ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Характеристики ТРД и ТРДФ из "Практическая аэродинамика маневренных самолетов " С этим различают три основных вида характеристик скоростные, высотные и дроссельные. [c.82] Скоростными характеристиками двигателя называются зависимости его тяги и удельного расхода топлива от числа М полета (скорости полета) на заданном режиме работы при неизменной высоте и принятой для двигателя программе регулирования. [c.82] Вид скоростных характеристик ТРДФ на режимах Максимал (сплошные линии) й Полный форсаж (штриховые линии) при программе регулирования (3.2) для высоты 11 км показан на рис. 3.3. Как видно, на режиме Максимал тяга двигателя вначале несколько снижается (до М = 0,3- 0,5), затем начинает возрастать, достигает наибольших величин при сверхзвуковых скоростях полета (М 2,0), после чего интенсивно уменьшается. Удельный расход топлива с увеличением скорости полета на заданной высоте непрерывно возрастает и стремится к бесконечности на числах М полета, при которых тяга обращается в нуль. [c.82] Такой характер зависимостей тяги и удельного расхода топлива от числа М полета объясняется следующим. [c.82] Расход воздуха с увеличением скорости полета, напротив, все время возрастает, что объясняется повышением плотности воздуха в газовоздушном тракте двигателя. Вначале с увеличением скорости полета расход воздуха возрастает медленно, а затем все более интенсивно, что примерно соответствует закону изменения скоростного напора с ростом числа М полета. [c.83] Тяга двигателя как произведение двух рассмотренных величин сначала (пока расход воздуха растет медленнее, чем падает удельная тяга) несколько снижается, затем (при резком увеличении расхода воздуха) увеличивается. Падение тяги двигателя при дальнейшем увеличении числа М полета (М 2ч-2,5) объясняется значительным уменьшением удельной тяги. Там, где удельная тяга обращается в нуль, тяга двигателя тоже становится равной нулю. [c.83] Удельный расход топлива с увеличением числа М полета увеличивается, так как уменьшается удельная тяга двигателя. Но это не значит, что экономичность двигателя ухудшается. Если проследить, как Изменяется расход топлива не на один килограмм тяги, а на единицу мощности (одну тяговую лошадиную силу), то станет ясно, что экономичность двигателя улучшается при увеличении числа М полета. [c.83] Рассмотрим теперь скоростные характеристики того же двигателя на режиме Полный форсаж (штриховые линии). Как видно, при включении форсажа возрастает тяга, но и увеличивается удельный расход топлива (ухудшается экономичность). Это объясняется тем, что в форсажной камере, расположенной за турбиной, давление ниже, чем в основных камерах, поэтому и тепло в ней используется хуже. Но с увеличением числа М полета давление в форсажной камере повыьчается, что способствует лучшему использованию тепла. Поэтому с ростом числа М полета прирост тяги на форсаже увеличивается, а экономичность ухудшается уже в меньшей степени. На очень больших числах М полета, когда тяга нефорсированного двигателя начинает быстро падать, форсированный двигатель обеспечивает дальнейший рост тяги, а его удельный расход топлива может сгать даже меньше удельного расхода нефорсированного двигателя. [c.83] Высотными характеристиками ТРД называются зависимости тяги и удельного расхода топлива от высоты полета при неизменном числе М полета и заданной программе регулирования двигателя. Примерный характер изменения тяги и удельного расхода топлива по высоте полета на режиме Максимал показан на рис. 3.4. Как видно, тяга с увеличением высоты полета значительно падает, особенно на высотах более 11 км, а удельный расход топлива снижается не очень значительно (на 10—12° о) и только до высоты 11 км. Относительные высотные характеристики для других режимов двигателя мало отличаются от рассмотренных. Для объяснения такого поведения высотных характеристик выясним, как меняются удельная тяга и расход воздуха с увеличением высоты полета. [c.84] Расход воздуха с высотой очень быстро снижается. Это объясняется значительным уменьшением плотности воздуха. [c.85] Однако до высоты 11 км он уменьшается медленнее, чем плотность окружающей атмосферы, так как возрастает степень повышения давления компрессора. На высотах больше 1Ькм степень повышения давления постоянна и расход воздуха уменьшается более интенсивно —- прямо пропорционально уменьшению плотности окружающей атмосферы. [c.85] Для удобства скоростные и высотные характеристики обычно совмещают, т. е. на одном графике строят скоростные характеристики для нескольких высот полета. Такие совмещенные характеристики для режима полного форсажа показаны на рис. 3.5. [c.85] Как ВИДНО, форсажным режимам свойственны очень высокие удельные расходы топлива. Если учесть, что на этих режимах абсолютные значения тяги также очень большие, становится ясным, что часовые и километровые расходы топлива оказываются значительными (они на полном форсаже в 3—4 раза больше, чем на крейсерском режиме). Это требует от летчика внимательного отношения к использованию форсажных режимов, так как на этих режимах в короткое время может быть израсходован весь запас топлива. [c.86] При переходе на режимы частичного форсажа удельный расход топлива очень сильно снижается. Это объясняется уменьшением относительной доли топлива, подаваемого в форсажную камеру, где использование тепла существенно хуже, чем в основной камере сгорания. При переходе с режима Минимальный форсаж на режим Максимал тяга и удельный расход топлива обычно падают скачком, а не непрерывно. Это объясняется трудностью обеспечения устойчивого процесса горения в форсажной камере при очень малой подаче форсажного топлива. [c.86] Большой скачок в тяге пр и включении форсажа затрудняет пилотирование самолета. Например, в этом случае не обеспечивается установившийся полет (с Упр= onst) в определенном (обычно трансзвуково м) диапазоне скоростей. [c.86] Современные ТРДФ имеют систему охлаждения сопловых и рабочих лопаток турбины воздухом, отбираемым от компрессора. Этим обеспечивается надежная работа турбины при высоких тем- пературах газа Т. . Но на режимах ниже максимального температура Гз уже в значительной степени снижается и надобность в охлаждении конструктивных элементов турбины отпадает. Охлаж-даюш,ий воздух, отбираемый из-за компрессора и выпускаемый через каналы системы охлаждения за турбину, теряет работоспособность, что снижает экономичность и тягу двигателя. Поэтому на этих режимах выгодно отключать систему охлаждения турбины. Перекрытие подачи охлаждающего воздуха приводит к снижению удельного расхода топлива (на рис. 3.6 не показано), поэтрму полет на крейсерских режимах работы двигателя целесообразнее выполнять с.выключенным охлаждением. Летчик должен следить за выключением охлаждения турбины по имеющейся сигнализации. [c.87] Вернуться к основной статье