Влияние температуры и давления на аэродинамические характеристики воздушных судов, тягу двигателей и расход топлива

<20 21 222324 25 26 >

Основные аэродинамические характеристики воздушных судов были рассмотрены выше, причем с точки зрения аэродинамики, а не метеорологии. Сейчас рассмотрим эту проблему с другой стороны.

Наибольшая сила тяги, которую может развить двигатель на данной высоте при максимальном режиме его работы, называется располагаемой тягой и обозначается Р_р.

Располагаемая тяга турбореактивных двигателей (ТРД) в значительной мере определяется давлением и температурой воздуха на высоте полета. Эта зависимость следует из принципа работы двигателя, схема которого представлена на рис. 6.3.

Рис.6.3.Принципиальная схема турбореактивного авиационного двигателя:

1 – корпус; 2 – воздухозаборник; 3 – компрессор; 4 – камера сгорания;

3 – сопловый аппарат; 6 – турбина; 7 – реактивное сопло.

Атмосферный воздух, поступающий в ТРД при полете самолета со скоростьюV, сжимается в воздухозаборнике и далее в турбокомпрессоре. Сжатый, а следовательно, и нагретый воздух подается в камеру сгорания, в которую поступает топливо. Образовавшиеся при сгорании топлива газы вращают турбину и через реактивное сопло вытекают наружу. Скорость истечения газов С значительно превышает скорость полета самолета V, за счет чего и возникает реактивная тяга. Таким образом, в двигателе происходит изменение количества движения газов.

Из механики, на основании третьего закона Ньютона, известно, что импульс силы равен изменению количества движения, т.е. в общем случае можно записать:

Р_р dt= d(mV) = m dV + V dm, (6.9)

Примем dt=1с. В окончательном виде получим

Р_р= G _рвоз(C - V)/g, (6.11)

Из последнего выражения видно, что тяга двигателя зависит от массы воздуха, проходящей через него в единицу времени, а следовательно, от температуры и давления. При полете на постоянной высоте тяга двигателя зависит только от температуры.

Говоря о расходе топлива, следует иметь в виду, что в авиации чаще всего используются два понятия о расходе топлива: часовой и километровый.

Часовой расход топлива (с_h) показывает, сколько топлива расходует воздушное судно за час полета. Часовой расход зависит только от температуры воздуха, его плотности и скорости полета (оборотов двигателя). Измеряется часовой расход в кг/ч и в среднем составляет для самолета Ту-154 примерно 7000 кг/ч, для Ту-134 - 3500 кг/ч и для Ил-62 или Ил-86 - 9000-10 000 кг/ч.

Километровый расход топлива (с_к) показывает, какое количество топлива необходимо воздушному судну для того, чтобы пролететь 1 км. Измеряется километровый расход топлива в кг/км и зависит не только от температуры, плотности воздуха и скорости полета, но и от скорости и направления ветра и направления полета. Если учесть, что скорость самолетов равна 800-900 км/ч, то километровый расход топлива составляет для них 5-10 кг/км.

Часовой и километровый расходы топлива связаны между собой соотношением

с_h = с_кV, (6 .12)

где V- скорость полета.

Из теории подобия можно получить зависимость фактического часового расхода топлива (с_h_{, ф}) от фактической температуры воздуха на высоте полета (Т_ф). Эта зависимость выглядит следующим образом:

с_h_{, ф}= с_h_{, са}√ Т_ф/Т_са. (6 .13)

Из последнего выражения видно, что при переходе от зимы к лету, в отличие от автомобильного транспорта, часовой расход топлива на воздушном транспорте увеличивается, и это увеличение составляет 5-6 %.

Кроме часового и километрового расходов топлива» иногда в авиации используется такое понятие, как удельный расход топлива (с_р), который показывает, какое количество топлива необходимо для создания 1 кг тяги. Измеряется удельный расход в [кг топлива/кг тяги], и для наших магистральных самолетов онравен с_р = 0,4 - 0,6.

<20 21 222324 25 26 >

Дата добавления: 2020-12-11; просмотров: 816;

Влияние температуры и давления на аэродинамические характеристики воздушных судов, тягу двигателей и расход топлива

Публикации по технике и механике

Публикации по биологии

Публикации по информатике

Публикации по строительству

Публикации по физике

Публикации по химии

Публикации по электронике

Публикации по искусству

Публикации по истории

Публикации по медицине

Публикации по педагогике