Основные параметры тВаД:
1. Мощность СТ ТВаД NСТ = Lм Мг, где Lм – механическая работа совершаемая 1 кг газа, при расширении в СТ ; Мг – расход газа через СТ.
5. Эффективная (полезная) мощность Nе=NСТηСТ – мощность создаваемая на выходном валу СТ, где ηСТ – КПД СТ.
6.
Удельная эффективная мощность
– эффективная мощность создаваемая в
ТВаД 1 кг воздуха.
7.
Удельный расход топлива
– количество топлива потребное для
создания единицы мощности в течении
часа.
2.8.5. Прямоточные врд (пврд)
Сжатие (повышение
давления) воздуха в ТРД происходит в ВЗ
и ОК. Чем выше скорость полета V,
тем выше степень повышения давления в
ВЗ
,
следовательно, выше степень повышения
давления в двигателе
,
выше давление на входе в РС, выше степень
расширения газа в РС, выше работа
расширения в РС, и выше скорость истечения
газа сс.
По достижении
скорости полета Vопт,
становится равно
,
при котором работа цикла Lц,
а значит и сс
достигают максимальных значений. При
дальнейшем увеличении скорости полета
работа цикла и сс
начинают снижаться.
У современных
ЛА с ТРДФ при скорости полета V
≈ 3500 км/ч,
↑V
=↓cc.
Дальнейшее увеличение V
становится невозможным, так как избыточная
тяга R
= Мв(сс
– V)
= 0, происходит "вырождение ТРДФ".
Для полета со скоростями V ≥ 3500 км/ч используют прямоточные ВРД (ПВРД).
В ПВРД, в отличие от ТРД, нет компрессора, следовательно, не нужна турбина (рис. 2.21). Основными узлами ПВРД являются сверхзвуковой воздухозаборник (СВЗ), камера сгорания КС и сверхзвуковое РС (сопло Лаваля).
Рис. 2.21. Схема ПВРД
Рис. 2.22. Диаграмма цикла ПВРД
Отсутствие ГТ позволяет увеличить температуру за КС до температуры продуктов полного сгорания авиационного топлива = 2400…2600 оK и до соответствующей ей . В то же время, = достигается при больших скоростях полета, так как все сжатие воздуха происходит в воздухозаборнике ( = ). Вследствие выше изложенного в ПВРД удается получить значительно бóльшую Lц (рис. 2.22), следовательно – бóльшую величину сс.max и максимальную скорость полета.
ПВРД имеет по сравнению с ТРД такие преимущества как:
- простота конструкции;
- малый удельный вес Рдв/R;
- бóльшие значения максимальной скорости полета Vmax.
Недостатками ПВРД являются:
- невозможность запуска двигателя при V = 0, так как = = 0;
- эффективная работа двигателя (создание значительной тяги) возможна только при числах М ≥ 1,5…2,0.
ПВРД, как правило, используется в комбинированных силовых установках гиперзвуковых ЛА в сочетании с ТРДФ или ракетными двигателями, способными работать при V ≥ 0. Возможно использование ПВРД в качестве двигателя гиперзвуковых ЛА, стартующих с самолета -разгонщика.
2.8.6. Турбопрямоточные врд (тпд)
Совмещение достоинств ТРДФ и ПВРД возможно в комбинированных ВРД – ТПД.
ТПД – это комбинированный многорежимный ВРД для полетов с гиперзвуковыми скоростями до чисел М = 5 на керосине или до М = 6 на водороде (рис. 2.23).
Рис. 2.23. Схемы ТПД:: а. – с последовательной работой контуров;
б. – с параллельной работой контуров
В ТПД с последовательной работой контуров (см. рис. 2.23,а):
при 0 ≤ V ≤ (2,5…3,0) М работает только газотурбинный контур с форсажной камерой (ФК);
при V ≥ (2,5…3,0) М подача топлива в КС газотурбинного контура прекращается, открывается прямоточный контур с ФК в качестве основной КС.
В ТПД с параллельной работой контуров (см. рис.2.23,б):
при V ≥ (1,5…2,0) М запускается КС прямоточного контура и до V = (2,5…3,0) М газотурбинный и прямоточный контуры работают одновременно, что позволяет повысить тягу R на промежуточных скоростях полета.
При V ≈ 3,0 М, КС газотурбинного контура отключается и тягу создает только прямоточный контур.
В ТПД при М > 3,0…3,5 газотурбинный контур переводится в режим авторотации (свободного вращения от набегающего потока воздуха) и используется для привода дополнительных агрегатов.