- •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
(c - V Y |
% - потери кинетическом энергии га- |
3 —£---- — ss (8... 12) |
|
2 |
|
зового потока, вытекающего из двигателя (оцениваются при по-
МОЩИ Г)тяг ).
Так как величина подведенной к рабочему телу теплоты Q{
определяется количеством топлива, подаваемого в камеру сго рания в единицу времени ( Мт), то относительная величина по терь теплоты напрямую определяет экономичность двигателя, которая характеризуется удельным расходом топлива cR
Удельный расход топлива тем меньше (экономичность лучше), чем ниже уровень потерь тепла (энергии) в двигателе.
Контрольные вопросы
1.Перечислить и пояснить преимущества воздушно-реак тивного двигателя перед поршневым двигателем.
2.Объяснить физический смысл и принцип создания тяги
втурбореактивном двигателе.
3.Вывести формулу силы тяги турбореактивного двигате ля и проанализировать ее видоизменение при различных режи мах работы сопла.
4.Проанализировать энергетические преобразования по тракту турбореактивного двигателя и соответствующее им из менение статических и полных параметров рабочего тела.
5. Объяснить неизбежность потерь в виде отвода тепла
в«холодильник» согласно второму закону термодинамики.
6.Работа и термический КПД идеального цикла.
7.Изобразить графически и пояснить различия идеального
идействительного (реального) циклов ТРД.
8.Работа в действительном цикле ТРД.
9.Зависимость эффективной работы от п к и Г*.
10. Дать определение, объяснить физический смысл эффек
тивного КПД цикла и его зависимости от п к и Т *.
11. Дать определение, объяснить физический смысл тягово го КПД цикла и его зависимости от отношения скоростей V/сс
12.Полный КПД и его зависимость от скорости и высо ты полета.
13.Нарисовать и пояснить схему энергетического балан са в ТРД.
Задачи
1. Определить удельную и полную тягу ТРД при расчетном режиме работы сопла, если при скорости полета V = 400 м/с, тя говый КПД г|тнг= 0,6. а расход воздуха через двигатель М 3 =
=60 м/с.
2.Определить удельную и полную тягу ТРД при расчетном режиме работы сопла, если при скорости полета V = 400 м/с,
эффективный КПД г)е= 0,42, расход воздуха через двигатель
Мв = М г= 60 м/с, температура газа Г*= 1550 К, степень подог
рева газа Д = (Т*/Т *) = 2,67, средняя удельная теплоемкость с =
=1255 Дж/(кгК).
4.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОСЕВЫХ КОМПРЕССОРАХ
ВРД
4.1. Назначение компрессоров и требования, предъявляемые к ним
Компрессор предназначен для повышения давления возду ха и подачи его в камеру сгорания с целью увеличения тяги R и снижения удельного расхода топлива cR, а также - обеспече
ния необходимого давления воздуха для создания стартовой тя ги при V = 0.
ВВРД используются три типа компрессоров: центробеж ные, осевые, комбинированные.
Вмаршевых ВРД современных ЛА наибольшее распро странение получили осевые компрессоры (ОК).
Преимущества ОК: меньшие габариты, более высокий
КПД, возможность получать большие я* за счет увеличения
числа ступеней.
Недостатки OK: сложность в изготовлении, высокая стои мость.
Требования к OK ЛА: высокий КПД компрессора г| * , ма лые габариты и масса, устойчивая работа и обеспечение необхо димых л* и М а в заданном диапазоне V; H и частот вращения ротора п , простота и надежность конструкции.
4.2.Основные параметры ОК
1.Степень повышения давления воздуха в компрессоре
РМ |
|
2. Полное давление воздуха за компрессором |
р* = р*хя*, |
где iC = p „ n v , следовательно, р*к = р „ К К , где |
п*, = р*п ! р п |
степень повышения давления воздуха в ВЗ. |
|
3.Секундный массовый расход воздуха через ОК - М и
4.КПД ОК, оценивающий степень преобразования работы, подводимой в ОК к воздуху LK, в полезную работу сжатия воз-
ДУха LKMI - р; - |
, где |
К |
(4.1) |
|
к -1 |
Совершение работы по преодолению трения в ОК сопро вождается выделением тепла и дополнительным подогревом воздуха по сравнению с адиабатным сжатием. Для повышения
давления более нагретого воздуха от давления р*вх до давления
1\ требуется затратить работу (рис. 4.1)
^ K .IIOJI. — ^к.ад |
^ ^ к .тр . |
где ДД,тр - тепловое сопротивление компрессора.
Сжатие воздуха в ОК - политропное ( п - 1,47... 1,5), поэто му потребная работа: