ЛЕКЦИИ ТАД. Т4 – Т.

Т4. Работа ВРД, как движителя.

4.1. Вывод формулы тяги врд.

Эффективная тяга ВРД равна сумме равнодействующих осевых проекций внутренних и внешних сил, действующих на двигатель:

P_эф=Р_вн+Р_нар (4.1)

Равнодействующую внутренних сил определим по теореме Эйлера:

«Изменение количества движения секундной массы газа в данном направлении равно сумме проекций всех внешних сил, приложенных к выделенной массе на это направление»

В соответствии с рис.4.1

(4.2)

Внешняя сила это сумма сил давления и трения, действующих на мотогондолу двигателя

(4.3)

Подставляя в (3.1) получим для Р_эф

Добавим к правой части интеграл от силы атмосферного давления по контуру a-d-e-f-g-c. Этот интеграл тождественно равен 0

Добавляя этот интеграл, получим

Тягой, определенной по внутренним параметрам называют

(4.4)

Она отличается от внутренней тяги на величину интеграла давления вдоль жидкого контура («сопротивление вдоль линии тока»)

Если расширение в сопле происходит до атмосферного давления, т.е. р_с=р_Н, то

(4.5)

Если пренебречь разностью G_c и G_B, то

P=G_B(c_c – V_П) (4.6)

4.2. Коэффициенты полезного действия врд.

Тяговая мощность или полезная работа передвижения ЛА.

N_П=PV_П (4.7)

На рис.4.2. представлено изменение тяговой мощности ТРД «Олимп»

Эффективный, полетный и полный к.п.д.

N_затр=Н_uG_T (4.8)

Располагаемая мощность двигателя

Располагаемая работа цикла (см. 3.29)

Следовательно, располагаемая механическая мощность

(4.9)

Эффективный к.п.д.

(4.10)

Учитывая, что располагаемая работа равна работе цикла, для действительного цикла ВРД, полагая q_T<<1, получаем

(4.12)

Полетный к.п.д.

Если q_T<<1, то получаем

(4.13)

*************************************************************

Л.7

======================================================

Полный к.п.д.

Полный к.п.д. есть отношение тяговой мощности к затраченной в единицу времени термохимической энергии топлива

(4.14)

Связь между к.п.д.

(4.15)

С_уд=3600G_T/Р

J_УД=3600/С_уд = P/G_T

Т.5. ВХОДНЫЕ УСТРОЙСТВА ВРД.

5.1. Назначение ву и основные параметры, характеризующие его работу.

Назначение входного устройства:

- подача требуемого количества воздуха двигателю;

- торможение воздуха с минимальными потерями.

Основными элементами входного устройства являются:

- воздухозаборник (ВЗ) – диффузорный канал, в котором происходит торможение потока;

- каналы подвода воздуха к двигателю;

- створки перепуска и подпитки;

- устройства управления пограничным слоем;

- устройства регулирования;

- устройства для защиты от попадания посторонних предметов.

Входные устройства делятся на 2 группы: дозвуковые и сверхзвуковые.

В дозвуковых ВЗ степень повышения давления при торможении невелика, а сверхзвуковых может превышать с.п.д. компрессора. Процесс торможения потока всегда сопровождается потерями энергии, которые невелики в дозвуковых ВЗ и существенно возрастают в сверхзвуковых ВЗ.

Основные параметры ВЗ.

1. Степень повышения давления в ВЗ

(5.1)

р^*_В – давление торможения на выходе ВЗ.

Если торможение происходит без потерь, то

(5.2)

В действительности торможение всегда происходит с потерями, р^*_В р^*_Н. Потери оценивают коэффициентом восстановления давления.

2. Коэффициент восстановления давления

(5.3)

р^*_Н – давление торможения в набегающем потоке.

3. Коэффициент расхода. Отношение действительного расхода воздуха через ВЗ к максимально возможному при данных условиях полета. Характеризует способность ВЗ обеспечивать двигатель необходимым количеством воздуха.

(5.4)

G_Bmax=_НV_пF_B,

G_Bmax=_НV_пF_H

4. Коэффициент аэродинамического сопротивления. Характеризует аэродинамическое сопротивление при обтекании ВУ набегающим потоком.

(5.5)

Х_ВХ – сила сопротивления ВУ.

5. Коэффициент запаса устойчивости. Характеризует удаление режима работы ВУ от недопустимого неустойчивого режима. Является мерой газодинамической устойчивости ВУ в различных условиях полета. Коэффициент устойчивости определяется как отношение приведенного расхода воздуха к приведенному расходу воздуха на границе устойчивости

(5.6)

Коэффициент запаса устойчивости

(5.7)

6. Неоднородность потока за ВУ. Характеризует окружную неравномерность и неоднородность, вызванную турбулентностью.

(5.8)