- •А.А. Григорьев
- •ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •1. ПРИНЦИП РАБОТЫ ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ (ТРД)
- •1.1. Преимущества ТРД перед поршневой СУ
- •1.2. Принцип создания тяги ТРД
- •1.3. Изменение параметров рабочего тела и превращения энергии по тракту ТРД
- •1.4. Основные параметры ТРД
- •2.2. Идеальный цикл ТРД
- •3. РЕАЛЬНЫЕ (ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫЕ) ЦИКЛЫ ВРД
- •3.1. Процессы в действительном цикле
- •3.2. Работа действительного цикла ТРД
- •3.3. Эффективный КПД ТРД
- •3.4. Тяговый (полетный) КПД ТРД
- •3.5. Полный (экономический) КПД
- •Контрольные вопросы
- •Задачи
- •4. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОСЕВЫХ КОМПРЕССОРАХ
- •4.1. Назначение компрессоров и требования, предъявляемые к ним
- •4.2. Основные параметры ОК
- •4.3. Характеристики OK (ХК)
- •Контрольные вопросы
- •5.1. Назначение, классификация и требования к ВЗ ВРД
- •5.3. Дозвуковые воздухозаборники (ДВЗ)
- •5.4. Формы дозвуковых диффузоров
- •Контрольные вопросы
- •Задача
- •6. ПРОЦЕССЫ, ПРОТЕКАЮЩИЕ В ОСНОВНЫХ КАМЕРАХ СГОРАНИЯ (КС) ВРД
- •6.5. Топливные форсунки, применяемые в КС ВРД
- •6.6. Потери полного давления в КС
- •6.7. Эксплуатационные характеристики КС
- •Контрольные вопросы
- •7. ВЫХОДНЫЕ УСТРОЙСТВА (ВУ) ВРД
- •7.1. Назначение, состав и требования к ВУ ВРД
- •7.2. Реактивное сопло
- •Контрольные вопросы
- •ОСНОВЫ РАСЧЕТА ТРД
- •8.4. Понятие о свободной энергии ВРД
- •8.5. Основы газодинамического расчета ВРД
- •9.3. Влияние различных факторов на положение ЛСР
- •9.4. Особенности совместной работы ОК и ГТ на неустановившихся режимах
- •9.5. Номенклатура основных режимов работы ТРД
- •Задача
- •10. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРД
- •10.1. Термодинамические основы регулирования ТРД
- •10.2. Типы характеристик ТРД и их назначение
- •10.3. Методы получения ЭХ
- •Контрольные вопросы
- •12. ДВУХКОНТУРНЫЕ ТРД (ТРДД)
- •12.1. Схемы ТРДД и их основные параметры
- •12.2. Газодинамические преимущества ТРДД перед ТРД
- •12.5. Особенности законов регулирования ТРДД
- •12.6. Особенности характеристик ТРДД
- •Контрольные вопросы
- •13. ТУРБОВАЛЬНЫЕ (ТВАД), ТУРБОВИНТОВЫЕ (ТВД)
- •13.1. Принцип действия ГВаД и ТВД
- •13.2. Схемы ТВД и ТВаД
- •13.3. Основные параметры ТВД
- •13.5. Совместная работа узлов ТВД
- •13.6. Дроссельные характеристики ТВД и ТВаД
- •13.7. Климатические характеристики ТВаД
- •13.8. Высотно-скоростные характеристики ТВД и ТВаД
- •Контрольные вопросы
- •14.2. Рабочий процесс в форсажных камерах
- •14.3. Понятие о неустойчивых режимах горения
- •14.4. Особенности эксплуатационных характеристик ТРДФ
- •Контрольные вопросы
- •БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
- •ГРИГОРЬЕВ Андрей Алексеевич
Выражение 13.5 было получено Б.С. Стечкиным в 1944 го ду и называется «формула Стечкина».
Из анализа формулы 13.5 видно, что чем больше скорость полета V и, следовательно, меньше КПД ВВ г)в, тем большую часть Lc целесообразно передавать на ускорение потока в PC,
при этОхМ будет уменьшаться л*(Ф LT) и расти п *.
При оптимальном распределении Le полный КПД г\п дос тигает максимального значения Литах = ^гягтах / Go ■
При V = 0 определить сС0ПТ по формуле Стечкина нельзя. Из расчетов следует, что при V = 0 ссопт слишком мала. Для ее получения необходимо иметь значительное перерасширение газа в ГТ, то есть существенно снижать пс = ФХ р * /р и Однако, при малых р"тплотность тока в выходном сечении ГТ уменьша ется ( ртст ), и для обеспечения заданного расхода М гт = FTpTcT
необходимо увеличивать FT. Это приводит к увеличению длины
лопаток последних ступеней ГТ, следовательно, к снижению прочности РЛ.
В итоге достигается незначительное увеличение /?твд на взлетном режиме, но заметно снижается /?твд на расчетных ре жимах. Поэтому ТВД рассчитывают так, чтобы сС0ПТ достига лась на расчетных скоростях полета. При этом экономичность на взлетных режимах снижается.
13.5.Совместная работа узлов ТВД
13.5.1.Зависимость удельных параметров от параметров рабочего процесса Ууд(Г*, я*); се(Г*, я*)
Так как N ya=(Ne/M e)= Le, то зависимость УУуд(я*, Г*)
аналогична зависимости Lc(nK, Гг*). Учитывая, что если термо динамические циклы ТРД и ТВД одинаковы, то и характер про текания зависимостей Lc (nK, Т ' ) ТРД и ТВД будет одинаковый.
Для ТВД также имеется я ’ опт при которой Le = Lejn.lx, сле довательно, N ya = Nyamax (рис. 13.5).
Так как у ТВаД, по аналогии с ТРД, удельный расход топ лива определяется как
се |
360000 |
(13.6) |
|
Рис. 13.5. Зависимости Рис. 13.6. Зависимости
то при увеличении Т* =>Т д*опт |
резко увеличивается |
N ya и ме |
|
нее значительно увеличивается |
0 О, следовательно, |
снижается |
|
с„ (рис. 13.6). |
|
|
|
Вывод: Увеличение Г* при одновременном увеличении тск |
|||
позволяет резко повысить |
работу цикла Leu =>Т Le =>Т Nya |
||
и уменьшить се. |
|
|
|
При < )К(Л/ул<^уД1ШХ), |
се = cemin. |
|
Особенностью зависимо сти ct (T*) ТВД по сравнению с ТРД является то, что при
увеличении |
Т * |
постоянно |
|
снижается се |
(рис. |
13.7), в то |
|
время |
как |
у |
ТРД при |
Т* > Т"г,к |
cR начинает расти. |
Это объясняется тем, что в ТВД основная часть тяговой работы Ттяг создается воз
душным винтом, КПД кото рого не зависит от величины
7'*, поэтому рост Ли =1Т Т|е Т1в'^'г1тяг происходит пропорционально увеличению Г|е при росте Г* при незначительном сдер живании за счет снижения Т}тяг.
13.5.2. Особенности совместной работы Одновальный ТВД
Сопло |
- дозвуковое, |
режим работы - |
докритический |
(я*<я* ), |
следовательно, |
сс < скр => ^(Лкр)< 1 . |
В наличии два |
РФ: М ти срв. срв - угол установки лопастей ВВ. При увеличении фв увеличивается аэродинамическое сопротивление вращению
ВВ, увеличивается отбор мощности от ГТ на вращение ВВ, растет
суммарная потребная мощность: Т Y*N > Л' |
сп => -I п . |
При срв= 0 отбор мощности воздушным |
винтом близок |
к нулю и совместная работа узлов ТВД (ОК, КС, ГТ) практиче ски не отличается от работы одновального ТРД.
При увеличении срв > О (ПР п = const) увеличивается по требная мощность на вращение ВВ /VDn0Tp, следовательно, увеличивается суммарная потребная мощность на вращение
ВВ и OK: |
I/V потр = (/VB+ yVK) > N Tzz>i n => САУ T M 7 =>T T ; |
|||||
=>T yVT |
/? = /2 . При увеличении |
T* |
растет |
дгСА=> |
||
|
|
=>1 AfrCA |
А/в, |
следователь |
||
|
|
но, уменьшается (/(лвх), |
ЛСР на |
|||
|
|
характеристике |
ОК сместится |
|||
|
|
ближе к ГГУ, |
уменьшится АКу |
|||
|
|
(рис. 13.8). |
|
|
|
|
|
|
Одновременно |
при |
умень |
||
|
|
шении расхода газа через сопло- |
||||
|
|
вый аппарат первой ступени ГТ |
||||
|
|
Л/гСА, |
увеличится |
р* => |
||
Рис. 13.8. ЛСР ТВД |
=>Т pi |
Т я* =>Т л е =>т л„. сле |
||||
|
|
довательноуменьшится се
Выводы: 1. При увеличении фа снижается АК .
2.Увеличение <ра в ТВЦ влияет на ЛСР аналогично уменьшению FKp в ТРД.
3.При увеличении срв снижается се .
Положение ЛСР зависит от числа М полета, так как ре жим работы дозвукового PC в ТВД всегда докритический. При
увеличении |
М =>Т %v =>Т пла =>Т /?* =>Т р'. |
л* => Т сс => |
f/(XKp)^=> Т л* Из условия совместной работы ГТ и PC: |
||
|
-J- * _ V ^ |
<7(^кр) _s |
|
Т” “ ^ а^ |
са) ^ |
=*? Ут =>Т п =» САУ 1 м т=>
Рис. 13.9. ЛСР ТВД при М = var
=>1т;=>1ъгСА |
м гСА |
Вследствие уменьшения дрос селирующего воздействия ГТ на ОК возрастет расход воздуха М в, сле