru mai mic pentru a menține o dimensiune transversală acceptabilă și pentru tipul de combustibil utilizat.

Compresor

Pentru a reduce pierderile de admisie și pentru a crește raportul de compresie, a fost prevăzut un stadiu de compresor axial ( inductor ) format din opt lame care permiteau reducerea numărului relativ de Mach la intrare la stadiul centrifugal și, în consecință, curbura paletei sale. [5]

Camera de ardere

Principala problemă întâmpinată de von Ohain în proiectarea motoarelor sale a fost legată de proiectarea camerei de ardere . Spre deosebire de camerele de ardere ale turbinelor cu gaz contemporane utilizate la generarea de electricitate, un combustor aeronautic este supus unor limite stricte în puterea specifică a focarului (adică cantitatea de căldură produsă pe secundă în raport cu volumul combustorului). Nevoia de a obține puteri termice mari într-un spațiu mic, de ordinul 30-40 MW / (m³ · bar) [6] , a făcut indispensabilă o nouă abordare a problemei. În demonstratorul anterior HeS 1, utilizarea hidrogenului a făcut posibilă evitarea părții referitoare la evaporarea și atomizarea combustibilului lichid. În plus, puterea calorică a hidrogenului pe unitate de masă este de 2,7 ori mai mare decât cea a combustibililor lichizi aeronautici, rezultând o cameră de combustie foarte compactă și condiții de funcționare lină într-o gamă largă de condiții de funcționare. [1]

În timpul testelor pentru camera de ardere a HeS 3, combustibilul lichid a fost introdus mai întâi într-o formă deja gazoasă și apoi atomizat în picături mici. Pentru a complica problema s-a adăugat necesitatea de a obține zone în care concentrația reactanților (aer și combustibil) a fost stoichiometrică , care pentru combustibilii lichizi aeronautici are o gamă destul de limitată, iar introducerea corpurilor aerodinamice ghemuit pentru a „ancora” flacăra îmbunătățindu-i stabilitate. În plus, temperatura flăcării obținută (mult mai mare decât punctul de topire al componentelor combustorului) a făcut necesară studierea metodelor de diluare a „zonei primare” (cea în care arderea trebuie să aibă loc cu un raport apropiat de stoichiometric) cu aer care nu participă la combustie pentru a răci pereții combustorului împiedicându-l să se topească. Temperatura medie a gazelor de eșapament care părăsesc arzătorul proiectat a fost stabilită la 970 K (697 ° C). [1]

Rezultatul a fost alungirea camerei de ardere care, datorită intuiției lui Max Hahn, pentru a menține compactitatea motorului a fost pliată înainte, în spațiul din fața compresorului centrifugal. Camera de ardere inelară consta din mai multe deflectoare care transportau fluxurile de aer diferite în zonele de ardere sau de răcire și de amestecare respective ale produselor de ardere. Vaporizatoarele de combustibil ale celor șaisprezece arzătoare au fost încălzite chiar de flacără. Pereții și septurile camerei de ardere, precum și tuburile de vaporizare obținute prin frezare , au fost realizate dintr-un aliaj de oțel rezistent la temperaturi ridicate conținând 38% nichel . Pentru a asigura condiții omogene în camera de ardere, conductele de alimentare cu combustibil au fost proiectate astfel încât să plaseze toate arzătoarele la aceeași distanță de pompa de combustibil. [1]

HeS 6

Cea mai recentă evoluție a modelului HeS 3B a condus la modelul HeS 6, care a dezvoltat o tracțiune de 5,4 kN la 13300 rpm cu același consum specific ca HeS 3. Deși motorul în sine nu a avut probleme, integrarea sa cu celula lui He 178 a fost dificil din cauza interferențelor cu trenul de aterizare. Performanța aeronavei modificate a fost considerată nesatisfăcătoare, iar dezvoltarea modelului He 178 și a motorului său a fost abandonată. [7]

Versiuni

  • HeS 3A - prima versiune de tracțiune de 3,5 kN testată ca motor auxiliar pe un Heinkel He 118
  • HeS 3B - versiune îmbunătățită cu propulsie de 4,4 kN și instalată pe aeronava Heinkel He 178
  • HeS 6 - versiune cu 5,4 kN de forță și 420 kg greutate testată pe He 178

Avion utilizator

Germania Germania

Notă

  1. ^ a b c d Hirshel , p. 236 .
  2. ^ Meher-Homji , p. 194-195 .
  3. ^ Ohain , p. XXXV .
  4. ^ Pavelec , p. 21 .
  5. ^ Meher-Homji , p. 195 .
  6. ^ Hirshel , p. 234 .
  7. ^ Meher-Homji , p. 196 .

Bibliografie

Alte proiecte

linkuri externe

Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Heinkel_HeS_3&oldid=110816159 ”