- •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
6.3.3. Полный кпд
Совершенство камеры РД как тепловой машины оценивается энергетическими КПД. Однако РД одновременно выполняет и роль движителя, передавая летательному аппарату (ЛА) механическую энергию, идущую на увеличение скорости полета V.
Полный КПД РД показывает, какая часть располагаемой энергии 1 кг топлива в полете Hu + V 2/2 превращается в полезную тяговую работу Lтяг = ссV по перемещению ЛА:
(6.19)
Если химическую энергию Hu, выразить из 6.8 и подставить в 6.19, после преобразований, можно получить:
(6.20)
И
Рис.
6.5. Зависимость ηп
от V/cc
при
различных значениях ηе
В связи с тем, что движение ракетных аппаратов обычно является неустановившимся, значение ηп, соответствующее определенному значению V/cc, представляет собой мгновенный КПД, характеризующий РД в данный момент. Для характеристики совершенства РД за определенный промежуток времени, например на активном участке траектории, рассчитывают среднее значение полного КПД.
В отличие от воздушно-реактивных двигателей (ВРД) где максимальное теоретическое (при отсутствии сопротивления среды) значение отношения V/cc не может превышать единицы, в РД отношение V/cc ограничено только величиной сопротивления среды, аэродинамическим совершенством ЛА, величиной тяги РД и временем его работы. Это объясняется тем, что в отличие от удельной тяги Rуд = сс – V ВРД, величина удельного импульса Iу = сс РД, не зависит от скорости полета V ЛА.
7. Реактивное сопло
7.1. Условия получения дозвуковых и звуковых скоростей в сопле
Первое условие – сопло сужающееся.
При движении в сопле, газ расширяется, совершая работу по разгону потока. Вследствие превращения части энтальпии в кинетическую энергию увеличивается скорость, уменьшается давление и температура.
В случае, когда давление на срезе сопла равно атмосферному давлению (рс = рн), расширение газа называют полным, а – полной степенью расширения газа в сопле. При увеличении давления на входе в соплобудет расти, следовательно – растиcс. При некотором значении скорость на срезе соплаcс достигнет значения cкр. Дальнейшее увеличение не приведет к ростуcс > cкр, так как для дальнейшего разгона газа до cс > cкр канал должен расширяться.
Второе условие:
–скорость на срезе сопла cс – дозвуковая;
–скорость на срезе сопла равна местной скорости звука.
Для определения значение запишем:
, (7.1)
где М = V/скр – число Маха,
так как в критическом сечении Fкр, M = 1, то:
, (7.2)
учитывая, что: , получим
(7.3)
Для газа, истекающего из РД (k = 1,25) , ≈ 1,8