ПРИЕМИСТОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ
При работе турбореактивного двигателя на каком-либо установившемся режиме (при постоянном числе оборотов) всегда соблюдается условие:
NТУРБ = NКОМП
т. е. мощность, развиваемая турбиной, равна мощности, потребляемой компрессором и агрегатами (насосами, генераторами, регуляторами и т. д.).
При работе двигателя на переходных, неустановившихся режимах, например при разгоне (увеличении числа оборотов двигателя), на ускорение вращающихся частей двигателя необходимо затратить дополнительную мощность. Следовательно, при разгоне ТРД мощность, развиваемая турбиной, должна быть больше мощности, потребляемой компрессором:
NТУРБ = NКОМП + NИЗБ
Здесь NИЗБ — избыточная мощность турбины, расходуемая на ускорение вращающихся деталей двигателя.
Чем больше избыточная мощность турбины, тем быстрое двигатель увеличивает число оборотов.
При работе двигателя на установившихся (равновесных) оборотах каждому значению числа оборотов соответствуют определенное количество газа, протекающее через турбину, определенное его давление и температура Т3 и, следовательно, определенная подача топлива в камеры сгорания.
Избыточная мощность турбины, необходимая для разгона двигателя, появится тогда, когда температура газа перед турбиной не превысит температуру, необходимую для данного числа оборотов.
Мощность, потребляемая компрессором, с ростом числа оборотов растет сначала медленно, а затем очень быстро. На рис. 43 сплошной линией нанесена мощность, потребляемая компрессором. Мощность, развиваемую турбиной, при постоянной температуре газов, подходящих к ней, показывают кривые А—А, Б—Б, В—В, нанесенные пунктирными линиями.
Самая верхняя кривая А—А изображает мощность, развиваемую турбиной, при наибольшей допустимой температуре Тзмакс. Другие кривые Б—Б и В—В изображают мощность турбины при более низких температурах Тз.
На рисунке видно, что мощность, развиваемая турбиной, тем больше, чем больше температура газов Т3, подходящих к ней. Точки пересечения кривых, изображающих мощность турбины, с кривой мощности, потребляемой компрессором, есть равновесные режимы.
Точки А—А определяют максимальные и минимальные числа оборотов двигателя.
На максимальных числах оборотов турбина работает при наибольшей допустимой температуре Тзмакс,поэтому-то и ограничивается время непрерывной работы двигателя на максимальных оборотах.
Обороты холостого хода берутся на 1000—1200 больше минимальных, чтобы не перегреть лопатки турбины (при этом Т3будет меньше Тзмакс) и обеспечить удовлетворительную смазку подшипников.
В промежутке между числами оборотов холостого хода и максимальными числами оборотов мощность турбины превышает мощность, потребляемую компрессором, т. е, иначе говоря, турбина в этом промежутке чисел оборотов имеет избыточную мощность.
Из анализа кривых, представленных на рис. 43, ясно, что для перевода двигателя с малых оборотов на большие надо увеличить мощность турбины — увеличить температуру газон перед турбиной.
Это достигается увеличением подачи топлива.
При увеличении подачи топлива увеличивается температура газов перед турбиной, при этом мощность и число оборотов, развиваемые турбиной, возрастут. А так как турбина связана с компрессором, то будет увеличиваться мощность, которую потребляет компрессор, это приведет к боль шей подаче (и под большим давлением) воздуха в камеры сгорания. В результате мощность турбины еще увеличивается.
Рис. 43. Совместная работа турбины и компрессора
Однако, надо сказать, что избыточная мощность турбины невелика и это является одной из причин плохой приемистости турбореактивных двигателей.
Под приемистостью понимают способность двигателя быстро изменять число оборотов (режим работы). Для турбореактивных двигателей приемистость составляет 15—18 секунд; это значит, что двигатель переходит с малого числа оборотов на максимальные за 15—18 секунд (при перемещении рычага управления двигателем за 2—3 сек.).
Плохая приемистость ТРД затрудняет управление двигателем (сектор газа надо двигать плавно, без рывков), ухудшает маневренность самолета, затрудняет полет в строю и уменьшает безопасность посадки. Для улучшения приемистости вес современные ТРД снабжены автоматами приемистости.
Дата добавления: 2016-06-09; просмотров: 3444;