14.1.5. Форсирование тяги впрыском воды в ОКС

Впрыск воды в ОКС приводит к росту РкС за счет водяных

z=>T/> i[} =>i AKy .

При данном способе форсирования возможный рост тяги - (15...20) % ограничивается по АК kn

Рис. 14.1. Схема форсажной камеры

Состав ФК:

1 - диффузор;

2 - воспламенитель;

3 - топливные коллекторы с форсунками;

4 - стабилизаторы пламени;

5 - тепло- и виброзащитный экран;

6 - теплозащитный кожух (капот).

14.2.2. Организация рабочего процесса в ФК

Особенности рабочего процесса в ФК

1. Коэффициент избытка воздуха а ФК = 1,1... 1,8 ( Гф =

=1800.. .2400 К), следовательно:

-нет необходимости в разделении потока;

-предъявляются повышенные требования к равномерности распределения топлива в потоке;

-отсутствие подвижных элементов ГТ позволяет реализо­

вать подогрев без охлаждения газа до температуры Гф1ШХ, но

при этом необходимо охлаждать элементы ФК и защищать эле­ менты конструкции ЛА от нагретых частей ФК.

2.Благодаря высокой температуре в ФК обеспечивается хорошая испаряемость топлива, поэтому достаточно небольших зон обратных токов, реализуемых уголковыми стабилизаторами пламени.

3.Скорость на входе в ФК (250...350) м/с, поэтому для

снижения гидравлических потерь и повышения стабильности горения необходимо снижать скорость до (130... 170) м/с

вдиффузоре.

4.Вследствие меньшей, чем в ОКС концентрации кислоро­

да 0 2 ухудшается первичное воспламенение при включении

ФК, поэтому необходим мощный воспламенитель.

Работа ФК

Через кольцевые коллекторы с форсунками 3, расположен­ ные перед стабилизаторами пламени 4 (см. рис. 14.1), впрыски­ вается топливо навстречу потоку. Часть топлива, в жидкой фазе, формирует защитную пленку на поверхности стабилизаторов, которая, стекая на заднюю кромку, образует богатую смесь в зоне обратных токов за стабилизаторами и улучшает горение.

Горение начинается непосредственно за стабилизаторами, а затем пламя уносится потоком в зону горения.

Для полного сгорания топлива длина ФК /,ФК должна со­ ставлять (2,2...3,5) диаметра ФК. Для уменьшения габаритов ФК делают меньшей длины ЬФК =(1,5...2,0) диаметра ФК, при этом снижается полнота сгорания топлива ц г до 0,92...0,95 (в О КС - л г >0,99).

Для предохранения стенок ФК от прогара и гашения виб­ раций устанавливают специальный экран 5, омываемый со сто­ роны наружной стенки ФК относительно «холодным» газом, который, проходя через перфорацию в экране, создает защит­ ную пленку на внутренней поверхности экрана.

Для гашения вибраций, возникающих при горении ТВС в большом объеме, экран выполнен в виде гофрированной по­ верхности.

Снаружи стенка ФК охлаждается атмосферным воздухом, подаваемым под капот б, который защищает элементы конст­ рукции ЛА от зоны высоких температур.

14.3. Понятие о неустойчивых режимах горения

14.3.1. Вибрационное горение (ВГ)

Работа ФК может сопровождаться высокочастотными ко­ лебаниями, получившими название вибрационное горение.

Вибрационное горение - это автоколебательный процесс, возникающий из пульсаций давления в потоке, поступающем в ФК из ГТ Пульсации давления вызывают изменения положения фронта пламени, что приводит к изменению выделения тепла, усиливающему колебания давления. И так по нарастающей ам­ плитуде. Если рассеивание (гашение) энергии колебаний виброзащитным экраном меньше, чем ее выделение, возникает вибра­ ционное горение.

Признаки ВГ:

-тряска самолета;

-звук высокой частоты - (100... 1000) Гц в области PC. Следствием ВГ может быть разрушение элементов ФК. Мероприятия по борьбе с ВГ:

- специальная форма и расположение стабилизаторов пла­ мени (деление газа на отдельные струи, затрудняющее возник­ новение колебаний по всему объему ФК);

-эшелонированное расположение стабилизаторов пламени (размытый фронт пламени менее остро реагирует на пульсации давления);

-гофрирование теплозащитного экрана (хаотическое отра­ жение волн давления от поверхности гофров усиливает рассеи­ вание энергии колебательного движения);

-перфорация экрана (поступление в поток нового воздуха способствует сглаживанию колебаний);

-переход на пониженный форсажный режим при возник­ новение ВГ

14.3.2. Пулъсационное горение (ПГ)

Низкочастотные колебания в ФК, называемые пульсационным горением, возникают из-за срыва пламени на отдельных участках фронта горения.

Причиной ПГ является ухудшение распыла топлива при

пыл топлива, из-за снижения турбулентности замедляется про­ цесс перемешивания ТВС, снижается интенсивность теплопере­ дачи, замедляется распространение пламени.

Признак ПГ - толчки в продольном направлении из-за из­ менения тяги.

Методы устранения Г1Г:

-переход на повышенный форсажный режим ( Т Л/т ф),

-изменение режима полета ( Т М; <1 Н ).

Ограничение - запрет дросселирования ( i Мт ф) на боль­

ших Н полета.