2. Предварительная оценка и выбор основных параметров проектируемого трдф

Вопрос выбора исходных параметров двигателя на форсированном режиме достаточно сложен, поскольку необходимо удовлетворить ряд требований не только при сверхзвуковом, но и при дозвуковом полёте, который может быть продолжительным.

Поэтому при курсовом проектировании рекомендуется предварительные расчёты проводить при заданных для двух–трёх значений в интервале 1200÷1250^°К, одного–двух значений в интервале 1800÷2000^°К и четырёх–пяти значений .

В случае повышения температуры до 1400^°К требуется повысить до 19÷20 [1] для того, чтобы обеспечить приемлемый расход топлива. С другой стороны, пологий характер зависимости при сверхзвуковых скоростях полёта позволяет использовать на ТРДФ как сравнительно высокие значения (12÷15), так и относительно низкие (6÷8) [1].

1. Применение форсирования для скоростей полёта .

Определяется температура заторможенного потока в сечении 4–4

,

где ,

.

Множителем в предварительном расчёте можно пренебречь.

Определяется свободная энергия в двигателе для различных сочетаний

.

Здесь – степень подогрева в форсажной камере;

подсчитывается как для обычного ТРД (раздел 2.1).

Оценивается величина удельной тяги двигателя

и удельный расход топлива

,

где .

Коэффициент избытка воздуха в основной камере сгорания определяется как в предварительном расчёте ТРД по из графика приложения 1.

Средний коэффициент избытка воздуха характеризует процесс в основной и форсажной камере сгорания.

После проведения предварительных расчётов заполняется таблица результатов (приложение 4). По полученным величинам строятся графики

;

и выбирается такое сочетание принимаемое за исходное, которое наилучшим образом удовлетворяло бы требованиям задания.

В дальнейшем проводится расчёт по исходным параметрам.

2. Применение кратковременного форсирования двигателя.

В этом случае форсаж используется кратковременно, например, при взлёте, при необходимости резкого увеличения скорости полёта и т.п.

Предварительный расчёт и выбор исходных величин ведётся как у обычного ТРД на основании построенных графиков.

Определяется потребный расход воздуха по заданной тяге R (без форсажа)

,

где – принимается из графиков предварительных расчётов для .

Определяется удельная тяга при форсировании двигателя по заданной тяге на форсажном режиме

.

Из формулы

определяется искомая температура , а именно записывается равенство

.

Отсюда

.

Температура не должна превышать 2000°К, а величина определяется по выше стоящей формуле. Далее проводится расчёт по исходным параметрам.

3. Расчёт трдф по исходным параметрам

Определение параметров потока по тракту двигателя в сечениях 1–1, 2–2, 3–3 и 4–4 производится так же как и в расчёте одновального ТРД.

1. Сечение 4_ф–4_ф

О тносительный расход топлива в форсажной камере

,

где – коэффициент полноты сгорания в форсажной камере.

Удельная теплоёмкость при первоначальном определении соответствует коэффициенту избытка воздуха , полученному при предварительном расчёте.

Далее определяется коэффициент избытка воздуха по формуле

.

пересчитывается и уточняется величина теплоёмкости для найденного . Затем производится повторный расчёт и до возможно большей сходимости результатов.

Полное давление после форсажной камеры

.

Здесь – коэффициент восстановления полного давления в форсажной камере. Значения и приведены в разделе 1.3 (пункт б).

Статическая температура газов за форсажной камерой

.

Значение числа Маха потока газа на выходе из форсажной камеры принимается равным 0,3÷0,5, причём меньшим значением температуры соответствуют меньшие значения .

Статическое давление газов после форсажной камеры

.

Удельный вес газов за форсажной камерой

.

Скорость потока газа за форсажной камерой

.

2. Сечение 5–5 (выход из реактивного сопла)

Расчёт сечения 5–5 производится по аналогии с расчётом соответствующего сечения ТРД. Отличие заключается в том, что вместо и берутся соответственно и .

Если необходимо определять параметры в сечении 5–5 при неработающей форсажной камере, то соблюдаются равенства и .