Главная » Просмотр файлов » Теория и расчёт воздушно-реактивных двигателей под ред. Шляхтенко С.М.

Теория и расчёт воздушно-реактивных двигателей под ред. Шляхтенко С.М. (1014193), страница 98

Файл №1014193 Теория и расчёт воздушно-реактивных двигателей под ред. Шляхтенко С.М. (Теория и расчёт воздушно-реактивных двигателей под ред. Шляхтенко С.М.) 98 страницаТеория и расчёт воздушно-реактивных двигателей под ред. Шляхтенко С.М. (1014193) страница 982017-06-17СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 98)

16.7). Воздушный цикл РТД состоит из тех же самых процессов, что и воздушный цикл обычного турбореактивного двигателя. Различие состоит только в том, что повышение давления воздуха в компрессоре осуществляется в результате подвода энергии от ракетного цикла путем привода компрессора от турбины, работающей на ракетном топливе.

Поэтому при равных значениях степени повышения давления в компрессоре обычного турбореактивного двигателя и РТД степень повышения давления газа в сопле последнего в уьг раз выше, чем в сопле ТРД. Вследствие того, что температура газа в камере сгорания ТРД ограничивается жаропрочностью турбинных лопаток, а температура газа в камере сгорания РТД вЂ” условиями охлаждения камеры и сопла, то допустимая температура цикла РТД может быть выбрана заметно выше, чем Т; в ТРД.

Иначе, располагаемая ра- 487 бота цикла РТД выше работы Рлл Рл Р цикла ТРД из-за более высокого отношения давления в сопле и лл температуры газа в камере сгорания РТД по сравнению с откв ношением давления н, "и температурой газа перед турбиной ТРД. При дополнительномтеплол подводе за турбиной ТРД и выборе одного и того же сорта топлива для ТРДФ и РТД темпеРис. 16.7. Изображение рлквтиьгв ратура и работоспособность газа циилв РТД в ~ — 5-дивгрвыые (Р,. — дЛя ОбОИХ СраниннаЕМЫХдВИГадавление в характерных точках цикла) телей не будут отличаться.

По- этому различие располагаемых работ циклов РТД и ТРДФ будет определяться различным уровнем давления перед соплами обоих типов двигателей. Отношение этих работ при н~ртд лвтрд 1 всегда больше единицы. Поэтому увеличение работы идеального цикла РТД по сравнению с ТРДФ определяется исключительно увеличением отношения давления в реактивном сопле РТД в н,' раз, если использовать двигатели с одним и тем же значением н„'. Выражение для термического КПД цикла РТД имеет такой же вид, что и КПД цикла ТРДФ.

Отличие количественное и заключается в том, что если в идеальном РТД степень повышения давления в цикле при М„= О, Н вЂ”.— 0 яд,„— н„', то в идеальном ТРДФ ил„= я'. Поэтому отношение термического КПД идеального цикла РТД к КПД идеального цикла ТРДФ при одинаковой степени теплоподвода и одинаковом сорте топлива, т.

е. л-1~ Н л — 1, прн Т„' = Тоти„т„1т1в = 1 — Пя„' ~(~1 — 1lн, л ) всегда больше единицы. Предельные возможности двигателей обоих типов можно установить при сопоставлении работ РТД и ТРД при равных значениях Н и д„н при максимальных величинах работ расширения двигателей обоих типов, соответствующих я,' -в. оо.

Результаты такого сопоставления свидетельствуют о том, что работа РТД тем значительнее превышает работу ТРД, чем ниже исходные значения я„' и выше температура цикла в сравниваемых двигателях при Т; = Т,", „т . При определенных значениях н„", 'трд ' "ртд' зависящих от величины температуры газа в цикле, предельная работа ТРД начинает превышать предельную работу ракетно- турбинного двигателя.

Увеличение удельной теплоты сгорания топлива, например, при переходе от керосина к водороду расширяет область, в которой РТД имеет преимущества перед ТРД. Сравнение РТД с ТРДФ 488 показывает, что при Т„'= Т„', „) 1400 К при Твртд = Т4 ) 1600 К во всей области рабочих значений н„' етрдф РТД превосходят ТРДФ, т. е. что при переходе к форсированным режимам преимущества РТД возрастают. Физический смысл такого улучшения характеристик заключается в том, что если в РТД при увеличении относительного расхода топлива наряду с ростом физического теплосодержания на выходе из двигателя одновременно возрастает и работа турбины, приводящая к росту значений н,", то при форсировании ТРД увеличение д, при Т„"= = сопл( определяет увеличение работы, главным образом, вследствие повышения физического теплосодержания рабочего тела на выходе из двигателя без увеличения я,'.

Удельные параметры и основные данные РТД Удельные параметры РТД (удельный расход топлива с д и удельная тяга Р ) в общем случае определяются: сортом и составом газогенераторного топлива (Н„ и а ) и степенью расширения его на турбине н,, однозначно определяющими температуру газа перед турбиной Т„'„, мощность турбины Ж, и реализуемые значения степени повышения давления воздуха в компрессоре я„', теплосодержанием газа на выходе из двигателя 1,", зависящим от суммарного коэффициента избытка окислителя ав и определяющим температуру То и работоспособность ИТэ продуктов сгорания топливо-воздушной смеси в камере.

При использовании топлива определенного сорта в качестве основных параметров поэтому могут рассматриваться: температура перед турбиной Т„"„и в форсажной камере Т', степень повышения давления в компрессоре я„* и величина работы турбины Е,, Увеличение температуры газа перед турбиной при я„'в = сопл( и ах = сопз1 приводит к росту удельной тяги в условиях старта ценою некоторого ухудшения экономичности двигателя. Увеличение степени повышения давления в компрессоре н„'в при заданной тяге в расчетных условиях полета (заданном миделевом сечении входного воздухозаборника) наряду с увеличением удельной тяги как в расчетных, так и в нерасчетных условиях полета приводит к росту абсолютной тяги не только вследствие роста удельной тяги, но и увеличения расхода воздуха на всех нерасчетных режимах полета, обусловленных расширением диапазона изменения производительности компрессора с ростом л„"в.

Одновременно с этим при повышении я„'в растет и масса двигателя, главным образом, вследствие утяжеления турбокомпрессора. Удельная масса двигателя при этом в стартовых условиях (Н = О, М = 0) достигает минимальных значений при определенных значениях я„'в, зависящих от сорта топлива и параметров рабочего процесса. Результаты расчетов влияния степени повышения давления в компрессоре я„в на закономерности изменения удельного расхода топлива, относительной удельной массы двигателя, отно- 489 Рис.

!6.8. Влияние степени повыше. ния давления воздуха н компрессоре на основные данные РТД (Топливо— керосин -1- азотная кислота, М = О, И =- О, М = 4,0, Н ) !1 км, сал-- и = — !41еш, а =- 1йеп1). 7 — расчетный оежим — РТД; У вЂ” расчетный режим — ПВРД (» ! =»ра!»ранна=б) отношение удельной массы РТД к удельной массе РТД при ла = 6, ьт — — 1170 кдж/кг г яа ра гы „=я (О (й уд гуно а/Н ч лю сительной тяги двигателя при М = О, Н = 0 (отношения тяги двигателя к тяге в расчетных условиях), выполненные в предположении сохранения одинаковых масс и абсолютных внутренних тяг РТД, в которых в качестве топлива используют керосин и азотную кислоту, приведены на рис.

!6.8. Видно, что при любых условиях выбора расчетного режима работы двигателя (на турборакетном или прямоточном режимах) целесообразные значения 400 1Тн У!7 «ГЛО я„о расположены в диапазоне и„'о = — З,О ... 6,01 как в области меньших значений пно (тт„о < З,О), так и в области и„'О) 6 ... 7 одновременно с увеличением удельного расхода топлива увеличивается удельная масса и падает относительная тяга двигателя.

Увеличение работы турбины при неизменных значениях ссх, Т„„ и 22„'о, приводя к уменьшению доли жидкого окислителя в ракетном топливе, определяет уменьшение удельных расходов топлива при незначительном снижении удельной тяги двигателя. Одновременно с этим увеличение Т.т приводит к утяжеленню двигателя и к возрастанию удельной массы РТД. Максимальная величина Т,, ограничивается допустимой условиями жаростойкости и жаропрочности турбинных лопаток температурой газа, перед турбиной, максимально допустимыми давлением в камере газогенератора и массой двигателя.

При максимально допустимых значениях р„"„= 30000 кПа и Т„'„=- 1400 К в РТД с азотно-керосиновым газогенератором при сав = 1,0 целесообразные значения Т,, находятся в диапазоне Т.т = 900 ... 1500 кДж4кг. Характеристики РТД Высотно-скоростные характеристики РТД, рассчитанные в соответствии с выявленными общими принципами регулирования двигателя на режимах максимальных тяг приведены на 490 Рис. 16.9.

Скоростные характеристики РТД; и=- 1! кн, М = 4,0 (топккао — керосин + пр 1- ааотная кнснота, ан =- ЬО). — л,"О 0,0; Н*О 3'0' П*0 2 00 Н ко = кО =О, М=.О йййт а/Н ч Лро рис. 16.9. Видно, что в РТД так же, как и в ТРДФ, увеличение и„'о при сев = сопз1 приводит к значитель- ,тгуй ному повышению тяги на всех не- расчетных режимах полета и взлете ценою ухудшения экономичности РТД вследствие роста доли окисли. толя в газогенераторном топливе / с увеличением и„'О.

Сравнение ха- / рактеристик РТД с регулируемыми и неизменными сечениями проточной части показывает, что при выборе одних и тех же значений гб„'О, 1,, ч» / и с«в в РТД с нерегулируемыми сечениями наряду с увеличением лй с „ обеспечивается более высокая взлетная тяга при более медленном ~ ,у нарастании ее по скорости полета. Этот результат объясняется, с одной стороны, переразмериванием компрессора для обеспечения потребного расхода воздуха в расчетных условиях полета из-за больших входных потерь и, следовательно, увеличением расхода воздуха в условиях старта, а с другой стороны, уменьшением относительного прироста расхода воздуха с увеличением скорости полета.

16.4. ВРД С ИСПОЛЬЗОВАНИЕйй ХЛАДОРЕСУРСА И ВЫСОКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ КРИОГЕННЫХ ТОПЛИВ Улучшение эффективности цикла ВРД может быть достигнуто благодаря использованию, хладоресурса криогенных топлив для уменьшения относительнбй работы сжатия, работоспособности топлива для увеличения относительной работы расширения и регенерации тепла с топливом для увеличения располагаемой работы при одновременном повышении термического КПД цикла. Эти пути использования хладоресурса и высокой работоспособности топлива для увеличения работы и КПД цикла двигателя явились основой для рассмотрения газотурбинных двигателей ряда новых схем.

В качестве примеров для выявления особенностей подобных двигателей целесообразно рассмотреть два наиболее характерных представителя: «пароводородный» ракетно-турбинный двигатель 491 Б 7 уа у! Рис. 16.10. «Пароводородиый» ракетно-турбинный данг»телам ! — насос жидкого водорода; ! — тсплообмекннк подогрева водорода; 3 — компрессор; 4 — редуктор; 5 — ту»бана; а — сгабмлнзагорм; 7 — камера сгораннк; а — рсакгнвнае сопло (рис. 16.10) и ракетно-турбинный двигатель с системой сжижения (рис. 16.11). В «пароводородном» двигателе рабочим телом турбины, приводящей во вращение компрессор, служит газнфицированный и подогретый в газоводородном теплообменнике водород.

Характеристики

Тип файла
DJVU-файл
Размер
5,95 Mb
Тип материала
Высшее учебное заведение

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6418
Авторов
на СтудИзбе
307
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее