ВИНТОМ И РЕАКЦИЕЙ ГАЗОВОЙ СТРУИ

Так как тяговая работа ТВД (ТВВД) создается как за счет винта, так и за счет реакции выходящей из сопла струи газа, то возникает задача оптимального распределения работы цикла между винтом и реактивной струей, вытекающей из сопла, т.е. такого, чтобы тяговая работа двигателя с винтом в целом при заданных условиях полета получается максимальной.

Так как работа цикла в ТВД и ТВВД распределяется между работой , передаваемой в конечном счете на винт, и приращением кинетической энергии газа в соответствии с формулой

, (43.7)

то оптимизация сводится к отысканию (при заданных значениях скорости полета и работы цикла) такой скорости истечения из сопла с_с.опт, при которой L_тяг=L_тяг.max . L_тяг = N_тяг/G_в = L_еh_редh_в + (с_с–V)V.

В соответствии с формулами (43.2) и (43.7)

L_тяг= h_редh_в+(с_с–V)V.

Для определения с_с.опт вычислим отсюда производную (при L_ц=const и V=const) и приравняем ее к нулю:

= –с_сh_редh_в+V=0.

Отсюда получим формулу для определения скорости истечения из сопла при оптимальном распределении работы цикла между винтом и реакцией, впервые выведенную Б.С. Стечкиным в 1944 г.:

с_с.опт = . (43.8)

Условие (43.8) показывает, что чем больше скорость полета и чем меньше КПД винта или винтовентилятора, тем больше оптимальная скорость истечения, т.е. тем большую долю работы цикла надо использовать для получения реактивной тяги. При уменьшении скорости полета передача работы цикла для создания реактивной тяги становится менее выгодной. Именно по этой причине у турбовальных двигателей, применяемых при малых скоростях полета, оптимальное распределение работы цикла соответствует условию L_е » L_ц.