2.4. Внешнее сопротивление силовой установки и его составляющие

Внешнее сопротивление силовой установки X_СУ, как видно из формулы (2.9), обусловлено действием на ее внешние поверхности сил избыточного давления и трения.

Первый член в правой части формулы (2.9) представляет собой сопротивление от сил избыточного давления, действующего на внешнюю поверхность мотогондолы. Его значение зависит от распределения давления во внешнем потоке и схемы силовой установки. Второй член обусловлен сопротивлением трения, т.е.

.

Сопротивление трения на наружной поверхности силовой установки

X_тр возникает вследствие наличия сил вязкости.

На дозвуковых скоростях полета внешнее сопротивление правильно спрофилированной гондолы двигателя сравнительно невелико (3…8% от тяги двигателя). На сверхзвуковых скоростях, особенно на нерасчетных режимах полета, лобовое сопротивление силовой установки может составлять значительную величину и должно учитываться даже при грубых оценочных расчетах.

2.5. Удельные параметры авиационных гтд

Авиационные двигатели характеризуются основными данными, к которым у ГТД прямой реакции относятся:

1) Р – реактивная тяга, Н;

2) G_в – расход воздуха, кг/с;

3) G_т.ч – часовой расход топлива, кг/ч;

4) m_дв – масса двигателя, кг;

5) габаритные размеры двигателя: D – диаметр, мм; L – длина, мм.

У ГТД непрямой реакции вместо тяги рассматривается мощность на валу N_е, кВт (у ТВаД) или так называемая эквивалентная мощность N_экв, кВт (у ТВД и ТВВД), учитывающая как мощность на валу, так и мощность, развиваемую в полете за счет реактивной тяги.

Эти основные данные для конкретных условий полета указаны в техническом паспорте каждого двигателя. Но они не позволяют осуществлять сравнительную оценку совершенства различных двигателей.

Для сравнительной оценки эффективности и уровня технического совершенства ГТД используются относительные величины, называемые удельными параметрами двигателя.

С их помощью оценивают тяговую (мощностную) эффективность двигателя, его экономичность, а также массовые и габаритные показатели.

Удельные параметры гтд прямой реакции

Удельной тягой Р_уд называется отношение тяги к расходу воздуха через двигатель

Р_уд = Р/G_в.

Так как для ТРД приближенно , тогда

Р_уд = с_с – V.

Единицей удельной тяги является или м/с, т.е. удельная тяга имеет размерность скорости.

Удельная тяга – один из наиболее важных параметров ВРД. Чем выше Р_уд, тем большую абсолютную тягу создает двигатель при данном расходе воздуха (и, следовательно, при данных габаритах) в рассматриваемых условиях полета. Или же с увеличением Р_уд снижается потребный расход воздуха для получения заданной тяги. Следовательно, повышение Р_уд снижает размеры и массу двигателя.

Удельным расходом топлива С_уд называется отношение часового расхода топлива к тяге, развиваемой двигателем

С_уд = G_т.ч/Р.

Удельный расход топлива характеризует экономичность двигателя, т.к. показывает, сколько при заданных условиях полета требуется топлива, чтобы в течение одного часа создавать тягу, равную 1Н. Единица С_уд – кг/(Нч).

Удельной массой двигателя _дв (кг/Н) называется отношение массы двигателя m_дв к его тяге

_дв = m_дв/Р.

Снижение массы двигателя, а следовательно, и массы силовой установки, имеет важнейшее значение для улучшения летных характеристик летательного аппарата.

Лобовой тягой Р_лоб (Н/м²) называется отношение тяги к площади наибольшего (лобового) поперечного сечения двигателя F_лоб:

Р_лоб = Р/F_лоб.

Величина Р_лоб имеет важнейшее значение для оценки возможности обеспечения заданной тяги при габаритных ограничениях на максимальный диаметр двигателя (например, при размещении двигателя в фюзеляже самолета). При расположении двигателя в гондоле величина Р_лоб в значительной степени определяет внешнее сопротивление силовой установки. В однотипных двигателях увеличение Р_лоб косвенно свидетельствует об улучшении их массовых характеристик.