12. Удельные параметры врд

Сравнительная оценка двигателей производиться с помощью удельных параметров, к которым относятся удельная тяга, удельная масса и лобовая тяга.

Удельная тяга Р_уд (Н·с/кг) — отношение тяги к секундному расходу воздуха (газа) через двигатель. Она представляет собой тягу, приходящуюся на 1 килограмм воздуха, проходящего через двигатель за секунду. Определяют Р_уд по следующей формуле:

Р_ул=Р/G_в. (1.4)

Используя формулу (1.2), получаем

Р_ул= с_с – V_п (1.5)

или для случая работы двигателя на месте

Р_уя=с_с. (1.6)

Удельный расход топлива С_уд [кг/(Н-ч)] — отношение часово­го расхода топлива G_т._ч к развиваемой двигателем тяге:

С_уд = G_г._ч/P/ (1.7)

Удельный расход топлива представляет собой количество топлива, затрачиваемого двигателем в течении часа для создания 1 Н тяги. С_уд характеризует экономичность двигателя. Чем меньше С_уд, тем больше дальность и продолжительность полета самолета на данной скорости.

Если H_u – теплота сгорания топлива, характеризующая его химическую энергию, то количество тепла, внесенное в двигатель с топливом за 1 с работы, равно , а в расчете на 1 кг воздуха количество тепла равно

Q₀= .

Подставив значение G_т.ч, полученное из этого выражения, в формулу (1.7), получим зависимость, используемую в дальнейшем для анализа:

С_уд = (1.8)

Удельная масса двигателя М_уд (кг/Н) представляет собой отношение сухой массы двигателя М_дв к максимальной тяге Р :

М_уд = М_дв/P. (1.9)

Чем меньше М_{уд ,}тем меньше абсолютная масса двигателя при заданной тяге Р.

Лобовая тяга P_F (Н/м²) – отношение тяги к лобовой площади двигателя F_дв:

P_F = Р/ F_дв. (1.10)

Чем больше P_F при заданной Р, тем меньше наибольший поперечный размер двигателя, мотогондолы и меньше ее аэродинамическое сопротивление.

Для земных статических условий (H = 0, V_п = 0) удельные параметры имеют следующие значения: P_уд = 0,6…0,8кН·с/кг, С_уд = 0,08…0,1 кг/(Н·ч), М_уд = 0,025…0,035 кг/Н, P_F = 80…100 кН/м²

Глава 2 входные устройства

2.1. Принцип действия и параметры

Входного устройства

Входное устройство является элементом конструкции самолета и частично элементом двигателя. Входное устройство современно­го самолета включает в себя воздухозаборник, каналы, подводящие воздух к двигателю, а также ряд устройств, наличие которых вызвано особенностями его работы на сверхзвуковых скоростях полета.

Принцип действия воздухозаборника заключается в следующем.Самолет и двигатель перемещаются относительна воздушного потока со скоростью V_п, значит и поток перемещается относительно двигателя с этой же скоростью. Если поток тормозить, кинетическая энергия его будет уменьшаться, что будет сопровождаться повышением давления и температуры воздуха.

К входному устройству предъявляют ряд требований. К основ­ным из них относятся:

1) минимальное внешнее сопротивление; 2) малые потери давления в процессе торможения;

3)равномерность поля скоростей и давлений на входе в двигатель; 4)простота конструкции, малая масса и габаритные размеры;

5)устойчивость процесса течения воздуха.

Из-за гидравлических потерь во входном устройстве давление перед компрессором р_в* меньше полного давлениями потоке р_н*. Газодинамическое совершенство характеризуется не величиной потерь, а коэффициентом восстанов­ления полного давления

= р_в* /р_н*. (2.1)

Равным отношению полного давления р_в* на входе на компрессор к полному давлению р_н*в возмущенном потоке. чем больше потери тем меньше величина Значения коэффициента востановленния полного давления приведены в приложении 11.

Эффективность процесса преобразования кинетической энергии в потенциальную во входном устройстве характеризуется изоэнтропической степенью повышения давления воздуха скоростным напором , равной отношению полного давления р_в* воздуха (в конечном сечении воздухозаборника) к статическому давлению р_н в окружающей среде:

Величина π_V является функцией числа Маха полета М_п и потерь в воздухозаборнике и определяется из выражения

π_V = σ_вх [1+(γ+1/γ)М_п² ]^(γ/γ-1)= σ_вх(1+0,2 М_п²)^3,5 (2.3)

где γ=1,4.

Влияние М_п на π_V очень велико и при увеличении скорости полета роль воздухозаборника в общем сжатии воздуха сильно возрастает : при М_п≥4 π_V настолько велика, что эффективная работа двигателя может быть достигнута без сжатия воздуха в компрессоре.

Входные устройства разделяются на два класса: а) для дозвуковых и небольших сверхзвуковых скоростей полета , б) для сверхзвуковых скоростей полета.