Газотурбинный двигатель

Газотурби́нный дви́гатель (ГТД), тепловая машина, предназначенная для преобразования энергии сгорания топлива в кинетическую энергию реактивной струи и/или в механическую работу на валу двигателя. В 1791 г. английский изобретатель Дж. Барбер впервые предложил идею создания ГТД. Российский инженер П. Д. Кузьминский в 1892 г. разработал проект, а в 1900 г. построил ГТД со сгоранием топлива при постоянном давлении, предназначенный для небольшого катера. В этом ГТД была применена многоступенчатая газовая турбина.

Основные элементы газотурбинного двигателя:

• воздушный компрессор;

• камера сгорания;

• газовая турбина.

Сжатый атмосферный воздух из компрессора поступает в камеру сгорания, туда же подаётся топливо, которое, сгорая, нагревает воздух; энергия газообразных продуктов сгорания (в газовой турбине) преобразуется в механическую работу, часть которой расходуется на сжатие воздуха в компрессоре; остальная (основная) часть энергии нагретых газов используется для получения с помощью той же или дополнительной турбины полезной механической работы на валу двигателя (например, для вращения воздушного или несущего винта или для увеличения кинетической энергии газов, создающих реактивную тягу).

В авиационных ГТД степень повышения давления в компрессорах достигает 30, а температура газов перед турбиной 1650 К и выше. Эффективный кпд в дозвуковом полёте 40–43 %, а при больших сверхзвуковых скоростях (число Маха М = 2,5–3) превышает 50 %. Стартовая мощность турбовинтовых ГТД 100–10 000 кВт, стартовая тяга реактивных ГТД до 300 кН.

Газотурбинные двигатели применяются в авиации с 1944 г., в 1950–1960-х гг. – в качестве основных двигателей силовых установок самолётов, вертолётов, беспилотных летательных аппаратов и др. ГТД используют на ТЭЦ (для привода электрогенераторов); на передвижных электростанциях (например, в энергопоездах); для привода компрессоров (воздушных и газовых) с одновременной выработкой электрический и тепловой энергии; в качестве тяговых двигателей газотурбовозов, автобусов, легковых и грузовых автомобилей, гусеничных тракторов, танков; как силовые установки кораблей, катеров, подводных лодок и для привода вспомогательных машин и механизмов (лебёдок, насосов и др.); на объектах военной техники в качестве энергетических и тяговых силовых установок.