ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Примечания к разделу I Теория реактивных двигателей и лопаточных машин из "Избранные труды Теория тепловых двигателей " Много еще пройдет времени с этих нор, пока реактивные двигатели не станут повседневной практикой. Через десять лет поднимется первая ракета с двигателем, разработанным по этой теории, через двадцать не будет сколь-либо крупной фирмы авиационных двигателей во всем мире, которая не выпускала бы воздушно-реактивные двигатели. [c.153] В статье Теория воздушно-реактивного двигателя впервые дается формула для определения реактивной тяги аппарата, движущегося в сжимаемой среде. Этот труд установил приоритет Советского Союза по воздушно-реактивным двигателям. В нем заложены основы современной теории воздушно-реактивных двигателей, впервые описан принцип работы прямоточного воздушно-реактивного двигателя. Затем в период с 1929 г. по 1954 г. последовал ряд лекций, докладов, статей, в которых заложены основы теории и расчета как двигателя в целом, так и отдельных его агрегатов, основы теории лопаточных машин. В этом разделе мы помещаем из них 7 статей. [c.153] Теория центробежных нагнетателей печатается с лекций, изданных в ВВИА им. Н. Е. Жуковского в 1949 г. Впервые эта работа была опубликована в 1934 г. ( Нагнетатели авиадвигателей ), затем в 1937 г. ( Конспект лекций по курсу авиационных нагнетателей ) и, наконец, в 1949 г. [c.153] Теория воздушно-реактивных двигателей, не считая статьи в Технике воздушного флота за 1929 г., издана в ВВИА им. Н. Е. Жуковского в 1945 г., в этом же году печатается небольшим тиражом Конспект лекций по теории воздушно-реактивных двигателей на заводе, затем в 1947 г. Вестник воздушного флота издает серию статей одноименного названия. Статьи Вестника воздушного флота как наиболее полные и исправленные автором и помещены в данной книге. [c.154] Большое внимание уделял B. . Стечкин осевым компрессорам — машинам, имевшим значительно больший к. п. д. на расчетном режиме и меньший мидель, чем центробежные компрессоры. По этому вопросу Академией им. П. Е. Жуковского в 1947 г. издан конспект лекций B. . Стечкина. Эти лекции содержат обобщение ряда вопросов теории и расчета и фактически являются первым изложением систематизированного инженерного расчета по осевым компрессорам. В этой же работе приводится доказательство теоремы П. Е. Жуковского о подъемной силе профиля в решетке для сжимаемой жидкости, доложенное ПТК академии в 1944 г. [c.154] Развивая практические вопросы теории реактивных двигателей, B. . Стечкин в 1947 г. вводит понятие к.п.д. камеры сгорания. На эту тему им прочитана лекция в академии им. Н. Е. Жуковского, вошедшая впоследствии в книгу по реактивным двигателям. Мы помещаем здесь эту лекцию Определение к. п. д. камеры сгорания по книге Реактивные двигатели . М., 1953 г. [c.154] По той же причине — требований практики создания реактивных двигателей — B. . Стечкин много внимания уделяет построению характеристик двигателей и в 1952 г. делает на научной конференции ВВИА им. Н. Е. Жуковского доклад О характеристиках ВРД , помещенный в настоящем издании. Доклад иосвящен методу построения характеристик турбореактивных двигателей, содержит два раздела Об определении тяги ВРД и Новый метод построения характеристик вновь проектируемого двигателя . Кроме своего прямого назначения — расчета характеристик — этот доклад интересен еще тем, что в нем рекомендуется ввести новое понятие гидравлической тяги двигателя и определять ее как теоретически, так и экспериментально. [c.154] Для тепловых двигателей пользуются схемой, по которой какое-нибудь тело, например газ, от действия сообш,енного ему тепла изменяет свое состояние, т.е. давление, температуру и т.п., производя при этом нужную нам механическую работу. В двигателях внутреннего сгорания таким рабочим телом является воздух (точнее, смесь воздуха, паров горючего и продуктов сгорания). Процесс изменения рабочего тела, или, как говорят, цикл, описываемый рабочим телом, должен быть периодичен, т. е. рабочее тело после ряда изменений должно прийти в первоначальное состояние, ибо только тогда мы можем получать работу в течение неопределенно долгого времени, повторяя цикл произвольное число раз. Из термодинамики известно, что в случае периодического (замкнутого) цикла рабочего тела мы можем получить работу только в том случае, когда тело подвергается по крайней мере одному нагреванию и одному охлаждению. Таким образом получается теоретическая схема работы теплового двигателя, в которой рабочее тело — воздух, претерпевая периодическое изменение состояния, совершает механическую работу, нагреваясь и охлаждаясь минимум по одному разу в течение периода. [c.157] Уравнение (3) показывает, что объем рабочего воздуха пропорционален его удельному объему, а также и Зх + Зс, следовательно, но оси абсцисс можно откладывать любую из этих трех величин и, зная одну из них, можно найти две другие. Мы будем по оси абсцисс наносить V. Зная объем V, занимаемый воздухом, и его давление р, легко по уравнению рУ — ОЯТ найти и температуру Т, а следовательно, можно считать, что любая точка е (рис. 2) характеризует определенное состояние воздуха в цилиндре. [c.158] Давление рт называется средним давлением. [c.159] Возвращаясь опять к намеченной нами схеме, вообразим (рис. 1), что поршень находится в положении С1 — так называемой внешней мертвой точке, а цилиндр наполнен воздухом, давление и объем которого представлены на рис. 3 точкой 1. Пусть затем поршень движется, сжимая воздух до второго крайнего положения С 2 — внутренней мертвой точки — соответственно до точки 2 на рис. 3. Кривая 1-2 дает закон изменения давления в цилиндре. Воздух, заключенный в цилиндре, произведет при этом отрицательную работу сжатия, величина которой, как выяснено, пропорциональна площади Ь21а, т.е. [c.159] Работа, произведенная воздухом в цилиндре, как легко видеть, опять представится площадью 123 1 (рис. 5). [c.162] Работа атмосферного воздуха, давящего на наружную сторону поршня, очевидно, за полный период будет равна нулю, и поэтому принимать ее во внимание не надо. [c.162] В то же время для идеальной тепловой машины (рис. 3) отнятое при охлаждении воздуха тепло Q2 найдется на основании общего уравнения термодинамики для процесса v = onst, т. е. [c.162] Полученный нами результат позволяет рассматривать идеальный цикл двигателя внутреннего сгорания как состоящий из двух адиабат сжатия и расширения и двух кривых постоянного объема, по которым происходит сообщение и отнятие тепла. В дальнейшем мы будем давать основания для расчета авиационных двигателей, исходя главным образом из понятия об идеальном процессе. [c.162] Отмечая существование некоторой потери в работе действительного двигателя, мы тем самым затрагиваем основной вопрос двигателестроения, а именно экономичность работы машины, или степень полноты обращения располагаемого тепла в механическую работу. [c.163] Так как гуги = Ьг/Ь1, то относительный коэффициент полезного действия показывает также, во сколько раз площадь цикла на рис. 5 больше, чем площадь цикла на рис. 6. [c.163] Индикаторная работа Ьг, произведенная в действительности рабочим телом, однако, не может быть получена полностью в виде механической работы на валу двигателя. Трение в механизме передачи от цилиндра к валу, приведение в движение добавочных устройств, связанных с работой двигателя, как, например, клапанов и др., преодоление гидравлических сопротивлений нри обмене заряда отработанного воздуха свежим и т. п. поглощают часть работы. [c.163] Одной из главных задач конструктора и является определение возможно большего значения г]е, поскольку другие требования, как, например, вес воздухоплавательных двигателей, не ставят определенных пределов в стремлении увеличить rje. Отметим, что даже при отсутствии каких-либо добавочных условий эффективный коэффициент полезного действия г е не может возрастать неопределенно, а имеет максимум, так как при возрастании как показывает опыт, г)т падает, rjyj меняется незначительно и произведение r]tr m nw имеет свой максимум. [c.164] Вернуться к основной статье