17.4 Влияние изменения температуры перед турбиной

Рисунок 17.2. Проект 1, параметры двигателя, отнесённые к проектным значениям.

На рисунке 17.2 представлены графики изменения различных параметров Проекта 1 (проектная точка которого соответствует высоте уровня моря на стенде), когда температура на входе в турбину меняется в диапазоне от 1 850 К (величина проектной точки) до 1150 K, приведенных к стандартным атмосферным условиям ( на высоте уровня моря) в функции от отношения температур Т₀₄ / Т₀₂. На рисунке 17.3 представлены графики того же самого проекта для изменения степени повышения давления вентилятора, полной степени повышения давления и степени двухконтурности. Для самой низкой величины температуры на входе в турбину давление вентилятора такое, что реактивное сопло уже не будет заперто. Обратим внимание на специфическое свойство: резкое повышение степени двухконтурности, при малых величинах отношения давлений Т₀₄ / Т₀₂, тот же эффект замечен для двигателя без смешения, представленного на рисунке12.9, хотя в данном случае эффект намного больше.

Как обсуждалось в Теме 12, главная трудность, с которой сталкиваются при эксплуатации двигателя с уменьшенной степенью повышения давления - согласование компрессоров. На рисунке 17.4, представлены рабочие линии компрессоров НД и ВД через зависимость степени повышения давления от безразмерного массового расхода потока воздуха, при максимальной приведенной температуре на входе в турбину T₀₄. Безразмерный массовый поток нормализован величиной условия проекта. Обе рабочие линии заканчиваются справа степенью повышения температуры на высоте уровня моря, при статических условиях с максимальной температурой на входе в турбину и величиной отношения температур Т₀₄ / Т₀₂ = 1850 / 288 = = 6.42, что соответствует максимальной величине тяги, при низкой величине температуры на входе. Для гражданского двухконтурного двигателя без смешения, компрессор ВД, эксплуатируется в точках, мало изменяющихся в диапазоне Т₀₄ / Т₀₂, с которым сталкиваются, в то время, когда отношение давлений и безразмерный массовый поток для компрессора НД уменьшаются до величины меньше половины, заданной проектом.

Рисунок 17.3. Проект 1: графики зависимостей степеней повышения давлений и степени двухконтурности от отношения температур Т₀₄ / Т₀₂.

Рисунок 17.4. Проект 1: рабочие линии компрессоров.

На рисунке 17.5 изображены графики изменения главных параметров Проекта 2 (проектная точка которого соответствует числу Маха полёта М = 0.9 на высоте тропопаузы). Наиболее существенным различием, по сравнению с Проектом 1, является больший диапазон эксплуатационных режимов.

Рисунок 17.5. Проект 2: Относительное изменение параметров ( параметры отнесены к проектному режиму).

Одним, из усложняющих расчёт факторов, является зависимость некоторых параметров, типа тяги и удельного расхода топлива от числа Маха полёта при эксплуатационном режиме, охарактеризованном отношением температур Т₀₄ / Т₀₂. Однако существует возможность упрощения и обобщения материала, если признать, что отношение температур Т₀₄ / Т₀₂ (или любое другое отношение внутренних переменных, характеризующих двигатель) может использоваться для определения поведение двигателя. А уже затем, простые аргументы, подобные тем, что вводились в Теме 8, будут использоваться для определения величины тяги. Об этом пойдёт речь в следующем разделе.