Napędy lotnicze. Podstawy, sytematyka, historia, konstrukcja.

W książce omówiono najważniejsze zagadnienia dotyczące napędów lotniczych, w tym podstawy teoretyczne napędów lotniczych oraz teorię lotu statków powietrznych. Zaprezentowano bilans sił działających na statek powietrzny oraz sposób wytwarzania siły napędowej – siły ciągu. Przedstawiono także systematykę napędów lotniczych oraz podstawowe fakty z historii ich rozwoju.

Przybliżono podstawy teoretyczne funkcjonowania silników cieplnych oraz opis działania silników spalania zewnętrznego (silników parowych i Stirlinga) oraz spalania wewnętrznego, dzieląc opis na część dotyczącą silników tłokowych i silników przepływowych.

Zawarto również informacje o paliwach lotniczych oraz silnikach modelarskich i napędach bezzałogowych statków powietrznych.

 

Spis treści

Spis oznaczeń  11

Przeliczenie podstawowych jednostek 13

1. Wprowadzenie i geneza pracy . 15

Część I. Podstawy napędów lotniczych 19

2. Teoretyczne podstawy napędu statków powietrznych 21

3. Podstawy teorii lotu . 29

3.1. Siły działające na statek powietrzny 29

3.2. Ciąg silnika lotniczego . 32

4. Systematyka napędów i silników lotniczych 37

4.1. Podział ze względu na sposób działania 37

4.2. Podział ze względu na sposób wytwarzania ciągu 38

5. Zarys historii napędów lotniczych 41

5.1. Początki lotniczych napędów cieplnych: XVIII w. – pocz. XX w. 41

5.2. Silniki lotnicze w I poł. XX w 45

5.3. Silniki lotnicze przed i w czasie II wojny światowej . 55

5.4. Silniki lotnicze po II wojnie światowej 67

5.5. Początki rozwoju silników rakietowych 72

5.6. Historyczny rozwój zdolności operacyjnych silników lotniczych 74

6. Podstawy teoretyczne silników cieplnych 79

6.1. Równania bilansowe przepływu czynnika 79

6.2. Obiegi teoretyczne silników cieplnych 83

Część II. Tłokowe silniki spalinowe 97

7. Silniki tłokowe  99

7.1. Silniki spalania zewnętrznego 99

7.2. Konstrukcja i zasada działania silnika parowego 100

7.3. Zastosowania silnika parowego w lotnictwie . 103

7.4. Silnik Stirlinga  . 105

7.5. Silniki spalania wewnętrznego . 108

7.5.1. Zasada pracy i podstawowe zależności . 108

7.5.2. Silnik dwusuwowy i czterosuwowy 111

7.5.3. Wymiana ładunku . 113

7.5.4. Doładowanie 119

7.5.5. Tworzenie mieszanki w silniku z zapłonem iskrowym 122

7.5.6. Tworzenie mieszanki w silniku z zapłonem samoczynnym 131

7.5.7. Inicjowanie procesu spalania . 134

7.5.8. Układ chłodzenia 138

7.5.9. Układ smarowania . 139

7.6. Silnik tłokowy w napędzie odrzutowo-śmigłowym . 140

7.7. Charakterystyki operacyjne silników tłokowych 142

Część III. Przepływowe silniki lotnicze 145

8. Silniki odrzutowe  147

8.1. Silnik odrzutowy – pojęcie . 147

8.2. Silnik odrzutowy rakietowy 147

8.3. Silnik odrzutowy przepływowy 151

8.3.1. Silnik strumieniowy . 151

8.3.2. Silniki strumieniowe Ramjet i Scramjet . 153

8.3.3. Silnik strumieniowy pulsacyjny 155

8.4. Silniki turboodrzutowe 158

8.4.1. Silnik turboodrzutowy jednoprzepływowy . 158

8.4.2. Silnik dwuprzepływowy . 165

8.4.3. Silnik turbowentylatorowy . 170

8.4.4. Silnik typu Prop-Fan . 174

8.5. Silniki turbowałowe: śmigłowe i śmigłowcowe . 177

8.6. Elementy konstrukcyjne silników turboodrzutowych . 179

8.6.1. Układy sprężające . 179

8.6.2. Komory spalania silników turboodrzutowych 185

8.6.3. Przygotowanie mieszanki paliwowo-powietrznej . 194

8.6.4. Układy zapłonowe i wtryskowe 195

8.6.5. Warunki zapłonu mieszanki paliwowo-powietrznej 197

8.6.6. Rodzaje zapłonu . 198

8.6.7. Stabilizacja płomieni . 201

8.6.8. Proces spalania 202

8.6.9. Turbina  203

8.6.10. Dopalacz . 208

8.7. Wskaźniki pracy silników przepływowych . 210

Część IV. Paliwa lotnicze 221

9. Rodzaje paliw lotniczych i ich właściwości . 223

9.1. Mechanizmy spalania 223

9.2. Ciekłe paliwa lotnicze i ich rodzaje . 225

9.3. Właściwości fizykochemiczne paliw lotniczych . 227

10. Problemy stosowania paliw lotniczych 237

Część V. Silniki modelarskie i napędy dronów . 241

11. Silniki modelarskie . 243

11.1. Idea i przyczyny rozwoju silników modelarskich . 243

11.2. Rodzaje tłokowych silników modelarskich . 245

11.3. Modelarskie napędy przepływowe i rakietowe . 253

11.4. Modelarskie napędy elektryczne 256

12. Napędy bezzałogowych statków powietrznych 257

12.1. Nomenklatura i główne cechy konstrukcyjne 257

12.2. Zarys historii powstania bezzałogowych statków powietrznych 258

12.3. Klasyfikacja BSP 260

12.4. Rodzaje dronów i ich napędy 262

12.5. Napęd elektryczny 263

12.6. Napędy hybrydowe . 264

12.7. Silniki cieplne w napędach bezzałogowych statków powietrznych 266

13. Podsumowanie  . 269

Literatura  271

Załączniki  277

1. Zależność podstawowych parametrów powietrza w zależności od wysokości nad

poziomem morza  277

2. Lotnicze silniki tłokowe w latach 1908–1945 278

3. Współczesne tłokowe silniki lotnicze 284