Лекция № 25 « Характеристики ТРД »

Характеристиками ТРД называются зависимости тяги и удельного расхода топлива от числа оборотов, скорости и высота полета.

Совместная работа узлов ГТД

Изменение параметров рабочего процесса, связанное с изменением режима работы или внешних условий, определяется совместной работой узлов двигателя: воздухозаборника, компрессора, камеры сгорания, турбины и выходного сопла.

Все эти узлы связаны газодинамические одинаковым расходом воздуха (газа), проходящего через них (без учета отбора воздуха). Что касается компрессора и турбины, то они, кроме того, связаны механические.

Для рассмотрения совместной работы воздухозаборника и компрессора нужна приравнять расходы воздуха через них и решить уравнение относительно коэффициента восстановления полного давления

.

при соответствующем числе дает совместной работы воздухозаборника и компрессора.

В зоне докритического истечения газа изменение сопровождается уменьшением , а в зоне сверхкритического истечения остается постоянным, поскольку при этом изменяющиеся внешние условия не могут повлиять на сопротивление за турбиной.

Изменение площади минимального сечения сопла и площади минимального сечения СА может привести к изменению степени понижения давления в турбине. Если уменьшить площадь до , то через уменьшенную площадь газ может пройти только при увеличенном давлении , что приведет к уменьшению .

С ростом степени подогрева в камере сгорания (с ростом ) уменьшается коэффициент скорости на выходе из компрессора.

Компрессор и турбина на установившихся режимах работы связаны друг с другом условиями неразрывности потока, баланс мощностей и равенства частот вращения.

Понятие о регулировании двигателя.

Задачей регулирования (управления) двигателя является автоматическое поддержание заданного режима работы с целью обеспечения наивыгоднейшего протекания характеристик двигателя и надежной его работы, без тепловых и механических перегрузок. Регулирование должен обеспечивать быстрый и устойчивый переход с одного режима работы на другой.

Тяга и удельный расход топлива в эксплуатации на замеряются, поэтому регулирование их возможно путем изменения одного или нескольких параметров процесса, определяющих режим работы двигателя. Эти параметры называются регулируемыми параметрами.

Для ТРД регулируемыми параметрами являются степень повышения давления в компрессоре и температура газа перед турбиной .

Величина, с помощью которой оказывается воздействие на регулируемые параметры, называется регулирующим фактором.

Регулирование параметров рабочего процесса двигателя осуществляет регулятор, совместно с двигателем образующий систему регулирования.

Закон изменения регулируемых параметров в зависимости от внешних условий и положения РУД, осуществляемый системой регулирования, называется программой регулирования.

Режимы работы двигателя.

Режимы работы, используемые в полете и для управления полетом, называются рабочими режимами. Для ТРД без форсирования различают следующие режимы работы: взлетный (максимальный), номинальный, крейсерские режимы и режим малого газа.

Максимальный (взлетный) режим используется для взлета, набора высоты, достижения максимальной скорости и выполнения маневров.

Номинальный режим используется для набора высоты и как основной режим для полета с максимальной скоростью

Крейсерские режимы предназначены для длительной работы двигателя, они отличаются пониженными частотами вращения и тягами.

Режим малого газа представляет собой минимальный установившийся режим, применяемый при планировании самолета, при пробега его после посадки, при работе двигателя после запуска.

Режимы работы двигателя устанавливаются положением рычага управления двигателем (РУД).

Дроссельные характеристики.

Дроссельной характеристикой называется зависимость тяги, удельного расхода топлива и других основных параметров двигателя от режима его работы при заданных условиях полета ( и ).

Дроссельная характеристика снимается опытным путем при таких условиях: скорость полета ; высота полета ; обороты двигателя переменные, расход воздуха, температура газа перед сопловым аппаратом турбины и другие параметры цикла переменные.

Режим работы задается расходом топлива, температурой газа перед турбиной или частотой вращения.

Скоростные характеристики.

Скоростными характеристиками называются зависимости тяги, удельного расхода топлива и других параметров от скорости полета на постоянной высоте и постоянном режиме.

Скоростная характеристика ТРД обычно определяется при следующих условиях:

а) постоянной высоте полета ();

б) постоянном числе оборотов двигателя ;

в) постоянной температуре газов на входе в турбину ().

Высотные характеристики

Высотной характеристикой называется зависимость тяги, удельного расхода топлива и других параметров от высоты полета при постоянной скорости и при работе двигателя на постоянном режиме.