3. Зависимость удельной тяги и удельного расхода топлива трд и трдд от степени подогрева рабочего тела в цикле

Зависимость иот Δ для ТРД

Рис. 27.6

При анализе этой зависимости будем считать неизменными скорость полетаVи степень повышения давления в цикле π.

При Δ = Δ _minработа цикла, как уже отмечалось, равна нулю, поскольку здесь вся теплота, подведенная к воздуху в камере сгорания, затрачивается на преодоление гидравлического сопротивления движению воздуха и газа по тракту двигателя. Дальнейшее увеличение Δ, как уже также отмечалось, приводит к линейному увеличениюL_ц. Поэтому увеличивается и удельная тяга, но несколько нелинейно, поскольку, как показано на рис. 27.6 (вверху).

Внутренний КПД реального цикла, напомним, также возрастает при увеличении . Но тяговый КПД при этом падает, поскольку скоростьвозрастает, а. Поэтому полный КПД ТРД η_п = η_внη_тяг. при некотором значении Δимеет максимум(рис.27.6,б)

Соответственно, зависимость С_удот Δ при том же значении Δимеет минимум, так как. Это значениеназовем_эк.

Зависимость иот Δ для ТРДД

Рис. 27.7

Для ТРДД, как было показано, . А, где . Поэтому приизависимостьР_уд отдля двухконтурных двигателей, качественно такая же, как и аналогичная зависимость для одноконтурного двигателя, как показано на рис. 27.7. Но при этом значения для ТРДД, конечно, ниже (из-за более низкого значения скорости истеченияс_с ). Это следует также и из формулы 27.1, в которой наличиеm > 0 приводит к более низким значениямР_удпо сравнению с ТРД, для которогоm = 0.

Рис. 27.8

Для анализа зависимостиС_удоту двухконтурных двигателей воспользуемся тем, что согласно формулы (27.3)С_удпри заданной скорости полета определяется только зависимостью отполного КПД . На рис. 27.8 показаны зависимости(рис. 27.8,а), (рис. 27.8,б) и (рис. 27.8, в) для ТРД и для ТРДД от Δ, из которых видно, что, хотя , возрастающий (как и у ТРД) с ростом Δ,несколько ниже, чем , полный КПД ТРДД при всех значениях Δ значительно выше, чем у ТРД, вследствие того, что у ТРДД выше тяговый КПД. Соответственно оказывается меньшим и удельный расход топлива ТРДД. При этом, что важно, максимум полного КПД и соответственно минимум удельного расхода топлива у ТРДД достигается при более высоком значении Δ , чем у ТРД.

Необходимо отметить также, что в современных ГТД прямой реакции значения Δ при их конструировании выбираются более высоким, чем Δ_эк (соответственноТ*_г>Т*_{г эк}), из-за стремления получить более высокое значениеР_уд, а значит меньшую массу и габариты двигателя, даже ценою небольшого проигрыша вС_уд. Тем более, что у ТРДД, имеющих меньшие значенияР_уд, чем у ТРД, при Δ > Δ_эк С_удвозрастает довольно медленно (см. рис. 27.8).

Примечание.При изображении (на доске или иным путем) рисунков 27.4, 27.5, 27.7 и 27.8 не следует обращать внимание на разметку (в цифрах) по осям координат, а проводить только качественный анализ этих графиков.

Разработал служащий РА профессор Р.Федоров

« » ____________ 2008 г.