Оптимальное значение степени повышения давления в вентиляторе ТРДД со смешением потоков

Схема ТРДД со смешенем потоков внутреннего и наружного контуров показана на рис. 26.4.

Рис. 26.4

В двигателе этой схемы, как и у двигателя с раздельными контурами, оптимальным является значение , при котором удельная тяга

(26.6)

максимальна. Это, как уже отмечалось, одновременно обеспечивает и минимум удельного расхода топлива.

При заданной скорости полета это условие соответствует максимальной скорости истечения газов из сопла

. (26.7)

Как видно, ее величина зависит от температуры смеси газа внутреннего контура и воздуха наружного контура, а также от давления этой смеси. При заданной работе цикла изменение слабо влияет на температуру смеси, равную, как было показано при анализе рабочего процесса в камере смешения,

,

так как, например, при увеличении увеличивается , но одновременно снижается Т _т*. Поэтому максимальное значение скорости истечения с _с соответствует практически максимальному значению давления смеси р *_см.

В процессе смешения газа внутреннего контура и воздуха наружного контура в камере смешения возникают потери, которые определяются, в основном, потерями на внутреннее трение и вихреобразование из-за разности скоростей с _I и с _II смешивающихся потоков на входе в камеру смешения. Поэтому для снижения потерь при смешении потоков эти скорости должны быть возможно более близкими друг к другу. Обычно с _I и с _II имеют дозвуковые значения. В этом случае, как показывает опыт, статические давления на входе в камеру по внутреннему и наружному контуру практически одинаковы. Но температура воздуха за вентилятором значительно ниже температуры газов за турбиной. Поэтому при равенстве статических давлений полное давление потока воздуха на входе в камеру смешения из наружного контура для обеспечения равенства скоростей (с _I = с _II) должно быть заметно выше, чем полное давление газа за турбиной, поступающего в камеру смешения из внутреннего контура (). Но это превышение, как показывают расчеты, сравнительно невелико – обычно не более 10…15 %. А зависимость удельной тяги ТРДДсм от в области максимума пологая. Поэтому приближенно можно считать, что оптимальное значение в ТРДДсм соответствует . Так как давление р *_II мало отличается от давления за вентилятором , а давление р *_I от давления за турбиной р *_т , то отсюда следует, что оптимальная степень повышения давления в вентиляторе ТРДД_см должна соответствовать условию .

Как видно из рис. 26.3 это условие достигается при заметно меньшем значении , чем для двигателя с раздельными контурами. А удельная тяга двигателя (при данных значениях π, Δ, V и m) оказывается пости такой же, как и у двигателя без смешения потоков.

Более низкое значение в ТРДД_см по сравнению с ТРДД является одним из преимуществ этого двигателя, т. к. позволяет заметно снизить его массу.

Примечание. При использовании плаката или иного изображения рисунка 26.3 не следует обращать внимание на разметку (в цифрах) по осям координат, а проводить только качественный анализ этих графиков.

Разработал служащий РА профессор Р.Федоров

«»____________ 2008 г.