- •А.А. Григорьев
- •ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •1. ПРИНЦИП РАБОТЫ ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ (ТРД)
- •1.1. Преимущества ТРД перед поршневой СУ
- •1.2. Принцип создания тяги ТРД
- •1.3. Изменение параметров рабочего тела и превращения энергии по тракту ТРД
- •1.4. Основные параметры ТРД
- •2.2. Идеальный цикл ТРД
- •3. РЕАЛЬНЫЕ (ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫЕ) ЦИКЛЫ ВРД
- •3.1. Процессы в действительном цикле
- •3.2. Работа действительного цикла ТРД
- •3.3. Эффективный КПД ТРД
- •3.4. Тяговый (полетный) КПД ТРД
- •3.5. Полный (экономический) КПД
- •Контрольные вопросы
- •Задачи
- •4. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОСЕВЫХ КОМПРЕССОРАХ
- •4.1. Назначение компрессоров и требования, предъявляемые к ним
- •4.2. Основные параметры ОК
- •4.3. Характеристики OK (ХК)
- •Контрольные вопросы
- •5.1. Назначение, классификация и требования к ВЗ ВРД
- •5.3. Дозвуковые воздухозаборники (ДВЗ)
- •5.4. Формы дозвуковых диффузоров
- •Контрольные вопросы
- •Задача
- •6. ПРОЦЕССЫ, ПРОТЕКАЮЩИЕ В ОСНОВНЫХ КАМЕРАХ СГОРАНИЯ (КС) ВРД
- •6.5. Топливные форсунки, применяемые в КС ВРД
- •6.6. Потери полного давления в КС
- •6.7. Эксплуатационные характеристики КС
- •Контрольные вопросы
- •7. ВЫХОДНЫЕ УСТРОЙСТВА (ВУ) ВРД
- •7.1. Назначение, состав и требования к ВУ ВРД
- •7.2. Реактивное сопло
- •Контрольные вопросы
- •ОСНОВЫ РАСЧЕТА ТРД
- •8.4. Понятие о свободной энергии ВРД
- •8.5. Основы газодинамического расчета ВРД
- •9.3. Влияние различных факторов на положение ЛСР
- •9.4. Особенности совместной работы ОК и ГТ на неустановившихся режимах
- •9.5. Номенклатура основных режимов работы ТРД
- •Задача
- •10. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРД
- •10.1. Термодинамические основы регулирования ТРД
- •10.2. Типы характеристик ТРД и их назначение
- •10.3. Методы получения ЭХ
- •Контрольные вопросы
- •12. ДВУХКОНТУРНЫЕ ТРД (ТРДД)
- •12.1. Схемы ТРДД и их основные параметры
- •12.2. Газодинамические преимущества ТРДД перед ТРД
- •12.5. Особенности законов регулирования ТРДД
- •12.6. Особенности характеристик ТРДД
- •Контрольные вопросы
- •13. ТУРБОВАЛЬНЫЕ (ТВАД), ТУРБОВИНТОВЫЕ (ТВД)
- •13.1. Принцип действия ГВаД и ТВД
- •13.2. Схемы ТВД и ТВаД
- •13.3. Основные параметры ТВД
- •13.5. Совместная работа узлов ТВД
- •13.6. Дроссельные характеристики ТВД и ТВаД
- •13.7. Климатические характеристики ТВаД
- •13.8. Высотно-скоростные характеристики ТВД и ТВаД
- •Контрольные вопросы
- •14.2. Рабочий процесс в форсажных камерах
- •14.3. Понятие о неустойчивых режимах горения
- •14.4. Особенности эксплуатационных характеристик ТРДФ
- •Контрольные вопросы
- •БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
- •ГРИГОРЬЕВ Андрей Алексеевич
2. Внешнее глушение шума:
- звукопоглощающая облицовка (трехслойная оболочка с сотовым заполнителем и перфорированной облицовкой со стороны потока газа - «резонансный метод»;
- определенное |
соотношение между |
длиной |
облицовки |
И диаметром входа |
ТРДЦ: (^„бл/^вх)~ |
5... 15 - |
для ТРДЦ |
с т = 4..Я.
Так как на человека оказывает вредное воздействие не только амплитуда акустических волн, но и частота колебаний, необходимо принимать меры по сдвигу частоты к средним зна чениям спектра частот, воспринимаемых человеком.
Контрольные вопросы
1.Чем определяется выбор типа реактивного сопла?
2.Назвать и пояснить критерии оценки потерь в сверхзву ковом сопле.
3.Изобразить графически и пояснить характеристику сверхзвукового сопла.
4.Объяснить природу потерь в сверхзвуковом сопле на ре жимах перерасширения.
5.Объяснить устройство и работу эжекторного сопла.
6.Назначение и типы реверсивных устройств.
7.Причины возникновения шума в ВРД и способы его уменьшения?
8.ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНЫХ ПАРАМ ЕТРОВ ТРД ОТ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА.
ОСНОВЫ РАСЧЕТА ТРД
8.1.Зависимость Rya(nm\ Т*)
Величина /?yj ~cc - V зависит от приращения скорости по
тока в ТРД, то есть приращения его кинетической энергии:
Из уравнения (8.1) выразим Сс , подставим в формулу
Rya=cc - V и получим:
се = ^2L e + V 2 => Rya=cc - V = ^ 2 L e + V 2 - V |
(8.2) |
Из формулы (8.2) видно, что характер изменения Ryjl при изменении плв будет определяться зависимостью Le(7i*D) (рис. 8.1).
При |
7i*ljn Le = 0, так как Ln = Z Lv, следовательно, Луд = 0. |
|
При |
к дв —я опт |
Le —Lcmax ^ /?уДmax |
При |
п'№=п-шх |
Lt = 0 ( lL u =TLLr), так как уменьшенная |
из-за преобладающего снижения Qx ( Т Т *) работа цикла Lu
становится равна возросшим суммарным гидравлическим поте рям, следовательно, R я = 0 .
При увеличении Т* возрастает степень подогрева газа в двигателе: Q, = с (Т Г* - Т *), следовательно, растет Lu. При неизменной величине потерь в процессах сжатия и расширения (Z L, = const) увеличивается Lc, следовательно, растет Rya.
Уменьшение доли потерь LLr в работе цикла |
Lu ведет |
||
к росту значений |
и |
(см. рис. 8.1). |
|
Оптимальное значение степени повышения давления в дви |
|||
гателе может быть определено по формуле: |
|
||
|
|
К |
|
< п т |
= ( " ' д Л с 'П р ) 2 ('с' 1 ) , |
( 8 -3) |
|
где т = /(д*в;Г*)= |
1,03...1,05 - коэффициент, учитывающий |
||
различие R и к для воздуха (в процессе сжатия) и газа (в про цессе расширения);
Д = Т* / Ги - степень подогрева газа в двигателе; г|с,т|р - КПД, оценивающие гидравлические потери в про
цессах сжатия и расширения соответственно:
я = ^ яс |
(8.4) |
с |
' |
Дп.р-Дг.р |
(8.5) |
|
Р4д.р
8.2.Зависимость сЛ(я‘в, Т *)
Для установления зависимости ся(я*в; Т*)
формулу:
_ Мт_ |
Мт |
Cr~ R |
RyaM t ' |
преобразуем
(8.6)
Так как количество тепла, подводимого |
в КС двигателя |
к воздуху в час |
|
Qi=M rHuT\г, |
(8.7) |
то в одну секунду к одному килограмму воздуха подводится
_ МчНах\г
(8.8)
0 3600Л/В Из уравнения (8.8) выразим:
М т_ 36QOQ0
(8.9)
Л*.
Подставим выражение (8.9) в уравнение (8.6), получим:
3 6 0 0 (2 о
(8.10)
H u4 rRya
Так как в формуле (8.10) с Ниг\г - const, то зависимость cR(7t*D; Т*) будет определяться взаимным изменением Q()
и R при изменении пав и Т*, то есть - ск ~ Q0/ R ya
При увеличении пш будет уменьшаться Q0 = с (Г * -Т Г *), причем, темп снижения Q0 при больших значениях я*в замед ляется (рис. 8.2).
В диапазоне n min <пда < я*пт при увеличении я до происхо
дит резкое снижение T-l с» ~ f |
. |
*T R„
Вдиапазоне п0ПТ< я*в < я*к при увеличении я*в темп сни
жения cR ~ >Ц_6о замедляется (до нуля - при я*к).
В диапазоне я*к < л*в < я*шх |
при увеличении |
Т я*в проис |
|||||||||
ходит быстрый рост ТТ cR ~ ±Qo |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
•U /? |
|
|
|
|
|
|
|
При T |
-^я;ах=> ТЯуд ->0=> Тс^ |
>+°°. |
|
|
|||||||
При я!к, ск имеет минимальное значение. |
|
|
|
||||||||
При увеличении Т*, увеличиваются как |
Q0 , так и |
/?уд (см. |
|||||||||
рис. 8.3), но характер зависимостей R (Т*) |
и |
Q0(T*) |
различ |
||||||||
ный, что и определяет протекание зависимости |
сл(Г*) (см. |
||||||||||
рис. 8.3). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При Т* = Г,*!,, |
подведенной теплоты |
<20тш |
хватает только |
||||||||
на покрытие потерь цикла, следовательно, |
|
Le = 0 => Rya = 0 => |
|||||||||
=* Лп = 0 => Сц |
+°° • |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
В |
диапазоне |
Tl-m <Т ' <Т* |
при |
росте |
Г* |
снижается |
|||||
X Св |
Тбо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* |
ТТ /?„„ ' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
уд |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
диапазоне |
Г*к < Т ' < |
при |
|
росте |
1 г |
растет |
||||
Тс» ~ ТТ0О |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* |
Т * уд' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При Тт |
|
T)nn!.lx |
сRmjn • |
|
|
|
|
|
|
|
|
У современных ВРД |
Т*к <7^ш , максимально допустимой |
||||||||||
температуры перед ГТ (по условиям прочности элементов ГТ).
Выводы: 1. Выбор значения Т* на расчетном режиме рабо ты двигателя производится в пользу Г*.|Х для обеспечения мак симальной тяги ( /?уд|11ах => ЛП1ах). Некоторый проигрыш в эконо
мичности на максимальном режиме (при Г *тх) покрывается бо лее значительным выигрышем в /?удтах
2.Выбор значения ядв на максимальном режиме произво
дится в диапазоне я*пт < я*в < я*к в зависимости от типа и на значения ЛА.
8.3.Зависимости Rya н с , от КПД процессов сжатия
ирасширения
Так как |
/?уд - |
Le , a £е = Lu - Ц Ц ., где |
ZLr - 1/г)с, 1/г|р , то |
при росте г)р |
и т]с |
XLr увеличивается |
Le =>Т /?уд . |
При увеличении Г* =>Т А влияние Г|с |
и г|р на Le снижает |
||
ся, так как происходит рост Ln при X Lr = const, то есть относи тельная доля работы на преодоление потерь Z Lr в работе цикла
La снижается.
Так как Lt = L г| — — |
, влияние Г| на Le больше, чем |
||||
■Пс |
|
|
|
Le |
|
влияние г)с, то есть при одинаковом увеличении т] или r|c |
|||||
возрастает значительнее при увеличении Т1р. |
|
|
|||
Для установления связи |
cR с полным КПД двигателя |
Г|п |
|||
преобразуем формулу (8.10), учитывая что: |
|
|
|||
^ Ry*v |
Qo - |
V |
(8.11) |
||
Qo |
* УД |
n„ ’ |
|||
|
|
||||
и получим:
3600V
гЛ„ '