- •Введение
- •1. Геометрические и газодинамические характеристики.
- •Коэффициент расхода сопла
- •Потери внутренней тяги сопла
- •3. Режимы течения в соплах
- •4. Адт для исследования сопловых моделей.
- •5. Меры по повышению точности измерений
- •Измерители тяги
- •Оценка влияния натурных струй врд на характеристики струй при модельных исследованиях
Лекция 2 Методология модельных исследований самолётов с имитацией сопл ВРД.
Введение
Основным методом определения ожидаемых лётных характеристик самолётов с ВРД при их разработке являются модельные исследования в аэродинамических трубах. Особенно сложными в этих исследованиях являются исследования в присутствии входных и выходных струй, проходящего через двигатели воздуха. В полёте эти струи взаимодействуют с внешним потоком, внося изменения, как в аэродинамику планера самолёта, так и в аэродинамику двигателей. Поэтому естественно стремление разработчиков организовать исследование самолета сразу с работающими двигателями. К сожалению, организация таких исследований оказалась чрезвычайно трудной задачей, как с точки зрения конструкторской работы (сложные модели, конструирование и отладка имитаторов двигателей и т. п.), так и с точки зрения методологии исследований (надежность масштабирования двигателей, «бесконтактный» ввод воздуха в имитаторы, один из которых «горячий» со своими термодинамическими параметрами с остаточной закруткой струй и других «побочных» явлений). Многолетний опыт работы над проблемой показал, что массовый эксперимент по взаимодействию реактивных струй с планером приходится проводить, как правило, с разделением исследований на элементы с последующим пошаговым приближением к интегральному эффекту, в том числе с использованием разного рода эмпирических соотношений, полученных по проведенным исследованиям.
1. Геометрические и газодинамические характеристики.
В аэродинамике реактивных сопл ВРД используются следующие характеристики потока:
V скорость;
р статическое давление;
плотность;
Т температура.
Индексом «о» отмечаются изоэнтропически заторможенные величины.
Термодинамические параметры реактивных струй.
pос осреднённое по расходу изоэнтропийно заторможенное полное давление;
Toс осреднённая по теплосодержанию изоэнтропийно заторможенная полная температура;
kс осреднённый по площади средний по длине сопла показатель адиабаты;
Вс, ср, cv осреднённые по площади газовая постоянная, теплоёмкости при постоянном давлении и постоянном объёме.
Внешний поток характеризуется величинами:
р атмосферное давление (давление в барокамере, в рабочей части АДТ);
Т температура;
М число Маха в потоке;
— полное давление в сопле в долях атмосферного давления, степень понижения давления в сопле.
Геометрические параметры.
В соплах обычно рассматривается шесть характерных сечений (см. рис. 1) с заданием их абсцисс и поперечных площадей.
т - сечение миделя мотогондолы;
тп сечение миделя сопла;
f сечение входа в сопло, начало сужения сопла;
* сечение минимальной площади (критическое сечение сопла);
on сечение, в котором происходит излом оси сопла относительно оси двигателя на угол n;
с сечение выходного среза сопла;
ое центр координат двигателя.
т тп
Рис. 1
2. Безразмерные коэффициенты.
Коэффициент расхода сопла
Gd= Qn/Qnds ,
где Qn - действительный расход газа в сопле, измеренный или расчётный;
Qnds - к} расчётный предельный расход;
- критическая скорость звука.
Коэффициент внутренней тяги сопла определяется как отношение действительной тяги сопла (в условиях барокамеры без внешнего потока) к идеальной тяге сопла.
,
где внутренняя тяга сопла без внешнего потока;
максимальная идеальная тяга сопла,
приведенная скорость при расширении потока в сопле без потерь до атмосферного
давления.