8.0 Введение

Можно вычислять параметры двигателя в стиле, применённом в упражнениях 7.1 и 7.2 для каждого эксплуатационного режима, например, для каждой высоты, скорости полёта и режима работы двигателя. Но этот путь не является лучшим при рассмотрении характеристик, так как он не прослеживает самого главного. Альтернативой ему служит использование размерного анализа, то есть создания групп комплексов, которые фактически являются безразмерными, и далее создание групп с реальными количественными показателями (пусть не безразмерными, но сохраняющими их идеи).

Использование идеи подобия режимов и параметров делает возможным оценку работы двигателя на различных высотах и числах Маха полёта, когда двигатель работает в том же самом безразмерном состоянии, на том же режиме (т.е. в подобных условиях).

8.1 Параметры и характеристики двигателя

На рисунке 8.1 схематично показан двигатель, установленный под крылом. Назначение пилона заключается в передаче силы между двигателем и крылом, и подаче топлива в двигатель. Управление двигателем осуществляется изменением подачи топлива. Совсем недавно управление потоком топлива с учётом температуры и давления воздуха на входе в двигатель и контролирование всех параметров осуществлялось механическим регулятором. Теперь все процессы осуществляются электронным регулятором, который определяет расход топлива, а так же назначает любые переменные. Однако электронный регулятор не изменяет фундаментальные зависимости, например, между вращательной скоростью двигателя (частотой вращения ротора) и количеством топлива, атмосферными условиями и скоростью полёта. Поэтому можно считать, что любая переменная в двигателе выражается через функции и V.

Управление двигателем осуществляется таким образом, что изменение одного набора безразмерных параметров определяет все остальные. Например, определив отношение температуры торможения на входе в турбину к температуре торможения на входе в компрессор T₀₄ / T₀₂, устанавливаем отношение давлений, безразмерный топливный поток и безразмерную вращательную скорость. Аналогично в многовальном двигателе, отношение между скоростями валов также определяется степенью повышения температуры. Состояние двигателя также может быть определено изменением одной из степеней повышения давления (например, P₀₃ / P₀₂) или безразмерной вращательной скоростью (относительной частотой вращения ротора).

На рисунке 8.1 изображён двигатель, установленный на пилоне крыла, показана контрольная поверхность, на которой создаётся тяга. Двигатель показан со смешением потока газогенератора и потока внешнего контура с общим реактивным соплом.

Рисунок 8.1. Двигатель, установленный на пилоне крыла.

Мы можем упростить некоторые детали без существенной потери качества. Для большинства эксплуатационных режимов двигателя реактивное сопло, для основного потока и потока внешнего контура будет запираться, такое явление называется сверхкритическим режимом. Это означает, что двигатель не воспринимает окружающее статическое давление на выходе из сопла. На двигатель заметное влияние оказывают параметры воздуха на входе в компрессор, это совокупность давления торможения Р₀₂ и температуры Т₀₂ воздуха, входящего в двигатель, которые и определяют состояния и условия работы, происходящей внутри двигателя. Это означает, что двигатель реагирует на условия торможения на входе, но не воспринимает поступательную скорость полёта.