Л.1.

Литература

1. Кулагин В.В. Теория газотурбинных двигателей: Учебник: В 2 кн. Кн.1. Анализ рабочего процесса, выбор параметров и проектирование проточной части. – М.: Изд-во МАИ, 1994. – 264 с.: ил.

2. Кулагин В.В. Теория газотурбинных двигателей: Учебник: В 2 кн. Кн.2. Совместная работа узлов, характеристики и газодинамическая доводка выполненного ГТД. – М.: Изд-во МАИ, 1994. – 304 с.: ил.

3. Теория и расчет воздушно-реактивных двигателей/ Под ред. Шляхтенко. Учебник для вузов – 2-е изд., перераб. и доп. – Машиностроение, 1987 – 568 с.: ил.

4. А.А. Иноземцев, В.Л. Сандрацкий. Газотурбинные двигатели. ОАО «Авиадвигатель», Пермь 2006 г.

5.

1. Классификация, принцип действия и основные параметры авиационных ГТД.

1.1. Классификация реактивных двигателей

Рис.1.1. Классификация реактивных двигателей.

Двигатели непрямой реакции (винтомоторная группа) и двигатели прямой реакции (реактивные двигатели).

Реактивные двигатели делятся на 2 группы: ракетные и ВРД.

Ракетные двиг. используют в кач-ве раб. тела запасенное на борту топливо. ВРД используют в кач-ве раб тела атмосферный воздух. И в тех и в других тяга создается за счет реакции истекающей струи. Пример с мужиком и телегой.

Ракетные двиг.: ЖРД и РДТТ, а также гибриды РД и ВРД – ракетно-прямоточные (гибрид РД и ПВРД) и ракетно-турбинные (ГГ турбины на ракетном топливе, запасенном на борту). Турбопрямоточный (ТПД) – гибрид ГТД и прямоточного двигателя.

ВРД делятся на 2 группы: бескомпрессорные и ГТД.

Бескомпрессорные: ПВРД, ПуВРД. ПВРД делят еще на сверхзвуковые и гиперзвуковые ПВРД. Недостаток ПВРД – отсутствие потока воздуха на старте, поэтому невозможность самостоятельного взлета, без ускорителя.

ГТД:

-ТРД,

-ТРДД,

- ТРД и ТРДД с форсажной камерой.

-ТВВД,

ТВД и ТВаД.

1.2. Схема и принцип действия трд.

Основные узлы ТРД:

Воздухозаборник, компрессор, камера сгорания, турбина, реактивное сопло. Газогенератор = компрессор + камера сгорания + турбина.

Воздухозаборник – торможение набегающего потока с минимальными потерями, обеспечение необходимого расхода воздуха.

Компрессор – сжатие воздуха; преобразование мех энергии в энергию потока газа; мех энергия отбирается от турбины;

Камера сгорания – преобразование хим энергии топлива в тепло, нагрев рабочего тела;

Турбина – расширение потока и преобразование энергии газа в механическую энергию для привода компрессора и агрегатов;

Реактивное сопло – расширение потока газа и получение реактивной струи.

Турбина и компрессор связаны валом (трансмиссией) для передачи энергии от турбины к компрессору.

Рис.1.2. Конструктивная схема ТРД

Рис.1.3. Схема ТРД; 1 – входное устройство; 2 – компрессор; 3 – камера сгорания; 4 – турбина; 5 – реактивное сопло.

1.3. Основные параметры авиационных гтд.

Тяга – сила, которая приложена к двигателю, Р, Н, кН;

Тяга должна быть в точности равна силе лобового сопротивления на всех установившихся режимах полета;

Эффективная мощность на валу ТВД, ТВаД, ТВВД, N_e, Вт, кВт;

Эквивалентная мощность ТВД, ТВаД, ТВВД, N_Э, Вт, кВт;

включает кроме эффективной мощности мощность, создаваемую реактивной струей и приведенную к валу винта.

Расход топлива, G_T, кг/с (кг/ч);

Расход воздуха, G_В, кг/с;

Масса двигателя, М_ДВ, кг;

Удельные параметры

Удельный расход топлива. Характеризует топливное совершенство двигателя;

С_уд=3600G_T/Р, кг/(Нч) – для ТРД, ТРДД, ТВВД

С_е=3600G_T/N_e, кг/(Втч) – для ТВД, ТВлД и энергоустановок

Удельный вес. Характеризует конструктивное совершенство двигателя;

_P=gM_ДВ/P (Н/Н)

_Ne=gM_ДВ/N_e, (Н/Вт)

Удельная тяга

Р_уд=Р/G_В, (Нс/кг, м/с)

Удельный импульс. Характеризует эффективность использования топлива: он показывает, какая тяга создается двигателем при сжигании 1 кг топлива

J_УД=P/(3600G_T)

Удельный импульс, таким образом, есть величина обратная удельному расходу топлива.

Лобовая тяга

P_F=P/F_ВХ, (Н/м²)

1.4. Схемы врд и области применения врд.

Схема и термодинамические диаграммы ТРДД

Схема и термодинамические диаграммы ТРДФ

Схема ТРДДФ

Схема и термодинамические диаграммы ПВРД

2. Тенденции развития авиационных двигателей.

Авиационному ГТ строению около 60 лет. Основные тенденции развития авиадвигателестроения заключаются в достижении:

Рис.2.1. Этапы развития авиационных двигателей

Лекция 2.

Рис.2.2. Изменение параметров термодинамического цикла авиационных ГТД.

Интерметалли́д (интерметаллическое соединение) — химическое соединение из двух или более металлов. Интерметаллиды, как и другие химические соединения, имеют фиксированное соотношение между компонентами. Интерметаллиды обладают, как правило, высокой твёрдостью и высокой химической стойкостью

Улучшение экономичности

Рис.2.3. Изменение удельного расхода топлива.

Надежность

РЕСУРС — установленный срок службы, время эксплуатации любого самолета или вертолета

Рис.2.4. Рост наработки АД на выключение по годам.

Рис.2.5. Изменение тяги.

Экологические показатели.

Шум

Рис.2.6. Изменение уровня шума по годам.

Прокомментировать: снижение шума посредством ЗПМ и снижение шума в источнике.

Эмиссия вредных веществ

Удельная масса

Время и стоимость разработки

Л.3

Т.3. ВРД как тепловая машина.