От сечения к-к до сечения г-г к рабочему телу, сжатому в ОК, подводится теплота QKC за счет сжигания в КС топливно­ воздушной смеси (ТВС), состоящего из смеси воздуха и кероси­ на (топливного газа).

Рабочий процесс в КС организован таким образом, что ста­ тическое давление остается постоянным, а температура резко возрастает ( Т Т Т ), следовательно, резко возрастает энтальпия за счет подведенной извне теплоты.

От сечения г-г до сечения т-т рабочее тело (сжатый и на­ гретый воздух и газообразные продукты сгорания топлива) рас­ ширяется в ГТ. Часть энтальпии превращается в крутящий мо­ мент Мкр на валу ГТ, который необходим для привода ОК (бла­

годаря ОК ТРД может создавать тягу при V = 0 ).

Так как ОК сжимает холодный воздух, а в ГТ расширяется горячий газ, то работа, совершаемая газом в ступени ГТ, значи­ тельно выше, чем потребная работа сжатия в ступени ОК. Это позволяет одноступенчатой ГТ вращать четырех- и пятиступен­ чатый компрессор.

От сечения т-т до сечения с-с происходит расширение ра­ бочего тела в PC. Так как PC - энергоизолированная система (нет подвода и отвода энергии), то при расширении газ совер­ шает механическую работу по разгону потока за счет уменьше­ ния энтальпии, то есть полная энергия рабочего тела не изменя­ ется, а часть энтальпии превращается в кинетическую энергию

Eam( i p \ i n ТТс).

1.4.Основные параметры ТРД

-тяга R = (М гсс - М .V) + Fc(рс - ри);

-удельная тяга (тяга, создаваемая одним килограммом газа

всекунду) R = R /M ,= (ce - V ) + - ^ -{ p c - p u).

На расчетном режиме ( рс = рп): Rya =cc - V

При V =0 - Rya=cc.

С помощью /?уа оценивают эффективность ТРД как тепло­

вой машины; - удельный расход топлива (количество топлива, расходуе­

мого в ТРД для создания единицы тяги в течение часа)

ся = M .JR

Спомощью cR оценивают экономичность ТРД;

-удельная масса двигагеля («сухая» масса двигателя, при­

ходящаяся на единицу создаваемой им тяги) тпв = М ли / R

С помощью тпиоценивают конструктивное совершенст­

во ГРД;

- тяговооруженность ТРД р до = 1/ таъ = R / М м ;

-удельная лобовая тяга RF = R /F aa, где Fm - сечение

миделя.

/?/.- характеризует поперечные размеры двигателя и, следо­

-удельный объем двигателя (характеризует совершенство объемной компоновки двигателя) Длп =VaB/ R ;

-удельная объемная тяга Rv = 1 / 0.ш= R /V w

R,.. 80... 100 [кН/м'].

1.5. Вывод формулы тяги

Тяга РД - это результирующая газодинамических сил, дей­ ствующих на внутренние поверхности двигателя R2 во время

его работы и сил воздействия невозмущенной окружающей сре­ ды на внешние поверхности двигателя /?сг.

Принятые допущения:

-движение рабочего тела внутри двигателя установившееся;

-массовые силы отсутствуют;

-газ невязкий;

-течение газа - осевое;

-силы внешнего аэродинамического сопротивления не учи­ тываются.

Всоответствии с определением

А. Статическая составляющая тяги

Рис. 1.2. Распределение внешних сил

Из рис. 1.2. видно, что силы от давления р и, действующие

по внешним границам контура, взаимно уравновешивают друг друга, за исключением среза сопла.

Сила, равная произведению разности давления на срезе со­ пла и давления окружающей среды ( рс - ру) на площадь среза сопла Fc будет действовать в направлении полета если рс > р и

В случае расчетного режима работы сопла ( рс = р и) стати­ ческая составляющая тяги будет равна нулю.

Воздушно-реактивные двигатели - это реактивные двига­ тели, в которых атмосферный воздух применяется как основное рабочее тело в термодинамическом цикле, а кислород, находя­ щийся в воздухе, - как окислитель горючего.

Ракетные:

-жидкостные ракетные двигатели (ЖРД);

-ракетные двигатели твердого топлива (РДТТ);

-комбинированные двигательные установки (КДУ). Комбинированные:

-турбопрямоточные двигатели (ТПД);

-ракетно-прямоточные двигатели (РПД);

-ракетно-турбинные двигатели (РТД). Бескомпрессорные:

-прямоточные воздушно-реактивные двигатели (ПВРД);

-пульсирующие воздушно-реактивные двигатели (ПуВРД). Компрессорные:

-турбореактивные двигатели (ТРД);

-турбореактивные двигатели с форсажной камерой (ТРДФ);

-турбореактивные двухконтурные двигатели (ТРДД);

-турбореактивные двухконтурные двигатели с форсажной камерой (ТРДЦФ);

-турбовинтовые двигатели (ТВД);

-турбовальные двигатели (ТВаД).

1.6.2.Области применения РД

2, ИДЕАЛЬНЫЕ ЦИКЛЫ ВРД 2.1. Сущность второго закона термодинамики

Сущность второго закона термодинамики применительно к тепловым машинам (ТМ) состоит в следующем: не все тепло, подведенное к газу, превращается в полезную работу, часть теп­ ла нужно обязательно отвести в «холодильник».

Второй закон термодинамики дополняет первый закон тер­ модинамики. Первый закон, устанавливая эквивалентность ме­ жду теплотой и работой, не указывает условий преобразования теплоты в работу.

Превращение работы в теплоту не связано с какими-либо трудностями, так как вся работа полностью переходит в тепло­ ту. Превращение же теплоты в работу возможно только при от­ воде части теплоты в среду с более низкой температурой (/х< /г). Эта теплота полезно не используется и является неиз­ бежной потерей согласно второму закону термодинамики.

В реальных ТМ отвод тепла в «холодильник» осуществля­ ется в атмосферу и, чем выше температура газа на выходе из ТМ по сравнению с температурой окружающей среды, тем больше потери тепла.

Иная формулировка второго закона термодинамики: невоз­ можно построить вечный двигатель второго рода. Это означает, что для преобразования тепла в работу необходимы специально созданные условия - наличие хотя бы двух тел с разной темпе­ ратурой, между которыми посредник (газ) мог бы осуществлять цикл и производить работу.

Второй закон термодинамики сформулирован на основе обобщения таких явлений природы, как:

- стремление всех естественных процессов протекать в оп­ ределенном направлении (газ всегда перетекает из области с бо­ лее высоким давлением в область с пониженным давлением, те­ пло передается от более нагретого тела к менее нагретому телу); - все самопроизвольные процессы продолжаются до тех пор, пока не наступает энергетическое равновесие между тела­

ми, участвующими в процессе.