Тяговые показатели

С илы, приложенные к внутренним поверхностям, представляют собой силы реакции, возникающие при ускорении газового потока. Непосредственное определение осевой равнодействующей этих сил Р_ВН связано с практически непреодолимыми трудностями. Поэтому величина Р_ВН определяется с помощью уравнения количества движения

Р_∑ = Р_ВХ + Р_ПВ – Р_С,

Р_ВХ = р_ВХ ∙ F_ВХ – сила, действующая на поток во входном сечении;

Р_ПВ – сипа, приложенная к потоку со стороны поверхностей внутренних стенок двигателя;

Р_С = р_С ∙ F_С – сила, действующая на поток в выходном сечении сопла.

Свойство рабочего процесса, как средства для получения тяги, характеризуется так называемой удельной тягой R_уд , которая представляет собой тягу, отнесенную к единице расхода газа:

Следовательно, тяга R зависит от двух основных факторов:

1. секундного расхода воздуха G_в, величина которого при прочих равных условиях определяется размерами двигателя;

2. удельной тягой R_уд, обусловленной характером протекания рабочего процесса.

У дельная тяговая работа L_R, т. е. работа, полученная с помощью 1 кг прошедшего через двигатель воздуха, будет:

Полетный (тяговый кпд)

 Практически можно иметь η_П близким к единице при соответствующих, близких к единице, отношениях / . Однако малое увеличение скорости газов в двигателе возможно лишь при использовании рабочего процесса с низкой работоспособностью (с малой L_е) и, следовательно, при небольших значениях R_уд. При малой работоспособности процесса влияние потерь возрастает. Снижение L_е приводит и к ухудшению эффективного КПД η_е, что обесценивает выигрыш в тяговом КПД η_П. Малые же значения R_уд обусловливают увеличение размеров и массы двигателя для получения требуемой тяги. Поэтому получение очень высоких значений η_П, хотя и возможно, но не выгодно, так как приводит к малоэкономичному, тяжелому и громоздкому двигателю. Практически па основных режимах отношение / обычно не менее 2, что соответствует η_П = 0,967.

 Получение легких и компактных двигателей путем применения высоких R_уд достигается ценой снижения η_П, что отрицательно влияет на экономичность двигателя в целом.

 Улучшение тяговых показателей двигателя, достигаемое путем повышения работоспособности процесса, т. е. увеличения L_е при постоянной скорости , частично обесценивается происходящим снижением η_П, и L_R и R_уд возрастают относительно менее сильно, чем L_е.

Изменение удельных показателей L_e, L_R и R_уд и полетного КПД η_П в зависимости от отношения скоростей / при = const

Зависимость η_П от / показана на рисунке, где приведено также изменение R_уд, L_e и L_R при заданной постоянной скорости (увеличение / характеризует рост скорости ). Эти зависимости описываются следующими уравнениями:

Общее использование в полете тепловой энергии оценивается с помощью общего КПД η_об, показывающего, какал доля затраченного тепла преобразуется в тяговую работу:

О бщая энергетическая (топливная) экономичность характеризуется общим удельным расходом топлива С_об

с иловой удельный расход топлива С_уд , представляющий собой количество топлива, расходуемое на 1 Н тяги за 1 час, т.е.

Современные турбореактивные двигатели в стендовых (стартовых) условиях обычно имеют R_уд = 600 ÷ 700 Н∙с/кг, а С_уд = 0,085 ÷ 0,11 кт∙ч/Н.