ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ТЕОРИЯ РЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ И ЛОПАТОЧНЫХ МАШИН Теория воздушного реактивного двигателя из "Избранные труды Теория тепловых двигателей " Под реактивным двигателем (РД) надо понимать такое сочетание воздушного двигателя и тепловой машины, в котором располагаемое тепло сообш,ается рабочему воздуху и идет на увеличение его количества движения, в результате чего получается движуш ая сила. [c.17] В настоящей статье мы дадим элементарный анализ определения силы тяги и к. п. д. реактивного двигателя, работаюш его в упругой среде. [c.17] Рассмотрим (рис. 1) РД в относительном потоке воздуха, считая, что этот поток установившийся. [c.17] В дальнейшем он неоднократно возвращался к этим вопросам при чтении курсов лекций по теории РД, и вывод упомянутых формул приобретал все более стройное и обоснованное изложение. Этому значительно способствовал предложенный им вид системы основных уравнений движения газа в лопаточных машинах (см. I и II книги Теории реактивных двигателей , Оборонгиз, 1956 1958 авторы Б. С. Стечкин, П. К. Казанджан и др.) (прим. ред.). [c.17] На пограничной поверхности Kll L, где возмущение равномерного течения воздуха благодаря присутствию РД уже не сказывается, мы должны считать давление постоянным, равным давлению атмосферы, и, следовательно, поверхность тока должна иметь вид прямого цилиндра с осью, параллельной скорости г о- Между поверхностью тока и поверхностью вытекающей струи Dd вблизи сечения KL образуется таким образом кольцевой цилиндрический канал, по которому и будет протекать внешний воздух. [c.18] Течение воздуха за РД едва ли поддается современному анализу. В этой части течения внутреннее трение имеет доминирующее значение, а тепло, сообщенное рабочему воздуху и рассеившееся в окружающую атмосферу на бесконечно большое расстояние, еще больше усложнит явление. [c.18] Имея в элементарном анализе дело лишь со средними величинами и тем самым допуская некоторую неточность, мы в дальнейшем нашем рассуждении допустим еще другую погрешность, так как будем пренебрегать влиянием рассеивания тепла на подходящую к РД струю воздуха. [c.18] Рассмотренный нами на рис. 1 реактивный двигатель находится в относительном потоке воздуха в состоянии покоя, и, следовательно, полная сила реакции, получающаяся как результат воздействия на РД проходящей через него струи, должна уравновеситься с одной стороны гидродинамическим давлением воздуха на внешнюю поверхность AB D двигателя, а с другой стороны — или сопротивлением самолета, к которому присоединен РД, или какой-нибудь внешней силой R. Сила R, которую мы назовем свободной тягой реактивного двигателя, будет, таким образом, равнодействующей сил давления воздуха как на внутреннюю, так и на внешнюю поверхность РД. [c.18] Чтобы найти Рх, рассмотрим установившееся течение сжимаемой жидкости (рис. 2) по некоторой трубочке тока, имеющей конечные сечения 1-1 (равное /1) и 2-2 (равное /2) параллельными друг другу. [c.19] Все величины, входящие в уравнения (2)-(5), кроме относятся исключительно к конечным сечениям 1-1 и 2-2. Промежуточные значения давлений, скоростей и пр. в уравнения не входят и могут быть произвольными. [c.19] Интересно, что указанный нами анализ приложим точно так же для случая отыскания идеальной тяги, которую мог бы дать пропеллер, снабженный кожухом. [c.21] Уравнение (17) будет справедливо только в том случае, когда струя воздуха, проходяш,ая через реактивный двигатель, на пути от сечения АВ до сечения СГ получает извне механическую работу, в сумме равную нулю. Так, например, если воздух при протекании сквозь аппарат сжимается каким-либо насосом, то энергия, необходимая для работы насоса, должна быть доставлена струей воздуха внутри реактивного двигателя, а не получена от какого-либо источника энергии, находяш,егося вне аппарата. [c.21] Заметим, что закон сообщения тепла в уравнениях (17) и (18) может быть совершенно произволен, а входяш ий в эти уравнения интеграл должен быть взят по замкнутому контуру, который мы получим, если в координатах р в. V = 1/7 изобразим процесс изменения состояния воздуха, нроходяш его через РД. [c.21] Начальное состояние воздуха соответствует сечению ЕР (см. рис. 1), а конечное — сечению СВ, замыкается же контур прямой ро = сопз1, соединяющей начальную и конечную точки. [c.21] Как видно, к. п. д. реактивного двигателя равен произведению двух к. п. д., из которых один есть термический к. п. д. цикла, совершенного воздухом, а другой равен к. п. д. пропеллера, движущегося со скоростью Уо и отбрасывающего за собой струю воздуха с абсолютной скоростью V — Уо. [c.22] Величина к зависит от а и г о, и в том случае, когда av — onst, величина к также не меняется мы можем при том же значении щ увеличить или Vq, или а. [c.23] Увеличение а будет связано с затруднениями при сгорании и, кроме того, будет уменьшать удельную мош ность двигателя, что, в свою очередь, поведет к уменьшению относительного и механического к. п. д. аппарата. [c.23] Величина щ — к. п. д. реактивного двигателя — получается, как видим, весьма незначительной при скоростях, меньших 400 м/с, при условии, когда rjt достаточно велико щ — 0,25. [c.23] Вернуться к основной статье