- •Общая теория авиационных
- •1.2. Области применения реактивных двигателей
- •2. Турбореактивный двигатель (трд)
- •2.1. Принцип создания тяги трд
- •2.2. Изменение параметров рабочего тела и превращения энергии по тракту трд
- •2.3. Основные параметры трд. Тяга трд Основные параметры трд
- •Тяга трд
- •3. Циклы трд
- •3.1. Сущность второго закона термодинамики
- •3.2. Идеальный цикл трд
- •3.2.1. Условия и диаграммы идеального цикла трд
- •3.2.2. Работа идеального цикла трд
- •3.2.3. Термический кпд идеального цикла трд
- •3.2.4. Идеальный цикл со ступенчатым подводом тепла
- •3.3. Действительный (реальный) цикл трд
- •3.3.1. Процессы в действительном цикле
- •3.3.2. Работа действительного цикла трд
- •Внутренняя (индикаторная) работа
- •Эффективная работа цикла трд
- •3.3.3. Эффективный кпд трд
- •Зависимость
- •Зависимость ηe от высоты полета н
- •Зависимость ηe от числа м полета
- •3.3.4. Тяговый (полетный) кпд трд Физический смысл тягового кпд
- •Вывод: Любое воздействие, приводящее к уменьшению разницы между cc и V, приводит к росту ηтяг. Зависимость ηтяг от высоты полета н
- •Зависимость
- •3.3.5. Полный (экономический) кпд
- •3.3.6. Энергетический баланс и потери в трд
- •4. Зависимость удельных параметров трд от параметров рабочего процесса. Основы расчета врд
- •4.1.Зависимость
- •4.2. Зависимость
- •4.3. Зависимости Rуд и сR от кпд процессов сжатия и расширения
- •4.4. Понятие о свободной энергии врд
- •4.5. Основы газодинамического расчета трд
- •5. Ракетные двигатели (рд)
- •5.1. Принцип действия и классификация рд по источнику энергии
- •5.2. Создание тяги в химическом рд
- •5.2.1. Принцип создания тяги рд
- •5.2.2. Расходный комплекс рд
- •5.2.3. Тяговый комплекс рд
- •5.2.4. Мощность рд
- •5.2.5. Удельный расход топлива
- •6. Цикл ракетного двигателя жидкого топлива (жрд)
- •6.1. Диаграмма идеального цикла рд
- •6.2. Работа идеального цикла рд
- •Так как работа цикла расходуется на приращение скорости продуктов сгорания, то есть увеличение их кинетической энергии от ск ≈ 0 до сс, то
- •6.3. Коэффициенты полезного действия цикла рд
- •6.3.1. Энергетические кпд
- •6.3.2. Импульсный кпд
- •6.3.3. Полный кпд
- •7. Реактивное сопло
- •7.1. Условия получения дозвуковых и звуковых скоростей в сопле
- •7.2. Условия получения сверхзвуковых скоростей
- •7.3. Режимы работы сужающегося реактивного сопла
- •7.2. Режимы работы
- •7.4. Режимы работы сверхзвукового реактивного сопла
- •7.5. Назначение и выбор типа рс
- •7.5.1. Сверхзвуковое рс
- •8. Статические характеристики ракетного двигателя
- •8.1. Дроссельные характеристики жрд
- •8.1.1. Особенности глубокого
- •8.2. Высотные характеристики рд
Зависимость
И
Рис.
3.11. Зависимость
1. При ,
.
2. При ,.
3
Рис.3.12. Зависимость
.
При , ηe достигает максимального значения (потери тепла минимальны), то есть удельный расход топлива минимальный (cR min). Из рис. 3.11 видно, что не совпадает с, поэтому при выборе значенияприходится идти на компромисс – получить, следовательно, максимальную тягу, или максимальную экономичность.
При с увеличениемрастетLe. Так как потери в процессах сжатия и расширения остаются неизменными, то доля подведенной теплоты Q1, идущая на совершение эффективной работы Le, возрастает, и это приводит к росту эффективного КПД (рис. 3.12).
Снижение в Lвн доли работы, потребной для преодоления потерь ΣLr, приведет к более позднему достижению и, следовательно,.
Зависимость ηe от высоты полета н
При увеличении высоты полета H температура атмосферного воздуха Тн уменьшается, следовательно, уменьшаются полная температура воздуха на входе в двигатель и температура за компрессором. Одновременно, при уменьшенииувеличивается, следовательно, увеличиваетсяи. Ростоказывает сдерживающее действие на темп уменьшения.
Если двигатель работает на установившемся режиме то при уменьшенииинтенсивно увеличивается степень подогрева газа в КС, то есть увеличивается количество тепла, подведенного к газу в КС:и увеличивается внутренняя работа цикла.
В
Рис.
3.13. Зависимость ηe(H)
Начиная с H = 11 км, температура воздуха с ростом высоты не изменяется, следовательно, Le и Q1 не изменяются и эффективный кпд ηе также не изменяется (ηе = const).
Зависимость ηe от числа м полета
При увеличении скорости полета полная температура воздуха на входе в двигательувеличивается, следовательно, увеличивается температура за компрессором. Одновременно, при увеличенииуменьшается, следовательно, уменьшаетсяи. Уменьшениеоказывает сдерживающее действие на темп роста.
Е
Рис.
3.14. Зависимость ηе(М)
Величина потерь с ростом скорости полета уменьшается незначительно: , поэтому при сниженииQ1, уменьшается относительная доля Le во внутренней работе цикла, следовательно, уменьшается (рис. 3.14).
3.3.4. Тяговый (полетный) кпд трд Физический смысл тягового кпд
Тяговый КПД ηтяг показывает – какая часть эффективной работы Le расходуется на совершение полезной тяговой работы Lтяг по перемещению летательного аппарата и представляет собой отношение полезной тяговой работы по перемещению ЛА со скоростью V, производимой двигателем, к приращению кинетической энергии потока:
. (3.26)
При помощи ηтяг оценивают совершенство ТРД как движителя.
Тяговый КПД ηтяг учитывает не превращенную в полезную тяговую работу часть кинетической энергии газа, покидающего двигатель – (сс –V)2/2.
Т
Рис.
3.15. Зависимость ηтяг(V/cc)
Для анализа зависимости ηтяг(V/cc) (см. рис. 3.15) преобразуем выражение (3.26):
. (3.27)
При .
При ,но так как.
Д
Рис.
3.16. Зависимость ηтяг(V,
cc)
.
Lтяг.max достигается при , илиcc = 2V
Определим значение ηтяг при Lтяг.max:
При бόльших значениях сс темп роста ηтяг с увеличением V замедляется.
При постоянной скорости полета (Vx = const), с увеличением сс, уменьшается величина ηтяг (рис. 3.16).