- •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
Одновременно, при |
Т Я --=>ФТи |
Гвх =>Т я* =>Т р'к => |
|||
р* =>Т п~с =>Т сс =>Т Луд, но из-за |
более |
интенсивного |
|||
уменьшения |
М й снижается тяга |
Лр =Т Луд->и1Л//в |
В результате |
||
уменьшается |
Nc =4I N B Н-------— . |
|
|
|
|
Снижение се при росте Я |
до 11 км связано с улучшением |
||||
теплоиспользования вследствие роста я*(1 Гп). |
|
||||
При увеличении Я > 11 км |
= const ( Ти = const). |
||||
|
13.8.2. |
ВСХ ТВаД со СТ |
|
Характер и причины протекания ВХ ТВаД со СТ полно стью аналогичны ВХ ТВД, учитывая что Яр * 0 ( сс ~ V ).
СХ обычно не рассматривают, так как ТВаД со СТ исполь зуются, как правило, на наземных установках ( V = 0) или на вер толетах ( V < 250 км/ч), где Nc и се изменяются в пределах (2...3) %.
Контрольные вопросы
1. Сделать сравнительный анализ ТВаД (ТВД) различных
схем.
2.Основные параметры ТВД.
3.Проанализировать формулу Стечкина.
4.Особенности дросселирования ТВД при постоянной час тоте вращения ротора газогенератора.
5. Особенности протекания дроссельных характери стик ТВД.
6. Климатические характеристики ТВаД.
7 Програхмма оптимального дросселирования ТВД.
14.1. Назначение и способы форсирования тяги
Форсирование тяги - это кратковременное увеличение тяги двигателя выше /?1ШХ. Увеличение тяги при форсировании оце
нивается степенью форсирования /?ф /Л тах.
Цели форсирования тяги:
-сокращение длины разбега самолета при взлете;
-увеличение скорости полета;
--увеличение скороподъемности.
Способы форсирования тяги:
-дополнительное сжигание топлива за ГТ;
-кратковременное увеличение п > птлх;
-кратковременное увеличение Т* > Т*тах;
-впрыск воды или других жидкостей в ОК;
-впрыск воды или других жидкостей в основную КС (ОКС).
1.4.1.1.Форсирование сжиганием топлива
вфорсажной камере (ФК)
Наиболее распространенный способ форсирования ТРД - это дополнительный подогрев газа в ФК за ГТ.
Это, возможно, потому, что в газовом потоке после ОКС
велико содержание непрореагировавшего кислорода ( а окс = |
||
= 3 - 5 ) . |
|
|
При |
увеличении |
Мтф =>Т Т* =Т Гф =>Т LpC =>Т сс => |
и>Т Rул |
/?. |
|
|
|
Одновременно, |
при |
Т Т*т=>Т ДгРС =>4. М гРС =>Т р* = |
||
= Т Рф =>1 пу => -I NT < NK=>i п . Для того |
чтобы сохранить |
|||
п = const, |
необходимо |
при |
увеличении Г* |
увеличивать FKp |
с целью сохранения MrРС = const, гак как М гРС =Т
Условие сохранения согласованной работы турбоком прессора:
|
|
|
|
|
^кр.ф |
_ < |
|
(14.1) |
|
|
|
|
|
F |
VТ* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
кртах |
V ютах |
|
|
При включении ФК |
|
|
|
|||||
( |
р |
'N |
|
|
|
|
|
|
|
ЯФ |
|
< |
1,4... 1,5 - при дозвуковых скоростях полета; |
||||
V ^тах J |
|
|
|
|
|
|
||
( |
R,u |
|
< |
2,5 - при М > |
1...2,5; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
V |
^ т а |
х |
У |
|
|
|
|
|
|
= 200 % |
0Т C R < m x - ПРИ М =°; |
|
|
||||
сЛф = 40 % |
0Т C/?,mx - при М =2,5. |
|
|
|||||
При полете |
с М > 2,5 |
форсажный режим |
может являть |
|||||
ся основным |
|
(длительным) |
режимом |
работы |
ТРД (ТУ-144; |
|||
«Конкорд»). |
|
|
|
|
|
|
||
У |
современных ТРДД, |
имеющих |
высокие |
значения Т*, |
уменьшается количество непрореагировавшего кислорода, сле довательно, снижаются возможности форсирования ( Ф М т(f)).
14.1.2.Форсирование тяги увеличением п > п|ШХ
Увеличить п ( Т УУТ> NK) можно двумя способами:
1. т м т=>тг;>71х=> тд/т > л/к=>
=>Т р* =>Т р 1 =>Т пс =>Т сс =>Т Луд =>Т R .
Одновременно
при Т < =>Т р* =>Т р* =>Т М гСА =>Т М в =>Т R ; при Т т) > т’ых=>Т т; =>Т LpC=>Т сс =>Т луд =>t R .
Тяга |
R энергично растет |
вследствие значительного роста |
с; и роста |
М и |
|
При |
увеличении п на |
(3...5) % тяга возрастает на |
(15... 20)%.
Такой режим является чрезвычайным (ЧР), так как при этом резко возрастают динамические ( Т Fu6) и тепловые нагруз ки на ГТ. После работы на ЧР в течении (2...3) минут двигатель
необходимо снимать для ремонта. |
|
|
|
2. Т FKp =>Т MrPC |
pi |
пт=>Т УУТ> NKwT п =>?я* => |
|
т Р\ => т Р; =>т < =>т с0 =>т л ул =>т R . |
|
||
Однако, так как |
Г* = const |
и увеличивается |
, то одно |
временно будет уменьшаться Т? =>4- L,>c =>4- сс =>Ф Ryit =>-1 R.
Такой режим называется «холодная раскрутка» (Т п при Т* = const).
Рост гяги при таком способе форсирования - незначи
тельный. |
|
|
14.1.3. Форсирование тяги увеличением |
Т * > 7 ”)ах |
|
|
при nmax = const |
|
Т Мт=>Т г; > 7П'1;1Х=>Т Т* =>Т 7РС=>Т Сс |
/?уя =>Т R |
|
При |
увеличении Г* =>Т /VT необходимо |
поддерживать |
/г|ШХ= const одновременным уменьшением FK? =>i я* =>i /VT.
При таком способе форсирования тяга увеличивается на (5...8) %. а ГТ работает в менее жестком режиме, так как Fll0 = const.
14.1.4. Форсирование тяги впрыском воды в ОК
Впрыск в ОК холодной воды приводит к уменьшению
С=>Т < => т pi =>Т р* =>Т Я* =>Т сс =>Т Rya=>Т R.
Кнедостаткам можно отнести:
-усиление коррозионного воздействия на элементы ОК;
-ухудшение экономичности ( Т cR) вследствие снижения
полноты сгорания (Ф Г|г ).