ОСОБЕННОСТИ СОВМЕСТНОЙ РАБОТЫ ЭЛЕМЕНТОВ И ПРОГРАММЫ УПРАВЛЕНИЯ ТРДД БЕЗ СМЕШЕНИЯ ПОТОКОВ

ТРДД без смещения потоков внутреннего и наружного контуров применяются на дозвуковых самолетах и характерны высокими степенями двухконтурности и низкими значениями . Во внутреннем контуре может располагаться либо одновальный ГГ, либо двухвальный. Низкие значения и дозвуковые скорости полета (М_н<0, 8 … 0,85) приводит к тому, что перепады давлений в реактивных соплах этих двигателей могут быть как до, так и лишь несколько сверхкритическими. Поэтому их выполняют суживающимися и обычно нерегулируемыми.

Схема ТРДД без смешения потоков (с одновальным ГГ) с указанием характерных сечений проточной части приведена на рис. 35,2. Как и в ТРДДсм, основными функциональными модулями такого ТРДД являются газогенератор, расположенный между сечениями «вВД» и «тВД», и турбокомпрессорный модуль, которыйв ТРДД без смешения потоков состоит из ГГ, КНД (который в таких ТРДД обычно именуют вентилятором) и приводящую его во вращение турбину (ТНД). Вентилятор и ТНД часто называют «турбовентилятор».

Турбовентилятор обычно состоит из низконапорного (часто одноступенчатого) вентилятора (КНД), и турбины вентилятора (ТВ), которая вследствие высоких m и относительно малых окружных скоростей выполняется многоступенчатой. Величину в таких двигателях часто обозначают , частоту вращения вала вентилятора – , а частоту вращения компрессора одновального ГГ – .

Условиями совместной работы элементов и функциональных модулей ТРДД (газогенератора, турбовентилятора и выходных устройств) ТРДД являются:

– Баланс расходов рабочего тела через различные элементы ТКМ и сопла;

– Баланс (равенство) мощностей КНД и ТНД.

Рис. 35.1

Рассмотрим некоторые следствия из этих условий.

1). Расход воздуха через сопло наружного контура равен:

.

Расход воздуха через компрессор газогенератора равен:

.

Следовательно, степень двухконтурности равна

. (35.5)

Поэтому при снижении и соответственно (по сравнению с их расчетными значениями) степень двухконтурности ТРДД (как и в ТРДДсм) возрастает. Однако этот рост происходит в меньшей степени, чем в ТРДДсм, так как в ТРДДсм, как вы уже знаете, относительная плотность тока на выходе из наружного контура в камеру смешения растетпри снижении , тогда как здесь остается постоянной (равной единице) или несколько снижается, если перепад давлений в сопле наружного контура станет докритическим.

2). Расход воздуха через вентилятор, подсчитанный по параметрам на выходе из него, равный , должен равняться расходу воздуха через КВД , умноженному на (1 + m), где m – степень двухконтурности . Тогда, учитывая, что мы приняли считать и , можем записать:

. (35.6)

Рис.35.2

Следовательно, при снижении и соответственно значение будет не убывать (как в двухвальном ТРД), а возрастать (вследствие значительного возрастания m) и притом тем в большей степени, чем больше m по сравнению с единицей.

Однако это возрастание будет меньшим, чем если бы этот же вентилятор (КНД) был установлен в ТРДДсм с такой же расчетной степенью двухконтурности, так как, как мы только что обсуждали, возрастание mпри снижении в ТРДД происходит в меньшей степени, чем в ТРДДсм. Для иллюстрации сказанного можно использовать рис. 35.2.

Рис. 35.3

3). Как видно из формулы (35.5) значение m при данном значении зависит от отношения . Но значение зависит от степени понижения давления в сопле наружного контура, которая в свою очередь зависит не только от , но и от повышения давления в воздухозаборнике, т.е. от числа М полёта.

Поэтому при докритических перепадах давления в сопле наружного контура положение рабочей точки на характеристике вентилятора (КНД) при данном оказывается зависящим от М_Н – при увеличении М_Н рабочая кривая смещается вправо, как показано на рис. 35.3. (Достаточно использовать только его левую часть).