ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОЙ ТЯГИ И УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА ТРД И ТРДД ОТ СТЕПЕНИ ПОВЫШЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ЦИКЛЕ

 

Зависимости Руд и Суд от π для ТРД

Рис. 27.1

Как следует из формулы (27.2), удельная тяга ТРД при заданной скорости полета V определяется лишь значением Lц. Поэтому характер ее зависимости от π при заданных Δ, ηс, и ηр аналогичен характеру зависимости Lц от π, как показано на рис. 27.1. Очевидно, Руд достигает максимального значения при том же π = πопт, при котором Lц максимальна, и равняется нулю при значениях π = 1 и πmax = π2опт, при которых Lц = 0.

На рис. 27.2 представлена качественная зависимость Руд от π при различных значениях Δ. Как видно, увеличение Δ приводит к увеличению Lц, а, следовательно, и Руд. Таким образом, эффективным средством повышения удельной тяги ТРД является повышение Δ = Тг*/ТН за счет увеличения температуры газов перед турбиной Тг*. Кроме того, Руд увеличивается при снижении ТН из-за снижения температуры окружающего воздуха. Заметим, что при увеличении Δ также возрастает и значение πопт .

Рис. 27.2.
Рис. 27.3.

В соответствии с формулой (27.3) при заданной скорости полета Суд зависит только от полного КПД ηп и обратно пропорционален ему. Поэтому характер зависимости Суд от π определяется ранее рассмотренной нами зависимостью от π полного КПД ТРД, как покажем на рис. 27.3. Как видно, Суд достигает минимального значения при некотором значении . Эту степень повышения давления назовем экономической и обозначим . Значение πэк существенно превышает πопт. Таким образом увеличение π сверх оптимального значения позволяет снизить удельный расход топлива ТРД.

Зависимости Руд и Суд от π для ТРДД

Для упрощения анализа указанных зависимостей будем считать, как уже принято нами ранее, что расширение в соплах двигателей полное, и скорости истечения газа и воздуха из них одинаковы, т.е. ссI = ссII = сс. При этих условиях удельная тяга ТРДД Руд = ссV.

Рис. 27.4.

Если сравнивать зависимости Руд от π двигателей с одинаковыми параметрами цикла, но с различными значениями m, то, как видно из рис. 27.4, увеличение m приводит к снижению Руд. Это связано с тем, что при одинаковой Lц у этих двигателей скорость истечения газов в ТРДД, как следует из формулы (27.1), тем ниже, чем выше m, т. к. в двухконтурном двигателе та же работа цикла распределяется между двумя контурами и причем, чем выше степень двухконтурности, тем ниже сс и Руд. Но оптимальная степень повышения давления при изменении m остается неизменной.

Удельный расход топливаТРДД, как и для ТРД, определяется формулой (27.3), т.е. при заданной скорости полета однозначно зависит только от полного КПД ηп = ηвнηтяг. Поэтому для установления зависимости Суд от p у двухконтурных двигателей установим зависимость от p полного КПД этого двигателя.

Как было показано на одной из недавно прошедших лекций, при одинаковой Lц внутренний КПД ТРДД несколько ниже, чем у ТРД, из-за наличия гидравлических потерь в наружном контуре. Но тяговый КПД ТРДД выше тягового КПД ТРД, т. к. при одинаковой работе цикла скорость истечения из контуров ТРДД ниже, чем у ТРД. И поэтому потери кинетической энергии с выходной струей у ТРДД ниже. В результате, полный КПД двухконтурного двигателя выше, чем одноконтурного двигателя, а удельный расход топлива соответственно ниже.

Рис. 27.5

Для наглядности отразим всё сказанное на графиках (рис. 27.5). На рис. 27.5, а (верхний график) показана зависимость внутреннего КПД ТРД и ТРДД (при m = 2) от π, на рис. 27.5, б дана аналогичная зависимость для тягового, а на рис. 27.5, в – для полного КПД. Как видно, увеличение тягового КПД более существенно, чем снижение внутреннего КПД, в результате чего полный КПД ТРДД оказывается заметно выше, чем полный КПД ТРД . Соответственно удельный расход топлива у ТРДД оказывается заметно (в данном случае примерно на 20%) ниже, чем у ТРД с такими же параметрами цикла и при такой же скорости полёта.

Отметим также, что, как видно, экономическая степень повышения давления в цикле ТРДД несколько ниже, чем у ТРД.






Дата добавления: 2018-05-10; просмотров: 1233; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2022 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.019 сек.