ПОНЯТИЕ О МЕТОДАХ РАСЧЕТА ВЫСОТНО-СКОРОСТНЫХ И ДРОССЕЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГТД ПРЯМОЙ РЕАКЦИИ

Основным методом определения характеристик двигателя является их расчет на ЭВМ с помощью математических моделей. Наиболее распространены так называемые одномерные математические модели, в которых расчет осуществляется по осредненным параметрам газового потока во всех сечениях проточной части двигателя. При этом используются экспериментальные или расчетные характеристики элементов, также одномерные. Расчетные характеристик элементов (их математические модели) основываются на обобщении экспериментальных данных. Характеристики воздухозаборника представляются в виде зависимости от М_Н , определенной отраслевым (для предприятий авиастроения) стандартом.

Более точными считаются расчетные характеристики каскадов компрессоров и турбин, полученные по их математическим моделям, основанным на поэлементном (РК + НА в компрессоре и СА + РК в турбине) расчете с использованием обобщенных экспериментальных данных по характеристикам лопаточных венцов.

В настоящее время стали использоваться математические модели компрессоров, турбин, реактивных сопел, основанные на расчете двумерного и даже трехмерного течения воздуха или газа в каждом лопаточном венце с использованием уравнений Рейнольдса (основанных на уравнениях Навье-Стокса).

Расчет высотно-скоростных характеристик может производиться, например, в следующем порядке.

1. Вначале расчетные параметры каждого элемента двигателя задаются, либо подбираются таким образом, чтобы обеспечивались уже известные (или заданные) параметры рабочего процесса двигателя на расчетном режиме. Если необходимо, производится термодинамический расчет параметров рабочего процесса двигателя с определением параметров потока в каждом из характерных сечений его проточной части.

2. С использованием уравнений, вытекающие из условий совместной работы элементов двигателя, определяются характеристики газогенератора.

3. Выбирается программа регулирования турбокомпрессорного модуля или турбовентилятора использованием её и сова уравнений совместной работы элементов определяются характеристики ТКМ или турбовентилятора.

4. Назначаются эксплуатационные ограничения и с их учетом определяется программа управления двигателя на максимальном режиме и (если двигатель имеет форсажную камеру) на режиме полного форсажа.

5. Для ряда сочетаний скорости (числа М_Н) и высоты полёта с учетом эксплуатационных ограничений и с использованием уже полученных характеристик ГГ и ТКМ рассчитываются значения удельной тяги, расхода воздуха, расхода топлива и соответственно тяги и удельного расхода топлива двигателя на предельных режимах. При этом, если необходимо, в характеристики ГГ, ТКМ или турбовентилятора вносятся поправки, связанные с влиянием на условия совместной работы их элементов (и других элементов двигателя) скорости полёта.

Построение дроссельных характеристик двигателя при заданном режиме полета производится аналогичным путем (для рада значений ), но при этом учитываются особенности принятой программы управления двигателем на пониженных режимах.

В ряде случаев в условиях стендовых испытаний двигателя за счет установки дополнительных систем измерений могут быть экспериментальным путем получены, например, характеристики, газогенератора. Тогда с помощью теории подобия, можно при расчете характеристик двигателя использовать экспериментальные характеристики ГГ, что безусловно повысит достоверность полученных таким путем характеристик двигателя.

При выполнении в этом семестре курсовой работы вам предстоит провести расчет скоростных, высотных и дроссельных характеристик двигателя на ПЭВМ с помощью упрощенной математической модели, в которой используются характеристики осевых компрессоров, основанные на обобщении экспериментальных данных, типовой характеристики ТНД и упрощений характеристики камеры смешения. Характеристики основной и форсажной камер сгорания заменены условиями , , , , а расширение газа в реактивном сопле пролагается полным при расчеты производятся при выполнении курсовой работы.