Кіріспе
Бұл мақалада ауамен тыныстайтын (арналы) реактивті қозғалтқыштың даму тарихындағы маңызды жаңалықтар баяндалған. Газ турбинасымен жұмыс істейтін реактивті қозғалтқыш – ең көп таралған түрі болғанымен, осы өнертабысқа жол ашқан теория мен технологиядағы маңызды жетістіктер бұл ғасырдан бұрын жасалған. Реактивті қозғалтқыш – сәті жеткен идея еді. Фрэнк Уиттл алғашқы патенін 1930 жылы тіркеді. 1930 жылдардың соңына қарай дамумен айналысқан алты команда болды: Германияда үш, Ұлыбританияда екі және Венгрияда біреу. 1942 жылға қарай оларға тағы алты британдық компания қосылды, АҚШ-та британдық технология негізінде үш компания, ал Кеңес Одағы мен Жапониядағы алғашқы жұмыстар тиісінше британдық және неміс үлгілеріне негізделді. Екінші дүниежүзілік соғыстан кейін біраз уақыт британдық үлгілер басым болды, бірақ 1950 жылдары көптеген бәсекелестер пайда болды, әсіресе АҚШ-та, олардың қару-жарақ сатып алу бағдарламасы өте кең көлемде болды.
This article outlines the important developments in the history of the development of the air breathing (duct) jet engine. Although the most common type, the gas turbine powered jet engine, was certainly a 20th century invention, many of the needed advances in theory and technology leading to this invention were made well before this time. The jet engine was clearly an idea whose time had come. Frank Whittle submitted his first patent in 1930. By the late 1930s there were six teams chasing development, three in Germany, two in the UK and one in Hungary. By 1942 they had been joined by another half dozen British companies, three more in the United States based on British technology, and early efforts in the Soviet Union and Japan based on British and German designs respectively. For some time after the World War II, British designs dominated, but by the 1950s there were many competitors, particularly in the US with its huge arms buying programme.
Тарихи дәуір
Ордовик дәуірі: белгілі ең алғашқы қабықша бас аяқтылар: олар табиғи құрылған пульсациялық су реактивті қозғалысы арқылы жүзеді.
Басты бет (1791-1929)
1791: Джон Барбер #1833 британдық патентын алды, ол қозғалыс жасау және металлургиялық операцияларды жеңілдету мақсатында жанғыш ауаны көтеру әдісіне арналған. Онда ол турбинаны сипаттады. 1884: Чарльз Алгернон Парсонс бу турбинасына патент алды. Патент өтінішінде ол турбинаны «кері» айналдыру арқылы компрессор ретінде жұмыс істеуге болатынын көрсетті. Ол компрессорды пешке ауа беру үшін, ал турбинаны компрессорды іске қосу үшін қуат алу үшін пайдалануды ұсынды. Зауытта қолдануға арналған болғанымен, ол газ турбинасын нақты сипаттап берді. 1887: Густав де Лаваль кішкентай бу турбиналарының соплолық дизайнын енгізді. 1897: Гарольд Медвей Мартин №6088 патентын алды, ол турбинаны қуаттандыратын жану камерасы еді. 1900: Санфорд Александр Мосс турбокомпрессорлар туралы мақала жариялады. Ол 1903 жылы сынақ стендінің үлгісін жасап, іске қосты. 1903: Эгидиус Эллинг өз күшімен жұмыс істейтін центробекті компрессорды қолдана отырып, газ турбинасын жасады. Көптеген анықтамалар бойынша, бұл алғашқы жұмыс істейтін газ турбинасы. 1906: Францияда Арменго Лемаль газ турбинасы сынақтан өтті. Бұл салыстырмалы түрде үлкен машина болды, оған Аугуст Рато жасаған 25 сатылы центробекті компрессор кірді. Газ турбинасы өзінің ауа қысымын сақтай алды, бірақ пайдалы жұмыс жасауға жеткіліксіз тиімді болды. 1908: Ханс Холцварт Отто циклына негізделген «жарылыс циклы» газ турбинасын зерттеуді бастады. Бұл конструкция отынды тұрақты көлемде жақтырады және тиімдірек болды. 1927 жылы жұмыс аяқталғанда, ол 13% жылу тиімділігіне жетті. 1908: Рене Лорин реактивті қозғалтқыштың дизайнын патенттеді. 1909: Марконни Лориннің дизайнын резонанстық қысылу камерасын пайдалана отырып, импульстік реактивті жасауды ұсынды. 1910: Румындық өнертапқыш Анри Коанда Париждегі Халықаралық аэронавтикалық салонда көрсеткен Коанда 1910-ды құрастырды. Ол винт орнына жылдамдату арнасы бар желдеткішті пайдаланды. Кейін ол оның арнада отынды жақтыратынын және осылайша мотор-реактивті болғанын мәлімдеді, бірақ тарихшылар бұл таласқа және ұшақтың 1910 жылдың желтоқсанында ұшып, содан кейін құлап, жанып кеткені туралы мәлімдемелерге күмәнді қарады. 1916: Аугуст Рато биіктіктегі өнімділікті жақсарту үшін эжекторлық компрессорларды пайдалануды ұсынды, бұл турбокомпрессордың алғашқы мысалы. 1915: Альберт Фона артиллерияның қашықтығын арттыру үшін шешім тапты, ол снарядты ұшыруға арналған зеңбірек пен реактивті қозғалтқыштан тұратын жүйе болды. Бұл салыстырмалы түрде жеңіл зеңбіректерден ауыр снарядтарды ұзақ қашықтыққа атуға мүмкіндік берді. 1917: Санфорд Александр Мосс General Electric компаниясында турбокомпрессорлар бойынша жұмыс істей бастады, ол бұл технология бойынша әлемдік көшбасшыға айналды. 1917: Джеймс Стокер Харрис өзінің жеңістігі Роберт Александр Раву Болтон атынан «Мотор-реактивті» дизайнын патенттеді. 1920: У. Дж. Стерн Корольдік әуе күштеріне турбиналық қозғалтқыштардың авиацияда болашағы жоқ екенін хабарлады. Ол бұл тұжырымын қазіргі компрессорлардың өте төмен тиімділігіне негіздеді. Стерннің мақаласы соншалықты сенімді болды, газ турбиналық қозғалтқыштарға ресми қызығушылық азайды, бірақ бұл ұзаққа созылмады. 1921: Максим Гийом осьтік ағынды турбиналық қозғалтқышты патенттеді. Ол компрессор мен турбинада бірнеше сатыларды, сондай-ақ бір үлкен жану камерасын қолданды. Формасы жағынан сәл өзгеше болғанымен, конструкциясы болашақ реактивтік қозғалтқыштарға ұқсас болды. 1923: АҚШ Ұлттық стандарттар бюросының Эдгар Букингем реактивтік ұшақтар туралы есеп жариялады, ол У. Дж. Стерн сияқты, турбиналық қозғалтқыш жеткілікті тиімді емес деген қорытындыға келді. Ол реактивтік ұшақ поршеньді қозғалтқыштан бес есе көп отын жұмсайтынын атап өтті. 1925: Вильгельм Папе тұрақты көлемді қозғалтқыш дизайнын патенттеді. 1926: Алан Арнольд Гриффит өзінің «Турбиналық дизайнның аэродинамикалық теориясы» атты мақаласын жариялап, реактивтік қозғалтқыштарға деген сенімсіздікті жойды. Онда ол қазіргі компрессорлардың «ұшып тұрып тоқтағанын» және қақпақтарды жалпақ профильден аэродинамикалық пішінге өзгерту арқылы жақсартуға болатынын көрсетті, сондай-ақ практикалық қозғалтқыштың жасалуы мүмкін екенін математикалық тұрғыдан дәлелдеп, турбовинтті қалай жасау керектігін көрсетті. 1927: Аурель Стодола «Бу және газ турбиналары» кітабын жариялады, ол АҚШ-тағы реактивтік қозғалтқыш инженерлері үшін негізгі анықтамалық құрал болды. 1927: Гриффиттің қақпақ дизайнына негізделген бір осьті турбокомпрессордың сынақ стенді Royal Aircraft Establishment-та сынақтан өтті. «Энн» деп аталған сынақтар сәтті аяқталды және «Бетти» деп аталатын толық компрессор-турбиналық құрастырылымды жасау жоспарланды. 1929: Фрэнк Уиттлдің болашақ авиациялық дизайн туралы диссертациясы жарияланды. Онда ол жоғары жылдамдыққа қатысты қажеттіліктер мен ұшақтардағы тиімділік мәселесін шешу үшін турбореактивті қозғалтқыштардың жалғыз лайықты шешімі туралы айтты. 1929: Борис Стечкин қысымды сұйық теориясына негізделген үдетілген реактивті қозғалтқыштың алғашқы теориясын жариялады.
1940 жыл
Кампини Капрони CC.2 алғаш рет ұшты. Бұл ұшулар кеңінен жарияланды және көп жылдар бойы италиялықтар реактивті қозғалтқышпен жұмыс істейтін алғашқы ұшақты жасады деп саналды. NACA (Аэронавтика жөніндегі Ұлттық Кеңес Комитеті) CC.2 сияқты моторлы-реактивтік қозғалтқышпен көмектесіп ұшуға дайындалу жұмысын бастады, содан кейін оның негізінде ұшақ жобалады. Бұл жұмыс 1943 жылы турбореактивтік қозғалтқыштар жетілгенде аяқталды, ал ракеталар JATO, яғни реактивтік көмекпен ұшу рөлін өз мойнына алды. фон Охайннің үлкен Heinkel HeS 8 (001) қозғалтқышы сынақтан өтті. BMW P.3302 (003) осьтік ағынды қозғалтқышы сынақтан өтті.
Қыркүйек: Heinkel He 280 екі қозғалтқышты реактивтік истребителінің жоспарлық сынағы басталды, HeS 8 жетілуін күтіп. Қыркүйек: Генри Тизард британдықтар жасап жатқан озық технологияларды көрсету және АҚШ-та өндіріс табу үшін АҚШ-қа сапар шекті (Тизард Миссиясы). Көптеген егжей-тегжейлердің арасында Тизард реактивтік қозғалтқыштардағы жұмыстарын алғаш рет айтты. Қазан: Rover компаниясы Power Jets W.1 ұшу сапасын қамтамасыз ету үшін таңдалды. Олар Барнольдсвиктегі қолданыстан шыққан диірменде жұмыс істей бастады, сонымен қатар Клитеродағы тағы бір зауытта, тек өз инженерлерімен жұмыс істеді. Фрэнк Уитл ашуланды. Қараша: Junkers Jumo 004 осьтік ағынды қозғалтқышы сынақтан өтті. Қараша: Gloster Aircraft Company компаниясының екі қозғалтқышты реактивтік истребитель жасау туралы ұсынысы қабылданды, ол Gloster Meteor аталды. Желтоқсан: Уитлдің W.1X ұшу сапасын қамтамасыз ететін үлгісі алғаш рет ұшты. Lockheed Corporation компаниясы АҚШ-тың алғашқы реактивтік ұшағы L 1000 осьтік ағынды қозғалтқышы бойынша жұмыс бастады. Northrop Corporation компаниясы АҚШ-тың алғашқы турбовинттік ұшағы T 37 Turbodyne бойынша жұмыс бастады. Жұмысы тек екі жылға созылған Jendrassik Cs 1 турбовинттік қозғалтқышы сынақтан өтті. Оның алғашқы іске қосылуында жану проблемаларына байланысты қуаты шектелді. Ұқсас проблемалар Уитлдің алғашқы жобаларын да мазалады, бірақ өнеркәсіп тез арада көмек көрсетті. Көрініп тұрғанындай, Дьёрдь Йендрассикке де осындай білікті мамандарды тартуға тура келді.
September: Glider testing of the Heinkel He 280 twin jet fighter begins, while it waits for the HeS 8 to mature. September: Henry Tizard visits the United States to show them many of the advanced technologies the British are working on and looking for US production (the Tizard Mission). Among many other details, Tizard first mentions their work on jet engines. October: Rover is selected to build the flight quality Power Jets W.1. They set up shop at a disused mill in Barnoldswick, but also set up a parallel effort at another factory in Clitheroe staffed entirely by their own engineers. Frank Whittle is incensed. November: The Junkers Jumo 004 axial flow engine is tested. November: Gloster Aircraft Company's proposal for a twin engine jet fighter is accepted, becoming the Gloster Meteor. December: Whittle's flight quality W.1X runs for the first time. The Lockheed Corporation starts work on the L 1000 axial flow engine, the United States's first jet design. The Northrop Corporation starts work on the T 37 Turbodyne, the United States's first turboprop design. After only two years of development, the Jendrassik Cs 1 turboprop engine is tested. Designed to produce , combustion problems limit it to only when it first runs. Similar problems plagued early Whittle designs, but the industry quickly provided assistance. It appears that György Jendrassik had to draw upon any similar talent pool.
1942 жыл
Ақпан: Әуе министрлігі 12 Глостер Метеорға тапсырыс береді. Ақпан: NACA өзінің "Қозғалтқыш арналы қозғалтқышын", рамджетті, бұрынғы ұқсас тәжірибелерден хабарсыз, сынақтан өткізе бастайды. Рамджеттер жұмыс істеу үшін қозғалуы керек болғандықтан, NACA инженерлері оны ұзын қолдың соңына орнатып, айналдырудың қарапайым тәсілін қолданады. Сәуір: He 280 ұшағы екі Heinkel HeS 7 (001) қозғалтқышымен алғаш рет өз күшімен ұшып көтеріледі. HeS 8 қозғалтқыштарының сенімділігімен мәселелер жалғасуда. Мамыр: Gloster E.28/39 алғаш рет ұшты. Келесі бірнеше апта ішінде ең жоғары жылдамдық барлық қолданыстағы винтті ұшақтарды озады. Мюллердің Heinkel HeS 29 (006) осьтік ағынды қозғалтқышы алғаш рет іске қосылды. General Electric компаниясына USAAF-тан турбовинтомобильді қозғалтқышты әзірлеуге арналған келісімшарт беріледі, бұл TG 100 / TG 31 / XT 31 сериясына, содан кейін J35-ке әкеледі. Жендрассик Cs 1 жұмысы аяқталады. Екі қозғалтқышты ауыр истребительмен жабдықтау жоспарланған зауыт, Мессершмитт Me 210 үшін лицензия бойынша Daimler Benz DB 605 қозғалтқыштарын өндіруге таңдалады. Қазан: Power Jets W.2B АҚШ-та өндіріс үшін General Electric компаниясына жіберіледі. Санфорд Александр Мосс жобаға көмектесу үшін зейнеттен қайта шақырылады. Швейцариядағы турбиналық пойыз сынақтан өтеді.
1945 жыл
Накадзима Кикка 1945 жылдың 7 тамызында екі Исикавадзима Не 20 турбореактивті қозғалтқышымен бірінші рет ұшып, жапондық реактивтік ұшақтардың алғашқысы болды. Стэнли Хукер Нене қозғалтқышын Глостер Метеордың өлшемдеріне дейін кішірейтіп, RB.37 шығарды, ол сондай-ақ Derwent V деп те аталады. Derwent V қозғалтқышы бар Метеор жыл соңында 606 миль/сағаттық әлемдік жылдамдық рекордын орнатты. Осы оқиғаның маңыздылығы күшті қозғалтқыштарды жетілдіруді екінші деңгейге түсірді. Junkers 022 турбовинтті қозғалтқышы жұмыс істеді. Жану камерасы бар Jumo 004 сынақтан өтті. Lyul'ka VDR 3 осьтік ағынды қозғалтқышы сынақтан өтті. Lyul'ka TR 1 осьтік ағынды қозғалтқышы сынақтан өтті. RB.39 Rolls Royce Clyde турбовинтті қозғалтқышы компрессорда осьтік және центробектік бөлімдерді біріктіріп жұмыс істеді. Rolls-Royce компаниясы турбореактивтік қозғалтқыштарға көбірек назар аударуды жөн көрді. Ұшақ тасушы кемедегі шабуылдық ұшақ – "Вестленд Вайверн" бастапқы Роллс-Ройс Игл поршеньді қозғалтқышынан бас тартып, Армстронг Сиддли Пайтон турбовинтті қозғалтқышын пайдаланды. Avia S 92, Me 262 ұшағының нұсқасы, Чехословакияда салынды.
1946 жыл
Қаңтар: Көңілі құсып, Фрэнк Уитл Power Jets компаниясының қалдықтарынан қанағаттанбай кетіп, жұмысынан бас тартады. Компания бірте-бірте таратылып, патенттерін басқару үшін шағын бөлігі ғана қалды. Rolls Royce Dart двигателінің жасалуы басталады. Dart – ең көп таралған турбовинттік қозғалтқыштардың біріне айналып, өндіріс желілері 1990 жылы тоқтағанға дейін 7000-нан астам данасы жасалды. Metrovick F2/4 Beryl 4000 фунт (17.8 кН) күшін жеткізеді. Metrovick реактивтік турбиналары Armstrong Siddeley компаниясына сатылды.
1949 жыл
21 сәуір: Ледук 010, әлемдегі алғашқы рамалық реактивті қозғалтқышпен жабдықталған ұшақ, ақыры Тулуза қаласында (Франция) алғашқы ұшуын сәтті аяқтады. Ұшақтың тік өрлеу жылдамдығы сол кездегі ең жақсы турбореактивті истребительдерден басып өтеді. 22 маусым: Vickers VC.1 Viking ұшағы Rolls Royce Nene турбореактивті қозғалтқыштарымен ұшты: бұл әлемдегі алғашқы таза реактивті көліктік ұшақ.
1950 жыл
1950 жылдың соңында: Rolls Royce Conway әлемдегі алғашқы сериялық турбовентиляторлық қозғалтқышы пайдалануға түсірілді, отынның тиімділігін едәуір арттырып, одан әрі жетілдірулерге негіз салды.
1952 жыл
2 қаңтар: тісті турбовентилятордың – Turbomeca Aspinнің әлемдегі алғашқы ұшуы, осымен Fouga Gemeaux сынақ ұшағы қуаттандырылды. 2 мамыр: де Хавилленд Комет әлемдегі алғашқы өндіріске түскен коммерциялық реактивтік ұшақ ретінде BOAC авиакомпаниясының қызметіне енді.
1953 жыл
"Де-Хавиллэнд Жирон" ұшағы, Халфордтың соңғы реактивтік әзірлемесі алғаш рет іске қосылды. 2 жылдан кейін жоба тоқтатылғанға дейін, ол қуыру камерасын пайдалану арқылы 25,000 фунт күш (110,000 Н) дейін жетілді. Осымен бірге, басқа да салыстырарлық турбореактивтік қозғалтқыштар да жасалды, оның ішінде Канаданың "Orenda Iroquois" қозғалтқышы.
1956 жыл
15 қыркүйек: Ту-104 орта қашықтықтағы реактивтік ұшағы Aeroflot авиакомпаниясының қызметіне түсті, бұл тұрақты және табысты қызмет көрсеткен әлемдегі алғашқы реактивтік ұшақ. Ту-104 1956 жылдан 1958 жылға дейін әлемдегі жалғыз реактивтік ұшақ болып жұмыс істеді.
1958 жыл
Қазан: Боинг 707 Pan American авиакомпаниясының қызметіне түседі. Бұл ұшақ реактивтік дәуірді бастағаны үшін көп мақталады, бәсекелестерінен өзгеше, жұмыс істеуде аздаған мәселелермен үлкен коммерциялық сәттілікке қол жеткізді. Осы ұшақ Боингті әлемдегі жолаушылар ұшақтарының жетекші өндірушілерінің бірі ретінде орнықтыруға көмектесті.
1959 жыл
Sud Aviation Caravelle қызметке түсті: алғашқы қысқа және орта қашықтыққа арналған реактивтік авиалайнер деп есептеледі, алғашқы ұшуы 1955 жылдың 27 мамырында болды.
1968 жыл
30 маусым: 43 300 фунт күшіндегі (193 кН) TF39 жоғары өткізгішті турбовентилятор C-5 Galaxy көлігінде қолданысқа енгізіліп, кең корпусты көліктер дәуірін бастады.
1975 жыл
1975 жылғы 26 желтоқсанда Tu 144S – әлемдегі алғашқы үстінқы жылдамдықпен ұшатын әуе лайнері Мәскеу мен Алма-Ата қалалары арасында пошта және жүк тасымалын жүзеге асыра бастады, бұл жолаушылар тасымалын 1977 жылғы қарашада бастауға дайындық болды.
1976 жыл
21 қаңтар: "Конкорд" – дыбыс жылдамдығынан асып түсетін реактивтік авиалайнер British Airways және Air France компанияларымен жолаушылар тасымалына кірісті.
1978 жыл
1 маусым: Ту-144 лайнері сенімділік және қауіпсіздік мәселелеріне байланысты 55 жолаушылық рейстен кейін жолаушы тасымалынан алынды.
1983 жыл
1983 жылдың 4 қазаны: Thrust2 турбореактивті көлігі жер үстіндегі жылдамдық рекордын 1149 км/сағ-қа жеткізді.
1997 жыл
1997 жылдың 15 қазанында ThrustSSC екі турбожелгішпен қоздырылатын, алғашқы дыбыс жылдамдығынан асып түсетін автомобиль жер бетіндегі жылдамдық рекордын 1228 км/сағатқа жеткізді.
2002 жыл
HyShot гиперүнді қозғалтқышы жана бастады және жұмыс істеді.