Зависимость

И

Рис. 3.11. Зависимость

зменение η_e при изменении (рис. 3.11) определяется взаимным изменениемL_e и Q₁. При увеличении увеличивается температура воздуха за компрессором, следовательно, уменьшается количество тепла, подводимого к газу в камере сгорания.

1. При ,

.

2. При ,.

3

Рис.3.12. Зависимость

. При,

.

При , η_e достигает максимального значения (потери тепла минимальны), то есть удельный расход топлива минимальный (c_{R min}). Из рис. 3.11 видно, что не совпадает с, поэтому при выборе значенияприходится идти на компромисс – получить, следовательно, максимальную тягу, или максимальную экономичность.

При с увеличениемрастетL_e. Так как потери в процессах сжатия и расширения остаются неизменными, то доля подведенной теплоты Q₁, идущая на совершение эффективной работы L_e, возрастает, и это приводит к росту эффективного КПД (рис. 3.12).

Снижение в L_вн доли работы, потребной для преодоления потерь ΣL_r, приведет к более позднему достижению и, следовательно,.

Зависимость ηe от высоты полета н

При увеличении высоты полета H температура атмосферного воздуха Т_н уменьшается, следовательно, уменьшаются полная температура воздуха на входе в двигатель и температура за компрессором. Одновременно, при уменьшенииувеличивается, следовательно, увеличиваетсяи. Ростоказывает сдерживающее действие на темп уменьшения.

Если двигатель работает на установившемся режиме то при уменьшенииинтенсивно увеличивается степень подогрева газа в КС, то есть увеличивается количество тепла, подведенного к газу в КС:и увеличивается внутренняя работа цикла.

В

Рис. 3.13. Зависимость η_e(H)

еличина потерь с ростом высоты полетавозрастает незначительно, так как при , поэтому при увеличенииQ₁, увеличивается относительная доля L_e во внутренней работе цикла, следовательно, увеличивается эффективный кпд (рис. 3.13).

Начиная с H = 11 км, температура воздуха с ростом высоты не изменяется, следовательно, L_e и Q₁ не изменяются и эффективный кпд η_е также не изменяется (η_е = const).

Зависимость ηe от числа м полета

При увеличении скорости полета полная температура воздуха на входе в двигательувеличивается, следовательно, увеличивается температура за компрессором. Одновременно, при увеличенииуменьшается, следовательно, уменьшаетсяи. Уменьшениеоказывает сдерживающее действие на темп роста.

Е

Рис. 3.14. Зависимость η_е(М)

сли двигатель работает на установившемся режиме, то при увеличенииинтенсивно уменьшается степень подогрева газа в КС, то есть уменьшается количество тепла, подведенного к газу в КС:, следовательно, существенно снижается внутренняя работа цикла.

Величина потерь с ростом скорости полета уменьшается незначительно: , поэтому при сниженииQ₁, уменьшается относительная доля L_e во внутренней работе цикла, следовательно, уменьшается (рис. 3.14).

3.3.4. Тяговый (полетный) кпд трд Физический смысл тягового кпд

Тяговый КПД η_тяг показывает – какая часть эффективной работы L_e расходуется на совершение полезной тяговой работы L_тяг по перемещению летательного аппарата и представляет собой отношение полезной тяговой работы по перемещению ЛА со скоростью V, производимой двигателем, к приращению кинетической энергии потока:

. (3.26)

При помощи η_тяг оценивают совершенство ТРД как движителя.

Тяговый КПД η_тяг учитывает не превращенную в полезную тяговую работу часть кинетической энергии газа, покидающего двигатель – (с_с –V)²/2.

Т

Рис. 3.15. Зависимость η_тяг(V/c_c)

еоретически, при равном нулю внешнем сопротивлении, когда вся избыточная тяга двигателяR расходуется на увеличение скорости ЛА, возможно полное превращение кинетической энергии в полезную тяговую работу. В этом случае V_max = c_c, η_тяг = 1 (рис.3.15), и дальнейшее увеличение скорости невозможно, так как при V = c_c, R_уд = с_с – V = 0, R = 0. В действительности, всегда V < c_c, так как часть тяги двигателя тратится на преодоление внешнего сопротивления X, связанного с наличием атмосферы.

Для анализа зависимости η_тяг(V/c_c) (см. рис. 3.15) преобразуем выражение (3.26):

. (3.27)

При .

При ,но так как.

Д

Рис. 3.16. Зависимость η_тяг(V, c_c)

ля определения условий полученияL_тяг.max приравняем к нулю производную (условие экстремума функции) и получим:

.

L_тяг.max достигается при , илиc_c = 2V

Определим значение η_тяг при L_тяг.max:

При бόльших значениях с_с темп роста η_тяг с увеличением V замедляется.

При постоянной скорости полета (V_x = const), с увеличением с_с, уменьшается величина η_тяг (рис. 3.16).