Pohon letadel

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

ústav letadlové techniky

Anotace:

Teoretické základy. Gravitační pole a atmosféra Země. Klasifikace leteckých motorů, charakteristiky, oblasti použití, porovnávací parametry, ukazatele a kritéria. Energetická náročnost pohonu letadel, uskladnění a transformace energie. Tepelné oběhy, pracovní látky, ekologické omezení, účinnosti. Letecké motory s periodickými oběhy - motory pístové, pulsační. Motory s vnějším přívodem tepla - Stirlingův motor. Letecké motory s kontinuálními oběhy - motory turbínové, náporové, raketové a kombinované. Způsoby regulace motorů a řízení tahu. Orientační výpočty tepelných oběhů a charakteristik motorů.

Požadavky:

Mechanika tekutin Alfa, Termomechanika Alfa

Osnova přednášek:

1. Historický úvod do předmětu, síly působící na letadlo, pořebný tah a výkon, propulzní účinnost

2. Propulsní soustavy letadel, tah, a mechanický výkon propulsního systému

3. Vrtule, základy aerodynamiky vrtule, tah, výkon, vnitřní a vnější účinnost, bezrozměrné charakteristiky

4. Rekapitulace aplikované termodynamiky a aerodynamiky pro tepelné oběhy pístových a proudov. motorů

5. Letadlové pístové spalovací motory, základní rozdělení, funkce, charakteristiky

6. Turbínové motory, tepelné oběhy, základní vlastnosti, výkon a tepelná účinnost

7. Základy vnitřní aerodynamiky a termodynamiky lopatkových strojů

8. Lopatkový kompresor a turbína, vnitřní aero-termodynamika, konstrukce a charakteristiky

9. Vstupní hrdla a hnací trysky a jejich charakteristiky

10. Spalování, spalovací komory a jejich charakteristiky

11. Proudové, dvouproudové, turbovrtulové a turbohřídelové motory, konstrukční schémata, charakteristiky

12. Rychlostní, výškové a škrtící charakteristiky letadlových turbínových motorů

13. Hluk a emise škodlivých exhalací letadlových turbínových motorů

Osnova cvičení:

1. Výpočet množství kyslíku v atmosféře Země, stanovení množství uhlíku a vodíku akumulovaného na Zemi fotosyntézou

2. Stanovení potřebného výnonu pohonné jednotky letadla jako funkce jeho hmotnosti, aerodynamické jemnosti a rychlosti letu

3. Stanovení křivky potřebného tahu letadla pro zadané aerodynamické charakteristiky, hmotnost a plochu křídla

4. Výpočty základních stavových změn ideálního plynu a absolutní a technické práce a přivedeného či odvedeného tepla

5. Výpočet užitečného výkonu pístového spalovacího motoru a jeho měrné spotřeby paliva

6. Stanovení výkonových parametrů a tepelné účinnosti Braytonova tepelného oběhu

7. Průtok plynu kanálem proměnného průřezu, celkový a statický stav, Machovo a Lavalovo číslo, Reynoldsovo číslo

8. Stanovení práce elementárního stupně osového kompresoru a osové turbíny

9. Výpočty průtoku plynu konvergentní a konvergentně-divergentní tryskou

10. Výpočet teoretického směšovacího poměru pro zadané palivo

11. Stanovení užitečného výkonu, tahu a tepelné účinnosti pro daná konstrukční schémata turbínových motorů

12. Výpočty tepelných oběhů turbínových motorů a náporového motoru

13. Stanovení rovnovážného chodu turbínového motoru a teoretické rychlostní charakteristiky

Cíle studia:

Vysvětlit princip pohonu letadel z hlediska produkce tahu a energetické náročnosti na jeho vyvození.

Vysvětlit princip funkce letadlových motorů s periodickým a kontinuálním tepelným oběhem a seznámit studenty s jejich konstrukčními schématy a vlastnostmi.

Vysvětlit proces energetických transformací v letadlových pohonných jednotkách a jejich vnitřní (spalovací a tepelná)a vnější (propulsní) účinnosti.

Vysvětlit studentům provozní charakteristiky letadlových pohonných jednotek, škrtící, rychlostní a výškové charakteristiky.

Vysvětlit studentům působení pohonu letadel na životní prostředí, zejména hluk a emise škodlivých látek z letadlových motorů a způsoby jejich snižování.

Studijní materiály:

-Hanus D.: Pohon letadel, Učební text ČVUT v Praze, ISBN 978-80-01-04104-8, 2008

-Adamec J., Hanus D., Kocáb J., Maršálek J., Třetina K.: Pohonná jednotka, učební texty pro teoretickou přípravu dopravních pilotů dle předpisu JAR-FCL 1, Akademické nakladatelství CERM, s.r.o., Brno, 2006

-Kocáb J., Adamec J., Letadlové motory, Nakladatelství KANT CZ, s.r.o., ISBN: 80-902914-0-6, Praha, 2000

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: