Теория и расчёт воздушно-реактивных двигателей под ред. Шляхтенко С.М. (1014193), страница 39
Текст из файла (страница 39)
Реверсивное устройство является неотъемлемой частью силовой установки, что требует снижения его массы до минимальной. Значения посадочных скоростей современных самолетов значительны, в силу чего необходимы малые промежутки времени для перехода как от прямой тяги к максимальной отрицательной (чтобы сократить длину пробега), так и от отрицательной тяги к максимальной прямой (для обеспечения возможности прекраще- н) :Рис. 6.29. Схемы реверсивных устройств: Л вЂ” реметчегого типе; Гà — етеорчагого типе; о — при Оебоге ие режиме прямой тяги: ,б — при рабате е включенным ренененеиыч устройствам 482 Рис. 6.30. Схема реверсивного устройства двухконтурного двигателя с болыпой степенью двухконтуриости ния посадки при необходимости захода на второй круг).
Современные реверсивные устройства имеют время включения 1 ... 1,5 с. Классификация реверсивных устройспгв. Все реверсивные устройства можно разделить на два вида: реверсивные устройства, осуществляющие поворот потока до среза основного сопла, и реверсивные устройства, осуществляющие поворот потока за срезом основного сопла (рис. 6.29).
В реверсивных устройствах имеются два типа элементов: дросселирующие и отклоняющие. В устройствах первого типа в качестве дросселирующих элементов используются 'створки, которые при работе выходного устройства образуют проточную часть, а на режиме реверсирования перекрывают путь к газу к основному соплу, направляя его к отклоняющим элементам.
В этом устройстве дросселирующие элементы осуществляют и частичный поворот потока. Далее поток поступает в отклоняющие элементы. В качестве отклоняющих элементов наиболее часто используется специальная решетка. В связи с этим такие реверсивные устройства называются решетчатыми В реверсивных устройствах второго типа поворот потока осуществляется специальными створками, которые на режиме прямой тяги располагаются над силовой установкой образуя наружные обводы. На режиме реверсирования створки посредством специального механизма устанавливаются за срезом сопла, перекрывая путь к газу в прямом направлении, поворачивая его на угол, больший 90'. Такие реверсивные устройства называются створчатыми.
Для двигателей с большой степенью двухконтурности 70 .. 80 % тяги создает наружный контур. Реверсивные устройства. таких двигателей имеют отклоняющие решетки во втором контуре. и отклоняющие створки или решетки (рис, 6.30) в первом, причем- реверсивное устройство первого (внутреннего) контура может отрицательной тяги не создавать, а лигпь поворачивать поток на угол около 90'. Это объясняется малой долей тяги внутреннего. контура в общей тяге двигателя и стремлением не осложнять, работу всего двигателя в результате попадания горячих выхлопных газов на вход, что может происходить при повороте внутренней струи на угол, больший 90'.
188 ЧАСТЬ 111 УДЕЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЪ| И ХАРАКТЕРИСТИКИ ГТД т 71 уг в А 7. ТЕРМОГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ И ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТРД, ТРДФ И ГАЗОГЕНЕРАТОРОВ ТРДД ОТ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА Наиболее простой турбореактивный двигатель — это одновальный ТРД с нерегулируемым осевым компрессором и неиздгенными проходными сечениями проточной части, схема которого показана на рис. 7.1. У таких ТРД сравнительно низкие значения степени повышения давления компрессора в стартовых условиях и„'о ( 6 и небольшой диапазон возможного изменения условий полета (Мп, и Н). Для ТРД и ТРДФ с и,'о ) 6 ...
8 и достаточно большим диапазоном изменения условий полета и режимов работы применяются схемы с двухкаскадным компрессором (двухвальные двигатели) или схемы с компрессором, регулируемым поворотом направляющих аппаратов. При этом у двигателей с большим диапазоном скоростей полета для улучшения их данных на нерасчетных режимах полета, а также при изменении режимов работы, регулируют проходные сечения реактивного сопла: критическое и выходное. Поэтому практически все современные ТРД и ТРДФ выполняются по более сложным, чем показанная на рис.
7.1, схемам. Наиболее типичные схемы ТРДФ представлены на рис. 7.2 и 7.3. Двигатель, показанный на рис. 7,2, имеет регулируемый компрессор с поворотными направляющими аппаратами групп первых и последних ступеней и регулируемое реактивное сопло. На рис. 7.3 изображен двигатель с двухкаскадным компрессором, составленным из компрессоров низкого и высокого давлений (каждый из которых приводится во вращение своей тур' биной) и регулируемое реактивное сопло. Такой двигатель называют двухвальным ТРДФ.
Регулирование двухкаскадного компрессора этого двигателя на нерасчетных режимах проводится за счет изменения частоты вращения роторов, т. е. их скольжения. У двигателей любой схемы для улучшения характеристик могут применяться регулируемые турбины с поворотными сопловыми .аппаратами. Независимо от того, насколько широк диапазон изменения условий полета и режимов работы двигателя, один из режимов с зафиксированными значениями Мп и О полета принимается за Расчетный. Р а с ч е т н ы м р е ж и м о м двигателя будем называть Режим, для которого при заданных полетных условиях и потреб- 184 Рис.
7,1. Схема одноаального ТРД с нерегулируемыми проходными сечениями ной тяге выбраны параметры рабочего процесса, а в результате расчета определяются удельные параметры и исходные размеры проходных сечений проточной части, т. е. основные данные для проектирования двигателя, На рис. 7.4 даны расчетные схемы ТРД и ТРДФ с обозначением характерных сечений проточной части. В ТРД входят следующие элементы: входное устройство, компрессор (однокаскадный или двухкаскадный), камера сгорания, турбина (однокаскадная или двухкаскадная) и реактивное сопло.
У ТРДФ кроме перечисленных элементов ТРД между турбиной и реактивным соплоьн располагается форсажная камера. Рис. 7.3. Схема диухиального ТРДФ к гт фкр с- в и г т лр ги ! й флр с" в кгтлрги а7 Расчетные схемы ТРД и ТРДФ к г т в) И, 18Ъ Рис. 7.4. Рис. 7.2.
Схема одновального ТРДФ с регулируемымн направляющими аппа- ратами компрессора Обратимся теперь к двух- контурным двигателям (см. гл. 1 и 9). На рис. 1.3 представлена схема двухвального ТРДД. У этой и других схем ТРДД и ТРДДФ можно выделить автономный узел — газогенератор. Газогенер а тором ;Ряс. 7зк Расчетная схема гааогенера- двухконтурногодвигателя назы.тора ТРДД вают его часть, включающую в себя компрессор высокогодавлеиия (у тдвухвального газогенератора компрессоры среднего и высокого давления), камеру сгорания, турбину компрессора (турбины компрессоров высокого и среднего давления), кинематически не связанную с ротором вентилятора. ~ Расчетная схема газогенератора двухконтурного двигателя с обозначением характерных сечений представлена на рис. 7.5.
Сравнивая газогенератор с ТРД (см. рис. 7.4, а), приходим к выводу, что газогенератор составлен из тех же элементов (компрессора, камеры сгорания и турбины), которые лежат в основе ТРД. Отсюда можно заключить, что математические модели ТРД и газогенератора ТРДД на расчетном режиме в своей основе будет .практически одинаковыми.
В настоящей главе рассмотрены вопросы, касающиеся только расчетных режимов работы двигателя и газогенератора. Во всех -случаях, когда обсуждаются изменения удельных параметров двигателя в зависимости от условий полета и параметров рабочего процесса, предполагается, что при каждом возможном сочетании этих параметров двигатель рассматривается на расчетном режиме, т.
е. разным вариантам сочетаний параметров и условий полета соответствуют разные двигатели. 7.1. ТЕРМОГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРД, ТРДФ И ГАЗОГЕНЕРАТОРОВ ТРДД НА РАСЧЕТНОМ РЕЖИМЕ Математическая модель турбореактивного двигателя на .расчетном режиме, в основу которой заложены условия совместной работы отдельных элементов в системе двигателя, определяет физическую взаимосвязь между элементами двигателя. О том, насколько полно представлены физические взаимосвязи между элементами двигателя в математической модели, говорит ее уровень.
Н у л е в о й у р о в е н ь представляет основные параметры двигателей в виде таблиц или графиков в зависимости от условий полета и параметров рабочего процесса. П е р в ы й у р о в е нь характеризует двигатель взаимосвязью между его элементами уравнениями, отражающими реальв86 бв.
в.е бв (! боте) Расход газа через турбину (7.! р бг = б, „,, (1+ д,) = 6, (1+ д,) (1 — б„б). (7.27 Расход газа через форсажную камеру у ТРДФ или через реактивное сопло у ТРД: бг. т = бг+ бвбвов = бв [(! Г Чт) (! бота) + !)вов) ° (7 ЗР Расход газа через реактивное сопло у ТРДФ: бг.о = бг.. +6~4~.ф = бв [(1+4~) (1 — бота)+ бвов+(м.ф) (7.4~ В соотношениях (7.!) ... (7.4) б„б = 6, „б/б, — относительный расход воздуха, отбираемого за компрессором иа охлаждение турбины (коэффициент отбора); 187 ные условия их совместной работы, с дискретным изменением теплоемкости рабочего тела и формальным заданием значений коэффициентов, характеризующих потери в элементах двигателя (нулевой уровень по элементам).
В т о р о й у р о в е н ь характеризует двигатель наиболее. точными физическими взаимосвязями между его элементами с переменным значением теплоемкости рабочего тела и заданием коэффициентов, характеризующих потери в элементах двигателя на базе детального расчета этих элементов по математическим моделям первого уровня. Использование современных ЭВМ для определения параметров двигателя на расчетном режиме и решения многих других задач предъявляет специальные требования к разработке алгоритмов и построению программ расчета.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
