книги / Теория, расчёт и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок.-2

видно, что температура газа на входе в сопло внутреннего контура больше соответствующей температуры на входе в сопло

наружного контура ( Т* > Т*2), поэтому для обеспечения равенст­

ва сс1 = сс2 ( LpC; = LPC2) необходимо, чтобы обеспечивалось усло­

вие р ’к2 > р*(лРС2 >л^С1), сле­

довательно, при оптимальном

значении < 2опт, (р*2/р*1)>1.

При увеличении л*2 бу-

дет расти отношение р*2/ р*

(рис. 12.2).

Рассмотрим систему уравнений

Из анализа упрощенной зависимости (12.22), не учиты­

ваемую в наружный контур, оценивают с помощью коэффици­ ента распределения энергии между контурами:

в ТРДДСМ, определяются при прочих равных условиях мини­ мальными потерями энергии при смешении потоков.

Минимальные потери в КСм достигаются при равенстве давлений во внутреннем и внешнем контурах на входе в КСм

(p i = р'.2) и равенстве скоростей на входе в камеру смешения

(с, —ск2).

12.4. Зависимость удельных параметров ТРДД (R д, ск )

от т их

12.4.1. Зависимости /?уд(т ), cR(m) при х0П1 и М = const

В ТРДД с раздельным выходом потоков при увеличении w

уменьшается сс1 =>i сс2 (из условия сс1 ~ сс2 )=>>I ХЯуд .

В ТРДДсм при увеличении т=> I Rya = i cQ- V (рис. 12.3). С физической точки зрения это объясняется тем, что при увели­ чении т (при Т* = const) возрастает доля рабочего тела (возду­

Уменьшение Лз происходит также при росте М полета вследствие увеличения р вх2. При некотором значении числа М снижение г\2 ПРИ увеличении гп, оказывается более интенсив­ ным чем рост Лтяг- В этом слУчае при дальнейшем увеличении

При увеличении Т* =>Т Le =>Т сс =>Т Rya. Чем больше зна­ чение m , тем менее заметно влияние Т* на сс , следовательно, на R , так как с увеличением m уменьшается доля Le, идущая на приращение скорости сс (рис. 12.5).

Характер зависимости сп(Г*) ТРДД аналогичен ТРД, но из-за меньшего влияния Т"г на сс , следовательно, на Л™ >

в ТРДД минимальный удельный расход топлива cRn)ill достигается при больших Т*ж (рис. 12.6).

Характер зависимости сй(Ея*) ТРДД аналогичен ТРД (рис. 12.7).

При увеличении Ея* до Е я* опт улучшается теплоисиоль-

зование энергии потока, что приводит к росту Г|с =>Т т)п =?> 4 сд . При увеличении m увеличивается Лп = t ile-ТТ Г1ТЯГ--Iг|2,

Выводы: 1. Одновременное увеличение т и Т *, сопровож­

даемое ростом Z я * , является наиболее эффективным способом повышения экономичности ТРДЦ.

2.Увеличение Т\ требует создания эффективной системы охлаждения ГТ.

3.Увеличение m ведет к снижению Rya, поэтому для со­

хранения заданной величины тяги R = RyaM B необходимо уве­ личивать расход воздуха М в, следовательно, увеличивать Fu

двигателя, что приводит к росту аэродинамического сопротив­ ления X, следовательно, снижению RCM|,.

4. В ТРДД с пг> 4...5, как правило, используется схема с раздельным выходом потоков, что несколько ухудшает удель­ ные параметры (Луд, cR) и увеличивает массу компрессора по

сравнению с ТРДДсМ.

12.5. Особенности законов регулирования ТРДД

12.5.1. Особенности регулирования ТРДД

Основной задачей регулирования ТРДЦ, так же как и ТРД, является поддержание максимальной тяги Rmix при изменении режима полета (М, Н) и неизменном (заданном) положении

«РУД».

Для решения этой задачи необходимо постоянно поддер­ живать T*nwx и /!п,.. Так как ТРДД чаще всего выполняется по двухвальной схеме, то при выполнении условия Т*тах = const,

пп и пи не будут оставаться постоянными при изменении Т'т

(М, Н) из-за «скольжения» роторов, так же как и в двухвальном ТРД. Регулирующим фактором в ТРДД с нерегулируемым со­ плом ( F = const) является только расход топлива М т, поэтому

поддерживать постоянным можно только один из трех РП: Г ', я„-

При умеренных значениях Ея* условия работы КВД (ОК внутреннего контура) аналогичны условиям работы КВД двухвального ТРД.

При высоких значениях Ел;*, характерных для современ­

изменении Т*х достаточно поддерживать пв - const, ( Г* изме­ няется незначительно), что позволяет упростить САУ

С другой стороны, у ОК с более высокими значениями я* снижается запас устойчивости ДКу при уменьшении ппр, по­

этому может возникнуть необходимость в регулировании КВД (перепуск воздуха, поворотные НА) или применении двухвальной схемы КВД. В этом случае ТРДД становится трехвальным: КНД+КСД+КВД.

Программы регулирования и условия совместной работы двухвального турбокомпрессора внутреннего контура полно­ стью аналогичны двухвальному ТРД с нерегулируемым PC ( FKp = const).

Условия работы КНД (вентилятора) в ТРДД существенно отличаются от условий работы КНД двухвальных ТРД.

Это связано с тем, что при уменьшении п , увеличение

углов набегания / на лопатки первых ступеней ОК ТРДД значи­ тельно меньше, чем у ТРД, вследствие «перепуска» воздуха в наружный контур (КНД подает воздух в оба контура). «Затяжеление» КНД ТРДД меньше, чем у ТРД, поэтому и уменьше­ ние пи при снижении ппр будет менее значительным. Такой,

постоянно действующий «перепуск» воздуха в наружный кон­ тур КНД (вентилятора) значительно повышает запас устойчиво­ сти КНД ДКукид при уменьшении япр.

12.5.2. Особенности регулирования ТРДЦФ

ТРДЦФ применяется на самолетах, имеющих сверхзвуко­ вой режим полета:

-многоцелевые сверхзвуковые самолеты ( т= 0,5.. .1,0),

-дальние многорежимные самолеты ( т = 1,5... 2,5).

ТРДЦФ имеют сверхзвуковое регулируемое PC ( FKp = var )

и ФК с регулируемым расходом топлива . В связи с этим

у ТРДЦФ имеется три РФ: М.п FKp, М гф, что позволяет управ­

т ; = const (РФ - м тф).

12.6. Особенности характеристик ТРДД

ВСХ и ДХ ТРДД в основном аналогичны характеристикам ТРД, но имеют особенности, связанные с особенностями газо­ вой динамики ТРДД.

12.6.1.Особенности скоростных характеристик ТРДД

УТРДД уменьшение /?уд с ростом М полета происходит

интенсивнее, чем у ТРД. Это объясняется тем, что чем выше значение пг, следовательно, меньше сс, тем интенсивней сни­

жается разность cc - V при увеличении М. Дополнительное влияние на этот процесс оказывает увеличение т при росте М. Увеличение т при росте М происходит из-за изменения ба­ ланса между Т щ. ~ р • Т V 2 / 2 и i У пк(Т Т*х).

В связи с более интенсивным падением Rya при росте М у ТРДЦ зависимость R(M) имеет менее выраженный подъем

в области трансзвуковых и сверхзвуковых скоростей чем у ТРД, а при больших m вообще монотонно снижается с ростом М (рис. 12.8).

Рис. 12.8. Зависимости /?(м)

Для сравнения возьмем ТРД и несколько ТРДЦ с одинако­ вой тягой на взлетном режиме /?В1Л(Н = О, М = 0), но с разной

m При росте М полета тяга R ТРДЦ снижается тем интенсив­

(рис. 12.10) объясняется теми же причинами, что и у ТРД.