где – относительное значение коэффициента восстановления полного давления,

= – относительное значение аргумента (i = 1…3).

Обычно в качестве аргумента используется число Маха полета. Но могут быть использованы и другие параметры из массива А, значения которых определены к моменту расчета данного узла. Например, в качестве аргумента может быть использован приведенный расход воздуха, приведенная скорость и т.п.

Предусмотрена возможность одновременного использования нескольких характеристик с переключением по какому-либо условию. Характеристика может быть задана таблично с последующей сплайн-интерполяцией или аппроксимирована полиномом. В простейших случаях коэффициент восстановления полного давления может быть задан постоянным (нулевой уровень сложности).

Предусмотрена также возможность с подводом горячего воздуха во входное устройство для борьбы с обледенением или для других целей, но при этом необходимо включение дополнительных параметров (варьируемых и невязок) в условный закон управления. Возможен и отбор воздуха, иногда применяемый для борьбы с помпажем во входном устройстве.

Входные данные для этого модуля узла делятся на четыре части.

1. Текущие значения параметров воздуха на входе:

G₁ – расход воздуха;

– температура торможения;

– давление торможения;

q_т1 – относительный расход топлива .

Все эти параметры считываются из группы 21000 массива А.

Кроме этого, из группы 5000 считываются значения числа Маха полета М, а из группы 12000 – значения температуры приведения Т₀ и давления приведения Р₀ (обычно Т₀ = 288,15 К и Р₀ = 0,101325 МПа).

2. Параметры узла передаются в подпрограмму через массив А в составе информационной подгруппы модуля 1BC100.

3. Характеристики узла передаются в подпрограмму через массив А в составе подгруппы 1BC300.

При использовании серии характеристик выбор конкретной из подгруппы 1BC300 осуществляется по номеру характеристики параметра N_х в подгруппе 1BC100. Смена номера может осуществляться через параметры, задающие режим (П.З.Р.) условного закона управления [12]. В тех случаях, когда использование характеристики не предусматривается (нулевой уровень сложности), подгруппа характеристик из числа входных данных может быть исключена, для этого параметр N_х из подгруппы 1BC100 должен быть равен нулю.

4. Информация об отборах или (и) подводах воздуха передается через массив А в составе подгруппы 1BC400.

Текущие значения параметров воздуха заносятся последующим модулем узлов по каналам типа “контур” в группы 21000 – 25000 в зависимости от разряда С в условном номере узла NY = ABCD [11], который для данного узла определяет номер контура двигателя, на который работает входное устройство. Если С = 0, то засылка значений текущих параметров происходит во все группы 21000 – 25000.

В число этих параметров входят:

G₂ – расход воздуха с учетом отбора или (и) подвода на выходе;

– температура и давление торможения на выходе;

q_т2 – относительный расход топлива на выходе;

– энтальпия и энтропия торможения на выходе.

Описание алгоритма.

Рассчитывается приведенный расход воздуха на входе

G₀₁ = G₁ . (2.36)

Рассчитывается значение

= f (M) или = f (x).

Определяется коэффициент восстановления полного давления

 = _н , (2.37)

давление торможения на выходе

 (2.38)

Определяется газовая постоянная

.

Рассчитывается приведенная скорость

, (2.39)

показатель адиабаты воздуха

, (2.40)

газодинамическая функция

, (2.41)

которая может быть использована в качестве аргумента характеристик в последующих модулях узлов.

Наружный диаметр входного сечения

D_1н = . (2.42)

2.6.2. Модуль узла типа “переходной канал”.

Подпрограмма PKANAL

Алгоритм данного модуля обеспечивает расчет любых переходных каналов, имеющих место в проточной части двигателя. Характеристика переходного канала задается в виде зависимости коэффициента восстановления полного давления от приведенной скорости во входном сечении канала. Алгоритм допускает возможность использования в качестве аргумента характеристики любого другого параметра, рассчитываемого по модели аналогично с модулем узла типа “входное устройство”. Характеристики могут быть заданы аппроксимационными зависимостями или таблично с последующей сплайн-интерполяцией. Для расчета по характеристике, как и в модуле “входное устройство”, используется унифицированная подпрограмма. Алгоритм позволяет также производить расчет процессов подвода или (и) отбора воздуха.

Входные данные делятся на четыре части.

1. Текущие значения параметров потока, переданные от предыдущего модуля по каналу типа “контур” в зависимости от значения разряда С условного номера узла через одну из групп 21000 – 25000. В число этих параметров входят:

G₁ – расход воздуха (газа) на входе;

– температура и давление торможения на входе;

q_т1 – относительный расход топлива на входе;

– энтальпия и энтропия торможения на входе.

2. Параметры узла.

Передаются в подпрограмму через массив А в составе информационной подгруппы модуля 1BC100.

3. Характеристики узла передаются в подпрограмму через массив а в составе подгруппы 1bc300.

4. Информация об отборах или (и) подводах воздуха передается через массив А в составе подгруппы 1BC400.

Выходные данные делятся на две части:

1. Значения текущих параметров потока воздуха (газа), передаваемые последующему модулю по каналу типа “контур” (группы 21000 – 25000 в зависимости от значения разряда С – условного номера узла). В их число входят:

G₂ – расход воздуха (газа);

– температура и давление торможения на выходе из канала;

q_т2 – относительный расход топлива на выходе из канала;

– энтальпия и энтропия торможения на выходе из канала.

2. Результаты расчета данного узла переписываются в подгруппу результатов модуля 1BC200.

Описание алгоритма.

Рассчитывается значение приведенного расхода

G_пр1 = ; (2.43)

= f (x).

Этим определяется значение коэффициента полного давления

= _н. (2.44)

Рассчитывается давление торможения

. (2.45)

2.6.3. Модуль узла типа “компрессор первого уровня сложности”.

Подпрограмма KOMPRE

Основу алгоритма этого модуля составляют характеристики узлов типа “компрессор” (вентилятор). При этом для обеспечения высоких требований, предъявляемых к воспроизведению характеристик (точность не хуже 0,2 – 0,5% во всем исследуемом диапазоне), используется табличное задание характеристик с последующей сплайн-интерполяцией. Алгоритм модуля позволяет также проводить расчет без использования характеристик (нулевой уровень сложности), например при решении задачи формирования облика двигателя. В алгоритме предусмотрена возможность расчета отборов воздуха на различные нужды, в том числе и рассредоточенных отборов, т.е. имитируется отбор из-за произвольной ступени. Для этой цели использована методика расчета отборов.

Входные данные для модуля узла типа “компрессор первого уровня сложности” делятся на три части.

1. Текущие значения параметров воздуха (газа) на входе в компрессор. В зависимости от номера контура, в котором работает данный компрессор (этот номер записан в разряде С условного номера узла), эти значения считываются из соответствующего канала передачи информации типа “контур”, т.е. из групп 21000 – 25000 массива А. В число этих параметров входят:

G₁ – расход воздуха на входе;

– температура и давление торможения на входе;

q_т1 – относительный расход топлива на входе;

– энтальпия и энтропия торможения на входе.

Кроме того, из группы 1000 в зависимости от значения разряда D условного номера узла, определяющего номер вала, на котором находится компрессор, считывается соответствующее значение частоты вращения n, а из группы 12000 считываются значения температуры Т₀ и давления Р₀ приведения к стандартным атмосферным условиям (обычно Т₀ = 288,15 К и Р₀ = 0,101325 МПа).

2. Параметры узла передаются в подпрограмму через массив А в составе информационной подгруппы модуля 2ВС100.

Наличие значений _зi и _ni позволяет определить значение приведенного расхода G₀ для заданных значений к_ и n₀ в следующей последовательности. Определяются (при помощи сплайн-интерполяции).

; _з = , _n =

и затем по формуле

. (2.46)

3. Информация об отборах воздуха передается в подпрограмму тоже через массив А в составе информационной подгруппы 2ВС400.

Текущие параметры потока воздуха на выходе из данного модуля передаются по каналу типа “контур” последующему модулю.

В число этих параметров входят:

G₂ – расход воздуха (газа) c учетом сделанных отборов на выходе;

– температура и давление торможения на выходе;

– относительный расход топлива на выходе;

– энтальпия и энтропия торможения на выходе.

Все они в зависимости от номера контура (разряд С условного номера узла) переписываются в одну из групп 21000 – 25000 массива А. В эту же группу переписывается значение , предварительно умноженное на предыдущее значение элемента группы

. (2.47)

Кроме того, по каналу передачи информации типа “вал” (через группу 2000) по номеру вала (разряд D условного номера узла), соответствующему модулю узла типа “турбина”, передается значение мощности, потребляемой компрессором, предварительно просуммированной с предыдущим значением элемента группы Ne_:

Ne_ = Ne_ + Ne_к . (2.48)

Описание алгоритма.

Рассчитываются коэффициенты приведения

; (2.49)

. (2.50)

Рассчитываются значения приведенной частоты вращения и приведенного расхода

, (2.51)

. (2.52)

Рассчитываются геометрические размеры на входе в компрессор.

Если u₁ = 0 , а D₁ 0 , то

u₁ = . (2.53)

Если D₁ = 0 , а u₁ 0, то

D₁ = . (2.54)

_

Если F₁ = 0 , а d₁ = 0, то

d₁ = . (2.55)

_

Если F₁ = 0 , а d₁ 0, то

, (2.56)

_

где d₁ = d₁ D₁ .

Рассчитанные значения u₁, d₁, h₁ переписываются в подгруппу результатов 2ВС200.

Рассчитываются значения приведенной скорости

₁ , (2.57)

показателя адиабаты:

, (2.58)

газодинамической функции

. (2.59)

Рассчитывается относительное значение приведенной частоты вращения

. (2.60)