0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Центробежная сила как двигатель

СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ СИЛЫ В СИЛУ, СОЗДАЮЩУЮ НАПРАВЛЕННУЮ ТЯГУ

Изобретение относится к транспортным средствам, например летательным аппаратам вертикального взлета и посадки, и касается технологии конструирования двигателей и движителей, применяемых на транспортных средствах. Способ преобразования центробежной силы в силу, создающую направленную тягу, заключается в том, что динамически и статически сбалансированное относительно оси вращения твердое полое тело заполняют жидкостью, которая при вращении тела вокруг оси вращения вращается вместе с ним. За счет центробежной силы создается давление на внутренние стороны внешних стенок твердого тела. Жидкость имеет возможность вытекать из тела в местах повышенного давления в направлении, не перпендикулярном оси вращения. Достигается увеличение КПД двигателя и повышение экономичности. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ преобразования центробежной силы в силу, создающую направленную тягу, отличающийся тем, что динамически и статически сбалансированное относительно оси вращения твердое полое тело заполнено жидкостью, которая при вращении тела вокруг оси вращения вращается вместе с ним, создавая за счет центробежной силы давление на внутренние стороны внешних стенок твердого тела, и имеет возможность вытекания из тела в местах повышенного давления в направлении, не перпендикулярном оси вращения.
2 Способ по п.1, отличающийся тем, что полое твердое тело заполнено водой. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что полое твердое тело заполнено сжиженным газом. 4. Способ по пп.1, 2, 3, отличающийся тем, что имеется возможность заполнения освобождающегося объема тела жидкостью.

Изобретение относится к транспортным средствам, например летательным аппаратам с вертикальным взлетом и посадкой, и касается технологии конструирования двигателей и движителей, применяемых на наземных, водных, воздушных, космических и др. транспортных средствах.

Известен способ создания силы тяги, заключающийся в том, что камеру, имеющую один выход в окружающую среду, заполняют текучей средой под давлением и используют струйную завесу из текучей среды, которую формируют соплом, подключенным к выходу из камеры, на вход в которую текучую среду подают от ее источника, применяя рециркуляцию текучей среды струйной завесы. Патент RU (11) 2104188. Известен способ создания реактивной тяги ракетного двигателя, состоящий в том, что камеру двигателя, сообщенную с соплом, заполняют под давлением водой при температуре, превосходящей температуру кипения воды, при нормальном атмосферном давлении, после заполнения камеры воду подают в сопловую часть камеры для последующего истечения рабочего тела из сопла. Заявка RU (11) 96101208. Известен способ получения тяги винтовым движителем транспортного средства, заключающийся в том, что наклонными поверхностями лопастей винта создают основной закрученный вокруг оси вращения поток массы воды или воздуха и смещают его вдоль оси вращения, обеспечивая перемещение транспортного средства в противоположном направлении от смещения основного потока, отличающийся тем, что у той части массы основного закрученного потока, которая смещается радиально от оси вращения за счет центробежной силы, изменяют направление ее движения на угол от 45 до 135° и совмещают с направлением перемещения основного потока вдоль оси вращения винта. Заявка RU (11) 2002105078.

Прототипом предлагаемого способа преобразования центробежной силы в силу, создающую направленную тягу, выбран способ по заявке RU (11) 2002105078. Однако способ по заявке RU (11) 2002105078 предполагает нерациональное использование кинетической энергии воды или воздуха и значительные затраты энергии на преодоление вязкости при работе в воде.

Задачей данного изобретения является повышение эффективности использования центробежной силы. Цель изобретения достигается за счет использования центробежной силы, возникающей в твердом теле при вращении его в неплотной среде, например в атмосфере, при этом воздействие центробежной силы происходит на более плотную среду, жидкость, например воду. Достигается это тем, что внутренняя структура твердого вращающегося тела позволяет воде свободно перемещаться под действием центробежной силы в направлении от оси вращения к внешним сторонам этого тела. На внешнюю сторону тела с внутренней стороны начинает действовать давление воды. Строение твердого вращающегося тела устроено так, что имеется возможность замещения освобождаемого объема атмосферным воздухом или другими газами или водой. Вода, создающая давление на внутреннюю сторону внешних стенок тела, имеет возможность выливаться из него. Направление выливающейся воды за счет направляющих (например полых трубок) направлено вдоль оси вращения или под углом к ней:

1. Вращение твердого тела в атмосфере при равных затратах энергии дает возможность достигать большую угловую скорость, чем при вращении того же тела в воде, так как плотность воздуха в атмосфере значительно меньше плотности воды.

2. При значительных угловых скоростях вращения достигается большая величина давления на внешние стенки вращаемого тела.

3. Применение воды в качестве рабочего тела, на которое действует центробежная сила и создается избыточное давление, дает возможность достигать большего значения момента импульса при вытекании воды из вращающегося тела, чем при использовании воздуха, так как плотность воды значительно больше плотности воздуха.

Сущность способа преобразования центробежной силы в силу тяги заключается в воздействии на воду, находящуюся внутри твердого полого тела центробежной силы, возникающей при вращении этого твердого тела вместе с водой в окружающей среде, имеющей значительно меньшую плотность, чем вода, например в атмосфере (воздухе). При этом вращение твердого тела в атмосфере может осуществляться на значительно больших оборотах и при значительно меньших энергетических затратах, чем в воде. Как следствие, большая возникающая центробежная сила, соответствующая произведению квадрата угловой скорости и радиуса описываемой окружности, будет действовать на воду, находящуюся внутри твердого тела и вращающуюся вместе с ним в плоскости, перпендикулярной оси вращения. При физическом ограничении возможности движения воды по окружности (за счет внутренней структуры вращающегося твердого тела, например, внутренняя структура тела представляет собой сетчатые перегородки из твердого вещества (металла), которые расположены в радиальном направлении и по окружности) и почти не допускают движения воды во вращаемом твердом теле по окружности, вода под действием центробежной силы распределяется вдоль внутренней стороны внешней стенки тела по окружности. При этом сила давления воды на внутреннюю сторону внешней стенки тела по закону Паскаля (давление в жидкости или газе распределяется равномерно во все направления) в каждой отдельно взятой точке воды будет одинаковой в численном выражении в любом направлении. Силы, действующие в диаметральной плоскости, уравновешиваются упругостью внешней стенки. Силы давления, действующие вдоль оси вращения, уравновешиваются силами упругости верхней и нижней сторон вращающегося тела. В нижней части вращающегося тела имеются отверстия (возможно, для увеличения тяговой силы к отверстиям внутри тела параллельно или под углом к оси вращения присоединены трубки, один конец которых выходит в отверстие, а второй внутри тела открыт для вливания воды). На воду при избыточном давлении действует сила, создающая ускорение, за время движения по заданной трубке (трубкам, расположенным симметрично относительно оси вращения) вода достигнет определенной скорости, равной произведению ускорения на время. При вытекании за пределы тела вода с полученным ускорением и приобретенной скоростью покинет вращающееся твердое тело, а твердое вращающееся тело по закону сохранения импульсов получит ускорение.

Читать еще:  1зз стук в двигателе

Предлагаемый способ рассмотрен на примере создания силы тяги, необходимой для подъема вертикально взлетающего аппарата. Фигура №1. Этот аппарат имеет один рабочий диск 1, в центральной части диска имеется отверстие 5 для попадания воздуха. Вдоль внешней стенки диска внутри его расположены вертикальные трубки 2, двигатель 4 с приводом вращения 3 диска и возможностью его отрыва от двигателя. Описываемый способ реализуется следующим образом: приводом двигателя диск приводят в движение до расчетной угловой скорости. Вода начинает вращаться вместе с диском и за счет центробежной силы создает избыточное давление на его стенки. Под действием избыточного давления вода в трубках 2 приобретает ускорение и скорость, направленную вдоль оси вращения к нижним краям диска. Вытекающая из отверстий диска вода имеет импульс, равный произведению ее массы на скорость. По закону сохранения импульсов вертикально взлетающий аппарат так же получит импульс, направленный в противоположную сторону. При этом отношение скоростей вытекания воды и вертикально взлетающего аппарата будут обратно пропорциональны их массам в каждый момент времени. Результатом описываемого процесса является реактивное движение, подобное движению ракеты, выбрасывающей реактивную струю сгораемого топлива. Отличие предлагаемого способа заключается в использовании вместо реактивной струи сгорающего топлива ракеты другого рабочего тела, а именно воды или другой жидкости. Применение воды в качестве рабочего реактивного тела позволяет за счет присущих ей свойств: небольшого коэффициента сжатия, жидкого состояния, плотности, равной примерно 1 г/см куб., передачи давления равномерно во все стороны получить непрерывное ускорение. Еще одно отличие предлагаемого способа заключается в создании избыточного давления, разгоняющего рабочее реактивное тело до скорости, способной дать необходимый импульс и соответственно силу тяги за счет использования центробежной силы, возникающей при вращении тел.

Рассмотренный пример может быть оснащен собственным двигателем и дополнительным диском, вращающимся в противоположную сторону для компенсации обратного вращения двигателя, а может быть использован (подобно планеру), как описано выше с двигателем (например с электродвигателем), создающим вращение, но не закрепленным к диску. При этом диск, вращающийся с большой массой воды, будет иметь достаточный запас энергии для подъема его и посадки, а за счет гироскопических свойств направление оси вращения будет неизменным.

Приблизительное математическое описание способа преобразования центробежной силы в силу тяги может быть описано формулой Циолковского:

Она позволяет определить скорость при полете в идеальных условиях, когда отсутствуют внешние силы , для любого момента времени при известном секундном расходе воды , где секундный расход воды на i-ом шаге), — конечная масса, -начальная масса.

Для подробного математического описания способа необходимо учитывать силы трения, сопротивления воздуха, коэффициенты расширения для различных физических тел и т.д.

При вращении диска большой массы на характер движения будут влиять гироскопические свойства быстро вращающегося тела, прецессия вращающегося тяжелого твердого тела. Основной количественной характеристикой вращающегося твердого тела является момент количества движения или момент импульса:

H=CW, где С — момент инерции относительно оси собственного вращения, W — составляющая вектора абсолютной угловой скорости, направленная по оси собственного вращения. Прецессия, описываемая векторным уравнением, wiН=М.

Здесь w — вектор угловой скорости прецессии, Н — вектор собственного кинетического момента, М — ортогональная к Н составляющая вектора момента внешних сил, приложенных к вращающемуся твердому телу. Кроме того, влияние будет иметь характер течения воды в каналах (трубках) вращающегося твердого тела, который можно установить, пользуясь безразмерной величиной — числом Рейнольдса: , где — плотность жидкости, Vcp — средняя (по сечению канала) скорость потока, µ — коэффициент вязкости жидкости, r — характерный геометрический размер, в частности радиус сечения канала. Число Рейнольдса характеризует отношение сил инерции и сил вязкости. Текущую жидкость можно рассматривать как невязкую, если число Рейнольдса для такого течения Re>1.

WO2012091630A1 — Механический двигатель радиальный несимметричный — Google Patents

Links

  • Espacenet
  • Global Dossier
  • PatentScope
  • Discuss
  • 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 14
  • 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 8
  • 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 4
  • 230000037250 Clearance Effects 0.000 claims description 3
  • 230000035512 clearance Effects 0.000 claims description 3
  • 239000012530 fluid Substances 0.000 claims 1
  • 230000001174 ascending Effects 0.000 abstract 1
  • 239000003921 oils Substances 0.000 description 89
  • 238000006243 chemical reactions Methods 0.000 description 6
  • 239000010410 layers Substances 0.000 description 4
  • 239000007858 starting materials Substances 0.000 description 4
  • 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
  • 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 2
  • 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
  • 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 2
  • 239000011901 water Substances 0.000 description 2
  • 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
  • 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
  • 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
  • NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M Sodium polyacrylate Chemical compound data:image/svg+xml;base64,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 data:image/svg+xml;base64,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 [Na+].[O-]C(=O)C=C NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
  • 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
  • 239000003570 air Substances 0.000 description 1
  • 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
  • 239000010727 cylinder oils Substances 0.000 description 1
  • 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
  • 239000000686 essences Substances 0.000 description 1
  • 238000005755 formation reactions Methods 0.000 description 1
  • 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
  • 239000000463 materials Substances 0.000 description 1
  • 239000002184 metals Substances 0.000 description 1
  • 230000001105 regulatory Effects 0.000 description 1
  • 230000001340 slower Effects 0.000 description 1
  • 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
Читать еще:  Двигатель газ 3110 троит на газу

Classifications

    • F — MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03 — MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G — SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00 — Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/10 — Alleged perpetua mobilia

Abstract

Description

R/2 — условное место нахождения массы масла; р — удельная плотность масла. Столбы масла, находясь в каналах 14 в секторе на участке ската, перемещаются под действием центробежной силы инерции масла в закрытые объёмы цилиндров 7 и сжимают масло, находящееся в цилиндрах. Давление масла в цилиндрах повышается до рц = FU — SK> При действии постоянного

Центробежная сила

Вам, наверное, доводилось испытывать неприятные ощущения, когда машина, в которой вы едете, входила в крутой вираж. Казалось, что сейчас вас так и выбросит на обочину. И если вспомнить законы механики Ньютона, то получается, что раз вас буквально вдавливало в дверцу, значит на вас действовала некая сила. Ее обычно называют «центробежная сила». Именно из-за центробежной силы так захватывает дух на крутых поворотах, когда эта сила прижимает вас к бортику автомобиля. (Между прочим, этот термин, происходящий от латинских слов centrum («центр») и fugus («бег»), ввел в научный обиход в 1689 году Исаак Ньютон.)

Стороннему наблюдателю, однако, всё будет представляться иначе. Когда машина закладывает вираж, наблюдатель сочтет, что вы просто продолжаете прямолинейное движение, как это и делало бы любое тело, на которое не оказывает действия никакая внешняя сила; а автомобиль отклоняется от прямолинейной траектории. Такому наблюдателю покажется, что это не вас прижимает к дверце машины, а, наоборот, дверца машины начинает давить на вас.

Впрочем, никаких противоречий между этими двумя точками зрения нет. В обеих системах отсчета события описываются одинаково и для этого описания используются одни и те же уравнения. Единственным отличием будет интерпретация происходящего внешним и внутренним наблюдателем. В этом смысле центробежная сила напоминает силу Кориолиса (см. Эффект Кориолиса), которая также действует во вращающихся системах отсчета.

Поскольку не все наблюдатели видят действие этой силы, физики часто называют центробежную силу фиктивной силой или псевдосилой. Однако мне кажется, что такая интерпретация может вводить в заблуждение. В конце концов, едва ли можно назвать фиктивной силу, которая ощутимо придавливает вас к дверце автомобиля. Просто всё дело в том, что, продолжая двигаться по инерции, ваше тело стремится сохранить прямолинейное направление движения, в то время как автомобиль от него уклоняется и из-за этого давит на вас.

Чтобы проиллюстрировать эквивалентность двух описаний центробежной силы, давайте немного поупражняемся в математике. Тело, движущееся с постоянной скоростью по окружности, движется с ускорением, поскольку оно всё время меняет направление. Это ускорение равно v 2 /r, где v — скорость, а r — радиус окружности. Соответственно, наблюдатель, находящийся в движущейся по окружности системе отсчета, будет испытывать центробежную силу, равную mv 2 /r.

Теперь обобщим сказанное: любое тело, движущееся по криволинейной траектории, — будь то пассажир в машине на вираже, мяч на веревочке, который вы раскручиваете над головой, или Земля на орбите вокруг Солнца — испытывает на себе действие силы, которая обусловлена давлением дверцы автомобиля, натяжением веревки или гравитационным притяжением Солнца. Назовем эту силу F . С точки зрения того, кто находится во вращающейся системе отсчета, тело не движется. Это означает, что внутренняя сила F уравновешивается внешней центробежной силой:

Однако с точки зрения наблюдателя, находящегося вне вращающейся системы отсчета, тело (вы, мяч, Земля) движется равноускоренно под воздействием внешней силы. Согласно второму закону механики Ньютона, отношение между силой и ускорением в этом случае F = ma. Подставив в это уравнение формулу ускорения для тела, движущегося по окружности, получим:

F = ma = mv 2 /r

Но тем самым мы получили в точности уравнение для наблюдателя, находящегося во вращающейся системе отсчета. Значит, оба наблюдателя приходят к идентичным результатам относительно величины действующей силы, хотя и исходят из разных предпосылок.

Это очень важная иллюстрация того, что представляет собою механика как наука. Наблюдатели, находящиеся в различных системах отсчета, могут описывать происходящие явления совершенно по-разному. Однако, сколь бы принципиальными ни были различия в подходах к описанию наблюдаемых ими явлений, уравнения, их описывающие, окажутся идентичными. А это — не что иное, как принцип инвариантности законов природы, лежащий в основе теории относительности.

Двигатель ПД-14 стал самым значимым проектом в гражданской авиации за последние 30 лет

В конце прошлого года начались испытания новейшего российского авиационного двигателя ПД-14 на летающей лаборатории Ил-76ЛЛ, которые специалисты назвали «событием исключительной важности». ПАО «УМПО» определено как центр компетенции по нескольким ключевым технологиям в производстве данного двигателя. В чем же уникальность проекта и почему его назвали самым значимым российским проектом в области гражданской авиации за последние 30 лет?

В конце прошлого года начались испытания новейшего российского авиационного двигателя ПД-14 на летающей лаборатории Ил-76ЛЛ, которые специалисты назвали «событием исключительной важности». ПАО «УМПО» определено как центр компетенции по нескольким ключевым технологиям в производстве данного двигателя. В чем же уникальность проекта и почему его назвали самым значимым российским проектом в области гражданской авиации за последние 30 лет?

Читать еще:  Двигатель c20ne такой же как и

ПД-14 – двигатель пятого поколения, он соединяет в себе лучшие отечественные традиции с новыми авиационными стандартами XXI века. Турбореактивный двигатель – сложнейшее инженерное устройство, требующее очень непростых конструкторских решений. Например, одна лопатка турбины, а их в ступенях насчитывается около 70, вращается с частотой 12 тыс. оборотов в минуту, и на нее действует центробежная сила, равная 18 т. Для сравнения: это нагрузка на подвеску двухэтажного лондонского автобуса.

1. Первый авиадвигатель, созданный в России после распада СССР

Проект ПД-14 – новая страница в истории турбовентиляторных двухконтурных двигателей и первая отечественная разработка в области гражданского двигателестроения за последние 29 лет: первый полет Ил-76ЛЛ по программе испытаний ПС-90А состоялся 26 декабря 1986 года.

ПД-14 создан на базе специально разработанного уникального газогенератора, который включает три элемента: высокоэффективный компрессор, турбину высокого давления и малоэмиссионную камеру сгорания. Унифицированный газогенератор ПД-14 позволяет создавать двигатели тягой от 8 до 18 т.

2. Базовый проект для семейства двигателей

Семейство двигателей на базе ПД-14 позволит оснастить современными силовыми установками практически все российские самолеты: от ПД-7 для ближнемагистрального «Сухого Суперджет 100» до ПД-18, который можно установить на дальнемагистральный Ил-96. На базе газогенератора ПД-14 планируется разработать вертолетный двигатель ПД-10В для замены Д-136 на самом большом в мире вертолете Ми-26. Этот же двигатель можно использовать и на российско-китайском тяжелом вертолете, разработка которого уже началась. На базе газогенератора ПД-14 могут быть созданы газоперекачивающие установки или даже газотурбинные электростанции мощностью от 8 до 16 МВт.

3. Для ПД-14 разработано 16 новых технологий

Для ПД-14 разработано 16 критических технологий: монокристаллические лопатки турбины высокого давления с перспективной системой охлаждения, работоспособные при температуре газа до 2000 °К; пустотелая широкохордная лопатка вентилятора из титанового сплава, благодаря которой удалось повысить КПД вентиляторной ступени на 5% в сравнении с ПС-90; малоэмиссионная камера сгорания из интерметаллидного сплава; звукопоглощающие конструкции из композиционных материалов; керамические покрытия на деталях горячей части; полые лопатки турбины низкого давления и др.

4. Для проекта создано 20 новых материалов

При участии Всероссийского института авиационных материалов (ВИАМ) для ПД-14 было разработано порядка 20 новых материалов. Использование композитных материалов в конструкции двигателя и мотогондолы, полые широкохордные титановые лопатки вентилятора существенно снизили вес двигателя. ПД-14 выигрывает благодаря бесспорным преимуществам: уменьшению удельного расхода топлива на 10–15%, сокращению стоимости жизненного цикла на 15-20%; эксплуатация двигателя обойдется на 14–17% дешевле действующих аналогов.

Но создать материал — полдела: для его использования в гражданском авиадвигателе необходима сертификация по международным нормам. Иначе двигатель, как бы он ни был хорош, не допустят к полетам за пределами России. Правила тут очень строги, поскольку речь идет о безопасности людей. То же самое относится и к процессу изготовления двигателя: предприятиям отрасли требуется сертификация по нормам Европейского агентства авиационной безопасности (ЕASA). Все это заставит повысить культуру производства. Сама разработка ПД-14 проходила по новой, цифровой технологии, благодаря чему уже 7-й экземпляр двигателя был собран в Перми по технологии серийного производства, в то время как раньше опытная партия изготовлялась в количестве до 35 экземпляров. В целом же проект ПД-14 сохранит для России более 10 тыс. высококвалифицированных рабочих мест.

5. Экологичный и бесшумный авиадвигатель

Оптимизация параметров термодинамического цикла, малоэмиссионная камера сгорания, низкий удельный расход топлива позволили минимизировать вредные выбросы в ПД-14. Достигнутые показатели эмиссии ниже установленных норм на 30–45%.

ПД-14 – это бесшумный двигатель. 3D-аэродинамическое моделирование узлов, повышение степени двухконтурности для перехода в низкочастотную зону и применение эффективных систем шумоглушения последнего поколения позволили значительно снизить уровень шума. Показатели шума с существенным запасом превосходят нормы Международной организации гражданской авиации.

6. Первый российский авиадвигатель 5-го поколения

Прогресс в авиадвигателестроении характеризуется несколькими параметрами, но главным считается температура газа перед турбиной. Переход к каждому новому поколению турбореактивных двигателей, а всего их насчитывают пять, характеризовался ростом этой температуры на 100–200 градусов.

Так, у 1-го поколения двигателей конца 1940-х годов температура не превышала 877 °C, у 2-го поколения (1950-е гг.) этот показатель вырос до 977 °С, в 3-м поколении (1960-е гг.) этот параметр поднялся до 1176 °С, у двигателей 4-го поколения (1970–1980 гг.) температура газа дошла до 1376 °С. Лопатки турбин двигателей 5-го поколения, первые образцы которых появились на Западе в середине 1990-х, работают при температуре 1626 °С. В настоящее время в мире только 15% двигателей, находящихся в эксплуатации, относятся к 5-му поколению.

7. Технологии ПД-14 – государственная тайна

Кроме отечественных компаний, только фирмы США, Великобритании и Франции владеют технологиями полного цикла создания современных турбореактивных двигателей. То есть государств, производящих современные авиационные турбореактивные двигатели, меньше, чем стран, обладающих ядерным оружием или запускающих в космос спутники. К примеру, многолетние усилия Китая до сих пор так и не привели к успеху в этой области. Китайцы быстро скопировали российский истребитель Су-27, однако скопировать его двигатель АЛ-31Ф им так и не удалось. Китай до сих пор вынужден закупать этот уже давно не самый современный двигатель в России. Поэтому технологии разработки авиационных двигателей оберегаются как важнейшая государственная тайна.

Подробнее о двигателе ПД-14 и новых технологиях в промышленном производстве читайте на сайте ГК «Ростех».

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector