ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Потери импульса на коничность (рассеяние) и неравномерность течения из "Аэрогазодинамика реактивных сопел " Сверхзвуковые сопла с твердыми стенками (конические или сопла Лаваля) являются хорошо изученными и получили широкое распространение при создании реактивных двигателей различного типа. [c.83] Для таких сопел исследованы основные процессы течения газа, вьщелен вклад различных составляюгцих в обгцем уровне потерь тяги. [c.83] Развитием рис. 3.3, характеризуюгцего изменение основных параметров сопел с твердыми стенками или с жестким контуром при изменении степени понижения давления тг , являются рис. 3.20 и 3.21, где дается схематично пояснение этого изменения параметров [57]. [c.83] На рис. 3.20 точками и цифрами отмечены пять режимов течения в сопле Лаваля с числом М в выходном сечении — 2,5 — 2,64, = 1,4). [c.83] Поведение зависимости Р = /(л ) слева и справа от т. 4, соответствуюгцей расчетному режиму истечения реактивной струи, можно пояснить с использованием диаграммы на рис. 3.21. [c.84] Поэтому, на расчетном режиме истечения струи (при ее полном расширении) в т. 4 имеет место наибольшая или максимальная для данного сопла тяга. [c.85] Во-первых, целесообразно сравнить изменение зависимости тяги = / (тГс) для идеального звукового и сверхзвукового сопел. Это сравнение иллюстрируется на рис. 3.22а. [c.86] Относительная тяга реального звукового сопла с учетом потерь тяги, связанных с наличием трения, неравномерности потока и т. д., еще ниже, чем у идеального звукового сопла, (рис. 3.22а) [127]. [c.86] Во-вторых, важно иметь представление о роли сверхзвукового сопла. Использование идеального сверхзвукового сопла по сравнению со звуковым соплом (при некоторой характерной зависимости Кс=/(М )), аналогичной рис. 3.2 для реактивного двигателя, устанавливаемого на сверхзвуковой самолет, позволяет, например, при числе 2,5 получить прирост около 40% тяги двигателя (рис. 3.226). [c.86] В-третьих, следует иметь в виду, что изменение относительной тяги (или потерь тяги) для сопел различных схем при изменении степени понижения давления в них может происходить по-разному. [c.86] На расчетном режиме, который имеет место при 71 -15 для этих схем сопел, коэффициент тяги одинаковый и больше коэффициента тяги звукового сопла, которое находится на режиме недорасширения и имеет вследствие этого большие потери тяги. [c.86] Это приводит к повышению коэффициента тяги сопла с центральным телом по сравнению со сверхзвуковым соплом Лаваля на режиме истечения перерасширенной реактивной струи. Тяговая характеристика эжекторного сопла (рис. Ъ2и, к) без подвода вторичного или третичного атмосферного воздуха в сопло (рис. 3.22г) аналогична сверхзвуковому коническому соплу, если реактивная струя не отрывается от стенок сверхзвуковой части (от обечайки сопла). Подвод вторичного или третичного воздуха даже при относительно небольшом расходе этого воздуха ( 5% от расхода газа через критическое сечение сопла) может существенно улучшить тяговые характеристики вследствие уменьшения потупь на удар струи в стенку обечайки [127J, [140]. [c.88] — потери импульса, связанные с химической неравновесностью течения (с конечными скоростями установления физико-химического равновесия в потоке газа). [c.88] В выражение (3.3) могут быть включены и другие составляющие потерь импульса, которые определяются спецификой рассматриваемой схемы сопла. [c.88] Эти потери учитывают отличие реального течения газа в соплах от течения в идеальных соплах. В общем случае, в выражение (3.3) должны входить члены, учитывающие взаимное влияние составляющих потерь импульса друг на друга, однако в силу того, что величина каждой составляющей потерь импульса относительно мала и не превышает несколько процентов от величины коэффициента импульса / , то этим взаимным влиянием составляющих друг на друга пренебрегают. [c.88] При больших температурах в камерах сгорания ЖРД и ТРД или при больших скоростях полета летательных аппаратов с ВРД температура торможения продуктов сгорания на входе в сопло может достигать 2500-3000°К. При таких температурах и умеренных давлениях продукты сгорания на входе в сопло частично диссоциированы. При их расширении и охлаждении в сопле вследствие конечности скоростей химических реакций процессы рекомбинации не успевают завершится и химическая энергия горючего, затраченная на диссоциацию продуктов сгорания в камере (или на входе в сопло), не полностью переходит в кинетическую энергию реактивной струи. Это приводит к возникновению потерь импульса сопла из-за химической неравновесности (А/хн ), что имеет место для относительно коротких реактивных сопел, когда время пребывания газа в соплах весьма мало (10 -10 с) и изменение внутренней энергии и химического состава не успевает за изменением температуры и давления в потоке. Для сопел самолетов с умеренными сверхзвуковыми скоростями (Л4о 3) и длинных сопел ракетных двигателей в большинстве случаев можно считать, что процесс расширения продуктов сгорания происходит энергетически и химически равновесно. [c.89] Вернуться к основной статье