ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОЙ ТЯГИ И УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА ТРД И ТРДД ОТ СТЕПЕНИ ПОДОГРЕВА РАБОЧЕГО ТЕЛА В ЦИКЛЕ

Зависимость и от Δ для ТРД

Рис. 27.6

При анализе этой зависимости будем считать неизменными скорость полета V и степень повышения давления в цикле π.

При Δ = Δ _min работа цикла, как уже отмечалось, равна нулю, поскольку здесь вся теплота, подведенная к воздуху в камере сгорания, затрачивается на преодоление гидравлического сопротивления движению воздуха и газа по тракту двигателя. Дальнейшее увеличение Δ, как уже также отмечалось, приводит к линейному увеличению L_ц. Поэтому увеличивается и удельная тяга, но несколько нелинейно, поскольку , как показано на рис. 27.6 (вверху).

Внутренний КПД реального цикла, напомним, также возрастает при увеличении D. Но тяговый КПД при этом падает, поскольку скорость возрастает, а . Поэтому полный КПД ТРД η_п = η_внη_тяг. при некотором значении Δ имеет максимум (рис.27.6, б)

Соответственно, зависимость С_уд от Δ при том же значении Δ имеет минимум, так как . Это значение D назовем D_эк.

Зависимость и от Δ для ТРДД

Рис. 27.7

Для ТРДД, как было показано, . А , где . Поэтому при и зависимость Р_уд от D для двухконтурных двигателей, качественно такая же, как и аналогичная зависимость для одноконтурного двигателя, как показано на рис. 27.7. Но при этом значения для ТРДД, конечно, ниже (из-за более низкого значения скорости истечения с_с ). Это следует также и из формулы 27.1, в которой наличие m > 0 приводит к более низким значениям Р_уд по сравнению с ТРД, для которого m = 0.

Рис. 27.8

Для анализа зависимости С_уд от D у двухконтурных двигателей воспользуемся тем, что согласно формулы (27.3) С_уд при заданной скорости полета определяется только зависимостью от D полного КПД . На рис. 27.8 показаны зависимости (рис. 27.8, а), (рис. 27.8, б) и (рис. 27.8, в) для ТРД и для ТРДД от Δ, из которых видно, что, хотя , возрастающий (как и у ТРД) с ростом Δ, несколько ниже, чем , полный КПД ТРДД при всех значениях Δ значительно выше, чем у ТРД, вследствие того, что у ТРДД выше тяговый КПД. Соответственно оказывается меньшим и удельный расход топлива ТРДД. При этом, что важно, максимум полного КПД и соответственно минимум удельного расхода топлива у ТРДД достигается при более высоком значении Δ , чем у ТРД.

Необходимо отметить также, что в современных ГТД прямой реакции значения Δ при их конструировании выбираются более высоким, чем Δ_эк (соответственно Т*_г>Т*_{г эк}), из-за стремления получить более высокое значение Р_уд, а значит меньшую массу и габариты двигателя, даже ценою небольшого проигрыша в С_уд. Тем более, что у ТРДД, имеющих меньшие значения Р_уд, чем у ТРД, при Δ > Δ_эк С_уд возрастает довольно медленно (см. рис. 27.8).

Примечание. При изображении (на доске или иным путем) рисунков 27.4, 27.5, 27.7 и 27.8 не следует обращать внимание на разметку (в цифрах) по осям координат, а проводить только качественный анализ этих графиков.