Г|* сохраняет приемлемые значения, а ДКу и q(kBX) возраста­

ют, при этом увеличивается п —> нтах.

На участке 2-3 поддерживается п1ШХ= const при некотором

снижении Г|1> ДКу, q(kBX)

Такая ПР позволяет поддерживать максимально возмож­ ную тягу R на промежуточных режимах работы ТРД с сохране­ нием заданного запаса устойчивости ОК в широком диапазоне скоростей М и высот Н полета.

10.2. Типы характеристик ТРД и их назначение

Изменение режима работы ТРД (и) и условий полета

(М,Н) вызывают изменение величины тяги R и удельного рас­

хода топлива cR.

Зависимости R и cR от п, М, Н называют эксплуатаци­

онными характеристиками ТРД:

1.R{n)\ cR(n) ~ дроссельные характеристики (ДХ).

2.R(М); Ся(М) - скоростные характеристики (СХ).

3./?(//); cR(H) - высотные характеристики (ВХ).

ВХ и СХ обычно получают расчетным методом, а ДХ - экспериментально (на стенде).

10.2.1. Дроссельные характеристики ТРД

ДХ ТРД - это зависимости тяги и удельного расхода топ­ лива от режима работы двигателя, задаваемого положением

Зависимость R{n) (рис. 10.4) определяется зависимостями

уменьшается прокачивающая способность OK ( I М ъ) примерно

Рис. 10.4. Зависимость /?(//)

пропорционально уменьшению п. (см. рис. 10.4). Снижение темпа изменения М а в районе п1ШХ объясняется увеличенными гидравлическими потерями полного давления из-за больших значений относительной скорости w

уменьшается cR, так как Т* стремится к Т*к (Т л п) (рис. 10.5).

Рис. 10.5. Зависимость cR n)

тет cR, что объясняется ухудшением теплоиспользования в дви­ гателе. То есть темп снижения g, = с (Ц Т* -Г *) преобладает над темпом снижения Qz=cpA i r c ~ T«)- При этом снижается

симостями М а(п) и Л (и). При уменьшении п практически

пропорционально уменьшается М в. Одновременно снижается Луд = 'l сс- V , характер изменения которой зависит от измене­ ния я* и Г,! , так как сс(я*, Г*).

В двигателе с нерегулируемым ОК при >lw<w (л,шх) Т*

первоначально резко снижается, затем темп снижения Т* за­ медляется, а в области п —>лмг Т* начинает возрастать до зна­ чительных величин (рис. 10.6).

Рис. 10.6. Зависимость Т* (п)

Это объясняется тем, что в области пш из-за рассогласо­

вания работы первых и последних ступеней ОК резко снижается

Для поддержания баланса мощностей ( Nr = N K) приходит­

ся увеличивать Т* = > Т Ц = > Т NT.

При регулировании ОК поворотом лопаток НА в области малых ппр рассогласования в работе ступеней не наступает

(/ = /р) и T|" = const Во всем диапазоне уменьшения п проис­ ходит снижение Г“(ч1л/Т) (см. рис. 10.6).

Темп снижения c.Q=>ч1 Ry. =>-1 R возрастает, а темп роста

ск = М т/ R замедляется (рис. 10.7).

Вывод:

1. Регулирование ОК при дросселировании приводит к бо­ лее резкому снижению тяги, что позволяет повысить имг (см.

рис. 10.7), следовательно, улучшить приемистость ( i tnp).

2. Экономичность на дроссельных режимах улучшается (•^Сд).

Дроссельные характеристики ТРД с автоматом перепуска воздуха (АПВ) и регулируемой f K[j

При уменьшении п от лт.1Х до ппп ~ 0,8 характер измене­ ния R и Сд обычный (рис. 10.8).

Рис. 10.8. ДХ при использовании АПВ и регулируемого PC

При п = 7ГП1, открывается перепуск воздуха (ПВ), что при­

сжимать дополнительный воздух, выпускаемый через окна ПВ.

В результате уменьшается п => САУ Т М т=>Т Т* =>Т NT

=>т й ---йпв

Вследствие увеличения температуры Т* с одной стороны, уменьшается МгСА с другой стороны, при увеличении

Tl .оТ с\ =>Т Ryj. . Однако темп снижения М а превосходит темп

Т cR=Т Мт /1 R . Физически рост cR объясняется тем, что при­ ходится тратить часть топлива на совершение работы по сжатию

воздуха, выпускаемого в атмосферу и не участвующего в созда­ нии тяги.

При включении ПВ существенно возрастает АКу.

При п = пс раскрывается сопло ( Т FKp):

4- Т ' =>4 Т* =>-1- сс=>4- /?уд =>4- R ;

4- г; =>Т мгСА=>Т м„ =>Т са=>4- /< /р

(рис. 10.9), снижается АКу .

Так как ОК нерегулируемый, то будут уменьшаться я*

и Г|к, следовательно, возрастет cR.

Таким образом, при увеличении FKp скачкообразно умень­

шается R и возрастает cR (см. рис. 10.8).

Выводы: 1. Использование при дросселировании ТРД АПВ

и регулирования PC, приводит к росту темпа снижения тяги, что

позволяет повысить /*мг, следовательно, улучшить приеми­ стость ( i /пр).

2. Экономичность на дроссельных режимах ухудшается

( Т £'/? )• 3. Запас устойчивости ОК при использовании АПВ в целом

возрастает ( Т ДКу).

Влияние программы регулирования на протекание ДХ

ПР Т* = const (Мт= const)

Дросселирование ТРД осуществляется уменьшением FKp.

Так как в соответствии с уравнением совместной работы ГТ

2п

г :

л* = Ас/(Хал) 1— РТ движется по лучу 2 (рис. 10.10), соответ- Т):

ствуюшему Д = const.

Недостатки дросселирования при ПР Т* = const :

-низкая экономичность ( ТТ cR);

-резкое снижение АКу ;

-ухудшение приемистости ( Т tnp) из-за снижения запаса по

Т'г вследствие уменьшения АКу ;

- снижение ресурса ТРД вследствие того, что Т ^‘ г = Г* .

ПР птм = const

Дросселирование осуществляется уменьшением М г =>^ Т *,

I г; =>i г; =>l L pc =*1 сс=>i /?уд=>i R =U Rya T M a .

Таким образом, снижение тяги R вследствие уменьшения R сдерживается некоторым ростом М в .

2. Уменьшение R снижением М т(участок NL).

При этом уменьшается Т* и п , что приводит к энергично­

ляет, проигрывая в экономичности в зоне лмг, получить боль­

10.2.2. Скоростные характеристики (СХ) ТРД

СХ ТРД - это зависимости R(M ) и cR(M) на заданном режиме работы двигателя, при Н = const и принятой программе регулирования (ПР).

Условия построения СХ:

1.Н = const;

2.ПР п = 1!„ых = const; г ; = Г*,ах = const.

Зависимость /?(М)

При расчетном режиме работы PC (рс = р„) и допущении, что М„ = Мг (р = 1), тяга ТРД определится по формуле

Т}

=——-=>? сс (рис. 10.12). Невысокий темп роста сс(Т 71дв) еще

Р„

более замедляется из-за того, что при Т Г * х = > Т Г * =>

Рис. 10.12. Зависимости с с ( м ) , У ( м )

Рис. 10.13. Зависимость /?(м, //)

При М = М 1ШХ, R = М в/?уд = 0 , наступает «вырождение

двигателя», то есть дальнейшее увеличение скорости V стано­ вится невозможным.

2. При увеличении М также растет я*в =>Т р к => Т р СлА

Рис. 10.14. Зависимость cR(м)

Взаимное изменение £>о и Rya при увеличении М, опреде­

ляет характер протекания зависимости cR(М) (рис. 10.14).

Так как при увеличении М темп снижения Rya превосходит

Влияние высоты полета на зависимость cR(М)

(I/ = р ) произойдет при большей М тах полета (см. рис. 10.14). Одновременно при росте Н растет RyJS, причем значитель­

нее. чем увеличивается Т (2о - В результате этого характеристи­ ка сд(М) на большей Н полета пройдет ниже.

Для уяснения характера влияния я* на протекание СХ бу­

Рис. 10.15. Зависимости /?уд(м ) и А/0(м)

рост яД8 - интенсивней. Эго приводит к более энергичному рос­ ту расхода Ми и более плавному снижению R .

лета (рис. 10.16).

ТРД с разными пк

Из вышеизложенного следует, что при увеличении М по­

лета у ТРД с меньшей я* р СХ /?(м) пройдет круче, а значение М,шх будет выше (см. рис. 10.16).

Двигатель с большей я* имеет значения cR ниже из-за

лучшего теплоиспользования. Однако это различие с ростом М сокращается, а при приближении к М тах начинается быстрый рост cR —> +°° (см. рис. 10.16).

Влияние Т * на протекание СХ

Если, при условии я* = const сравнить ТРД с различными

Т*р (рис. 10.17, а), то видно, что у ТРД с большей Т* СХ Л(м) проходит выше.

личение /?удт;1Х при увеличении А возрастает с ростом М полета.

При больших Г’р большие значения имеет сс , следова­

Это объясняется тем, что у современных ТРД Т*р > Т *к, и ее дальнейшее увеличение ведет к росту cR

Только в области высоких М полета, когда начинается бо­ лее раннее «вырождение ТРД» с низкими Г*р, двигатель с более

высокой Т* становится экономичней (рис. 10.17,6).

Влияние программы регулирования на СХ ТРД

При ПР, соответствующих условиям п* = const (гкр -const);

п =const, режим работы турбокомпрессора зависит только от Гвтх, так как ее изменение влечет за собой изменение приведен­

ной частоты лпр Из рассмотрения характеристик ОК разной

напорности (рис. 10.18) видно, что, например, уменьшение

”пр С ) приводит к:

ТАКу =>Tri: - у низконапорных ОК (рис. 10.18, а); -i Д/Су =>i i\. - у высоконапорных ОК (рис. 10.18, в);

ЛКу - const => г)* = const - у средненапорных ОК (рис. 10.18, б).

Рис. 10.18. Влияние напорности ОК на положение ЛСР

Влияние ПР на СХ проявляется в основном через измене­ ние Т*. М л, Г\1 при изменении числа М полета.

Сравним зависимости Л(М) у ТРД с нерегулируемыми низконапорным и высоконапорным ОК при различных ПР.

ТРД с низконапорным ОК

ПР п = const, Г* = const ( FKp = var)

При росте =>Т АКу =>Т r|* =>i Ц. < Lt => Т п > пр =>

САУ i FKp=> 1 я* =>1 Lr =>1 п = пр . СХ Л(м) при данной ПР изображена на рис. 10.19.

Рис. 10.19. Влияние ПР на СХ в ТРД с низконапорным ОК

ПР изображена на рис. 10.20.

Рис. 10.20. Влияние ПР на СХ в ТРД с высоконапорным ОК

ПР п = const ( FKp = const)

Т* = const нечем. СХ /?(М) пройдет выше аналогичной зави­

симости для ТРД с ПР п = const; Г* = const, вследствие роста

Rya растет тяга R при увеличении Т* (см. рис. 10.20).

п = const нечем, так как САУ обязана поддерживать Т * = const (М т = const).

СХ /?(М) пройдет ниже аналогичной зависимости для ТРД

10.2.3. Высотные характеристики (ВХ) ТРД

ВХ ТРД - это зависимости R(H) и cR(H) на заданном ре­ жиме работы двигателя при М = const и принятой ПР.

Условия построения ВХ:

1.М = const;

2.ПР п = n,mx = const; Т* = T*rmx = const.

Зависимость R ( H )

Взаимное изменение /?уд и М а при изменении Н ( р м, Tj,)

полета будет определять характер протекания зависимости

вие снижения р*х превосходит темп его роста вследствие роста

п ,. ~ 1— , то в целом Ьудет происходить уменьшение р к

Темп уменьшения р \ при увеличении Н сдерживается некоторым ростом п к, а уменьшение р и~ Т Н , следовательно, будет расти степень расширения газа в PC:

М й - l-l paxcoxFnx при увеличении Н Таким образом, при уве­