Моторный реверс: что это такое в авиации, автомобиле, электромоторах и судостроении

Реверс в электродвигателе

Потребность в реверсивных двигателях с функцией обратного вращения невозможно переоценить. Применяются в приводах арматуры, лебедках, грузоподъемных устройствах и механизмах (лифты, краны и др.).

Есть области, где можно использовать электродвигатели с вращением преимущественно в одну сторону: работа электротранспорта (трамвай, троллейбус), конвейерные ленты, насосы. С этим приложением редко используется обратное подключение: для движения задним ходом или в аварийном режиме.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ НА СЛЕДУЮЩЕЕ! Производители современных электромобилей используют функцию реверса электродвигателя при торможении автомобиля. Это позволяет заряжать аккумулятор на ходу.

Способ подключения функции обратного вращения для электродвигателей очень прост. Для изменения направления вращения вала достаточно поменять фазы. В этом случае необходимо позаботиться о наличии защиты от возможного короткого замыкания при подключении силового агрегата к сети. А также будьте осторожны при использовании трехфазного напряжения.

В авиации

Устройство реактивного двигателя внутреннего сгорания, устанавливаемого на самолете, таково, что поток воздуха, выходящий из сопла двигателя, выступает движущей силой при движении стальной птицы по воздуху.

Только при посадке, при использовании интенсивного торможения самолета, используются реверсивные функции силовой установки. При маневрировании самолета на стоянке и подходе к точке взлета пилоты также должны использовать реверс двигателя.

Управление такой функцией на реактивном двигателе намного сложнее по сравнению с электрическим агрегатом. Наличие реверсора обусловлено конструктивными особенностями двигателя, его способностью создавать реверсивное реактивное течение.

На самолетах с воздушными винтами обратная тяга создается за счет изменения угла поворота лопастей. Двигатель продолжает вращаться в одном направлении, а поток воздуха после включения реверса тянет самолет в обратном направлении.

Посадка на воду

посадка самолета на воду считается одним из самых благоприятных вариантов посадки в аварийной ситуации. При грамотных действиях вода смягчает удар и помогает предотвратить серьезные повреждения. В истории авиации известны неоднократные примеры посадок на воду, в результате которых были спасены сотни людей. При посадке на воду пилот обычно выполняет следующие действия:

• Закрылки, шасси и спойлеры убраны, так как они будут только мешать при посадке.
• Двигатели настроены на низкие обороты.
• Пересечение при посадке возможно на скорости 20 км/ч, т.е скорость самолета ок. 200 км/ч при контакте с поверхностью.
• Нос самолета должен быть немного приподнят.
• В случае контакта с водой самолет должен располагаться как можно ровнее, чтобы поверхность контакта с водой была как можно больше.

При посадке самолета на воду пилоты не используют тормоза на шасси или задний ход. Торможение происходит за счет естественного сопротивления воды.

Как тормозят пассажирские самолеты

В пассажирской авиации редко используется только одна система торможения самолета при посадке. Во время полета может произойти множество аварийных ситуаций, и чтобы безопасно посадить аппарат, у пилотов обычно есть несколько вариантов торможения. Что уж говорить о пассажирских маршрутах, где ответственность многократно возрастает. А большой вес самолета просто не позволяет тормозить одним только методом. Какие методы используются в гражданской авиации?

1. Тормоза установлены на колесной базе. Во время посадки самолет все еще имеет достаточно высокую скорость, поэтому тормоза на шасси никогда не используются в качестве единственного средства остановки. Да и использовать их можно только после того, как колеса коснулись ВПП, а ведь скорость самолета должна начать снижаться еще до этого. Кроме того, сцепление с поверхностью может ухудшиться из-за погодных условий: мокрой или обледенелой поверхности.
2. Реверсирование двигателя обычно дополняет первый метод торможения. Только самолеты с винтами изменяемого шага могут делать реверс. Пилот просто меняет положение винта и начинает его «тянуть» в обратную сторону. На реактивных самолетах реверс активируется изменением положения специальных заслонок.
3. Вспомогательным методом торможения на пассажирских самолетах является использование специальных спойлеров, выдвигающихся при посадке. Они создают сопротивление воздуха, что также способствует снижению скорости самолета.

Проблема торможения в современной авиации стоит достаточно остро. Ведь самолеты уже давно развивают огромные скорости, а их масса зачастую весьма внушительна. Поэтому инженерам пришлось сильно постараться, прежде чем они узнали, как не только посадить, но и остановить «Боинг» или «Лайнер».

Истребители

Как военный самолет тормозит при посадке? Истребители и другие военные самолеты относятся к совершенно особой категории самолетов. Они легкие и способны развивать высокие скорости. В целом способ торможения истребителя мало чем отличается от других самолетов. Они также используют спойлеры и тормоза. У большинства самолетов есть реактивные двигатели с возможностью реверса, но эта функция используется редко.

Если его включить во время полета, самолет может просто разорваться. А после снижения в целом достаточно использовать только дисковые тормоза и спойлер. Например, на американских истребителях F/a-18 в качестве одной из тормозных систем используется спойлер-спойлер, который при снижении поднимается над фюзеляжем. Также во многих моделях крылья имеют множество движущихся частей, которые могут менять положение и снижать скорость самолета.

Но есть один способ торможения, который в основном используется только на военных самолетах. Тормозной блок парашюта обычно используется при подходе к взлетно-посадочной полосе на скорости от 180 до 400 км/ч. Это позволяет резко увеличить сопротивление, заставляя самолет замедляться. Если парашют взлетает в начале полосы, когда скорость еще слишком высока, есть риск аварии, поэтому его применяют после использования других способов торможения.

Преимущества и недостатки реверса

Реверс тяги авиационного двигателя имеет свои достоинства и недостатки. К достоинствам можно отнести то, что он позволяет затормозить самолет в тот момент, когда тормоза на шасси еще не работают. С ним можно не только замедляться, но и двигаться в обратном направлении. С помощью реверса при необходимости можно быстро свернуть на нужную колею, включив его только на одном из двигателей. На этом все плюсы заканчиваются. КПД реверса двигателя составляет всего 30%. Поэтому на пассажирских самолетах часто применяются и другие способы торможения.

Вместе с ними есть гарантия того, что самолет точно остановится: не пользуешься одним, значит пользуешься другим устройством. Да и вес устройства слишком велик, а потому используется только на больших вкладышах, которые могут похвастаться хорошей несущей способностью. К недостаткам реверса также можно отнести поведение на малых скоростях полета. При ее снижении до 140 км/ч и меньше велика вероятность того, что из воздуха будет поднят различный мусор, который затем может попасть в двигатели.

Реверс тяги двигателя самолета.

Легкомоторные самолеты

Самолеты разных категорий могут достаточно сильно отличаться друг от друга по техническим характеристикам и конструкции. Поэтому неудивительно, что тормозные системы на разных моделях тоже разные. Как устроен самолет и его тормозная система? Чаще всего пилоты тормозят с помощью гидравлической тормозной системы. Вес легкомоторных самолетов редко превышает полтонны, поэтому на них редко устанавливаются дополнительные тормозные устройства типа спойлеров. На само шасси устанавливаются дисковые тормоза, конструкция которых идентична конструкции тормозов на автомобилях.

При срабатывании тормоза колодки прижимаются к шасси и создают механическое препятствие дальнейшему вращению. Задача пилота в этом случае — организовать такое давление, чтобы не повредить поверхность колеса, но при этом снизить скорость самолета. Как правило, этого способа торможения вполне достаточно, чтобы остановить самолет. Некоторые «кукурузы» имеют еще и реверсивное торможение, с помощью которого пилот также может управлять самолетом на посадочной площадке. В небольших аэропортах редко бывают эвакуаторы, поэтому эта функция пригодится.

Аварийное торможение

В современном мире непросто обойтись без международных перелетов, которые зачастую занимают не один час. Несмотря на весь прогресс цивилизации, количество людей, страдающих аэрофобией, только растет. Статистика убеждает не бояться авиаперелетов, ведь риск попасть в аварию со смертельным исходом гораздо выше, чем в авиакатастрофе. Но страх редко бывает оправданным, поэтому многие продолжают летать, только выпив успокоительное. Но страх можно уменьшить, если лучше познакомиться с устройством самолета и с тем, как в нем все устроено на случай различных непредвиденных ситуаций. Если по какой-то причине вышла из строя одна или несколько тормозных систем самолета, существуют дополнительные аварийные методы, помогающие остановить самолет даже в аварийных ситуациях.

Например, при аварийной посадке со сломанными тормозами на взлетно-посадочную полосу выливается нагретый мазут, что способствует снижению скорости. В небольших самолетах используется тормозной парашют, который раскрывается после приземления и позволяет довольно быстро его остановить. Еще один способ торможения: торможение еще в воздухе за счет снижения мощности двигателя и увеличения лобового сопротивления. Торможение самолета, как правило, не вызывает проблем при посадке. А все причины серьезных авиакатастроф кроются главным образом в неудачном стечении нескольких обстоятельств.

В корабельных двигателях внутреннего сгорания

Технические характеристики двигателей, устанавливаемых на плавсредства, позволяют коленчатому валу вращаться как в одну, так и в другую сторону. Конструктивная особенность присуща только тем двигателям, которые могут изменять параметры таких обслуживающих систем, как: топливная, газоотводная, газораспределительный механизм. Эти двигатели называются реверсивными. Самые первые плавучие заводы оснащались только такими силовыми установками.

Читайте также: Как пользоваться автоматическим выключателем АП-50

ССЫЛКА! Пароходы оснащались обратной подачей пара, благодаря чему гребные колеса вращались в противоположную сторону, и корабль двигался назад.

Развитие технологий не стоит на месте, и сегодня движение судна по воде кормой может осуществляться за счет:

• механическая передача крутящего момента на винт реверса с помощью редуктора или муфты реверса;
• функция винтовой конструкции;
• с реверсивным двигателем.

Винты сложной конфигурации в кораблестроении не нашли широкого применения, а вот два других способа повсеместно применяются при вождении кораблей и катеров.

Виды самолетов

В авиации можно выделить два типа самолетов: гражданские и военные. Они очень разные по конструкции, поэтому у них разные тормозные системы. Способ торможения также зависит от веса самолета. Среди боевых самолетов можно выделить истребители, перехватчики и бомбардировщики. Они небольшие по весу и размерам, поэтому чаще всего их тормозят с помощью тормозного экрана, что позволяет быстро остановить самолет. Кроме того, они используют тормоза на шасси. Пассажирские лайнеры обычно используют тормоза на шасси, а также торможение двигателем задним ходом. Что это?

Реверсивное торможение по типам тяговых двигателей и движителей

Паровая машина

Этот тип обратного торможения более известен как встречная пара.

Реактивный двигатель

В космическом корабле торможение задним ходом — единственный способ снизить скорость в космосе. Для этого может быть использован специальный тормозной двигатель, либо поворот против движения и дальнейшее торможение основного двигателя.

В авиации реверс в основном используется для торможения в полете, после приземления или для экстренного торможения при прерванном взлете. Для этого используется специальное реверсивное устройство, которое направляет реактивную струю навстречу движению.

Электродвигатели

Так называемый противоточный тормоз — один из вариантов электрического торможения, при котором тормозной момент в тяговых двигателях создается реверсированием их обмоток возбуждения. Таким образом, возникают моменты, направленные в сторону, противоположную направлению вращения их роторов.

Основная проблема с торможением обратным током заключается в том, что ток в этот момент может вдвое превышать ток короткого замыкания, что может привести к повреждению двигателей или срабатыванию защитных устройств, отключающих двигатели от цепи. Из-за этого торможение задним ходом практически невозможно использовать на высоких скоростях. Также не применяется на электроподвижном составе постоянного тока, а если и используется, то как аварийный на малых скоростях (10-15 км/ч) и только в первом положении регулятора (последовательно соединенные ТЭД с полностью вставленным пусковым резистором).

На электрическом подвижном составе переменного тока торможение задним ходом может использоваться в стандартной комплектации на низких скоростях. Это особенно практично на электровозах с импульсным управлением (ВЛ80р, ВЛ85, ВЛ65, ЭП1), где переход от рекуперативного к реверсивному торможению осуществляется изменением угла открытия тиристоров статического преобразователя.

Помимо электромобилей, электрическое реверсивное торможение применяется в местах, где двигатели не работают в таких жестких режимах, но применение специализированного тормозного устройства нежелательно: например, в некоторых сварочных аппаратах, работающих на сплошной электродной проволоке, для торможения проволочный патрон.

Гребной винт

Реверсирование гребного винта является наиболее важным способом замедления судов. В зависимости от типа силовой установки судна и передачи на гребной винт могут применяться разные способы реверсирования: встречный (на кораблях), изменение реверса (на кораблях), поворот лопастей гребного винта на отрицательный угол атаки . При реверсе гребного винта руль корабля может находиться в возмущенном потоке и становиться неэффективным. Именно снижение эффективности руля при реверсировании гребного винта не позволило «Титанику» покинуть айсберг.

Водомётный движитель

Струя воды реверсируется так же, как и в газотурбинном двигателе – с помощью заслонок на сопле. Широко применяется на быстроходных судах, таких как теплоход типа «Заря». Однако есть одна особенность. Поскольку руль «Зари», как и многих других водометных судов, гидрореактивный (размещенный в водомете), направление вращения судна не будет совпадать с направлением вращения при торможении и реверсировании руля.