Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Методика ТАД.docx
Скачиваний:
289
Добавлен:
27.09.2019
Размер:
8.04 Mб
Скачать

8.4. Особенности термогазодинамического расчета трдф

Определение параметров потока в основных сечениях двигате­ля. Параметры воздуха и газа в сечениях н—н, в—в, к—к, г—г и т—т определяются так же, как и в расчете одновального ТРД.

Сечение ф—ф (выход из форсажной камеры).

Относительный расход топлива в форсажной камере

Комплексы iT и срТ определяют по приложению 6, значение коэффициента полноты сгорания в форсажной камере из прило­жения 11.

Коэффициент избытка воздуха Суммарный расход топлива в форсажной камере Полное давление

Значение коэффициента восстановления полного давления в форсажной камере выбирается из приложения 11. Статические параметры:

температура

Значение числа Маха потока газа на выходе из форсажной ка­меры Мф принимается равным 0,3 ... 0,4;

Давление

Плотность

Сечение с—с (выход из реактивного сопла). Располагаемая степень понижения давления в сопле

Скорость истечения газа из сопла при полном расширении газа

Значение коэффициента скорости в сопле берут из прило­жения 11.

Температура газа на срезе сопла

Определение параметров двигателя.

Удельная тяга

Удельный расход топлива

Определение диаметральных размеров сечений двигателя. Размеры сечений в—в, к—к, г—г, т—т и с—с определяются так же, как в случае одновального ТРД.

Площадь сечения на выходе из форсажной камеры

Диаметр форсажной камеры

Скорость газа на выходе из форсажной камеры может быть определена из принятого значения числа Маха Мф или значения приведенной скорости в сечении ф—ф (см. приложение 11).

Глава 9 двухконтурные турбореактивные двигатели (трдд)

В одноконтурных ТРД весь воздух, поступающий в двигатель, нагревается в камере сгорания до очень высоких температур, а в выходном сопле газ приобретает значительную скорость, что спо­собствует получению высокой удельной тяги. Поэтому при дозвуко­вых и малых сверхзвуковых скоростях, когда скорость истечения газа из сопла значительно превышает скорость полета, большая часть кинетической энергии газа не используется, рассеивается в пространстве. Тяговый, а также и полный КПД при этом имеют малые значения, почему и ТРД на дозвуковых скоростях отлича­ется малой экономичностью. Уменьшить потери кинетической энер­гии, повысить КПД можно, если ту же располагаемую энергию передать большей массе газа, которая при этом будет иметь мень­шую скорость. На этом принципе создан ТРДД (см. рис. 10), в ко­тором передача энергии дополнительному количеству газа осуще­ствляется с помощью специальной турбины, вращающей низко­напорный компрессор (вентилятор), установленный в кольцевом канале (наружном контуре), охватывающем внутренний контур.

Благодаря высокой экономичности на дозвуковых скоростях по­лета и низкому уровню создаваемого шума ТРДД получают самое широкое распространение в СССР и за рубежом.

9.1. Схемы трдд

ТРДД различаются расположением компрессора наружного контура, числом валом, устройством выходной системы, наличием и расположением форсажной камеры, наличием редуктора, изме­няющего соотношение частот вращения турбины и компрессора. Двигатель, изображенный на рис. 10 отличается разделением по­токов в контурах и раздельными соплами. В этом двигателе весь поступающий воздух проходит через первую группу ступеней компрессора, общую для обоих контуров, после чего разделяется на два потока и идет по контурам.

В двигателе, схема которого изображена на рис. 9.1, имеется -общее для обоих, контуров сопло. Воздух, прошедший наружный контур, поступает в камеру смешения, расположенную между тур­биной и соплом, где смешивается с выходящим из турбины газо­вым потоком. Такая схема обеспечивает некоторое повышение Р и •снижение Суд на взлете, упрощает устройство реверса. Но она тре­бует обеспечения полного смешения потоков при малых потерях в камере смешения, для чего должны быть близкими скорости пото­ков воздуха и газа и их давления. По такой схеме выполнены оте­чественные двигатели НК-8 и Д-30.

В схеме, показанной на рис. 9.2, часть ступеней КНД (они назы­ваются подпорными) используется .только для сжатия воздуха, поступающего во внутренний контур. Такая схема позволяет на ба­зе одного и того же газогенератора (им является внутренний кон­тур) создавать семейство двигателей с разными параметрами.

По расположению компрессора (вентилятора) наружного кон­тура ТРДД подразделяются на двигатели с передним и задним расположением вентилятора. Первые получили наибольшее рас­пространение.

В ТРДД с задним расположением вентилятора (рис. 9.3) лопат­ки его расположены на периферии рабочего колеса свободной тур­бины. Заднее расположение вентилятора усложняет конструкцию двигателя, увеличивает его поперечный габаритный размер. В то же время переднее расположение вентилятора позволяет исполь­зовать его не только для сжатия воздуха во внешнем, но и во внут­реннем контуре. Лопатки вентилятора отбрасывают посторонние предметы, попадающие в двигатель, предупреждая поломки лопа­ток компрессора внутреннего контура.

Большинство ТРДД выполнено по двухвальной схеме. Таковы двигатели, изображенные на рис. 9.1, 9.2 и 9-3.

ТРДД с укороченным наружным контуром представлен на рис. 9.4. Он выполнен по трехвальной схеме с раздельным выхло­пом. Вентилятор приводится турбиной НД, оба компрессора — среднего и высокого давления имеют свои турбины СД и ВД.

ТРДД, предназначенные для сверхзвуковых скоростей полета1 (ТРДФ), имеют форсажные камеры. Камера может быть располо­жена в наружном контуре (рис. 9.5), может быть применена и од­на общая форсажная камера (рис. 9.6).

Перспективным является использование в ТРДД энергии тепла отработавших в двигателе газов для предварительного подогрева предполагается передавать тепло выхлопных газов внутреннего контура, воздуха передподачей его в камеру сгорания. При этом имеющих высокую температуру и низкое давление, воздуху наружного контура, отличающемуся низкой температурой и относительно высоким давлением.

Трудности применения регенерации связаны с большой массой и большими габаритными размерами регенератора, засорением топ­лива и масла в его каналах.