6.4. Реверс тяги

Реверс тяги — изменение направления ее действия на проти­воположное — является эффективным средством торможения са­молета, с пособствующим уменьшению длины пробега самолета и повышающим безопасность по­летов. Реверс тяги осуществля­ется поворотом газового потока на выходе из двигателя, для чего используются специаль­ные реверсивные устройства.

Поворот потока может быть выполнен как на выходе газа из сопла, так и на участке меж­ду турбиной и соплом. На рис. 6.9 показано образование реверсивной тяги при частичном повороте потока, когда часть газа G_peB поступает в каналы реверсивного устройства и создает отрицательную тягу, а другая часть G—G_peB идет в прямом направлении и создает положительную тягу. Резуль­тирующая двух тяг дает обратную тягу, величина которой

Оценка эффективности реверсирования производится с помощью коэффициента реверсирования, которым называется отношение реверсированной (обратной) тяги Р_рев к исходной тяге Р (с выключенным реверсивным устройством)

Достаточное сокращение длины пробега самолета осуществля­ется при Р=0,4 ... 0,6, для чего отношение G_peB/G должно быть не менее 0,65, т. е." через реверсивное устройство нужно перепускать не менее 65% всего газа.

На рис. 6.10 показаны схемы двух реверсивных устройств с от­клоняющимися решетками и с отклоняющими створками. В схеме а поток поворачивают решетки 1 при уборке створок 3 и перекры­тии движения газа в прямом направлении створками 2. В ревер­сивных устройствах, выполненных по схеме б, поворот потока осу­ществляют створки 3.

Часть вторая газотурбинные двигатели

Глава 7

ТУРБОРЕАКТИВНЫЕ ДВИГАТЕЛИ

7.1. Действительный цикл гтд

Из всего многообразия реактивных двигателей в настоящее время наиболее широко распространены турбореактивные двигате­ли: одноконтурные и двухконтурные. Благодаря экономичности, надежности они являются основным типом силовых установок для дозвуковых и умеренно звуковых скоростей полета.

ТРД отличаются наличием или отсутствием форсажной каме­ры, числом роторов и рядом других признаков.

Схема одноконтурного ТРД показана на рис. 7.1. Основные его элементы были приведены во введении. Ранее также было показа­но, что сжатие воздуха происходит в воздухозаборнике и компрессоре, подвод тепла к рабочему телу осуществляется в камере сго­рания, а в турбине и выходном сопле происходит расширение газа. В результате осуществления этих процессов совершается термоди­намический цикл, в котором энергия, внесенная в двигатель топ­ливом, превращается в полезную работу.

На рис. 7.1 показано изменение параметров воздуха (газа) по тракту двигателя. При протекании воздуха по воздухозаборнику скорость его снижается, что сопровождается повышением давления 2 температуры. Значительное сжатие воздуха в компрессоре приво­дит к большому повышению давления и температуры воздуха. Уменьшение давления в камере сгорания объясняется наличием в ней гидравлических сопротивлений, а также уменьшением плотно­сти газа, вызванным его нагревом. Температура газа в камере сго­рания резко повышается.

Расширение газа в газовой турбине сопровождается уменьше­нием его давления и температуры и возрастанием осевой скорости. Дальнейшее расширение газа происходит в выходном устройстве, рассположенном за турбиной. С целью снижения потерь перед вы­ходным соплом осуществляется некоторое торможение газа, сопро­вождающееся увеличением его скорости и возрастанием давления и температуры. В выходном сопле давление и температура газа из-за расширения уменьшаются, а скорость газа увеличивается.

В отличие от идеального действительный цикл (рис. 7.2) сос­тоит из реальных необратимых процессов, сопровождающихся потерями. Для сравнения пунктиром изображен идеальный цикл причем- в обоих циклах одинаковы степени повышения давления л = Рк/Рн и количество подводимого к газу тепла.

Все процессы в действительном цикле (за исключением замы­кающего процесса рассеивания тепла в атмосфере, протекающего вне двигателя), являются политропными, а не адиабатными про­цессами. Таковы процессы: н—в — сжатия воздуха в воздухозаборнике и в—к — в компрессоре, процесс подвода тепла в камере сгорания — к—г, процессы расширения газа в турбине — г—т i сопле — т—с.

Площадь АнкВА эквивалентна работе сжатия, а площадь АсгкВА — работе расширения. Разность их, эквивалентная площади нкгсн, называемая индикаторной работой цикла, меньше чем работа в идеальном цикле.

Применим уравнение Бернулли к процессам сжатия и расширения. Работа расширения газа (без учета расширения в камере сго­рания)

а работа сжатия воздуха

где L_rp и L_rc — работа по преодолению сопротивлений в процессах.

Поскольку скорость в сечении н—н равна скорости поле та У_п, она и помещена в фор муле работы вместо скорости с_н.

Пренебрегая за малостью потерями на трение в подшипниках и приводе вспомогательных агрегатов

и считая, что с_к=с_т (они не равны, но мы не учитываем расширение газа в камере сгорания), получаем работу

разность представляет собой механическую работу,

получаемую на валу двигателя; следовательно, индикаторная работа Li расходуется на приращение кинетической энергии, за счет его образуется тяга, механическую работу на валу и на преодоление гидравлических потерь в элементах двигателя