Файл: Пономарев Б.А. Двухконтурные турбореактивные двигатели.pdf

Возможное увеличение тяги в ДТРДФ с форсированием в об­ щей форсажной камере (или с форсированием в каждом контуре), т. е. степень форсирования, определяемая корнем квадратным из

отношения температур }/~Т*ф/Т* , выше, чем в ТРДФ. Это обуслов­ лено тем, что температура за турбиной двухконтурного двигателя ниже, чем в одноконтурном двигателе, и, следовательно, при фор­ сировании до одинаковой температуры Т*ф скорость истечения из внутреннего контура ДТРДФ возрастает в большей мере, чем в ТРДФ. Скорость истечения из внешнего контура при форсировании

выше, чем для ТРДФ, однако из-за постоянства удельной тяги внутреннего контура эта особенность проявляется лишь с некото­ рой степени двухконтурности m, увеличиваясь по мере увеличе­ ния m . Очевидно, степень форсирования ДТРДФ с форсированием

в каждом контуре) несколько снижается из-за уменьшения дав­ ления в форсажной камере; удельная тяга RfA ДТРДФ с форси-

27

рованнем во внешнем контуре увеличивается вследствие сущест­ венного увеличения скорости истечения из этого контура. Особен­

Для ДТРДФ с форсированием во внешнем контуре эта особенность проявляется, начиная с некоторой величины т, определяемой пара­ метрами двигателя и условиями полета.

2. Удельная тяга форсированных Д Т Р Д ниже /?*д ТРДФ.

3. Удельный расход топлива ДТРДФ выше, чем у ТРДФ; од­ нако ДТРДФ с форсированием во внешнем контуре может быть экономичнее ТРДФ при высоких температурах форсирования 7"^ п .

4. Влияние основных параметров рабочего процесса л* 2 , Г*, Т*ф

на удельные параметры форсированных Д Т Р Д качественно анало­ гично подобным зависимостям для ТРДФ.

5. Оптимальная величина степени повышения давления во внешнем контуре для ДТРДФ примерно равна я* „ о п т нефорсиро­ ванных двухконтурных двигателей.

Анализ влияния параметров рабочего процесса на удельные параметры нефорсированных и форсированных двухконтурных дви­ гателей производится при неизменных величинах к. п. д., характе­ ризующих процессы сжатия и расширения в обоих контурах. Од­

ляется параметрами рабочего процесса и условиями полета. В ча­ стности, с увеличением температуры газа перед турбиной влияниеЦсж и т)Расш на 7?уд и CR уменьшается. Кроме того, параметры ра­ бочего процесса и условия полета влияют на T J c ; k и НраСш. Напри­ мер, с увеличением скорости полета величина т)Сж несколько увели­

постоянной до М п ~ 1 , 5 , а затем так же, как и т ] с ж , уменьшается [4].

Из рассмотренного можно сделать выводы о том, что двухконтурные турбореактивные двигатели на взлете, наборе и дозвуко­ вых скоростях полета имеют значительно более высокую экономич­ ность, чем одноконтурные турбореактивные двигатели; максималь­ но возможная степень форсирования двухконтурных двигателей с форсажем выше, чем одноконтурных двигателей. Поэтому Д Т Р Д

28

ai ДТРДФ способны обеспечить близкие к оптимальным парамет­ ры силовой установки на различных режимах полета самолета.

Следует также отметить, что для двухконтурных двигателей, имеющих существенно меньшие скорости истечения, чем ТРД и особенно ТРДФ, характерен и пониженный уровень шума реактив­ ной струи. Это является одним из факторов, обусловливающих применение двухконтурных двигателей на пассажирских и отчасти на военных самолетах.

Особенности характеристик двухконтурных двигателей

Для Д Т Р Д и ДТРДФ, так же как и для других авиационных газотурбинных двигателей, существуют дроссельные, скоростные и высотные характеристики. Параметры двигателя изменяются в за­ висимости от условий атмосферы, режима полета, программы регу­ лирования и конструктивных особенностей. В основном характери­ стики двухконтурных двигателей подобны характеристикам одно­ контурных ТРД и ТРДФ, хотя и имеют ряд особенностей. Поэтому

.далее рассматриваются только отличия характеристик двухконтур­ ных двигателей от характеристик одноконтурных двигателей.

Дроссельная характеристика. При дросселировании Д Т Р Д и уменьшении скорости вращения ротора от максимальной до крей­ серской удельный расход топлива в двухконтурном двигателе сни­ жается в меньшей степени, чем в сравнимом по параметрам одно­ контурном двигателе. Это происходит потому, что в ТРД температура газа перед турбиной, соответствующая максимальной тяге, существенно превышает 7^, соответствующую минимальному расходу топлива, и происходящее при дросселировании ТРД сни­

существенно. С увеличением степени двухконтурности при невы­

рости вращения'ротора ниже крейсерской удельный расход Д Т Р Д начинает интенсивно увеличиваться, что связано с резким сниже­

•от максимальной до крейсерской скорости вращения ротора при малых степенях двухконтурности близко к изменению относитель­ ной тяги ТРД. При высоких степенях двухконтурности уменьше­ ние относительной тяги.ДТРД менее интенсивно, чем в ТРД. Это объясняется перераспределением тяг между контурами и увели-

29

чением отношения тяги внешнего контура к тяге внутреннего кон­ тура при уменьшении скорости вращения ротора.

При уменьшении скорости вращения ротора увеличивается сте­ пень двухконтурности вследствие более быстрого уменьшения рас­ хода воздуха через внутренний контур по сравнению с расходом

потоков из контуров в пользу внешнего контура. Известно, что у

зона устойчивой работы двигателя и улучшению его приемистости.

обеспечивается преимущество двухконтурного двигателя над одно­ контурным по удельному расходу топлива.

Высотная и скоростная характеристики ДТР Д в значительной мере определяются программой регулирования. Далее рассматри­ ваются особенности этих характеристик при условии п=const и 7* = const (закон регулирования на максимальную тягу).

Высотная характеристика двухконтурного двигателя не имеет существенных отличий от высотной характеристики ТРД, хотя по мере увеличения высоты полета тяга Д Т Р Д уменьшается несколь-

30