2.5 Масса двигателя и расход топлива
Хотя желательно, чтобы двигатель имел низкий удельный расход топлива – это не главное, главной целью является воспроизведение двигателем большей прибыли. Допустимо увеличение веса двигателя. если увеличивается его эффективность за счёт более низкого удельного расхода топлива; между ними существует взаимосвязь. Точный экономический эффект связи изменения веса двигателя и удельного расхода топлива полностью просчитать невозможно, но исходя из эксплуатационных расходов и специфики авиалиний мы можем составить оценочную характеристику. Начнём с того, что реальная стоимость топлива составляет лишь малую часть от общего функционирования авиалиний: стоимость топлива, например, зависит от многих факторов, включающих рыночную стоимость, которая составляет около 20 % от реальных расходов эксплуатации дальнемагистральных летательных аппаратов. Поэтому сокращение топливных затрат на 1 % не вызовет большого влияния на общую стоимость, однако сокращение веса топлива на 1 % приведёт к увеличению полезной нагрузки на 5 % (см. таблицу 1.1), что приведёт к увеличению прибыли, при перелёте на ту же дальность.
Предположим, что во время круиза средняя масса самолёта составляла - mm. Если коэффициент аэродинамического сопротивления постоянный, а потребление топлива при данной величине удельного расхода топлива - есть масса топлива, используемого при длительности полёта T, тогда:
Предположим, что масса самолёта увеличена, так как заменён двигатель, пусть малое увеличение веса двигателя приведёт к сокращению потребляемого топлива, что можно выразить как:
Масса топлива, расходуемого в течение крейсерского режима, находится как:
А сокращение расхода топлива будет находиться как:
.
Масса полезного груза будет увеличена, если это сокращение превысит увеличение в весе εm ∙ mm. Подобное сравнение может быть использовано, чтобы показать зависимость изменения дальности полёта от массы полезной нагрузки.
Билет № 12
1.Работа камеры сгорания. (10.1 ,10.2)
10.1 Выделение химической энергии
Внутри камеры сгорания газовой турбины норма выпуска энергии в объёме, превышает величину, необходимую для котла большой паровой электростанции, в 100 раз. Камера сгорания для реактивного двигателя должна иметь малые габариты, соответствующие расстоянию между компрессором и турбиной без возможного воздействия на вал, которое привело бы к увеличению веса и появлению механических колебаний. Жесткость очень важна, так как внешние стены камеры сгорания участвуют в поддержании целостности внешнего кожуха; потому что неподвижность и силы, необходимые для её поддержания обеспечиваются при температурах, значительно ниже допускаемых для продуктов сгорания. Высокий выброс энергии в маленьком объёме становится возможным при повышении давления (для большого гражданского двигателя, совершающего полёт над морем, эта величина составляет 40 бар) и повышенном уровне турбулентности, созданной внутри камеры сгорания, которая благоприятно влияет на процесс горения, смешивая поток воздуха с впрыскиваемым топливом.