Основные элементы силовой установки
Зависимость
коэффициента восстановления полного
напора воздуха
от типа воздухозаборника.
Потери тяги прямо пропорциональны потерям .
Т.О. применение на сверх звуковых самолетах многоскачковых регулируемых заборников (обязательно) весьма желательно (но учитывать m).
Для защиты воздухозаборников от попадания пограничного слоя используется «слив пограничного слоя»; hслива = (0,01-0,03) l предш повехн.
Основные геометрические параметры силовой установки.
(на примере дозвукового самолета)
Силовая установка самолета Ту-154
О
сновные
геометрические параметры силовой
установки.
(на примере дозвукового самолета).
-
Линейные размеры:
d
d0
d2
dc
струи
входа
горла
миделя
сопла
Площади:
F
F0
F2
Fмид
dc
-
Относительные параметры
Обозначения
Типичные значения
Относительный диаметр входа
0,75 – 0,85
Удлинение носовой части МГ
0,5 – 1,2
Удлинение мотогондолы
3 – 5
Коллекторность входа
10 – 15%
Пристеночный угол диффузии
До 50 (безопасное обтекание)
Коэффициент расхода воздуха через гондолу
0,65 – 0,75
Оптимизация параметров силовой установки дозвукового пассажирского самолета.
При уменьшении диаметра входа d0 возрастает пристеночный угол диффузора и возрастают потери тяги двигателя - Р (для той же тяги нужно больше топлива)
При уменьшении d0 аэродинамическое сопротивление мотогондолы уменьшается за счет лучшего ее обтекания.
Критерием оптимальности силовой установки может служить дальность полета самолета при mтопл.=const
(max L)Gтопл=const
Способы улучшения равномерности потока на входе в двигатель при уменьшении d0
Специальная профилировка диффузора.
Кольцевые проточки (турбулизаторы).
Отсос пограничного слоя от стенок воздухозаборника
С творки подпитки
Вихревой коллектор
Влияние типа компоновки силовой установки на эффективность самолета
- Оценивается на основании потерь дальности полета самолета по сравнению с типичным идеальным вариантом за счет различных факторов, зависящих от силовой установки.
№ |
Тип компоновки СУ |
Схема |
Потери дальности полета за счет различных потерь СУ |
Cyмахmax |
Шум в салоне PN дб |
|||
-Сх |
-Р |
m0 |
-L |
|||||
1 |
В корневой части крыла |
|
-7,8 |
-1,8 |
+0,3 |
-9,3 |
1,8 |
102 |
2 |
На пилонах под крылом |
-11,8 |
-0,8 |
+1,2 |
-11,4 |
2,1 |
90 |
|
3 |
На пилонах над крылом |
-12,5 |
-1 |
+1 |
-12,5 |
2,9 |
92 |
|
4 |
На пилонах в хвостовой части фюзеляжа |
-10,2 |
-1,2 |
0 исх. вар. |
-11,4 |
2,5 |
95 |
|
5 |
3-х двигат. схема в хвост. части фюзеляжа |
-8,2 |
-1,5 |
+0,2 |
-9,5 |
2,9 |
95 |
|
6 |
Двигатели внутри хвостовой части фюзеляжа |
-5 |
-2 |
+0,6 |
-6,4 |
3,2 |
97 |
|
Предотвращение попадания посторонних частиц в воздухозаборник
При компоновке ВЗ на самолете необходимо учитывать опасность, которую представляют посторонние предметы, попадающие в ВЗ с поверхности аэродрома и могущие вызвать серьезные повреждения двигателя. Возможные повреждения от соударения посторонних предметов и элементов двигателя носят весьма серьезный характер (рис.1-10). Эти предметы могут попадать на вход ВЗ из-под колес шасси либо вследствие образования интенсивного вихря между поверхностью аэродрома и воздухозаборником работающего двигателя. Для исключения первой из указанных опасностей носовое колесо может быть оборудовано, например, специально спрофилированным щитком (рис. 1-11)
Механизм «заброса» посторонних предметов вследствие вихреобразования состоит в следующем. Возникающий вихрь (рис. 1-12) способен разбрасывать в различном направлении предметы, оказывающиеся на пути этого вихря. Вихревое движение может подбросить некоторые из предметов (песок, мелкие камни, осколки бетонных плит ВПП) вперед-вверх, на высоту воздухозаборника, и затем они подхватываются основным потоком, втекающим в ВЗ (рис. 1-13).
Известно, что: 1) интенсивность вихря зависит от режима работы двигателя – на режимах малой тяги интенсивность существенно ниже (либо вихрь не возникает вообще); 2) вихреобразование исключено при движении самолета со скоростью более 30…40 км/ч. Поэтому, эффективным способом снижения опасности повреждения двигателей при движении самолета по аэродрому является поддержание оптимального сочетания режима работы двигателя и скорости движения самолета [3].
Эффективным средством подавления вихря и, следовательно, уменьшения засасывания посторонних частиц в воздухозаборник, являются струйные системы защиты, воздух для которых отбирается от компрессора ТРД. Вероятность возникновения вихря также уменьшается при увеличении коллекторности (отношения dвхода/d горла) осесимметричного воздухозоборника
Рис.1-10. Лопатки вентилятора двигателя, поврежденные вследствие попадания посторонних предметов при взлете самолета |
Рис.1-11. Щиток позади носового колеса предотвращает вылет из-под него посторонних предметов в сторону воздухозаборника |
а) б) в) Рис.1-12. Вихри перед ВЗ самолета Ил-86 (а), F-16 (б) и С-17 |
Рис.1-13. Картина разброса вихрем частиц крупнозернистого песка при испытании модели воздухозаборника [3] |
