ISSN 0509-6669 PRACE INSTYTUTU LOTNICTWA Kwartalnik naukowy 4/2009 (199) ZAGADNIENIA NAPDW LOTNICZYCH prof. zw. dr hab. in. Stefan Szczeciski, redaktor wydania Wydanie publikacji jest dofinansowane przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyszego Kolegium Redakcyjne Instytutu Lotnictwa: Maciej Bossak,Zdobysaw Goraj, Marian Je, Wojciech Kania, Tadeusz Korsak (Sekretarz Kolegium), Antoni Niepoklczycki, Wojciech Potkaski,Kazimierz Szumaski (Przewodniczcy Kolegium), Zbigniew Woejsza TRANSACTIONS OF THE INSTITUTE OF AVIATION SCIENTIFIC QUARTERLY 4/2009 (199) AIRCRAFT POWERPLANT ISSUES Prof. Stefan Szczeciski, Editor () 4/2009 (199) . , Wydawca: Instytut Lotnictwa Sekcja Wydawnictw Naukowych Al. Krakowska 110/114 02-256 Warszawa, Polska telefon: (4822) 846 00 11 wewn. 442, faks: (4822) 846 44 32 Edycja, redakcja, skad komputerowy: mgr Agata Chrzanowska Druk: ALKOR, 05-070 Sulejwek, Krucza 4 OD REDAKTORA WYDANIA... 1OD REDAKTORA WYDANIA...Obecnie na rynku ksigarskim wystpuje zupeny brak publikacji wspczenie opracowanychjako podrczniki dla studentw i uczniw naszych uczelni i szk ksztaccych w specjalnociach:konstrukcja, eksploatacja i diagnostyka lotniczych silnikw turbinowych. Jednoczenie istniejeprzeogromna rzesza pracownikw technicznych obsugujcych codziennie samoloty i migowcetransportu pasaerskiego i towarowego oraz bojowego. Ich dziaania musz zapewni penebezpieczestwo latania i trwao przy minimalizowanych kosztach uytkowania coraz bardziejskomplikowanego sprztu.W tej sytuacji nasz zesp autorski pracownikw uczelni, instytutw, zespow konstruktors-kichwytwrcwsilnikwiichzakadwremontowychorazeksploatatorwsamolotwszczeglnegonadzoruzdobysinaodwagzwartegoopracowaniakilkunastutematwwanych, z naszego punktu widzenia jako wyjanienia ogranicze i zagroe dla bezpiecznegouytkowania turbinowych silnikw lotniczych. Przedstawiono rwnie problematyk cech dy-namicznych i kierunkw rozwoju silnikw tokowych specyficznych dla szybko rozwijajcegosi lotnictwa biznesowego, turystycznego, gospodarczego, przede wszystkim taniego o niezbytwygrowanych osigach.We wszystkich opracowanych tematach staralimy si przedstawi fizykalny obraz przebieguzjawisk oraz obcie czci i zespow silnikw ilustrowanych odpowiednimi szkicami, wykre-sami, a niekiedy danymi liczbowymi. Zwrcono rwnie uwag na problematyk specyficzndla lotnictwa w dziedzinie obecnie stosowanych (i przewidywanych do zastosowa w ju bliskiejprzyszoci) materiaw konstrukcyjnych, paliw i olejw oraz szczeglnie wan w lotnictwiediagnostyk silnikw.Wyraamy nadziej, e stanowi one bd dobre uzupenienie podstawowej wiedzy zdobytejna uczelniach i w biecej praktyce zawodowej.Powicenie caego Zeszytu Naukowego Instytutu Lotnictwa wycznie problematyce sil-nikw lotniczych nie byoby pene bez opisw sposobw ustalania przyczyn awarii silnikw.Niejednokrotnie doprowadzay one do przymusowych ldowa a nawet katastrof. Naley tuzwrci uwag, e najczciej win ponosi czowiek w fazie produkcji czci, montau silnika ikontrolijegopoprawnoci,fazyuytkowaniaidiagnostykiadodecyzjipilotaopotrzebiewczeniainstalacjiprzeciwoblodzeniowejsilnikapodczaslotumigowcalubsamolotu.Waciwa interpretacja przebiegu kadej awarii i ustalenia jej przyczyn oraz upublicznienie,przynajmniej w gronie specjalistw caej brany lotniczej, pozwoli unikn cho czci katastrof.StdCzytelnikowikupamicioferujemyzapoznaniesizkilkomaszczeglniebliskonasdotyczcymi rozpoznanymi przypadkami.Od czasw najwikszych katastrof lotniczych w Polsce (na Okciu w 1980 roku i w LesieKabackim w 1987 roku) pojawio si wiele przyczyn obu tych tragedii. Szczegowo opisywanebyy w prasie, radiu, telewizji a nawet w specjalnie opracowanych filmach - celem byo przed-stawienie rzeczywistych przyczyn awarii silnikw, ktre doprowadziy do katastrof obu I-w.Jest to chyba ostatnia pora na to, aby zabra gos silnikowiec (czonek obu komisji rzdowychpowoanych przez wczesnych premierw), ktry doprowadzi, ze swoim zespoem ekspertw(z ILot, ITWL, PLL-Lot oraz WAT) do wykrycia i udowodnienia przyczyn awarii silnikw ktrespowodoway katastrofy obu samolotw. 2 PRACE INSTYTUTU LOTNICTWA Nr. 199Naley zaznaczy, e w obu przypadkach bezporedni przyczyn tych tragedii bya utratawizi kinematycznej midzy sterownic pilota a usterzeniem ogonowym samolotu na skutekprzecicia drkw czcych te urzdzenia czciami rozpadajcych si tarcz nonych turbinwirnikw niskiego cinienia.Napd samolotu I-62 (w 1980 roku) stanowiy 4 silniki NK-8, nie najnowszej ju generacji,natomiastsamolotuI-62M(w1987roku)4silnikiD-30KUnowszejgeneracji,opodobnejwartoci cigu ale znaczco mniejszym zuyciu paliwa.Dociekliwo badawcza doprowadzia do obliczeniowego odtworzenia przebiegu awarii, odd-zielnie dla obu przypadkw, uwieczonych dwoma obronionymi doktoratami. Stefan SzczeciskiDROGI ROZWOJU NAPDW LOTNICZYCH 7DROGI ROZWOJU NAPDW LOTNICZYCHW. Balicki, Z. Pgowski, S. SzczeciskiInstytut LotnictwaR. Chachurski, A. KozakiewiczWojskowa Akademia TechnicznaP. GowackiCentral European Engine ServicesJ. SzczeciskiGeneral Electric PolandStreszczenieW artykulestaranosiprzedstawiw kolejnocihistorycznejnajwaniejszeudoskonalenianapdw lotniczych majce na celu latanie wyej - dalej - szybciej. Wlotnictwie moe by wyko-rzystywanywycznienapdodrzutowy:odmiganapdzanegosilnikiemtokowymczyturbinowym,bezporedniowytwarzanegociguprzezturbinowesilnikiodrzutowejedno-i dwuprzepywowedo...przeciwbienychmigowentylatorw(cigncychlubpchajcych)napdzanych przez silniki turbinowe. Wkadym przypadku rozwj osigano przez ograniczaniemasy i wymiarw silnikw a jednoczenie wzrost ich mocy lub cigu, wzrost sprawnoci migie,wentylatorw i migowentylatorw, obnienie zuycia paliwa. W ostatnich latach szczeglnieuwidacznia si wzrost trwaoci i niezawodnoci oraz zainteresowanie wielopaliwowoci, pali-wami odtwarzalnymi a take ograniczaniem emisji haasu i skadnikw toksycznych wspalinach.Sowa kluczowe:napd lotniczy, silnik odrzutowy, migowentylator, emisja haasu i toksynPocztki lotnictwa preferoway szczeglnie lekkie (i superlekkie) konstrukcje silnikw t.j.przystosowywane trakcyjne rzdowe chodzone wod o zaponie iskrowym (ZI). Silniki ju spec-jalnie dla lotnictwa chodzone powietrzem: gwiazdowe (rwnomierne chodzenie cylindrw),gwiazdowerotacyjne(intensywniejszechodzenie),birotacyjne(zmniejszenieefektugiroskopowego ale i intensywne chodzenie) (rys. 1).Moc silnikw lotniczych do I wojny wiatowej to kilkadziesit KM, a od lat 30-ub.w. gwatownywzrost do wartoci, 8001800(2000) KM. Po II-ej wojnie wiatowej przy prbie ratowaniazastosowa silnikw tokowych wlotnictwie bojowym osignito moce 30004000 KM. Obec-nie silniki tokowe w lotnictwie sportowym (moce 100300 KM), a w zanikajcym rolniczym(!)tonawet1000 KMjakw samolocieAN-2.Lotniczesilnikitokowezawszeo ZIszczytyswoich osigw uzyskay wczasie II-ej wojny. Jednostkowe wartoci parametrw charakterysty-cznych to: zuycie paliwa 220200 g/KMh, moc z pojemnoci cylindrw: 5060 KM/dm3, masa:~ 0,5 kg/KM. Uzyskane sukcesy osigw silnikw lotniczych nie poszy na marne. Powstay wari-anty czogowe: Amerykanie (dodajc wentylatory) stosowali 7-mio cylindrowe gwiazdowe sil-niki lotnicze (o ZI i mocy 350 KM) chodzone powietrzem wgeneralskiej serii masowo uytychw kocowej fazie II-ej w.w. w Europie. Rosjanie we wszystkich czogach II-ej wojny. stosowalisilniki W-2 (o ZS i mocy 500 KM) bdcy wysokoprn wersj silnikw lotniczych AM-38 (o ZI8 PRACE INSTYTUTU LOTNICTWA Nr. 199i zasilanych ganikowo) stanowicych napd synnych szturmowcw I-2 (zwanych przez Niem-cw czarn mierci1). Wspczenie wersje silnikw W-2 osigny moc 700 KM (doadowanesprarkmechanicznienapdzan),a ostatnioz dwiematurbosprarkamia900 KMwnaszym czogu Twardy.Rys. 1.Schematy ukadw cylindrw spalinowych silnikw stosowanych wpocztkowych latachrozwoju lotnictwa: (a) silniki rzdowe, (b) gwiazdowe, (c) gwiazdowe rotacyjne, (d) gwiazdowebirotacyjne, (e) przepyw strumienia powietrza przez migo pojedyncze i przeciwbiene1Syszaem, widziaem jako przymusowy robotnik po berliskiej stronie Odry w czasie jej forsowanieprzez naszych Kociuszkowcw - S. Szczeciski.DROGI ROZWOJU NAPDW LOTNICZYCH 9Napocztkurozwojulotniczychsilnikwtokowych(wczasieI-ejwojny)potrzebaprzekraczanie linii frontw na bezpiecznej wysokoci lotu (powyej celnego zasigu wczesnejbroni przeciwlotniczej, (~ 2000m), wykorzystywano metody przewymiarowania cylindrworaz ich przeprania. Wobu przypadkach pene otwarcie przepustnic ganikw (stosowanychwwczas powszechnie) mona byo wykorzysta dopiero w zakresie osigania ~ 2000 m, dlaochrony ukadu korbowego przed przecieniem (rys. 2).Rys. 2. Zaleno cinienia napeniania pCcylindrw silnika i kt otwarcia przepustnicy ganikaod wysokoci H lotuDla zwikszenia mocy silnikw zwikszano ich prdko obrotow, co wymusio stosowanieprzekadniredukcyjnychmigiedlautrzymaniaichsprawnocii wytrzymaociopatnazadowalajcym poziomie. Rwnolegle wprowadzano pojemnociowe sprarki doadowujcei wirnikowe sprarki promieniowe 2 (rys. 3).Rys. 3. Sposoby doadowywania cylindrw silnikw lotniczych: (a) sprarka pojemnociowa,(b) sprarka wirnikowa napdzana mechanicznie przez doadowywany silnik,(c) turbosprarkaDowiadczenia zdobyte w I-ej wojnie w zakresie uytkowania i produkowania silnikw lot-niczych, krytyczne oceny wiedzy w zakresie teorii, konstrukcji, technologii oraz dostpnocimateriaw doprowadziy do ustabilizowania form konstrukcyjnych. Wczasie II-ej wojny wlot-nictwie bojowym wystpoway 2 grupy silnikw: rzdowe 12-cylindrowe wukadzie widlastymchodzone cieczami niezamarzajcymi oraz 14-cylindrowe dwugwiazdowe chodzone powi-etrzemdoadowywanepromieniowymisprarkaminapdzanymimechanicznieprzezprzekadnie przyspieszajce. Silniki byy wyposaone w reduktory migowe (jako para kzbatych)w silnikachrzdowych,a w silnikachgwiazdowychzwyklew postacireduktoraobiegowego osiowosymetrycznego wzgldem wau korbowego. Zasilanie silnikw wwikszoci2Byy take prby zbudowania i zastosowania turbosprarek.10 PRACE INSTYTUTU LOTNICTWA Nr. 199byo ganikowe: w brytyjskich i amerykaskich byy to konstrukcje jednoganikowe (przedsprarkami doadowujcymi), a wradzieckich: jednoganikowe tylko wsilnikach gwiazdowycha wrzdowych: wieloganikowe (4-o lub 6-cio) za sprark co pozwolio na urwnomiernie-nie skadu i jakoci mieszanki, rwnoczenie chronic ganiki przez oblodzeniem. Tylko Niem-com udao si wprowadzi we wszystkich silnikach (rodzin DB 600, Jumo 210 oraz BMW-801)samolotw bojowych wysokocinieniowy wtrysk paliwa bezporednio do cylindrw (jak wsil-nikacho ZS)w suwiesprania.Silnikitecharakteryzowaoszczeglniemaejednostkowezuycie paliwa i niezakcona prac wkadym pooeniu samolotu wzgldem pola grawitacji.Trwao mdzynaprawcz wczesnych silnikw samolotw bojowych przewidywano na ok.100h (przy statystycznej przeywalnoci tych samolotw wczasie wojny ok. 20h). Obecnie silniki tokowe s wykorzystywane wmaym lotnictwie: aeroklubowym, dyspozy-cyjnym, gospodarczym, ratowniczym, sportowym oraz rekreacyjnym (take jako napd lotnii paralotniit.p.).W aspekcietechnicznymstosilnikinapoziomieprzedwojennejwiedzyo teorii pracy, konstrukcji i technologii produkcji zwaszcza w porwnaniu z osignitym jupoziomemrozwojunapdwsamochodw.Rzadkospotykasisilnikiz wtryskiemnisko -cinieniowym s one zazwyczaj zasilane ganikami o do prymitywnej konstrukcji z rcznnp. 4-o dwigniow (!) moliwoci dostosowywania nastaw do biecych warunkw lotu (H,TH).Wuyciu znajduj si omal wycznie (?) silniki rzdowe o przeciwsobnym ukadzie cylin-drw (typu boxer) o 2-u, 4-o lub 6-ciu cylindrach chodzonych powietrzem niedoadowanycho mocach od kilkudziesiciu do ok. 300 KM. Jedynie w starszych samolotach wykorzysty-wanych w rolnictwie s jeszcze stosowane silniki gwiazdowe 5-cio, 7-mio (najczciej) i 9-ciocylindrowe o mocach od ok. 150do 1000 KM niekiedy doadowywane 3.Obecnie jest dua szansa (ze wzgldu na wymogi ekologiczne i zmian klimatycznych) rozwojulotniczych silnikw tokowych przez przeniesienie do nich osigni motoryzacyjnych (przyna-jmniej): wprowadzenie wtrysku niskocinieniowego z sond lambda i sterowania komput-erowego dawki paliwa i kta wyprzedzania zaponu oraz (odtwarzalnych !) biopaliw. Niezalenierozwaasiwprowadzeniesilnikwo ZSnazunifikowanympaliwie:nafcielotniczej(zdo-datkiem biopaliw). Rozwaa si take sensowno wprowadzania udoskonalonych silnikwWankla o rnych liczbach jednakowych plasterkw w zalenoci od zapotrzebowywanychmocy. Dla wojskowych bezpilotowych samolotw bezporedniego rozpoznania pola walki znanes ju zastosowania elektrycznego napdu migie z wykorzystaniem wydajnych akumulatorwwspartych bateriami sonecznymi rozpitymi na patach skrzyde.Historia powstania i rozwoju lotnictwa nieznacznie przekroczya 100 lat, a ju kilkakrotniegrzebano spalinowe silniki tokowe i miga (bo zbyt mae prdkoci lotu) ale i silniki odrzu-towe (bo zbyt due zuycie paliwa). Okazuje si jednak, e coraz bardziej rozszerzajce sipotrzebywykorzystywaniaobiektwlatajcych,dajszansrozwojui zastosowarnychrodzajw napdw.Wkrtce po I-ej wojnie wiatowej uaktywnili si zapalecy lotnictwa z szeregiem wynalazkw majcych umoliwi latanie szybciej wyej dalej. Poruszanie si woceanie powietrznymnie pozwala na zastosowanie odpychania od gruntu jak to stosuje si w odziach na pytkichakwenach. Wlotnictwie kady rodzaj napdu jest odrzutowym. Wrd rnych wynalazkw pojawiy si pomysy na obudowane wieloopatowe miga jakwe wspczesnych dwuprzepywowych wentylatorowych silnikach odrzutowych, strumieniowesilniki odrzutowe (o przepywie pulsacyjnym i cigym) oraz, obecnie klasyczne turbinowe sil-niki odrzutowe oraz silniki rakietowe na stae i cieke materiay pdne (rys. 4).3Tu absolutnym rekordzist jest samolot AN-2 i napdzajcy go 1000-konny silnik. Polski przemys lot-niczy wyprodukowa tych samolotw blisko 14000 sztuk i odpowiedni dla nich liczb silnikw. S onewykorzystywane na caym wiecie, a w Brazylii lataj na najbardziej tam dostpnym (i tanim) paliwie:tj. alkoholu etylowym.DROGI ROZWOJU NAPDW LOTNICZYCH 11Rys. 4. Porwnanie cech przepywowych (natenia przepywui prdkoci W) zespownapdowych samolotu. (a) migo, (b) dwuprzepywowy wentylatorowy turbinowy silnikodrzutowy, (c) jednoprzepywowy silnik odrzutowy, (d) rakietowy silnik na cieky materiapdny, K - cig zespou napdowegoPoI-ejwojniewiatowejspecjalicilotniczywielupastwzwaszczazaangaowanychw planowanie przyszej wojny zdawali sobie spraw, e dalszy rozwj lotnictwa bojowegouzalenionyjestodpowstaniabezmigowegonapduodrzutowego.Odpowiedniepracewszczto na przeomie lat 20/30 ubiegego wieku w wielu krajach (take u nas: J. Oderfeld).Mimo zbudowania pierwszego silnika odrzutowego i jego uruchomienia wkwietniu 1937 rokuw Wielkiej Brytanii, tylko w Niemczech udao si doprowadzi do pierwszego lotu samolotuodrzutowego ju wsierpniu 1939 roku. Wczasie wojny wNiemczech opracowano, wyprodukowano i wprowadzono do walki blisko1800 samolotw odrzutowych. Take w tym czasie powstay rakiety przeciwlotnicze Rhajn-tochter z silnikami na cieky materia pdny, rakiety balistyczne V2-z silnikami na cieky tleni alkohol etylowy, uskrzydlone bomby latajce V1 z pulsacyjnymi strumieniowymi silnikamiodrzutowymi oraz podwieszane rakietowe silniki na cieky materia pdny wspomagajce startprzecionych bombowcw. Powstay take rakietowe bezbrzechwowe pociski taktyczne (Nebel- werfer) na stay materia pdny.PoII-ejwojniewiatowej,najpierww lotnictwiebojowym,pojawiysiturbinowesilnikiodrzutowe pocztkowo byy to kopie zdobycznych silnikw Jumo 004; BMW 003 wdraanez pomoc (take zdobycznych) specjalistw niemieckich, oraz wtzw. bloku pastw socjalisty-cznychkopielicencyjnebrytyjskichsilnikwRR-Derventi rodzinyNene.Naszewczesne,omalmocarstwowe,lotnictwotowielkoseryjnaprodukcjasamolotwmyliwskich(licen-cyjnych)samolotwMiG-15i MiG-17i ichsilnikwRD-500,RD-45(kopieDerventai NeneI)oraz WK-1 i WK-1F (radzieckich modyfikacji silnikw Nene II) wlatach 19501960W owymdziesicioleciupowstaywasnekonstrukcjesamolotuszkolnego(Biesi tokowysilnikWN..)i szkolno bojowego (Iskra i odrzutowy S0-1). Wnastpnym dziesicioleciu projekt i makietasamolotubojowegoGrotz radzieckimisilnikamiRD-9BoraztrwajcepracenadsamolotemIryda (do oblatanych prototypw) z silnikami jednoprzepywowymi K-15 i udoskonalonym sil-nikiem K-16 oraz dwuprzepywowym D-18. Dalsze prace silnikowe wkraju to remonty silnikwjednoprzepywowego A-21F3 (samolotu Su-22) i dwuprzepywowego RD-33 (samolotu MiG-29) oraz dwuprzepywowego wentylatorowego CFM56 (na potrzeby lotnictwa pasaerskiego).Dalszepracenadpolskimikonstrukcjamilotniczychsilnikwturbinowychtojutylkomarzeniamarzenia Pewn szans wsppracy midzynarodowej moe sta si produkcjazdecydowanie unowoczenionych starych silnikw tokowych w precyzyjnie ustalonych za-potrzebowaniach mocy.12 PRACE INSTYTUTU LOTNICTWA Nr. 199Natomiast lotnicze silniki turbinowe, dziki swoim strukturalnym walorom jak mae wymiarypoprzeczne i masa silnikw, bezpulsacyjna praca, podatno technologiczna wielu powtarzal-nych czci, osignity poziom niezawodnoci i trwaoci oraz malejce permanentnie zuyciepaliwa spowodoway cakowite opanowanie przez nie lotnictwa we wszystkich obszarach jegozastosowania wgospodarce, szybkim transporcie ludzi i towarw oraz wwojskach.Obecnie, ze wzgldu na zastosowanie i wynikajce std warunki lotu, uksztatoway si formykonstrukcyjne, osigi i cechy uytkowe szczeglnie przydatne do speniania przewidywanychzada dla danego rodzaju lotnictwa (rys. 5).Rys. 5. Struktury przepywowe turbinowych silnikw odrzutowych. (a) jednoprzepywowy bezdopalacza i z dopalaczem, (b) dwuprzepywowy z dopalaczem, (c) dwuprzepywowy wentyla-torowy z odwracaczem cigu Odrzutowe silniki jednoprzepywowe do niedawna panoway w lotnictwie bojowym tak zewzgldu na mae wymiary poprzeczne silnikw jak i ich wzgldn trwao (prostota kon-strukcji,eksploatacjii zachcajcaniezawodnoi trwao).Zimnawojnawymusiakonieczno przewidywania wieloletniej eksploatacji samolotw bojowych o duym zasigui podatnychnawprowadzaniecorazbardziejwyrafinowanegoosprztui uzbrojenia,orazsposobw przetrwania na polu walki. Jednym z czynnikw sprostania tym wymaganiom jestekonomicznopracydwuprzepywowychsilnikwodrzutowych,cozadecydowaoo ichpowszechnoci zastosowania we wspczesnym lotnictwie bojowym.Nie jest to naturalnie jedyna pozytywna z cech, lecz inne wynikaj niewycznie z odrbnocistrukturalnej silnikw tego typu a tylko z faktu ich powstawania w czasie dojrzaoci kon-strukcyjnej, technologicznej oraz dowiadcze wieloletniego uytkowania silnikw turbinowychwrnych rodzajach lotnictwa.DROGI ROZWOJU NAPDW LOTNICZYCH 13Warto pamita jaki wpyw na osigi i cechy uytkowe maj odmiennoci strukturalne lot-niczych silnikw turbinowych. W grupie silnikw odrzutowych to przede wszystkim bezporednie wytwarzanie cigu naskutekwzrostuprdkocimidzywlotemi wylotempodgrzanegopowietrzaw kanaachprzepywowych silnika. Natomiastw grupiesilnikwmigowychi migowcowychwykorzystanienadwykowejmocy turbiny (nad niezbdn do napdu sprarki silnika) do napdu miga samolotowego lubwirnika nonego migowca (rys. 6 oraz rys. 7).Rys. 6. Struktury przekazu mocy silnikw migowych i migowcowych. (a) jednowirnikowy sil-nik migowy, (b) silnik migowcowy z oddzieln turbin napdowRys. 7. Obrotowe charakterystyki porwnawcze momentu obrotowego. Mtok- silnik tokowy, MT- jednowirnikowy silnik turbinowy, MTnap- silnik z oddzieln turbin napdowStruktura przepywowa turbinowych silnikw odrzutowych pozwala na jej przystosowaniedo potrzeb okrelonego rodzaju lotnictwa. Najprostsza struktura to jednoprzepywowy jed-nowirnikowy silnik: prosty technologicznie, tani. Wprowadzenie upustu powietrza ze sprarkii nastawnych kierownic to rozszerzenie zakresu stabilnej i wysokosprawnej pracy sprarki a jejwielowirnikowo to radykalna poprawa tych cech (rys. 8). Praca silnika z duym nadmiarempowietrza to moliwo zastosowania dopalacza i wykorzystania nastawnoci dyszy wylotowejwszerszym zakresie pracy silnika i warunkw lotu samolotu.Rys. 8. Mechanizacja przepyww silnikw turbinowych jako sposb poprawy cech uytkowych sil-nikw. (a) upust powietrza ze sprarki, (b) nastawno kierownic sprarki, (c) nastawnodyszy wylotowej, (d) dwuwirnikowo sprarki i turbiny, (e) odwracacz ciguSilniki dwuprzepywowe samolotw bojowych (o niewielkim ale z moliwoci wyboruwartocistosunkunateprzepywuw kanaachsilnika)toskutekkompromisumidzyekonomicznoci silnika a jego gabarytem poprzecznym (ale i obnieniem temperatury gazwwylotowych do poziomu utrudniajcego celno pociskw npla sterowanych na podczerwie.W lotnictwie t.zw. komercyjnym to rozwj dwuprzepywowych silnikw wentylatorowycho duym stosunku nate przepywu ( = 510i wicej) wmiar rozwoju materiaw kon-strukcyjnychlejszychi wytrzymalszych.Najbardziejpodanecechytychsilnikwto:ekonomiczno, trwao, niezawodno. Jednostkowe zuycie paliwa silnikw wentylatorowychwspczenie wprowadzanych do produkcji osigaj warto 5-cio krotnie mniejsz ni osiganowpierwszych silnikach odrzutowych samolotw bojowych koca II-ej wojny wiatowej-i tu poniej. Warunki lotu samolotw pasaerskich i transportowych dalekiego zasigu to ich staoi wykorzystywanie specyfiki: Jeden lot = jeden cykl zmczeniowy konstrukcji silnika, oraz min-imalizacja strat przepywu spalin przez turbin na drodze minimalizacji luzw wierzchokowychjejopatek(12)%przezsterowaneschadzaniekadubwturbin.Poprawsprawnocinapdowej naley upatrywa take w aerodynamice opat migie i wentylatorw (rys. 9) ktrychpooeniekrawdzinatarciawielkociciwowychopatwzgldemichzamocowaniaw tarczachwirnikowychjestanalogicznedoosadzeniaskonychskrzydew samolotachnaddwikowych i osiganie prdkoci obwodowych ich wierzchokw do nawet ponad 500m/s .Wturbinowych silnikach migowych i migowcowych cechy konstrukcyjne ich zespowwirnikowychpodlegajanalogicznymzmianomdostosowawczymdowymagalotnychsamolotw i migowcw. S one podobne do (na og) wczeniej wprowadzanych do silnikwodrzutowych.Stoprzedewszystkimupustypowietrzazesprarek,nastawnopalisadopatek kierownic sprarek, ich dwuwirnikowo (take z przeciwbienoci).Ju wpocztkach wprowadzania napdu turbinowego do migowcw ich cech wyrniajcstay si oddzielne turbiny napdowe ze wzgldu na szczeglnie korzystn charakterystykmomentu obrotowego takiej turbiny (por. rys.6.b. oraz rys. 7).14 PRACE INSTYTUTU LOTNICTWA Nr. 199Rys. 9. Rozwj konstrukcji migowentylatorowych. (a) zmodyfikowane opaty miga poje-dynczego, (b) przeciwbieny migowentylator, (c) migowentylator napdzany bezporednioprzeciwbienymi turbinamiNa ewentualno wykorzystywania samolotw jako wstpnych stopni wynoszcych obiektykosmicznew poblieorbitalnychprdkociczynionesprbyzbudowaniasilnikwodrzu-towych o zmiennej strukturze przepywowej (zwanych silnikami adaptacyjnymi) zapewnia -jcych ich prac z wysok sprawnoci wszczeglnie szerokim zakresie prdkoci lotu: od Ma