Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Теория авиационных двигателей (РИО).docx
Скачиваний:
3378
Добавлен:
22.03.2016
Размер:
17.39 Mб
Скачать

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

Зависимость Руд и СудотΔ для одноконтурных двигателей

При рассмотрении этих зависимостей будем считать заданными и постоянными скорость полета V, степень повышения давления в цикле π, а также, как уже отмечалось выше, КПД процессов сжатия ηси расширения ηр.

Рис. 1.22. Зависимость Руд,Суд

и КПД ТРД от Δ

Заметим, что степень подогрева воздуха в цикле Δ = Тг*/Тн может изменяться как за счет температуры газов перед турбиной, так и за счет изменения температуры окружающего воздуха из-за изменения атмосферных условий и высоты полета.

При Δ = Δ minработа цикла равна нулю (рис. 1.22,а), т. к. в реальном цикле вся теплота, подведенная к воздуху в камере сгорания, затрачивается на преодоление гидравлического сопротивления движению воздуха и газа по тракту двигателя. Дальнейшее увеличение Δ приводит к линейному увеличению. Поэтому увеличивается и удельнаятяга, но нелинейно.

Зависимость от Δ при заданной скорости полета однозначно определяется зависимостью от Δ полного КПД ТРД ηп= ηвнηтяг. Ранее было установлено, что при увеличении Δ внутренний КПД возрастает (рис. 1.10).Но увеличение Δ приводит к росту, поэтому возрастает сс и снижается . Полный КПД имеет максимум при некотором значении Δ, которое назовемэкономической степенью подогрева и обозначим Δэк (рис. 1.22, б). При этом значении Δ удельный расход топлива соответственно минимален и возрастает при отклонении от Δ=Δэк (рис. 1.22,а).

Зависимость Руд и СудотΔ для двухконтурных двигателей

Для упрощения анализа указанных зависимостей будем считать, что расширение в соплах ТРДД с раздельными контурами полное, а скорости истечения газа и воздуха из этих контуров одинаковы, т. е. ссI = ссII = сс. При этих условиях формулы для удельной тяги и тягового КПД имеют такой же вид, как и для ТРД.

Рис. 1.23. Зависимость Руд и Lцот Δ

( = 30; Мн= 0,8;Н= 11км;

с= 0,85;р= 0,9)

Зависимость Руд от  для двухконтурных двигателей

(рис. 1.23) качественно такая же, как и аналогичная зависимость для одноконтурного двигателя

(рис. 1.22, а). Численное значение Руд ТРДД при различных  и том же значении Lц, что и у ТРД, ниже из-за более низкого значения скорости истечения сс. Этот же результат следует и из выражения для удельной тяги , в которой наличиеm при применении ее к ТРДД приводит к более низким значениям Руд по сравнению с ТРД, для которого m= 0.

при заданной скорости полета определяется только зависимостью от  полного КПД ηпвнηтяг, которая приведена на рис. 1.24 в в сравнении с аналогичной зависимостью для ТРД. Как уже отмечалось, при одинаковой Lц внутренний КПД ТРДД несколько ниже внутреннего КПД ТРД из-за гидравлических потерь в наружном контуре (рис. 1.24 а).

Тяговый КПД ТРДД значительно выше, чем у ТРД из-за меньшей скорости истечения сс (рис. 1.24 б). В итоге полный КПД ТРДД получается выше, а его максимум сдвинут правее по сравнению с максимумом ηп ТРД. Поэтому Суд, который обратно пропорционален ηп, ниже у ТРДД, а Δэк ТРДД выше, чем Δэк ТРД (рис. 1.24г).

У современных ГТД прямой реакции значение Δ назначают более высоким, чем Δэк (соответственноТ*г >Т*г эк), из-за стремления получить более высокое значениеРуд, а значит, меньшую массу и габариты двигателя, даже ценой небольшого проигрыша вСуд. Тем более, что у ТРДД, имеющих меньшие значенияРуд, чем у ТРД, при Δ >Δэк Суд возрастает медленно (рис. 1.24г).

Рис. 1.24. Зависимость КПД и Суд от Δ

Глава 2