книги / Теория, расчёт и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок.-2
.pdf1. При уменьшении Т*(in ) |
в диапазоне Т*<Т *<Г *„ |
1\ / |
Я\ Г 1ГК1Х |
уменьшается cR, так как Т* стремится к Т*к (Т л п) (рис. 10.5).
Рис. 10.5. Зависимость cR n)
2. При Т*к достигается |
cRmin. |
3. При уменьшении |
в диапазоне гмг<т;<т;к рас- |
тет cR, что объясняется ухудшением теплоиспользования в дви гателе. То есть темп снижения g, = с (Ц Т* -Г *) преобладает над темпом снижения Qz=cpA i r c ~ T«)- При этом снижается
Лс |
Л„ =>Т ся ■ |
|
Дроссельные характеристики при регулировании ОК |
|
поворотом лопаток (ПЛ) НА |
|
Характер протекания зависимости R(n) определяется зави |
симостями М а(п) и Л (и). При уменьшении п практически
пропорционально уменьшается М в. Одновременно снижается Луд = 'l сс- V , характер изменения которой зависит от измене ния я* и Г,! , так как сс(я*, Г*).
В двигателе с нерегулируемым ОК при >lw<w (л,шх) Т*
первоначально резко снижается, затем темп снижения Т* за медляется, а в области п —>лмг Т* начинает возрастать до зна чительных величин (рис. 10.6).
Рис. 10.6. Зависимость Т* (п)
Это объясняется тем, что в области пш из-за рассогласо
вания работы первых и последних ступеней ОК резко снижается
ц к, это приводит к значительному росту |
LKпотр. |
|
В то же время вследствие снижения |
Г|* |
и кт (ГТ выходит |
из расчетного режима работы), уменьшается |
расп. |
Для поддержания баланса мощностей ( Nr = N K) приходит
ся увеличивать Т* = > Т Ц = > Т NT.
При регулировании ОК поворотом лопаток НА в области малых ппр рассогласования в работе ступеней не наступает
(/ = /р) и T|" = const Во всем диапазоне уменьшения п проис ходит снижение Г“(ч1л/Т) (см. рис. 10.6).
Темп снижения c.Q=>ч1 Ry. =>-1 R возрастает, а темп роста
ск = М т/ R замедляется (рис. 10.7).
Вывод:
1. Регулирование ОК при дросселировании приводит к бо лее резкому снижению тяги, что позволяет повысить имг (см.
рис. 10.7), следовательно, улучшить приемистость ( i tnp).
2. Экономичность на дроссельных режимах улучшается (•^Сд).
Дроссельные характеристики ТРД с автоматом перепуска воздуха (АПВ) и регулируемой f K[j
При уменьшении п от лт.1Х до ппп ~ 0,8 характер измене ния R и Сд обычный (рис. 10.8).
Рис. 10.8. ДХ при использовании АПВ и регулируемого PC
При п = 7ГП1, открывается перепуск воздуха (ПВ), что при
водит к росту расхода воздуха |
М в через первые ступени ОК |
и, следовательно, увеличению |
NK> NT, так как приходится |
сжимать дополнительный воздух, выпускаемый через окна ПВ.
В результате уменьшается п => САУ Т М т=>Т Т* =>Т NT
=>т й ---йпв
Вследствие увеличения температуры Т* с одной стороны, уменьшается МгСА с другой стороны, при увеличении
Tl .оТ с\ =>Т Ryj. . Однако темп снижения М а превосходит темп
роста |
Rva, |
поэтому скачкообразно |
уменьшается R = |
= U M |
j R ya. |
|
|
При включении ПВ скачкообразно возрастает cR, так как |
|||
увеличивается |
Мт при уменьшении |
R , следовательно, |
Т cR=Т Мт /1 R . Физически рост cR объясняется тем, что при ходится тратить часть топлива на совершение работы по сжатию
воздуха, выпускаемого в атмосферу и не участвующего в созда нии тяги.
При включении ПВ существенно возрастает АКу.
При п = пс раскрывается сопло ( Т FKp):
Т FKp=^>Т я +г =>Т 1^ =>Т п => САУ 'l Мт =>l Т* |
LT |
п —пс\ |
||
Т Р к р |
Рт =>^ К |
Сс=>Ь Луд =>l R ; |
|
4- Т ' =>4 Т* =>-1- сс=>4- /?уд =>4- R ;
4- г; =>Т мгСА=>Т м„ =>Т са=>4- /< /р
(рис. 10.9), снижается АКу .
Так как ОК нерегулируемый, то будут уменьшаться я*
и Г|к, следовательно, возрастет cR.
Таким образом, при увеличении FKp скачкообразно умень
шается R и возрастает cR (см. рис. 10.8).
Выводы: 1. Использование при дросселировании ТРД АПВ и регулирования PC, приводит к росту темпа снижения тяги, что
позволяет повысить /*мг, следовательно, улучшить приеми стость ( i /пр).
2. Экономичность на дроссельных режимах ухудшается
( Т £'/? )• 3. Запас устойчивости ОК при использовании АПВ в целом
возрастает ( Т ДКу).
Влияние программы регулирования на протекание ДХ
ПР Т* = const (Мт= const)
Дросселирование ТРД осуществляется уменьшением FKp.
Так как в соответствии с уравнением совместной работы ГТ
2п
и |
PC |
< |
^ ( F KP/ F c a ) " +1, |
т о |
при |
уменьшении |
FKp=>i пт=>i NT < NK=>>l n => >1 nK=>>l M a |
R = Rya >LMu. |
|||||
Одновременно |
при уменьшении п к => i |
р*к |
р *=>i р* => |
|||
=>i К = |
=>| Cc =>4- /? |
R =1 RyaM B. |
|
|||
|
|
Р» |
|
|
|
|
Таким образом, при уменьшении |
F вследствие уменьше |
||
ния Rya и М а интенсивно снижается |
R . Так как снижение тяги |
||
происходит при |
М т= const, то |
энергично |
возрастает |
_ Л/т = const |
|
|
|
Согласно |
промежуточному |
уравнению |
JICP: |
г :
л* = Ас/(Хал) 1— РТ движется по лучу 2 (рис. 10.10), соответ- Т):
ствуюшему Д = const.
Недостатки дросселирования при ПР Т* = const :
-низкая экономичность ( ТТ cR);
-резкое снижение АКу ;
-ухудшение приемистости ( Т tnp) из-за снижения запаса по
Т'г вследствие уменьшения АКу ;
- снижение ресурса ТРД вследствие того, что Т ^‘ г = Г* .
ПР птм = const
Дросселирование осуществляется уменьшением М г =>^ Т *,
а поддержание лтах = const производится увеличением |
FKр. При |
этом |
|
I Mr =>l Т* =>i N, < N H=>ln=> САУ Т FKp =>Т < |
=> |
=>Т NT =>tn = nmm; |
|
•i Т'г =>Т М СА =>Т А/в (незначительно); |
|
I г; =>i г; =>l L pc =*1 сс=>i /?уд=>i R =U Rya T M a .
Таким образом, снижение тяги R вследствие уменьшения R сдерживается некоторым ростом М в .
|
РТ движется по напорной кривой (линия 3 на рис. |
10.10) |
|||||
в |
область |
с |
большими |
расходами, |
так |
как |
|
|
п =const |
|
|
|
|
|
|
п„р — j = |
----------= const, удаляясь от ГГУ, при этом увеличи- |
||||||
|
V C |
= const |
|
|
|
|
|
вается ДК |
|
|
|
|
|
|
Недостатки дросселирования при IIP nmax = const :
-медленно снижается R ;
-диапазон изменения F не перекрывает весь диапазон
изменения тяги R от максимального режима до режима «МГ».
В : 1. Дросселирование при ПР Г* = const и ПР /1(ШХ= const в чистом виде неприемлемо из-за существенных недостатков.
2. Необходимо применять комбинированные программы дросселирования.
Дросселирование при комбинированной ПР
J. Уменьшение R при ПР nmax = const (участок PN).
Так как при и = л111ах Т*шх >7j*3K, то снижение Г" от Гг+, до Г*эк на участке PN (рис. ЮЛ 1) приводит к уменьшению сл , и в точке N достигается Fxpm:ix, cRmm.
Рис. 10.11. ДХ при комбинированной ПР
2. Уменьшение R снижением М т(участок NL).
При этом уменьшается Т* и п , что приводит к энергично
му снижению R |
Так как темп снижения R превосходит темп |
снижения М т , то |
возрастает cR = Ф M T/ i i R - участок NL |
(см. рис. 10.1 J). |
|
Вывод: Дросселирование при комбинированной ПР позво |
ляет, проигрывая в экономичности в зоне лмг, получить боль
шие значения |
пш |
при относительно низкой Г*, что улучшает |
||||||
приемистость ТРД и увеличивает его ресурс. |
|
|||||||
|
|
|
Оптимальное дросселирование |
|
||||
Для |
получения |
оптимальной |
ДХ |
(c ^ mjn) |
необходимо на |
|||
участке |
NK (см. рис. |
10.11) одновременно с уменынением рас |
||||||
хода топлива М тприкрывать PC ( i |
), в этом случае |
|||||||
Ф FKp =>i л* =>vt NT=>vl n - темп снижения n ускоряется; |
||||||||
ь ^ |
^ |
|
p\ =>7 < =>T cc |
/?уд =>T R - |
темп снижения |
|||
R замедляется; |
|
|
|
|
|
|||
l F |
|
|
M rPC =>vl М в - темп роста коэффициента избыт |
|||||
ка воздуха |
а |
(при |
*1 М т) замедляется, следовательно, замед |
|||||
ляется темп |
снижения 71*, что дополнительно |
сдерживает па |
||||||
дение R. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таким образом, уменьшение |
FKp сдерживает темп падения |
|||||||
/?, что способствует замедлению |
темпа роста |
(см. |
||||||
рис. 10.11). |
|
|
|
|
|
|
W /? |
|
|
|
|
|
|
|
|
10.2.2. Скоростные характеристики (СХ) ТРД
СХ ТРД - это зависимости R(M ) и cR(M) на заданном режиме работы двигателя, при Н = const и принятой программе регулирования (ПР).
Условия построения СХ:
1.Н = const;
2.ПР п = 1!„ых = const; г ; = Г*,ах = const.
Зависимость /?(М)
При расчетном режиме работы PC (рс = р„) и допущении, что М„ = Мг (р = 1), тяга ТРД определится по формуле
|
|
Я = Мв/?уд=М„(сс-У ). |
(10.1) |
|||
Взаимное изменение Луд и М в, при изменении М полета, |
||||||
будет |
определять |
характер |
протекания зависимости R(M) |
|||
(рис. |
10.13). |
|
|
|
|
|
1. При увеличении M=s>T n v {g = p'[ V 2 |
п аа =Т n vnK. |
|||||
Одновременно |
при |
Т |
М = > Т 2’вх =>-1 ппр ~ п/-^Т Гвх => |
|||
|
), так как темп роста |
nv |
превышает темп снижения |
|||
л*, го Т я*в = Т Т n*v -I я*, но темп роста л дв |
сдерживается неко |
|||||
торым снижением к к. |
|
|
|
|
||
При Т 71дв =>Т р к =>Т pi =>Т р * |
(при |
7t* = const) =>Т 71* = |
Т}
=——-=>? сс (рис. 10.12). Невысокий темп роста сс(Т 71дв) еще
Р„
более замедляется из-за того, что при Т Г * х = > Т Г * =>
=>i Q, => 4 L„, =>Ф L, ~ с2. Этим объясняется нелинейный ха- |
|||||||
|
|
вп |
с |
с |
|
|
|
рактер изменения сс при увеличении М полета. |
|
|
|||||
|
При увеличении М полета одновременно с ростом сс рас |
||||||
тет |
скорость |
полета |
V |
причем темп |
роста |
скорости |
|
V ~ Т |
М = Т V / а (см. рис. 10.12). |
|
|
||||
|
Таким |
образом, |
при |
увеличении |
М |
снижается |
|
/?у;1 = Т с, - |
V (см. рис. |
10.13). |
|
|