2.4. Характеристика воздухозаборника

Характеристикой воздухозаборника (рис. 2.8) называется зави­симость, показывающая связь коэффициента восстановления полного давления σ_вх^* с коэффициентом расхода φ_вх при постоянном М_п. Такая характеристика называется дроссельной, получается она экспериментальным путем.

оп ,пвн

)Т ЛОТОП ЫТЭ

Рис. 2.8. Дроссельная характеристика воздухозаборника

Наивыгоднейший режим работы воздухозаборника, отмеченный на характеристике точкой Б, называется критическим. Этот режим описан выше в подразд. 2.2 и отличается торможением сверхзвукового потока в системе косых и замыкающего прямого скачков, причем косые скачки фокусируются на передней кромке обечайки, расположением замыкающего прямого скачка на входе во внутренний канал воздухозаборника, разгоном потока на участке до горла и торможением в расширяющейся части канала послн горла (схема Б на рис. 2.8.) .

При дросселировании двигателя (уменьшении частоты враще­ния его ротора), уменьшается расход воздуха через двигатель, что приводит к росту статического давления в канале перед компрессором. Замыкающий скачок уплотнения перемещается вперед, в результате от обечайки отходит головная волна (схема А на рис. 2.8). Скорость воздуха в горле становится дозвуковой, так как для меньшего расхода воздуха площадь его оказывается больше потребной. Часть воздуха за головной волной в дозвуковом течении протекает поверх обечайки, вследствие чего коэффициент расхода обеспечивается согласование уменьшающегося потребного расхода через двигатель и расхода через воздухозабор­ник. Но при этом из-за повышенных потерь давления в головной волне уменьшается и σ_вх^*. Такой режим работы называется докритическим и соответствует отрезку АБ характеристики. При некотором относительном уменьшении п и G (точка А' на рис. 2.8) насту­пает помпаж компрессора.

Увеличение п сверх значения, соответствующего критическому режиму, приводит к уменьшению давления в канале воздухозабор­ника, поток разгоняется не только до скорости звука в горле, но и в части расширяющегося участка, поэтому замыкающий скачок уплотнения появляется после горла (схема В на рис. 2.8). Такой режим называется сверхкритическим.

Коэффицент расхода φ_вх на сверхкритических режимах остается постоянным, так как он определяется пропускной способно­стью системы скачков, а σ_вх^* уменьшается из-за перемещения скачка вниз по потоку и повышения его интенсивности. При значительном удалении скачка от горла возможно наступление «зуда», характеризуемого высокочастотными пульсациями и перемещениями скачка, замыкающего сверхзвуковую область.

2.5. Регулирование сверхзвуковых воздухозаборников

Как было показано в подразд. 2.3, из-за разной пропускной способности двигателя и воздухозаборника равенство расходов через них возможно только на определенной скорости полета V_П. Так как двигатель работают в одной системе, воздухозаборник должен быть снабжен системой регулирования для со­гласования его работы с работой компрессора.

На рис. 2.9 показаны несколько способов регулирования лобо­вых осесимметричных воздухозаборников, входное отверстие которого имеет форму круга или кольца. Так, при перемещении центрального тела внутрь воздухозаборника (рис. 2.9, а) можно сохранить положение системы скачков, когда их поверхности пересекаются на передней кромке обечайки. Путем впуска воздуха с по­мощью створок, расположенных за горлом (рис. 2.9,б), к двигателю подводится .дополнительное количество воздуха в случае, когда нужно увеличить пропускную способность воздухозаборника. С по­мощью створок (рис. 2.9, в) можно выпустить на больших М полета излишний воздух. эти же элементы служат для регулирования воздухозаборника при изменении режима работы двигателя.

На рис. 2.10 показана схема плоского воздухозаборника, имеющего прямоугольное сечение входного отверстия. В них для создания скачков используется клин. Скачки составляющие систему скачков для расчетного режима, отходят от клина передней кромки панели 3 и ее вогнутой поверхности.

Рис. 2.9. Основные методы регулирования телом:

а— осевое перемещение центрального тела; б— открытие створок

впуска воздуха- в — открытие створок перепуска воздуха

Все косые скачки O-I,О — II, 0 — III, а также прямой скачок 0 — IV замыкаются на острой нижней входной кромке. Прямой скачок проходит через горло между подвижными панелями 3 и 5. В диффузорном канале перед входом в двигатель поток тормозится.

из-

На расчетном режиме обе панели находятся в опущенном положении. С увеличением числа М полета их поднимают с помощью гидропривода, чем обеспечивается поддержание системы скачков и увеличение сечения горла.

11

Рис.2.10. регулирование плоского сверхзвукового воздухозаборника 1—нижняя поверхность; 2-клин; 3-передняя панель;4-горло;5-задняя панель;6-дозвуковой диффузорный канал; 7— канал; 8- клапан; 9-двигатель; 10-нижняя входная кромка; 11-створка

Так же, как и в оссиметричном воздухозаборнике, избыточный воздух перепускается наружу. Это может быть осуществлено перепуском через створку, и отводом части воздуха через щель в горле по каналу 7. Клапан 8 отсекает перепуск.

На взлете и полете с малой скоростью для согласования расходов кроме увеличения площади горла через створку, открываемую в противоположную сторону, подводится к двигателю дополнительный воздух.

. Глава 3