Прямоточные воздушно-реактивные двигатели Бондарюк М.М. Ильяшенко С.М. (1014191), страница 45
Текст из файла (страница 45)
Если влияние роста концентрации горючего будет более сильным, чем влияние роста расхода воздуха, смесь 279 войдет в пределы воспламенения и горение возобновится; скорость понизится, распыл ухудшится, содержание горючего понизится, го- рение вновь прекратится и т. д. Начнется жесткое горение, которое может перейти в пульсации. ЛИТЕРАТУРА 1.
«Вопросы ракетной техники», 1956, № 4, 173. 2. Б ье р кл и Дж., Методика расчета камер сгорания ПВРД и форсажных камер на основе характеристик устойчивости горения и,распределения топлива. ВРТ, 1956, № 2. 3. И н о з е и ц ее Н. В., Авиационные газотурбинные двигатели, Оборонгиз, 1955. 4. Ид ельч и к И. Е., Справочник по гидравлическому сопротивлению фасонных и прямых частей трубопроводов. НАГИ, !950, 5.
М а к а р о ь А. Н. и Ш е р м а н Н. Я., Расчет дроссельных устройств. Металлургиздат, 1953. б. С п о л д и н г Д. Б. (5 р а 1 б ! и я О. В.), Эксперименты по горению и гашению жидкого топлива на шаровых поверхностях, Рис), ч. 32, № 2, 1953, 169. 7. Х уд я к о в Г. Н., О горении капли жидкого топлива, находящейся в полете. Иэв. АН СССР, ОТН, 1949, 4. 8.
Шефе рд У. Ф,. Воспламенение газовых смесей импульсами давлении. Сборник «Вопросы горения», ч. 2, Издат. пиастр. литературы, 1953, 9. В и г и о у п е 3. апд В !с Ь а г б з о п Я., Рпе! ч, 28, 1949, 2. 1О. Ь о п К тч е ! ! 3., СошЬпз!!оп Ргоыешз !й Ваш)е!. Вез!пд, 3оцгп. с4 йе Аег, бс1епз, ч. 1б, Х11, 1949. 1!. О о б з а ч е О., Ропгй бушровшп оп СошЬцз11оп, 1953, 8!8, 12. Мп!!еп 3., Рспп 3.
В апб Оагшоп й. С,, Вцгпегз 1ог Зпрегзоп1с йаш)е1з. 1пбиМ. апб Епя., СЬеш!з!гу, ч. 43, 1, 1951, 195 — 21!. 13. Мс С! и г е Р. Т. апб В е г! %. О., Сошьпзг!оп. 1пб. апб Епн!п. СЬеппз1гу, ч. 45, 1953, № 7. 14. С от« а г б Н. Р., Нагттч е! 1 Р. Л. апб О еогя зон Е.
Н., Юопгп. СЬепт. Яос., 1937, 1482. 15. Е ех Л, Р., Р ай з А. Е. ап4 Реп пег 3. 5., 1п!ег1егепсе Епесй Опт!пя Вцгп!пн !п А!г 1ог 31апопагу п-Нер1апе, Ейу! А!соЬо! апб Мейу! А!соЬо! Огор!е1з. Ле1. Ргорп!з!оп, ч, 26, 1956, № 3. 16. О о! б з гп11 Ь М., Ехрегппепй оп йе Вцгп!пя о1 бнпя!е Огорз о1 Рпе!. Ле1. Ргорп!з!оп, ч.
26, 1956, № 3. 17. П е кп Ь ау, А., Сошрага1!че 1пчезпканоп о1 а Нопюнепоцз СогпЬпзиоп СЬагпЬег тУ!!Ь а Тчго-3!аяе СошЬцз1!оп СЬашЬег. 3е!. Ргорц1зюп, ч. 26, !956, № 2, !9. А че гу97. Н,. апб Н агд й. %., СошЬпз!ог Ремогшапсе шНЬ 1пз!ап!апеопз М!х)пя.
1пб. апд Епя. СЬеш., ч. 45, Ч!П, 1955, !634 — 1637. 20. Исследование физических основ рабочего процесса топок и печей, Под ред. Л, А. Вулиса, Изд. АН Казах«к, ССР, Алма Ата, 1957. ГЛАВА 1Х ДОЗВУКОВЫЕ ПРЯМОТОЧНЫЕ ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНЫЕ ДВИГАТЕЛИ Дозвуковые прямоточные ВРД предназначаются для полетов со скоростями, меньшими скорости звука: а!,(с; М„(1; Х„(1. Давление торможения набегающего потока при дозвуковых скоростях полета превышает атмосферное давление не более чем в 1,89 раза: Ро (1 + — Мг) (~ ) =1 39.
Поэтому термический к. п. д. дозвукового двигателя невелик: ~-! Ро! о+! а+ 1 Полный к. п. д. дозвУкового ПВРД Ч не превышает 7о7 Удельная тяга дозвукового ПВРД мала даже на наивыгоднейших режимах работы: ( Н"т~ =10300'0'07 427 (10%. А!о„340 С уменьшением скорости полета к. и. д. и удельная тяга дое!вукового ПВРД быстро убывают.
Поэтому при скоростях, меньших половины скорости звука, прямоточные ВРД не применяются. Реактивная тяга дозвукового ПВРД изменяется примерно пропорционально квадрату скорости полета; статическая тяга при го„=О ,равна нулю: к самостоятельному старту ПВРД неспособны. Для раз гона летательных машин с ПВРД применяются ракетные и турбореактивные ускорители. $1.
ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ДОЗВУКОВОГО ПВРД Дозвуковой ПВРД состоит из расширяющегося дозвукового диффузора, камеры сгорания и сужающегося выходного сопла (фиг. 1б9). Да~вление торможения набегающего потока меньше критического. Часть располагаемого скоростного напора идет на пре- 281 одоление местных сопротивлений и на разгон подогреваемых газов. Поэтому давление торможения перед истечением из дозвукового ПВРД рог, меньшее давления торможения набегающего потока,оою бп зг нг х„ яа л-лд-х;хд и аг а 6 — цикл идеааьнага ддигаагтя цикл д8игатеая с учетам аатеаь Фнг.
269. Реальный довв>новой ПВРД, и †диаграм скоростей, температур н давлений по тракту двигателя, б — впюра давлений на стенки, е — направление действующих свл, е- Р— и. н Ь т-диаграммы рабочего цикла двигателя. всегда существенно меньше критического, скорость отходящих газов ч меньше скорости звука: Мь=КМи(1. Скорость во входном сечении не равна скорости полета: гиь ~иь,. При малом относительном выходном сечении — или при большом 54 Ят 282 то» относительном подогреве газов 9 = о» расход воздуха О через двито„ гатель мал и скорость на ~входе ш, меньше скорости набегающего потока: п»»(ш„; диффузор работает с внешним поджатием.
При увеличении выходного сечения двигателя Я» или при уменьшении относительного подогрева о расход воздуха через двигатель 6 увеличивается, скорость на входе в' диффузор возрастает и может стать больше скорости набегания»о„, но не может превысить скорости звука М» М,<" 1. Течение по диффузору сопровождается потерями, которые имеют тем большую величину, чем больше скорость на входе в двигатель п»ь Давление торможения набегающего потока на выходе из диффузора меньше давления торможения набегающего потока: о — Рв <-1 Рви На входе в камеру сгорания устанавливаются турбулизаторы, топливные форсунки, зажигающие устройства и стабилизаторы пламени, Статическое давление воздуха при течении по диффузору возрастает: р,)р„, а при обтекании местных сопротивлений несколько уменьшается,.
При подогреве в камере сгорания скорость течения газов увеличивается, давление торможения и статическое давление понижаются: у»а) ?оа' твоа)тза' — =осг<1~ Роа В выходном сопле давление газов понижается примерно до противодавления: р, =р„, скорость течения увеличивается, оставаясь меньше местной скорости звука: „рЖ( с,. При достаточно большом подогреве о скорость истечения»о» становится больше скорости набегания: ~~~4 „»~.Уз ) 1 »он онЛн За счет прироста количества движения воздуха возникает реактивная тяга в: Н ~4®4 н н 1 Я (р р ) Ю К Расход газов через дозвуковой ПВРД определяется относительным давлением торможения после истечения Р", температурой Р» газов уо» и сечением выходного сопла я,: 2кг»г Йг 1) К Го» Скорость потока, обтекающего переднюю кромку обечайки диффузора, возрастает, давление понижается (см. фиг.
169,б). На профилированных обводах обечайки вблизи входного отверстия может возникнуть разрежение. Давление внутри днффузора возрастает и становится больше атмосферного. Сила избыточного давления, действующая на внутреннюю поверхность диффузора, направлена в сторону движения. Силы избыточного давления, действующие на боковые стенки камеры изнутри, взаимно уравновешиваются. Силы избыточного давления, действующие на внутренние стенки сопла, направлены в сторону, противоположную полету (фиг. 169,в). Реактивная тяга прямоточного ВРД, равная разности между силами избыточного давления, приложенными к внутренним стенкам диффузора и сопла, и дополнительным сопротивлением диффузора Хн.н, приложена к диффузору.
Это обстоятельство следует учитывать прн конструировании. Обводам обечайки диффузора придают такую форму, чтобы его дополнительное сопротивление было наименьшим. 8 2. ГАЗОВАЯ ДИНАМИКА ДОЗВУКОВОГО ПРЯМОТОЧНОГО ВРД Для газодинамического расчета дозвукового. ПВРД необходимо иметь следующие данные: входное, миделевое и выходное сечения двигателя 5„5„и 54, параметры набегающего потока М„(или )1„), рн, Т„; коэффициент сопротивления камеры 1., коэффициент восста- НОВЛЕНИЯ ДаВЛЕНИЯ В ДнффУЗОРЕ Он И КОЭффИЦИЕНт ДаВЛЕНИЯ СОП- ла О,.
При газодинамическом расчете задаются рядом возможных значений относительного подогрева 9: (9. 1) ГОх На всем участке до начала подвода тепла энтальпия торможения двигателя постоянна: 400 =001=400='он. (9. 2) Теплоемкость воздуха практически постоянна, следовательно, и ' температура торможения перед сгоранием постоянна: ТОн Т01 ТОО ТОн' (9. 3) Потери теплоты через стенки двигателя наружу обычно бывают сравнительно малыми, поэтому можно допустить, что энтальпия продуктов сгорания также остается постоянной: (9. 4) 003 004 104 или С ЪТОО= С 4Т04 =С 4ТО4, Если пренебречь изменением теплоемкости при истечении, то Тон Т04 ТО ° 284 Температуры торможения после сгорания можно считать постоянными лишь постольку, поскольку можно пренебрегать изменением теплоемкости газов при истечении.
В действительности термодинамическая температура при истечении, а следовательно, и теплоемкость уменьшаются, Параметры торможения набегающего потока Т... ро„и Тон определяются по графикам газодинамических функций или по известным формулам: — = т (Лн) = 1 — ) н, тн Тон о+ Л (9. 5) З Рн (Л ) ( () )1» — 1 ~1 гс Л Л~~~» р„ " " ( »+1 1 ~ =.(Л)=(т(Л)1 — =)1 ' 'Л'„~ (9. 6) (9. 7) Р02 с« 2 — =1 — — )З=о + 1 мест Приведенная скорость за стабилизатором Хо'.
О ('2) Ч (Л2)= (9. 9) Понижение давления торможения при сгорании уравнением (8. 44) РОЗ у — Л2о (ЛЗ) «(Л2) г) (Л2) рге Лзз (Лз) «(Лз) О (Лз) определяется (9. 10) Здесь Р=1+ — =1+ ' Е=1 — — ' (9 11) бв з' в+ ) нг Приведенная скорость после сгорания Л, также пока неизвестна.
Относительное давление торможения после истечения — =о (9. 12) РОЗ Используя (9. 8, 9. 9 и 9. 10), получим — с=он о Рос РОн ссб н мест сг с. Рн Рн (Л.) (9. 13) 285 Давление торможения на выходе из диффузора (9. 8) рн рн и (Лн) Давление торможения перед сгоранием р'Оо=роо — Ьрн зависит от приведенной скорости Л, и от коэффициента местного сопротивления г, (см. 7. 17): Приведенная скорость на выходе из сопла Лз з -1 г = * '[-(.) "1= Газодинамический коэффициент ПВРД г е -1 г =-1Г "Н." ~~ Расход газов через выходное сопло (см. 2.
49 и 2. 74) 2 ог+~ о,=з,р„)грр "" [( — ") '-(р'д (9. 14) (9. 15) 2Кггг Роз'р4Лое (Л4) (9. 16) (о„+ Пд„~/т,„ Приведенную скорость перед истечением находим по уравнению неразрывности: 04 0з ~ 4, l 2язг Розное (Лз) ° / 2яаг (аг + 1) )1г 1/гог )' (аг + 1) )~г Отсюда РозззЛзз (Лз) г' тог 1 ег Лз 4 Ог+1 8з Л4 е (Лз) Л4 т= — =а,— — =а,— 54 Лз е (Лз) Лз (9. 17) «г 1 з 1— Л а+1 з Если двигатель полностью раскрыт: Я,=Ю„то Л,=Л„.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
