Глава 6 Термодинамический расчёт дтрдф

1. Расчёт дтрдф с форсажной камерой в наружном контуре

Сжигание топлива в наружном контуре приводит к росту удельной тяги двигателя. При этом с целью сохранения данного режима работы двигателя по оборотам «n» и температуре « » сопло наружного контура выполняется регулируемым, т.е. при подаче топлива производится увеличение сопла.

Рисунок 6.1.

0. Предварительный расчёт дтрдф

Выбор исходных параметров ДТРДФ предусматривает работу двигателя с включенной форсажной камерой на расчётной сверхзвуковой скорости полёта.

Предварительные расчёты ДТРДФ производятся для 1÷2 значений температуры , 2÷3 значений подогрева воздуха в форсажной камере , 4÷5 значений и 2÷3 значения коэффициента двухконтурности m. Величина подогрева (меньшие значения при больших М_н полёта и больших значениях ), а (при М_н >2).

Величина свободной энергии в двигателе

Здесь – свободная энергия обычного ДТРД без форсажной камеры. Оптимальное значение коэффициента распределения энергии между контурами ДТРДФ.

.

Для каждого полученного значения необходимо проверять величину , которая не должна превышать 2000^°К.

Температура в сечении 2_нар–2_нар по наружному контуру

.

Здесь оценивается по приложению 6 по температуре .

Поскольку , то в сечении

.

Удельная тяга ДТРДФ, отнесённая к общему расходу воздуха

Удельный расход топлива ДТРДФ

.

Здесь оценивается по графикам приложения 4 по температурам , а – по температурам .

По полученным величинам и строятся графики , и выбираются приемлемые сочетания , которые принимаются за исходные. После окончательного выбора сочетания параметров определяются исходное значение и соответствующее ему .

0. Расчёт дтрдф по исходным параметрам

Расчёт параметров в сечениях а–а, 1–1, 2_вн–2_вн, 3_вн–3_вн, 4_вн–4_вн, 5_вн–5_вн, 2_нар–2_нар проводится так же, как для простого ДТРД (без форсажной камеры). Если при этом рассматривается стендовый случай, то при расчёте сечения 4_вн–4_вн оценка производится по , т.е. по свободной энергии, найденной для обычного ДТРД.

В том случае, когда ДТРДФ рассматривается в полётных условиях, то при расчёте сечения 4_вн–4_вн оценка работы выполняется не по (как в расчёте обычного ДТРД), а по формуле

,

где

.

Величина и выбираются из графиков приложений 6 и 7 по .

В стендовых условиях величина определяется исходя из оптимального значения коэффициента распределения свободной энергии . В полётных условиях расчёт по приводит к заметному утяжелению компрессора наружного контура. Поэтому при расчёте сечения 4_вн–4_вн принимается в расчёт такое , которое соответствовало бы в стендовых условиях . Связь между и определяется зависимостью

.

С ечение

Расход топлива на 1 кг воздуха в наружном контуре

.

Коэффициент избытка воздуха в наружном контуре

.

Полное давление воздуха перед соплом наружного контура

.

Здесь , определяется из графика (приложение 8) с учётом соотношений и , .

Статическая температура газов перед соплом наружного контура

.

Показатель адиабаты определяется из графика приложения 7 по , а .

Статическое давление воздуха перед соплом наружного контура

.

Удельный вес газов перед соплом наружного контура

,

где определяется из графика приложения 4.

Скорость потока газа перед соплом наружного контура

.

Сечение 5_нар–5_нар

Р асчёт этого сечения проводится в соответствии с расчётом сечение 5_нар–5_нар обычного ДТРД. При этом вместо индекса «4_нар» подставляются в соответствующие формулы параметры с индексами « ».