Файл: Нечаев Ю.Н. Входные устройства сверхзвуковых самолетов.pdf

Если принимать, что подсасывающая сила равна нулю, то до­ полнительное сопротивление будет равно равнодействующей силе избыточных давлений, действующих на струйку тока, расположенную

диффузоров появляется только на докритических режимах. На крити­ ческом и сверхкритическом режимах f = 1,0 и А'доп = 0.

§ 5. СПОСОБЫ СОЗДАНИЯ СИСТЕМЫ СКАЧКОВ УПЛОТНЕНИЯ ВО ВХОДНЫХ СВЕРХЗВУКОВЫХ ДИФФУЗОРАХ

При числах М полета, больших 1,5— 1,7, потери в прямом скач­ ке уплотнения быстро возрастают и диффузоры с прямым скачком на входе становятся малоэффективными. Из фиг. 18 видно, что уже при Мо — 2,5 величина ап = 0,5. Следовательно, вследствие боль­ ших потерь, полное давление в прямом скачке падает в два раза. Та­ кое значительное снижение полного давления приводит к недопусти­ мо большому падению тяги двигателя и ухудшению экономичности силовой установки.

При заданном числе М набегающего потока, как указывалось, косой скачок уплотнения слабее прямого: скорость снижается в нем не так резко* поэтому и потери полного давления получаются мень­ шими. Однако поток за косым скачком остается сверхзвуковым. В том случае, когда число М за косым скачком оказывается не более 1,5— 1,7, дальнейшее торможение потока можно осуществить в пря­ мом скачке: потери в нем при этом условии будут небольшими, а ско­ рость за ним станет дозвуковой. Этот прямой скачок принято назы­ вать замыкающим.

В этом случае диффузор получается двухскачковым: с одним косым и одним прямым скачком. Потери в такой системе скачков при заданной скорости полета будут меньшими, чем при одном пря­ мом скачке, так как один прямой скачок значительной интенсивности

25

заменен здесь двумя последовательно расположенными скачками- - косым и прямым — меньшей интенсивности. Такие двухскачковые диффузоры могут применяться до чисел М полета, равных 2,2—2,3.

С дальнейшим ростом числа М полета увеличивается и число М за косым скачком. Если число М после первого косого скачка полу­ чается слишком высоким, целесообразно последующее сжатие пото­ ка осуществить еще в одном косом скачке с тем, чтобы снизить ско­ рость перед замыкающим прямым скачком до приемлемых значений. В этом случае диффузор получается трехскачковым, имеющим два косых скачка и один прямой. Такая система скачков целесообразна в диапазоне чисел М полета примерно от 2,3 до 3,0 и т. д.

Величину коэффициента сохранения давления в системе скачков обозначают от . Она определяется как произведение коэффициентов в/ всех скачков уплотнения. Например, при наличии двух косых и одного замыкающего прямого скачка

°т — °1 °2 ап ■

Интенсивность отдельных косых скачков и соответствующие им значения коэффициентов а,- зависят от выбора углов излома ^ той поверхности, при обтекании которой образуются косые скачки уп­ лотнения. При заданном числе М полета и при заданном числе скач­ ков уплотнения эти углы могут быть подобраны таким образом, что­ бы коэффициент от достигал наибольшей возможной величины. Си­ стема скачков, удовлетворяющая этому условию, получила название оптимальной.

26

Зависимость значений коэффициентов (ат )та)С от числа М поле­ та для оптимальных систем с различным числом косых скачков уп­ лотнения и с замыкающим прямым скачком приведена на фиг. 21. Самая нижняя кривая соответствует здесь одному прямому скачку. Из этого графика видно, что чем выше число М полета и чем больше число косых скачков, тем значительнее оказывается выигрыш от при­ менения многоскачковых диффузоров.

случае канал диффузора, образованный центральным, телом и внеш­ ним кожухом (обечайкой), получается кольцевым (фиг. 22,а). Обра­ зование второго и последующих косых скачков может быть получено за счет отражения косого скачка от внутренних стенок канала (фиг. 22,6). Скачки могут быть созданы также внутри канала, не имеющего центрального тела, за счет специального профилирования его стенок (фиг. 22,в).

Рассмотренные способы образования скачков уплотнения разли­

(изэнтропическому) торможению сверхзвукового потока. На фиг. 23 показаны схемы диффузоров с внешним и с внутренним изэнтропиче-

27"

ГЛАВА II

ДИФФУЗОРЫ С ВНУТРЕННИМ СЖАТИЕМ

§ 1. ПРИНЦИП РАБОТЫ ДИФФУЗОРА С ВНУТРЕННИМ СЖАТИЕМ

Диффузоры с внутренним сжатием пока еще не нашли широкого практического применения в воздушно-реактивных двигателях. Од­ нако их рассмотрение полезно для выяснения некоторых физических процессов, свойственных диффузорам других типов. Такие диффузо­ ры представляют интерес и потому, что они могут найти применение в перспективных летательных аппаратах.

Фиг. 24. Схема диффузора с бесскачковым внутренним сжатием. Изменение скорости, давления и температуры по длине диффузора

Диффузор с внутренним сжатием простейшей схемы представ­ ляет собой профилированный канал вначале сужающийся, а затем расширяющийся (фиг. 24). Наименьшее сечение этого канала приня-

29