Теория и расчёт воздушно-реактивных двигателей под ред. Шляхтенко С.М. (1014193), страница 92
Текст из файла (страница 92)
3,0, мало меняется с изменением скорости полета. Аналогичные выводы получаются и при рассмотрении изменения тяговых характеристик ПВРД, регулируемых по закону Т„'= = сопз(, так как основные закономерности влияния числа Мк на характер изменения удельной тяги, как это было показано выше, сохраняются и в этом случае; однако из-за более интенсивного падения удельной тяги в области больших чисел М даже в идеальном ПВРД абсолютная тяга, начиная с определенных чисел М„ будет уменьшаться.
Качественно иллюстрируют эти соображения приведенные на рис. 15.12 характеристики идеальных ПВРД, рассчитанные в диапазоне чисел М, от 0,8 до 5,0 при различных значениях температуры в камере сгорания Т;. Характеристики рассчитаны 457 100 Уддт л/й/ла гд В диапазоне чисел М, от М р до М,,п с уменьшением М„ для поддержания постоянной степени теплоподвода необходимо уменьшать расход воздуха через двигатель по сравнению с расчетным режимом и поэтому ср < 1,0,да потери,'полного давления также увеличиваются из-за необходимости$уменьшать степень подогрева ЬТ; =- Т„'— Т' или 0 =- Т,"(Т„с уменьшением ско- 458 Ре лГГ/ге а при и, = иг в пренебре- жении влиянием добавки гг'=г0000 топлива на /уд и Рг.
Для реальййх ПВРД скоростные характеристики будут существенно отличаться от приведенных Гддд из-за ухудшения характе- 0 Г ристик воздухозаборника (уменьшения о,х и ср) вследствие изменения пропускной способности элементов по сравнению с потребными значениями и Уб использования действительных КПД элементов, ухудшения характеристик реактивного сопла, главт~=уаддк ным образом, из-за нера- счетности режима расши- д Г г 0 4 д Дгл рЕння, и Уменьшения Рис !б !2 Зависимость лобовой тяги Р удельного импульса /тд от числа Мв идеаль. Из-за необходимости вредного ПВРД. Топливо — керосин отвращения «запирания» тракта ПВРД.
В соответствии с этими соображениями реальные характеристики будут отличаться от характеристик идеального ПВРД во всем диапазоне чисел М, для всех законов регулирования. 1, Регулирование поддержанием степени теплоподвода в ПВРД с нерегулируемыми сечениями проточной части: О!' = сопя! (а =- сопз1 или 0 =- сопя!), )'„= сопи!, 1,„= сопИ, 1;р —— = сопя(, )'„' с =- сопи(.
Характер изменения и численные величины отличия реального нерегулируемого ПВРД от идеального будут зависеть от расчетного числа М„при котором реализуется коэффициент расхода ср = 1,0 и потребные расчетные значения )пр — — !хр,р, 1«',с = )х с р, 1. = 1,„,р. Для ПВРД с нерегулируемыми сечениями тракта уравнение (15.11) приобретает вид опх 0(х ) и'в", сл, сл г 0 4 0 м, г г у 4 д /у„ и) О Рис. !Ь.!3. Характер измененик лобовой тяги Рл, козффицнента тяги сг и удельного импульса ПВРД по числу Мп при различных законах регулирования.
идеальный ПВРД, — —.— регулирование сечений воздухозаборника и сопла, — — — регулирование сечений сопла, жирная линия — нерегулируемый ПВРД: а — о = «оп«1, б — а .= соп«т рости полета из-за снижения Т, для поддержания (1 + г),) 1/О; = = сопз1. Все эти факторы (снижение ч!„, о„и Р,) приводят к уменьшению коэффициента тяги и лобовой тяги при М,,п < <М„(М,.р. При М, >М,.рвеличина рн = 1,0, аов при постоянной величине (1+ д,) т/0!' будет уменьшаться пропорционально уменьшению д (Л,) по сравнению с д (г., р). При ограничении максимального значения температуры газа в камере предельной величиной, определяемой условиями жаропрочности, в области Мп < М < М, „комплекс (1 + д,) т/О! будет уменьшаться, что неизменно приведет к падению полного давления по проточной (!+0«), В; части, так как о„,о допахп = (1, О.
Вместе с тем (! + 0,), !г в"„ в этой области из-за недорасширения и других органических потерь в реактивном сопле Р, не только меньше единицы, но 459 и меньше Р,.ра„. Поэтому н в области М,,р < М, < М,,„сп и Рг реального ПВРД будут ниже, чем у идеального ПВРД (рис. 15.13). При сохранении О = сопи( нз-за более значительного уменьшения величины О!" = Р,Т„'11х',Т„'с ростом числа Мд при Мдм <М, <М,,р уменьшение сг и Рп по сравнению с идеальным ПВРД будет менее значительным, а при М„р < Мд < < М, „,„более существенным (рис.
15.13, а). Одновременно с уменьшением Рд и си по сравнению с соответствующими значениями Рг м,„и сп,„в области М„< М„.п из-за уменьшения о„и Р, при неизменном значении а уменьшается удельный импульс двигатели и* „. При Мд Мд р значения Ран, срр и /ги р также будут несколько ниже, чем Риммы си „и У д,„, соответственно, из-за отличия реальных значений о„, Р, и других от единицы, но будут совпадать со значениями Р„, ср и ) ПВРД с регулируемыми сечениями по проточной части.
При У„> М„.р величина фд = 1,0, однако а„ и Р, будут тем значительнее отличаться от единицы, чем выше число М„и поэтому значения Рп, сг и ) „ также будут ниже соответствующих значений Рг,„, сг . й .Утя,„, пРичем это Различие бУдет УвеличиватьсЯ с Ростом чиЗакономерности изменения фд, о„и Р„соответствующие рассматриваемому способу регулирования, приведены на рис. 15.14. Характер изменения Рн и сп при постоянной температуре подогрева (О = Т„'17„= сопи!) аналогичен приведенным закономерностям изменения этих параметров при а = сопз1.
Однако закономерность изменения удельного импульса по числу Мд будет отличаться. При постоянном значении 0 (Т„* на заданной высоте) са будет увеличиваться с ростом скорости полета и поэтому прн каком-то значении М„= Мк, щ,„реализуется такое а, при котором удельный импульс будет достигать максимальной величины. Поэтому в зависимости от выбранной величины М„. р и О при О (Т„*) =- сопз(,)гд,„будет реализовываться при различных значениях М„р. 2. Регулирование СПВРД поддержанием степени теплоподвода и изменением площади проходных сечений реактивного с о п л а! О;=сопз1(а = сопз1) или О = сопи(, 1„'р — — наг, ), =-агг, у„= сопи!, 1,„= сопи!, у„',, = сопи!.
В этом случае уравнение (15.11) принимает вид д за(кр Регулирование площади критического сечения реактивного сопла при этом при отсутствии ограничений по диапазону его регулирования позволило бы сохранить минимальный приведенный расход воздуха, т. е. фд = 1,0 во всем диапазоне чисел М,, ви г У 4 У У„У г У 4 У Л1„ Рис. !5.14.
Закономерности изменения управляющих параметров регулирова-. ния ПВРЛ (йн Унр, О,) и козффипиентов фз, п,„и Рс при различных законах регулирования. й = сочз1. Обозначения те же, что н на рис. !5.13. Но так как ф„зависит от приведенной скорости на входе в камеру ), то для сохранения !рн = сопи! потребовалось бы существенно уменьшить Х с ростом числа М„, что привело бы к переразмериванию двигателя при Мд до Это объясняется тем, что для поддержания ф =. ' = сопи( = 1, 0 при постоянных гео° 4( ) 9( д) метрических размерах камеры из-за роста о„lд (Х,) величина д (Хк) должна резко уменьшиться и при выборе Х „= 0,2 при М = 2 коэффициент приведенной скорости воздуха )! составляет несколько сотых при М = 6, т.
е. для этих условий двигатель переразмерен по камере сгорания. При принятии условия )ск = = сопз! в диапазоне М„ < М„. р с увеличением числа М„ ф„ увеличивается, достигая единицы при Мд = М,, р, оставаясь во всем диапазоне выше, чем фи в двигателе с нерегулируемыми сечениями. В то же время при М ) М„. р значения й, (из-за роста ф„) будут ниже соответствующих значений О„двигателя с нерегулиРУемыми сечениЯми пРоточной части, т. е. с Увеличением 1;р увеличение фн достигается ценою уменьшения о„. При М ) 461 > М, р ф„= 1,0 и для поддержания О„= б„,„необходимо уменьшать гкр (см.
рис. 15.14). Соответствующие приведенным закономерностям изменения ф и й, скоростные характеристики ПВРД, регулируемого изменением площадей критического сечения и среза реактивного сопла, при сс = сопз1 приведены на рис. 15.13. Видно, что во всем диапазоне чисел М, значения срр „, > арр „„„, Р„ кр чаг > Рр „„„из-за большего значения фго а значения г' „и „„( кр вг у „= — чаг < 1удр сонм при Мп ( Мпр из-за уменьшения п,„и кр гуди =гаг > гуди =сопаг прн Мп > Мпр в результате регулирокр= кр вания критического сечения реактивного сопла, обеспечивающего Здесь Падр =чаг > пвкр соам ° кр кр 3. Регулирование изменением площади сечений входного воздухозаборника и реактивного сопла: О;=сопз1(са=сопз1 или О= =- сопз(), 1„= наг, 1,„=- маг, (кр —— маг, )с = маг.
В этом случае уравнение для определения ф„приобретает вид уравнения (15.11). При этом задача регулирования площади проходного сечения горла воздухозаборника двигателя при любом законе тепло- подвода (при 01 — — маг) состоит в том, чтобы обеспечить максиввх мальное значение фк (фк = 1г = 1, О). Регулирование плоч(~ ) щади критического сечения реактивного сопла должно позволить обеспечить сохранение пвх = пах таа по характеристике Воздухозаборника, а регулирование плошади среза реактивного сопла должно обеспечить минимальное значение ЛР,.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
