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

дится в этой части канала и движется к горлу, его интенсивность уменьшается, так как поток в сужающемся канале предварительно затормаживается и уменьшается число М перед скачком. Коэффици­ ент сохранения давления в скачке возрастает. Но в таком случае расход воздуха на выходе из диффузора должен увеличиваться, в. то воемя, как расход воздуха, входящий в диффузор, остается неизмен­

скачка от горла к входу, что возможно при значительном повышении противодавления, вновь приводящем к появлению головной волны. Исходя из этого, можно сделать вывод, что скачок уплотнения не может устойчиво располагаться в сужающейся части канала.

Число М полета, при котором происходит запуск диффузоров с внутренним сжатием, можно назвать числом М запуска. Если по­ сле запуска постепенно уменьшать число М полета до расчетного, то скорость потока в горле снизится до величины местной скорости зву­

стижения чисел М полета, больших расчетных, из-за ограничений по условиям прочности, кинетического нагрева и недостаточных из­ бытков мощности.

§ 4. ЗАПУСК ДИФФУЗОРА ПУТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОХОДНЫХ СЕЧЕНИЙ

Другой возможный способ запуска диффузора с внутренним сжа­ тием состоит в регулировании его проходных сечений. Площадь горла вначале нужно расширить до такой величины, при которой скачок войдет внутрь диффузора. В этом случае скорость воздуха в горле станет сверхзвуковой и также появится интенсивный скачок уплотне­ ния в канале за горлом. Последующим уменьшением площади горла можно снизить скорость в горле до расчетной, равной скорости зву­ ка, и тем самым устранить скачок внутри диффузора, т. е. достигнуть расчетной схемы течения.

с внутренним сжатием при больших числах М полета требуется весь­ ма значительное увеличение площади горла по сравнению с его оп­ тимальной величиной. Относительную площадь горла, потребную для запуска, будем обозначать Дгзап.

На фиг. 27 показаны теоретические зависимости Дгопт и FT3a„

36

от числа М полета для диффузора с изэнтропическим сжатием. Кри­ вая 1 соответствует величинам Fraan, потребным для запуска диф­

фузора, а кривая 2 — величинам FronT . Как видно, чем выше число М полета, тем значительнее нужно осуществлять предварительное перерасширеняе горла диффузора для осуществления его запуска. Так, например, при М0 = 1,5 требуемое перерасширение горла полу­ чается меньшим 10%, а при М0 = 2,5 площадь горла, требуемая для запуска, оказывается вдвое больше оптимальной.

После запуска диффузора площадь горла теоретически нужно

уменьшить до Froпх. Однако режим его работы в этом случае будет неустойчивым. Для обеспечения устойчивой работы, как указыва­ лось, нужно иметь перерасши­ рение (запас) горла и некото­ рое снижение противодавления.

Увеличение площади горла по сравнению с оптимальной предотвратит выбивание голов­ ной волны при мгновенных

.уменьшениях числа М полета по сравнению с расчетными, вызываемых попутными поры­ вами ветра. Запас по противо­ давлению предотвратит появле-

6)

ние головной волны при колебаниях давлений, связанных с работой двигателя. Однако в этом случае за горлом будет возникать скачок уплотнения, что приведет к снижению коэффициента звх,

Регулирование диффузора изменением площади горла, осущест­ вляемое путем создания гибких стенок или шарнирных соединений,

37

является весьма трудной задачей, особенно в осесимметричных вход­ ных устройствах. Поэтому оно может достигаться применением спе­ циального центрального тела, либо путем создания канала с перфо­ рацией стенок.

Использование центрального тела для осуществления запуска диффузора с внутренним сжатием состоит в следующем.

Центральное тело с острой носовой частью выполняется так, что в убранном положении оно в сочетании с внутренними стенками обе­ чайки образует профилированный кольцевой канал. При неподвиж-

Ф и г. 29. Запуск диффузора с внутренним сжатием, имеющего перфорированные стенки

ном центральном теле ц расчетном числе М полета такой диффузор запустить нельзя. На входе в него образуется головная волна (фиг. 28,а) вследствие недостаточной пропускной способности горла. Для запуска диффузора нужно выдвинуть центральное тело, а за­ тем убрать его в исходное положение.

При выдвижении центрального тела образуется косой скачок. При этом значительно снижается коэффициент расхода, а следова­ тельно, и расход воздуха. Поэтому горло при той же площади может пропустить весь расход воздуха, проходящий через косой скачок, об­ разующийся при обтекании головной части центрального тела в вы­ двинутом положении. В этом случае на входе в диффузор устанавли­ вается сверхзвуковое течение ("фиг. 28,6). При возвращении цент­ рального тела в исходное положение устанавливается расчетная схе­ ма течения (фиг. 28,в).

Диффузоры с внутренним сжатием, регулируемые при запуске перемещением центрального тела, в конструктивном отношении оста­

38