Характеристика по частоте вращения n (режимная или дроссельная характеристика) – это зависимость тяги R и удельного расхода топлива Суд от n ротора при на одной и той же высоте H. В частном случае, когда характеристика относится к условиям = 0 и Н = 0, она иногда называется стендовой
Характеристика по n показывает данные двигателя при его использовании с более низкими тягами R.
1. Максимальный (взлетный) режим, на котором двигатель работает с предельно допустимой максимальной nmax, развивая максимально возможную при данных внешних условиях Rmax. На этом режиме непрерывная работа двигателя допускается лишь в течение непродолжительного времени, обычно не более 5…10 мин. Этот режим используется при взлете и начальном наборе высоты, а также (в отдельных случаях) для получения максимальной .
2. Номинальный режим, на котором двигатель работает при nном с пониженной R, обычно Rном = (0,85…0,90)∙Rmax. На номинальном режиме нагруженность конструкции существенно меньше, чем на максимальном, поэтому непрерывная работа двигателя допускается в течение 1 ч. Номинальный режим используется при наборе высоты, а также как основной режим полетов с максимальной скоростью.
3. Максимальный крейсерский (максимальный длительный) режим, представляющий собой режим, на котором при nм.кр не ограничивается продолжительность непрерывной работы двигателя. Большей частью Rм.кр = (0,8…0,9)∙Rном. В эксплуатации этот режим используется при дальних полетах с максимальной скоростью.
4. Пониженный крейсерский режим, на которых двигатель развивает тягу Rкр = (0,3…0,7)∙Rном.
5. Режим малого газа, на котором двигатель работает с минимально допустимой n, развивая наименьшую возможную для него R. Эта R должна быть достаточно малой, чтобы не затруднять эксплуатацию самолетов, особенно чтобы не усложнять условия посадки на аэродромы. Обычно на режиме малого газа Rм.г. = (0,03…0,05)∙Rmax, что соответствует nм.г. = (0,3…0,5)∙nmax
Показана стендовая характеристика по n при стандартных атмосферных условиях (ТН =288 К и рН = 101300 Па)
Скоростная характеристика – это зависимость тяги R и удельного расхода топлива Суд от полетной скорости на одной и той же высоте Н при принятом способе регулирования, обычно при n = const, равной максимальной. Скорость полета влияет на рв* и Tв* воздуха, а тем самым на все протекание рабочего процесса двигателя и, в конечном счете, на состояние газа, покидающего выходное сопло. В диапазоне скоростей, превышающих скор. звука более чем 5-10% допустимо принимать, что при n = const сохраняются: работа компрессора Lк = const и ηад*к = const
И зменение Gв и πпо скоростной хар-ке трд Изменение gт и Rуд по скоростной хар-ке трд
1)При увеличении скорости полета степень сжатия воздуха во входном устройстве πс возрастает, а степень сжатия в компрессоре πк* снижается в результате роста Tв*. Однако влияние изменения πс всегда оказывается более значительным и обуславливает повышение общей степени сжатия πоб, а следовательно, и расхода воздуха Gв.
2) Динамическая составляющая удельной тяги Rуд дин падает по линейному закону и оказывает основное влияние на характер протекания Rуд. Однако прогрессирующее возрастание статической составляющей удельной тяги Rуд стат приводит к тому, что с увеличением скорости снижение Rуд замедляется.
Скоростная характеристика трд
Тяга R сначала снижается, а потом начинает возрастать. Подобное изменение тяги R, свойственное всем ТРД, объясняется следующим. Первоначально, при небольших , скоростной напор невелик, поэтому его повышение приводит лишь к небольшому росту расхода воздуха Gв. В то же время Rуд быстро уменьшается из-за падения Rуд дин при почти постоянной Rуд стат, что приводит к снижению тяги R. По мере увеличения скорости полета ускоренный рост πс (и πоб) обусловливает прогрессирующее увеличение расхода воздуха Gв и замедленное снижение удельной тяги Rуд. В итоге R начинает увеличиваться. Скоростная характеристика позволяет судить о данных двигателя как источника тяги.
Высотная характеристика – это зависимость тяги R и удельного расхода топлива Суд от высоты Н при и принятом законе регулирования (обычно n = const). В случае n = птах = const высотная характеристика показывает наибольшие располагаемые значения тяги R на различных высотах Н при заданной .
С высотой изменяются давление рн и температура Тн атмосферного воздуха.На величину и характер изменения рн и Тн по высоте Н влияют географические и климатические условия, то для получения сопоставимых данных была принята неизменная условная зависимость рн и Тн от Н: рн = f(H) и Тн = f(H), получившая название стандартной атмосферы (СА).Значения рн и Тн по СА близки к их действительным осредненным величинам летом в средних широтах.
С увеличением высоты Н давление рн быстро убывает по сложному закону. У земли рн = 101325 Па = 760 мм рт. ст. Температура Тн , значение которой у земли Тн = 288 К, до 11 км понижается по линейному закону с интенсивностью 6,5° на 1 км высоты. В диапазоне высот от 11 до 25 км Тн принимается неизменной, равной 216,5 К. Слой атмосферы, в котором с увеличением высоты Н происходит снижение Тн, называется тропосфера, а слой, где Тн = const, называется стратосфера.
Изменение Gв, давления перед турбиной рг* и πк*, πв.у., πобщ по высотной характеристике ТРД
И зменение gт и Rуд по высотной характеристике ТРД
Высотная характеристика ТРД
Положительное влияние увеличения высоты Н на R и Суд до 11 км обусловлено исключительно снижением Тн, которое приводит к росту πобщ, а тем самым к увеличению Rуд и к менее быстрому падению Gв. Кроме того, рост πобщ повышает экономичность рабочего процесса, что и обусловливает снижение Суд.
П од эффективными показателями любого двигателя понимают данные, характеризующие его рабочий процесс как источник полезной механической работы
Работоспособность процесса характеризуется эффективной удельной работой Lе, т. е. работой, полученной от 1 кг воздуха
Развиваемая двигателем эффективная мощность Nе характеризует всю его работоспособность.
Тепловая экономичность рабочего процесса оценивается эффективным КПД ηе, показывающим, какая доля затраченного тепла преобразуется в эффективную работу. Следовательно:
П ри этом под затраченным теплом q1 подразумевают количество тепла, которое может выделиться при полном сгорании использованного топлива. Поскольку Le относится к 1 кг поступающего в двигатель воздуха, то
Т опливная экономичность характеризуется эффективным удельным расходом топлива Се, которая представляет собой количество топлива, расходуемое за 1 ч на 1 кВт эффективной мощности:
Для современных двигателей в стендовых условиях (при ) = 600...700 м/с, соответственно Le = (180...250)∙103 Дж/кг; при этом ηе = 0,25...0,35; Се = 0,26...0,36 кт/кВт∙ч.