Прямоточные воздушно-реактивные двигатели Бондарюк М.М. Ильяшенко С.М. (1014191), страница 53
Текст из файла (страница 53)
Тяга и коэффициент тяги с ростом относительного подогрева Я! растут, расчетное относительное сечение входа — т= 7 уменьЗи шается. Удельная тяга 1 и тяговый к. п. д. достигают максимума при оптимальном подогреве 8„, (см. табл. 10. 2) 1+ 1/! ддК2 1 — У ! — дКт (10. 72) При 8~6,, 1(1 „и ч,„,<. ть,т Если приведенная скорость имеет оптимальную величину, выражаемую уравнением (10. бб), и при этом относительный подогрев тоже имеет оптимальную величину, выражаемую уравнением (10. 72), 630 1,6 0,557 1,195 0=1 1470 ! 1520 0=Оп„,=2,28 1 ! 1790 ( 1860 0=3 1 ! 1740 ~ 1810 0=4 1 ~ 1650 ) 1710 ю5 Чт.д=0,50 1560 / 1470 Чт.д=(лт)опт=о 6! 1900 ~ 1800 тк.д — — 0,593 1850 ! 1750 чт.д — — 0,56 1750 ~ 1650 — =8 т 1380 ~ 1235 1680 ! 1510 1640 ! 1470 1550 ! 1380 то удельная тяга а достигает наибольшего из всех возможных значе яий 7 При Р=1 р/ а — 1 к~ ~, Ас Для идеального ПВРД кК 1 и ар„=1. Следовательно, (10.
74) Ас Это тот предел, к которому стремится удельная тяга ПВРД при стремлении потерь к нулю, а относительного подогрева 9 к единице. При аа=1,4; А=1/427; с=295 м(сея и Н„=10 500 ккал(кг К 8 295 Положение отклоняющей иглы и относительное сечение входа 7= — Относительное сечение входа и полоза Лм жение отклоняющей иглы влияют на расход воздуха и таким образом определяют тяговые параметры ПВРД. /ла 1 Наибольшее значение относительного входа ~ — '1 =1. ~м !так Наименьшее значение может быть снижено до нуля: ~ — '~ =О. а Яа ~ ~м т1к В этом случае расход равен нулю: О,=О; тяга отсутствует: в = 0 (фиг. 183). Максимально возможный расход воздуха 6, равен 6 =в„7„5„.
(10. 75) Расчетные сечения входной щели 5,к и горловины диффузора Яа,к определяются из уравнения неразрывности при максимально возможном коэффициенте расхода ар =1: т нТк а шТна(Юаа)раса т акрТ!кр(~акр)раск' Действительные сечения З„и Яа всегда должны быть больше расчетных, чтобы компенсировать частичное запирание щели пограничным слоем. Увеличение критического сечения диффузора при постоянном положении иглы, заданной скорости Л.=сопз1 н заданном сечении входа не влияет на величину максимально возможного расхода через двигатель, так как сечение захватываемой трубки тока и конфигурация скачков при этом не меняются.
При уменьшении скорости полета или при движении иглы вперед головной скачок отходит от передней кромки диффузора (см. 331 фиг. 184, б), сечение захватываемой трубки тока и коэффициент рас. хода р убывают. Если скорость полета задана: Л,=сонэ(, то коэффн циент расхода, а вместе с ним и коэффициент восстановления давления зависят от положения иглы, определяемого углом 6, между линией, соединяющей вершину иглы с кромкой днффузора, и осью двигателя (см. фиг. 65,б и 184). Линии тока за головным скачком примерно параллельны образующей иглы.
Прн передвижении иглы вперед определяющий угол О, уменьшается и, как ви~дно из фиг. 184, захватываемая трубка сужается, у убывает. Система скачков, воз- Ре Рв »х зм Ре»рв 8» = О ср„ Фнг, 183. Зависимость расхода воздуха через СПВРД от относитель- ного входа. пикающих во входной щели, изменяется, коэффициент давления становится меньше максимально возможного (фиг. 185). При перемещении иглы назад тч, увеличивается, в горловину проникает сверхзвуковой поток, о, уменьшается (фиг.
185). Коэффициент расхода остается постоянным: ~р =!. Положение иглы, при котором коэффициент восстановления давления становится наибольшим, определяется экспериментально. Обычно оно соответствует тому случаю, когда головной скачок попадает на кромку диффузора (см фиг. 184,а и !85,б). При расчетном положении иглы расход воздуха через СПВРД определяется относительным сечением входа —. С уве- 8, 8„ личением относительного входа расчетное критическое сечение сопла 4"~ возрастает. Из уравнения расхода (2.74) с учетом 8„ (2.53) получим ег+1 84»р 81 ртЛ»е (Лн) а 2 таг + 00 07 05 Фиг. 183.
Характеристики сверхзвукового диффузора. а — зависимость коэффициента аосстаиоеленин диффузоеа от относительного диаметиа отклоннющего конуса. б-заеисимость коэффициента даилени» диффузора от наложения отклоняющего конуса. 333 бд 05 00 07 , аб 05 ! 04 ,' ау а70 Фиг. 184, Зависимость коэффициента расхода от положения отклоняюгцего конуса. а — ва=аб Е=П б — ВГ< И т<И е — ат>аб У=п 04 а74 070 аа а00 0'м 0, а) Уу 50 50 40 41 43 45 В; 01 Отношение конечных сечений — также имеет при этом расчет- 84 84 ную величину, выражаемую уравнением (10.14). Следовательно, удельная тяга максимальна при расчетном отношении конечных сечений.
Минимальное сечение входа определяется уравнением (10.14); при этом удельная тяга максимальна. Максимально допустимое сечение входа, при котором может наступить помпажный режим, определяется уравнением (10.76) при условии, что критическое 84ар сечение сопла сливается с миделем: — =1. При не очень 8м больших подогревах помпаж наступает при — =1. Между 8, 8м .8, /8д1 — — и — =1 лежит относительное сечение входа, при 84 8м 84 расч 8м котором чистая тяга достигает максимума. 48д1 С увеличением Х„при р=сопз1, ~ — д) уменьшается.
С уве- 84 расч ! 84 ~ личением скорости полета при б=сопз1, [ — ') незначительно 84 'рдсч уменьшается за счет убыли газодинамического коэффициента К= —. При Т„=сопз1 (или при а=сопз1) с увеличением 1„ Ла Лм То тм убывает и относительный вход растет, постепенно приближаясь к единице. Рассуждения изложенные в настоящем параграфе, относились к серии двигателей, проходные и конечные сечения которых на любом режиме полета и при любом относительном подогреве имеют расчетную величину, а коэффициент восстановления давления максимален. Двигатель, проходные и конечные сечения которого можно регулировать, называется полностью регулируемым.
Полностью регулируемый двигатель отличается от оптимального, так как углы скоса потока, при которых коэффициент давления становится максимальным, зависят от скорости пплета. Изменять углы скоса потока в соответствии с изменениями скорости полета, по-видимому, невозможно. Обычно регулируется положение иглы и критическое сечение сопла, Различают регулнровочные, скоростные и высотн ы е характеристики СПВРД.
Характеристики могут сниматься при переменном положении иглы н при регулируемом критическом сечении сопла; при постоянном положении иглы и регулируемом критическом сечении и, наконец, прн неизменной геометрии двигателя. Таким образом, различают характеристики полностью регулируемого двигателя, характеристики частично регулируемого двигателя и характеристики нерегулируемого СПВРД. й а. РеГулиРОВОчные хАРАктеРистики спВРд с сОплОИ ПЕРЕМЕННОГО СЕЧЕНИЯ Регулировочные характеристики изображают зависимость параметров СПВРД от температуры газов, определяемой тепловыделеи> пнн нием в камере (фиг. 186).
Если двигатель работает на молеку! ) лярном горючем, то тепловыдем. ление определяется составом топливо-воздушной смеси и полу Ер нотой сгорания р., При работе на молекуляр- ном горючем регулировку теп- /ЯЮ,0 1у ловыделення производят изме- нением подачи горючего Ст,, изнр! меняя давление топливоподачи или число работающих форсуза "д сн нок. Критическое сечение сопла чр регулируют так, чтобы расход Ху воздуха оставался постоянным и равным максимально возможной велвчине р I да Ггйр Гндр Ют ЛЮ ЛЮ ггду т'И Пн=тр Тн~~= ~/ Л.
РЯуин нс ~н нвиг. 188. РегулиРоиочии" хлРнктеРжтихл а коэффициент расхода был ра- СПВРД с регулируемым соплом. вен единице р=!. Если проходное сечение сопла имеет расчетную величину, определяемую уравнением (10. 76), то коэффициент давления будет иметь максимально возможную при данном диффузоре на данной скорости величину (см.
фиг. 182). С увеличением относительного подогрева 8 и с уменьшением коэффициентов давления о„", и„, о,„и о,' расчетное критическое сечение сопла Я,„р увеличивается. Если М„=З вЂ”:4, то при изменении относительйого подогрева от оптимальной величины 8„„,= =2,3 до максимально возможной на углеводородном горючем при и= 1, 8 ,„=4, расчетное критическое сечение сопла увеличивается / змни - " 4 примерно в 1/ — '"= — р' — =1,3 раза. зонт ° ' Регулировка СПВРД в широком диапазоне температур требует изменения критического сечения сопла менее чем на одну треть. Расчет регулировочных характеристик СПВРД с соплом переменного сечения ведется в следующем порядке.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
