Тяговые и расходные характеристики сопла

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

 

Назначение выходных устройств.

Основные параметры режима и критерии

Эффективности работы

 

Назначение. Обязательным элементом выходных устройств является сопло на двигателях прямой реакции или диффузорное устройство – на турбовальных двигателях (тяга которых не используется).

Сопло выполняет две основные функции: служит для преобразования тепловой и потенциальной энергии газа в кинетическую энергию вытекающей струи, т.е. для увеличения динамического импульса газового потока на выходе из двигателя и, соответственно, для увеличения тяги; обеспечивает заданную пропускную способность (определенное противодавление) на выходе из двигателя, тем самым с помощью сопла согласовываются режимы работы турбины и компрессора (гл. 10). Диффузорное выходное устройство служит для уменьшения давления за турбиной, т.е. для повышения теплоперепада на турбине и, соответственно, увеличения мощности двигателя.

Сопла двигателей сверхзвуковых летательных аппаратов выполняются регулируемыми, что позволяет оптимально согласовать работу компрессора и турбины в различных условиях эксплуатации и повысить эффективность применения силовой установки (см. гл. 13). Современные выходные устройства могут обеспечивать отклонение выходной струи (и соответственно управление вектором тяги) вплоть до изменения направления ее движения на противоположное. Они могут включать удлинительные трубы, системы подачи воздуха на охлаждение конструкции и т.п.

Параметры режима. В качестве основного параметра, характеризующего режим течения газового потока в рассматриваемых ГТД, принимают, как уже отмечалось в предыдущей главе, число М потока [1]. При оценке режима работы сопла следует иметь в виду два потока: внешний (обтекание сопла) и внутренний (основной).

Внешний поток характеризуется числом М полета (М п), а основной поток целесообразно характеризовать максимальной приведенной скоростью газа в канале сопла, т.е. скоростью в выходном сечении l с, которая однозначно определяется отношением статического и полного давления газа в этом сечении. Это отношение с точностью до потерь полного давления определяется величиной

 

p с = p *т / p с – (3.1)

 

отношением полного давления газа в сечении Т на входе в сопло к статическому давлению в сечении C на выходе из него (обозначение сечений см. рис. 1.2).

Величина p с называется степенью понижения давления газа в канале сопла или действительной степенью понижения давления.

Действительная степень понижения давления не всегда равна располагаемой степени понижения давления, которой называют отношение полного давления газа на входе в сопло к давлению окружающей среды:

p с.р= p *т / p н. (3.2)

 

Величина p с.р и ее соотношение с p с являются основными параметрами, характеризующими работу данного сопла. Если p с.р= p с, то p с= p н, т.е. реализуется режим полного расширения (расчетный). В любом другом случае, когда p с.р ¹ p с, давление на выходе из сопла не равно атмосферному p с ¹ p н, т.е. имеют место режимы недорасширения или перерасширения (как правило, нерасчетные режимы работы).

Критерии эффективности. Эффективность работы сопла оценивается в общем случае тремя основными коэффициентами: скорости j с, тяги`Pс и эффективной тяги`Pс. эф.

Коэффициентом скорости называют отношение осевой составляющей действительной скорости истечения к идеальной (изоэнтропической) скорости при одинаковых в обоих случаях степенях понижения давления и одинаковых полных температурах газового потока:

 

j с= c с / c с s. (3.3)

 

Им учитываются внутренние потери, обусловленные вязкостью газа (трение о стенки и вихреобразование) и отклонением потока от осевого направления, а также возможным возникновением местных скачков уплотнения в проточной части сверхзвуковых выходных устройств.

Внутренние потери выходного устройства оцениваются в некоторых случаях коэффициентом восстановления давления

 

s с=, (3.3а)

 

который представляет собой отношение полных давлений на выходе из сопла и на входе в него. Величины s с и j с взаимозависимы. Далее будет получена функциональная связь между ними.

Коэффициентом тяги `P с называют отношение тяги сопла P с к его идеальной тяге P с s при одинаковом (действительном) в обоих случаях расходе газа через сопло:

 

`P с = P с / P с s. (3.4)

 

Идеальной тягой сопла Pс sусловно называют динамический импульс в его выходном сечении, соответствующий изоэнтропическому (j с = 1) полному (p с = p н) расширению потока при заданной располагаемой степени понижения давления:

 

P с s = G г c с s. (3.5)

 

Тягой сопла P с условно называют сумму действительного динамического импульса в выходном сечении сопла и статической составляющей тяги (см. гл. 6):

 

P с = G г c с + F с (p с – p н). (3.5а)

 

Если соотношение (3.4) умножить и разделить на величину динамического выходного импульса P с.полн = G г c с.полн, который реализуется в условиях полного расширения при данной p с.р, то получим

 

`P с = j с K н, K н = P с / P с.полн, (3.4а)

 

где K н – коэффициент недорасширения (или перерасширения) потока.

На режимах полного расширения коэффициент тяги сопла равен коэффициенту скорости`P с =j с, так как при p с = p н величина K н = 1, а отношение действительной тяги сопла к идеальной равно отношению соответствующих скоростей истечения, поскольку расход газа через сопло G г предполагается одинаковым при его истечении с потерями и без них. На всех режимах, когда p с ¹ p н, коэффициент K н < 1 и `P с < j с. На таких режимах, следовательно, возникают дополнительные потери от недорасширения или перерасширения, которые также учитываются коэффициентом`P с. (Физические причины этих потерь будут рассмотрены в разд. 3.2 и 3.3.1.)

Коэффициентом эффективной тяги `P с.эф называется отношение эффективной тяги сопла к его идеальной тяге:

 

`P с.эф = P с.эф / P с s. (3.6)

 

Эффективная тяга P с.эф меньше тяги P с на величину внешнего сопротивления сопла X кор, которое называют кормовым сопротивлением:

 

P с.эф = P с – X кор. (3.7)

 

Соответственно коэффициент эффективной тяги сопла`P с.эф меньше коэффициента тяги`P с:

 

`P с.эф =`P с –`X кор, (3.6а)

 

где `X кор = X кор /P с s – (3.6б)

 

относительное кормовое сопротивление – отношение величины X кор к идеальной тяге сопла.

Коэффициентом` P с.эф учитываются, таким образом, все потери: внутренние, от неполного расширения или перерасширения, а также кормовое сопротивление сопла.

 

Тяговые и расходные характеристики сопла

 

Тяговые характеристики. С помощью рассмотренных коэффициентов описываются тяговые характеристики сопла, которые представляют собой зависимости критериев его эффективности от параметров режима. Обычно их получают экспериментально на специальных установках, где замеряются тяга сопла, статическое давление на его поверхности и параметры потока во входном и выходном сечениях.

Коэффициенты скорости j с и тяги`P с являются функцией одной переменной – располагаемой степени понижения давления:

 

j = f (p с.р); `P с = f(p с.р),

 

поскольку от внешнего обтекания они не зависят. Здесь только следует иметь в виду, что величина p с.р сама зависит от М п: она изменяется прямо пропорционально степени повышения давления во входном устройстве p V s вх, которая весьма значительно увеличивается с повышением М п (см. гл. 2). Кроме того, p с.р зависит, но в меньшей степени, от высоты полета, типа ГТД и параметров его рабочего процесса (рис. 3.1). Например, при М п= 0 она изменяется в диапазоне от ~1,1 до 5, а при увеличении М п от 0 до 2,5 она повышается примерно от 5 до 25 (на максимальном режиме ТРДФ). Поэтому зависимость какого-либо критерия от величины p с.р в широком диапазоне ее изменения реализуется только при различных числах М п.

 

Рис. 3.1. Зависимости p с.р от М п и Н для проектируемых ГТД

различных типов:

– Н = 0; – Н = 11 км

Коэффициент эффективной тяги сопла`P с.эф является функцией двух переменных:

 

`P с.эф = f (p с.р;М п).

 

На его величину значительное влияние оказывают как режим течения основного потока, так и режим внешнего обтекания.

Подчеркнем, что коэффициентами j с,`P с и`P с.эф оцениваются потери тяги сопла P с, точнее, потери динамического выходного импульса, который больше тяги двигателя на величину входного импульса (см. гл. 6).

 

Снижение тяги двигателя dP под влиянием этих потерь соответственно больше по сравнению со снижением выходного импульса d Р с:

 

dP = k 6 dP c, (3.8)

 

где k 6 – коэффициент влияния изменения (например, под воздействием потерь) выходного импульса на изменение тяги. Он равен отношению величин P c / P и может быть представлен в следующем виде (см. разд. 8.4):

 

k 6 = = 1 +, (3.8а)

 

где P уд – удельная тяга двигателя (гл. 6).

Коэффициент k 6, как следует из (3.8а), зависит от скорости полета и удельной тяги, следовательно от типа двигателя и режима его работы. При V п = 0 он равен единице, а с повышением скорости увеличивается. Снижение режима ведет к уменьшению P уд и увеличению коэффициента k 6.

Можно считать, что на крейсерском режиме ТРД(Д) в условиях длительной работы (H = 11 км, М п= 0,8) и на режиме полного форсажа ТРД(Д)Ф при максимальной сверхзвуковой скорости полета (М п@ 2,5) снижение выходного импульса на 1% приводит к уменьшению тяги двигателя и соответственно к увеличению удельного расхода топлива на 2... 3 %.

Расходные характеристики сопла. Они обычно описываются с помощью коэффициента расхода m с, которым называют отношение действительного расхода газа через сопло к идеальному при одинаковых полных значениях давления (и температуры) в сечении на входе в сопло и одинаковом внешнем давлении:

 

m с = G г / G г.ид. (3.9)

 

Во многих случаях, например при расчете характеристик двигателя, расходные характеристики целесообразно оценивать величиной

 

q (l с.кр) m с F с.кр =, (3.10)

 

которую будем называть пропускной способностью сопла, где F с.кр – геометрическая площадь его минимального (критического) сечения.

Согласно (3.10) пропускной способностью определяется расход рабочего тела через сопло при заданных полных значениях температуры и давления на входе в него.

Для сравнительной оценки характеристик сопел различных типов представим пропускную способность в относительном (безразмерном) виде:

q (l с.кр) m с =. (3.10а)

 

Относительная пропускная способность m с q (l с.кр) определяется по результатам экспериментальных исследований путем замера расхода газа, его полной температуры и давления на входе в сопло, а также геометрической площади критического сечения.

Подчеркнем, что величиной m с, а следовательно, произведением m с q (l с.кр) учитывается влияние потерь полного давления в сужающейся части сопла на его пропускную способность. Это становится очевидным, если расход рабочего тела через сопло выразить согласно (1.5) через параметры в критическом сечении и приравнять расходу, полученному по формуле (3.10). В результате будем иметь

 

m с = s с.кр F с.кр. эф / F с.кр, (3.10б)

 

где F с.кр. эф и F с.кр – соответственно эффективная и геометрическая площади минимального сечения сопла; s с.кр – коэффициент восстановления давления в сужающейся части сопла.

Увеличение потерь в канале сопла (снижение коэффициента s с.кр) приводит, таким образом, и к соответствующему снижению его пропускной способности.

Коэффициент расхода и пропускная способность данного сопла однозначно определяются располагаемой степенью понижения давления p с.р. Поэтому расходная характеристика сопла – это зависимость коэффициента расхода или пропускной способности от p с.р.

Необходимо отметить, что с индексом "с.кр" в формулах (3.10), (3.10а) и далее обозначаются параметры в минимальном (критическом) сечении сопла (как и параметры критического режима истечения). Поэтому при изменении располагаемой степени понижения давления величины l с.кр и q (l с.кр) могут изменяться от 0 до 1.

 

3.1.3. Диаграмма i -s процесса расширения газа в канале сопла
и формула скорости истечения

 

Рис. 3.2.Диаграмма i-s процесса расширения газа в канале сопла

Изменение параметров газа в проточной части сопла было проанализировано в гл. 1 и показано на рис. 1.1, 1.3 и др. А на рис. 3.2 показана диаграмма i-s процесса расширения, по которой легко проследить соотношение между изменяемыми пара­метрами и скоростью истечения газа из сопла.

Формулу для определения скорости истечения получим на основании уравнения энергии (1.1е). Запишем его для изоэнтропического процесса расширения в следующем виде:

 

c 2сs / 2 = c р г T *т – c р г T сs.

 

Преобразуя полученное соотношение и выражая отношение температур T *т / T сs через отношение давлений p *т / p с, будем иметь

 

c сs =.

 

Тогда для действительной скорости истечения газа из сопла получим

 

c с= j с. (3.11)

 

Из уравнения энергии (1.1е) определяется также температура газа за соплом:

T с = T *т – (c 2с / 2 c р г). (3.12)

 

Подчеркнем, что в формуле (3.11) p с – действительная степень понижения давления (p с= p *т / p с) и c с – соответствующая ей скорость в выходном сечении сопла. Причем на нерасчетных режимах, как уже отмечалось, давление в этом сечении не равно атмосферному p с ¹ p н. Во многих случаях определяют скорость потока за двигателем при условии его полного расширения (p с = p н). Тогда в формулу скорости вместо p с следует подставлять располагаемую степень понижения давления p с.р = p *т / p н.

Таким образом, скорость истечения газа определяется полной температурой потока перед соплом, степенью понижения давления и коэффициентом j с (строго говоря, она зависит, кроме того, от величин c р г и k г, характеризующих свойства газа).

Скорость потока на выходе из сопла можно определить также по газодинамическим функциям (ГДФ). В этом случае по величине p с определяется отношение статического давления к полному в изоэнтропическом процессе расширения – функция p (l сs) = 1 / p с, по которой с помощью ГДФ находится приведенная скорость l сs и соответственно l с = l сs j с. По приведенной скорости вычисляется ее физическое значение c с = l C а кр, где а кр= – критическая скорость звука.

С помощью ГДФ легко определить также коэффициент восстановления давления в канале сопла:

 

s с = =. (3.13)

 

Согласно (3.13) величина s с определяется степенью понижения давления p с и коэффициентом скорости j с.

 

3.1.4. Основные требования к выходным устройствам
и их классификация

 

Главное требование к соплам двигателей прямой реакции: обеспечение минимальных потерь эффективной тяги, т.е. максимального значения коэффициента`P с.эф.

К диффузорным выходным устройствам предъявляется требование обеспечения минимальной степени понижения давления p с, поскольку тяга ТВаД не используется.

К выходным устройствам, как и к любым узлам авиационного двигателя, предъявляется требование обеспечения малой массы, технологичности производства, приемлемой стоимости, а также эксплуатационные требования: надежная работа, простота конструкции и обслуживания.

Как уже отмечалось, режим работы выходного устройства определяется главным образом располагаемой степенью понижения давления газа, которая весьма существенно зависит от скорости полета. Поэтому в самом общем случае выходные устройства делятся на два класса: дозвуковые – они применяются на двигателях летательных аппаратов с дозвуковыми и небольшими сверхзвуковыми скоростями полета (М п < 1,5); сверхзвуковые – для больших сверхзвуковых скоростей полета (М п ³ 1,5). Они различаются прежде всего скоростью потока в выходном сечении. В первом случае она не превышает скорость звука; во втором – она сверхзвуковая (на рабочих режимах).

Как дозвуковые, так и сверхзвуковые выходные устройства делятся, в свою очередь, на различные типы, которые рассматриваются далее.

 

3.2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ДОЗВУКОВЫХ
ВЫХОДНЫХ УСТРОЙСТВ

 

Получили распространение дозвуковые выходные устройства двух типов: сужающиеся сопла, которые устанавливаются на турбореактивных двигателях, эксплуатирующихся при М п < 1,5; диффузорные выходные устройства, которые устанавливаются на турбовальных двигателях.

 

Сужающееся сопло

 

Режимы работы. Как известно из газовой динамики, в канале сужающегося сопла (см. рис. 1.5) срабатывается до полного расширения докритическая или, в предельном случае, критическая степень понижения давления. При k г = 1,33

 

p кр= = 1,85.

 

Соответственно в таком сопле реализуются следующие режимы работы:

1) докритические при p с.р< p кр. В этом случае p с = p н и l с< 1;

2) недорасширения потока при p с.р> p кр. В этом случае l с= l кр= 1, а p с> p н. Это нерасчетные режимы работы;

3) критические при p с.р = p кр (граничный между двумя предыдущими). В этом случае p с = p н и l с= 1.

Тяговые характеристики на режимах полного расширения. При l с £ 1 осуществляется полное расширение потока (K н= 1) и коэффициент тяги `P с равен коэффициенту скорости j с.

Коэффициент скорости сопел современных ТРДД и ТРД изменяется в пределах j с = 0,97... 0,995 (при уменьшении p с.р он незначительно снижается), т.е. эффективность сужающихся сопел на режимах полного расширения достаточно высокая.

Потери тяги от недорасширения потока. На режимах недорасширения в выходном сечении сужающегося сопла устанавливается давление

 

Рис. 3.3. Схема профилированного сужающегося сопла

и форма струи за ним на режиме недорасширения (p кр< p с.р< 4)

 

выше атмосферного p с = p н p с.р/ p кр. За соплом поток попеременно расширяется (с увеличением площади поперечного сечения и с перерасширением), а затем сужается (с уменьшением площади сечения и с ростом давления выше атмосферного) [1,35]. Многократное повторение процессов расширения и сжатия образует так называемую бочкообразную структуру, в которой давление снижается до атмосферного (рис. 3.3).

Рис. 3.4.Распределение избыточного статического давления в расширяющейся части сопла

Выше уже отмечалось, что на нерасчетных режимах (p с ¹ p н), в том числе и на режиме недорасширения сужающегося сопла, величина тяги меньше ее значения, которое обеспечивается при полном расширении потока (например, в канале сопла Лаваля). Потерю тяги иллюстрирует рис. 3.4, на котором показано распределение избыточного (над атмосферным) статического давления в расширяющейся части сопла Лаваля. Осевая составляющая результирующей силы этого давления DP с является составляющей тяги на двигателе с соплом Лаваля. На двигателе с сужающимся соплом при том же значении p с.р эта составляющая отсутствует, а статическая добавка к тяге F с.кр (p с.кр – p н) в формуле (6.3) компенсирует эту потерю не полностью.

Чем больше p с.р, тем больше разность площадей F с – F с.кр, а следовательно, и потеря тяги от недорасширения. Поэтому с увеличением располагаемой степени понижения давления p с.р коэффициент недорасширения K н(3.4а) и соответственно коэффициент тяги сопла`P с уменьшаются.

Формулу для коэффициента недорасширения (3.4а) можно представить в следующем виде (для этого тягу P с нужно выразить через параметры рабочего тела на выходе из сопла):

K н =. (3.14)

 

Из нее следует, что величина K н практически однозначно (с точностью до влияния коэффициента скорости j с, который изменяется в узких пределах) определяется располагаемой степенью понижения давления газа p с.р.

Результаты расчета (рис. 3.5) показывают, что при p с.р = 15... 20 (чему соответствует М п = 2... 2,5) потери выходного импульса от недорасширения потока в канале сужающегося сопла достигают весьма значительной величины (~ 10 %) и в 3... 5 раз превышают внутренние потери.

Кормовое сопротивление. При обтекании сопла внешним потоком на его наружной и торцовой поверхности устанавливается давление, отличное от атмосферного и, кроме того, возникают силы трения. Равнодействующая сил избыточного давления (и разрежения), а также сил трения направлена по потоку и представляет собой кормовое (внешнее) сопротивление сопла X кор, т.е. является отрицательной составляющей эффективной тяги двигателя.

На рис. 3.6 показано распределение статического давления на наружной поверхности изолированного конического сопла при обтекании его сверхзвуковым потоком [24]. В начале конического участка при обтекании тупого угла около точки А возникает течение Прандтля-Майера (которое описывает расширение в пучке волн разрежения – волн Маха [1]). Поток отклоняется к оси сопла, давление снижается и становится меньше атмосферного. В конце конического участка наружный поток, взаимодействуя с основным потоком, отклоняется в противоположную

 

Рис. 3.5.Зависимость коэффициентов K н (- - -) и ` P с (¾¾) от p с.р для сужающегося сопла при j с = 0,98

Рис. 3.6. Распределение статического давления на наружной поверхности сужающегося сопла при М п > 1

Рис. 3.6. Распределение статического давления на наружной поверхности сужающегося сопла при М п > 1

сторону (от оси сопла); в возникающем косом скачке уплотнения давление повышается и становится равным атмосферному или несколько превышает его. На большей части поверхности кормы образуется разрежение и, как следствие, возникает кормовое сопротивление.

Рис. 3.7.Зависимость коэффициента `Р с эф изолированного сужающегося сопла от числа М п (Fс.кр / Fmid» 0,3)

Величина кормового сопротивления, как и внешнего сопротивления входного устройства, определяется по формуле:

 

X кор = c x кор p н М 2п F mid, (3.15)

 

где c х кор – коэффициент кормового сопротивления, который определяется обычно по результатам продувки выходного устройства, когда величина X кор замеряется. Он зависит от геометрии конкретного выходного устройства, от чисел М п и Rе, а также от режима работы сопла (p с.р).

Коэффициент эффективной тяги. Зависимость`P с.эф от числа М п (при одновременном изменении p с.р= f (М п) согласно рис. 3.1), полученная по результатам экспериментальных исследований изолированного сужающегося сопла [35], представлена на рис. 3.7. Из него следует, что при увеличении числа М п от 0 до 1 и далее до 2 коэффициент эффективной тяги сужающегося сопла снижается от 0,97... 0,98 до 0,95... 0,93 и далее до 0,88... 0,84. При больших скоростях полета указанным потерям выходного импульса соответствуют примерно вдвое большие потери тяги (разд. 3.1.2). Поэтому при М п = 2 снижение эффективной тяги двигателя, обусловленное потерями на недорасширение потока и на преодоление кормового сопротивления, достигает 30 %.

Рассмотренные закономерности изменения потерь тяги одинаковы как для конических, так и для профилированных (см. рис. 3.3.) сужающихся сопел. Что касается расходных характеристик, то они для указанных сопел существенно неодинаковы.

Расходные характеристики сужающегося сопла. Коэффициент расхода профилированных сопел большой и средней размерности близок к единице (m с @ 0,97... 0,998) и поэтому относительная пропускная способность m с q (l с.кр) этих сопел в зависимости от располагаемой степени понижения давления при p с.р< p кр изменяется практически так же, как и относительная плотность тока, а при p с.р> p кр сохраняется постоянной.

Расходные характеристики сужающегося сопла (рис. 3.8), выполненного в виде конического насадка (см. рис. 1.5, а), имеют свои особенности. Главная особенность такого сопла заключается в том, что поля статического давления и скорости потока в его выходном сечении существенно неравномерны (что является следствием радиальной составляющей скорости): статическое давление у кромки близко к атмосферному даже при сверхкритической степени понижения давления, а к оси сопла оно нарастает, оставаясь всегда выше атмосферного, соответственно скорость потока у оси минимальная и остается всегда дозвуковой, а у кромки максимальная. При p с.р> p кр она сверхзвуковая, поскольку около кромки реализуется течение Прандтля-Майера с поворотом потока, как при обтекании тупого угла. Средняя скорость в выходном сечении всегда меньше звуковой и уменьшается при увеличении угла наклона образующей q.

Рис. 3.8.Зависимость коэффициента расхода и относительной пропускной способности сужающихся сопел от p с.р: - - - – профилированного; ¾– – конического

Неравномерность полей статического давления и скорости приводит к трем основным особенностям рас­ходных характеристик этого сопла. Во-первых, максимальный коэффициент расхода и, соответственно, максимальная пропускная способность этого сопла зависят от угла q наклона образующей (см. рис. 3.8), заметно снижаясь с его увеличением. Это объясняется снижением сред­ней скорости у оси вследствие увеличения статического давления. Во-вторых, максимальные коэффициент расхода и пропускная способность данного сопла реализуются не при критической p кр, а при более высокой располагаемой p с.р, которую называют степенью понижения давления стабилизации потока p с.стаб (ее называют также второй критической). Величина p с.стаб также зависит от угла наклона q, увеличиваясь с его увеличением. В-третьих, при снижении p с.р (на режимах p с.р< p с.стаб) коэффициент расхода конического сопла уменьшается, а его пропускная способность вследствие этого уменьшается заметно значительнее, чем относительная плотность тока.

Увеличение угла наклона образующей конуса q от 15 до 30° ведет к увеличению p с.стаб от 3,0 до 3,5 и к снижению коэффициента расхода (а следовательно, и максимальной пропускной способности) от 0,96 до 0,93, т.е. на 3 %. При снижении p с.р до 1,1 коэффициент m с снижается еще приблизительно на 15 % [35], а пропускная способность уменьшается при этом примерно в два раза (см. рис. 3.8).

Таким образом, снижение действительного расхода газа через сужающееся коническое сопло по сравнению с его теоретическим значением (величина m с) зависит от угла наклона образующей конуса и от режима работы. На соплах современных турбореактивных двигателей большой и средней размерности оно может быть около 5 % на критических и сверхкритических режимах истечения и достигает 20 % на существенно докритических режимах (p с.р» 1,2). Кроме того, величина m с зависит от длины сопла и числа Re, но эта зависимость для сопел ГТД менее существенна.

 

* * *

 

Итак, сужающиеся сопла имеют хорошие тяговые характеристики на дозвуковых скоростях полета, но большие потери тяги на сверхзвуковых скоростях при p с.р> 5...7. Поэтому на двигателях больших сверхзвуковых скоростей полета применяются более сложные выходные устройства.