Расчёт основных параметров двигателя
Определяется удельная тяга двигателя
при полном расширении газа в реактивном сопле
;
при неполном расширении
.
Поскольку величина
,
то отношение
.
Оценивается расход воздуха и газа через двигатель
;
.
Определяется удельный расход топлива
.
Эффективная мощность компрессора и турбины
;
.
Определяется эффективная мощность ТРД при полном расширении газа в реактивном сопле
.
В случае неполного
расширения газа в сопле Ne
определяется по эквивалентной скорости
,
т.е. такой скорости, которая потреблялась
бы в случае полного расширения газа в
реактивном сопле для получения равной
тяги при неполном расширении газа и
одинаковых расходе воздуха и скорости
полёта Vн.
Величина эквивалентной скорости
составляет
.
Эффективный к.п.д. ТРД при полном расширении газа в сопле
.
При неполном расширении газа заменяется на .
Тяговая мощность ТРД
.
Полётный (тяговый) к.п.д. ТРД
.
Если расширение
газа в сопле полное, то
проще определять
по формуле
.
Полный (экономический) к.п.д. ТРД
.
Предварительная оценка диаметральных размеров сечений двигателя
Определяется площадь входа в компрессор (сечение а–а)
и площадь входного сечения 1–1 компрессора
.
Рекомендуется [6]
иметь отношение
.
Задаётся втулочное отношение на первой ступени компрессора
.
Для маломощных
ГТД верхний предел указанного интервала
доходит до 0,7, а меньшие значения
выбираются для более мощных двигателей.
Оценивается наружный диаметр входного сечения в компрессор
,
а также внутренний и средний диаметры входного сечения в компрессор
;
.
Определяется длина лопатки первой ступени компрессора
.
Площадь выходного сечения компрессора (сечение 2–2)
.
По найденной
величине площади
определяется втулочное отношение на
последней ступени компрессора
,
а именно
при сохранении
;
при сохранении
;
при сохранении
.
Длина лопатки последней ступени компрессора
Во всех случаях
длина лопатки последней ступени
компрессора
должна быть не меньше 18 мм.
Отношение длин
лопаток
,
причём для многоступенчатых компрессоров
(
)
это отношение ближе к верхнему пределу.
Получение желаемого отношения
достигается
изменением скоростей
,
и пересчётом удельных весов воздуха.
После выбора формы
проточной части компрессора по величине
и втулочного отношения
определяется средний диаметр выходного
сечения компрессора
Площадь входного сечения турбины 3–3
.
Средний диаметр проточной части на входе в турбину
,
т.е. на 5÷20% больше среднего диаметра компрессора на выходе.
Длина лопатки соплового аппарата (СА) первой ступени турбины
.
Рекомендуется
выдерживать
,
причём для мощных двигателей ближе к
верхнему пределу.
Наружный и внутренний диаметры входного сечения турбины
Площадь выходного сечения турбины 4–4
.
По
найденному значению площади
оценивается втулочное отношение
и длина лопатки на последней ступени турбины
Отношение
,
причём для многоступенчатой турбины
(например, для ТВД) это отношение ближе
к верхнему пределу. Приемлемая величина
достигается изменением скоростей
или
и пересчётом удельных весов газа.
Диаметр втулки рабочего колеса (РК) последней ступени турбины
.
Если найденная
величина
не позволяет проектирование нормальной
ступицы диска турбины, используется
другое отношение
.
Площадь выходного сечения реактивного сопла 5–5
при
полном расширении;
при
неполном расширении в суживающемся
сопле.
Диаметр выходного сечения суживающегося или сверхзвукового сопла
и диаметр минимального (критического) сечения сверхзвукового сопла
.