1.9. Зависимость удельной тяги и удельного расхода топлива трд и трдд от степени повышения давления в цикле

Для упрощения анализа в этом параграфе будем считать, что КПД процессов сжатия и расширения постоянны.

Зависимость Руд и Судот π для одноконтурных двигателей

Как следует из формулы (1.20), удельная тяга одноконтурных двигателей (m= 0) при заданной скорости полетаVопределяется лишь значениемL_ц. Поэтому характер ее зависимости от π при заданных Δ, η_с, и η_ропределяется только характером зависимостиL_ц от π.

Как видно из рис. 1.17, Р_уддостигает максимального значения при π=π_опт, при которомL_цмаксимальна, и равняется нулю при значениях π = 1 и π=π²_опт, при которыхL_ц = 0.

Рис. 1.17. Качественная зависимость Руд от π			Рис. 1.18. Качественное влияние π и Δ на Руд

На рис. 1.18 представлена качественная зависимость Р_уд от π при различных значениях Δ. Как видно, увеличение Δ приводит к увеличению L_ц, а следовательно, и Р_уд. Таким образом, эффективным средством повышения удельной тяги ТРД является повышение Δ = Т_г*/Т_Н за счет увеличения температуры газов перед турбиной Т_г*. Кроме того, Р_уд увеличивается при снижении Т_Н из-за снижения

температуры окружающего воздуха. Заметим, что при увеличении Δ также

возрастает и значение π_опт.

зависит только от полного КПД η_п и обратно пропорционален ему.

Рис. 1.19. Качественная зависимость Суд,Руди ηп от π			Рис. 1.20. Влияние степени двухконтурности на Руд

Поэтому характер зависимости С_уд от π определяется ранее установленной зависимостью от π полного КПД ТРД (рис. 1.19). В соответствии с этой зависимостью, С_уд достигает минимального значения при некотором значении π, которое назовем экономической степенью повышения давления в цикле и обозначим π_эк. При этом значении π полный КПД максимален и снижается при отклонении π от π_эк. Как видно, значение π_экзначительно превышает π_опт. Увеличение π сверх оптимального значения позволяет снизить удельный расход топлива ТРД.

Зависимость Руд и Суд от π для двухконтурных двигателей

Для упрощения анализа указанных зависимостей будем считать, что расширение в соплах ТРДД с раздельными контурами полное, и, как уже ранее принято, скорости истечения газа и воздуха из них одинаковы, т.е. с_сI=с_сII=с_с. При этих условиях удельная тяга ТРДДР_уд=с_с–V.

Если сравнивать зависимости Р_уд от π двухконтурных и одноконтурных двигателей с одинаковыми параметрами цикла, то, как видно из рис. 1.20, увеличение m приводит к снижению Р_уд. Это связано с тем, что при одинаковой L_ц у этих двигателей скорость истечения газов в ТРДД, как следует из формулы для L_ц,

ниже, чем в ТРД, т. к. в двухконтурном двигателе та же работа цикла распределяется между двумя контурами. Причем, чем выше степень двухконтурности, тем ниже с_сиР_уд. Но оптимальная степень повышения давленияостается неизменной, т. к. она не зависит отm.

Так как при заданной скорости полета однозначно зависит только от полного КПД η_п=η_внη_тяг, то для установления зависимости С_уд от  у двухконтурных двигателей установим зависимость от  полного КПД этого двигателя.

Рис. 1.21. Зависимость КПД и С_уд отπ

Тяговый КПД ТРДД (рис.1.21,б) выше тягового КПД ТРД, т.к. при одинаковой работе цикла скорость истечения из контуров ТРДДниже, чем у ТРД. Поэтому потери кинетической энергии с выходной струей у ТРДД ниже. В результате полный КПД двухконтурного двигателя выше, чем одноконтурного двигателя (рис. 1.21,в), а удельный расход топлива ниже (рис. 1.21,г). Как видно из рис. 1.21,г, экономическая степень повышения давления в цикле ТРДД ниже, чем у ТРД.

Чем выше степень двухконтурности, тем ниже С_уд, что при неизменном внутреннем КПД объясняется повышением тягового КПД из-за снижения потерь с выходной скоростью в результате уменьшения скорости истеченияс_с.