1.6. Анализ технико-экономической эффективности и выбор оптимального варианта силовой установки
1.6.1 Относительная часовая производительность самолета
,
где
=0,9
см. стр. 23 /1/
ТРД:
ТРДД(m=1) :
ТРДД(m=6) :
1.6.2 Удельная производительность самолета
ТРД:
ТРДД(m=1) :
ТРДД(m=6) :
1.6.3 Километровый расход топлива
ТРД:
ТРДД(m=1):
ТРДД(m=6) :
1.6.4 Приведенный расход топлива
ТРД:
ТРДД(m=1) :
ТРДД(m=6) :
На основании полученных данных составляем таблицу 1.3 критериев технико-экономической эффективности применения рассматриваемых вариантов силовых установок на самолете.
Таблица 1.3
|
|
|
kпас |
|
|
|
ТРД |
0,077 |
65,3 |
0,66 |
7,75 |
2436,2 |
243,62 |
ТРДД(m=1) |
0,195 |
165,2 |
1,65 |
5,6 |
470,6 |
47,06 |
ТРДД(m=6) |
0,238 |
201,7 |
2,02 |
4,96 |
277,9 |
27,79 |
Вывод: Сопоставили технико-экономические показатели эффективности заданного самолета с рассматриваемыми вариантами силовых установок и приняли решение об окончательном приемлемом варианте силовой установки.
По
критериям технико-экономической
эффективности применения силовой
установки на самолете
мах;
мах;
кпас
мах;
qк
min;
Мт.пр
min,
приняли решение о выборе силовой
установки типа ТРДД с большой степенью
двухконтурности m=6.
1.7. Выбор прототипа, конструктивной схемы, основных параметров рабочего процесса, показателей эффективности работы основных узлов двигателя
На основании полученных данных в Разделе 1 принимаем в качестве прототипа турбореактивный двухконтурный двигатель ПС-90А, устанавливаемый на самолетах Ил-96-300и Ту-204-300. Конструктивная схема: компрессор двигателя осевой, двухвальный, состоит из вентилятора, двух подпорных ступеней КНД, разделительного корпуса и 13-ступенчатого КВД. Вентилятор приводится во вращение четырехступенчатой турбиной низкого давления. КВД приводится во вращение двухступенчатой турбиной высокого давления (ТВД). Турбина двигателя осевая, шестиступенчатая, двухвальная, состоит из турбин высокого и низкого давления. Роторы турбин вращаются с разной частотой, направление вращения по часовой если посмотреть спереди двигателя. Пространство за смесителем до среза сопла, образует смесительную камеру, в котором происходит смешение воздушного и газового потоков. Реактивное сопло двигателя дозвуковое, нерегулируемое.
В таблице 2.1 приведены основные параметры рабочего процесса при стандартных атмосферных условиях на взлётном режиме.
Прототип-двигатель ПС-90А.
Таблица 2.1
|
35,5 |
Tг* |
1640 К |
Cуд |
0,0374кг/Нч |
Gв |
470 кг/с |
М |
2950 кг |
К |
(1+2п)+13 |
Р,кН |
157 |
Т |
2+4 |
Я выбрал ТРДД (m=6) двухвальной конструкции со смешением потоков, т.к. по сравнению со схемой с раздельными соплами эта схема имеет некоторые преимущества. Если потери на смешение малы, то имеем выигрыш в тяге 1,5…2,5 % . Также имеет место уменьшенный расход топлива на крейсерском режиме (до 3٪). Кроме того, уменьшается шум от реактивной струи (что важно для гражданской авиации).