Часть теплоперепада рабочих газов у ТРД срабатывается в турбине, а часть в выходном устройстве. Выходные устройства служат для выхода из двигателяотработавших в турбине рабочих газов и создания при этом реактивной тяги.
Выходное устройство ТРД представляет собой выхлопную трубу 1 и сопловой насадок 2 (рис.1), которые в сборе называют выходным (реактивным) соплом.
Выхлопную трубу крепят к корпусу турбины. Внутри нее с помощью радиальных стоек 3 укрепляют конус-обтекатель 4 диска турбины, который обеспечивает плавный переход газового потока от кольцевого сечения на выходе из турбины к круговому сечению выхлопной трубы. Выхлопную трубу выполняют в виде усеченного конуса, образуя для газов канал с постоянными или с несколько расширяющимися проходными сечениями.
Рис. 1. Выходное сопло.
Для вывода газов за пределы самолета выхлопную трубу часто наращивают за счет установки дополнительной, так называемой удлинительной трубы (рис. 2). Подводить газ к сопловому насадку необходимо с минимальными потерями. Возможно две схемы выполнения выхлопной трубы:
Схема 1. – Выхлопная труба образована прямолинейными коническими поверхностями 1 и 4 при этом площадь несколько уменьшается, а скорость увеличивается. Однако из-за технологической простоты 4/5 всех двигателей выполняется по этой схеме.
Схема 2 – площадь и скорость постоянны до реактивного насадка что требует специального профилирования внешней поверхности 1 и конуса обтекания 4.
В выходном устройстве двухконтурного двигателя (ТРДД) со смешением потоков включаются также смеситель 7 и камера смешения 9 (рис.3), устанавливаемые непосредственно за турбиной
Рис. 2. Схема выхлопного устройства.
1 – выхлопная труба, 2 – внутренний конус, 3 – стойка,
4 – удлинительная труба, 5 – реактивное сопло.
.
Рис.3. ТРДД со смешением потоков:
1 – КНД; 2 – второй контур; 3 – КВД; 4 – камера сгорания; 5 – турбина ВД;
6 – турбина НД; 7 – смеситель; 8 – реверсор; 9 – камера смешения; 10 – выходное сопло.
Смесительное устройство обеспечит смешение воздуха второго контура и газов первого контура на небольшой длине и с минимальными потерями. Нерегулируемые выходные устройства с сужающимися сопловыми насадками применяются при дозвуковых и относительно небольших скоростях полёта из-за конструкторской простоты.
При М=1,5…1,7 потери тяги в простом сужающемся сопловом насадке составляют (20…30)%, а при М=3 потери тяги составляют уже 70%, поэтому применение таких выходных устройств ограничено М<1,5.
