ні ТВД відрізняються відносною простотою конструкції і управління (регулювання).
Вихідними даними є параметри розрахунку ТРД.
2.2 Розрахунок основних параметрів
Рис. 2.1 Схема ТВД: 1 - повітряний гвинт; 2 - вхідний пристрій; 3 - редуктор; 4 - осьовий компресор; 5 - камера згорання; 6 - газова турбіна; 7 -Вихідний пристрій
2.2.1 Робота розширення газу в турбіні
Робота розширення газу в турбіні визначається з умови повного розширення газу в турбіні:
Дж/к (2.1)
де? Т== 2010916/101325=19,8 - дійсна ступінь пониження тиску газу в турбіні;
рТ=(1,0 ... 1,05) · рН=298061Па - статичний тиск в потоці газу за турбіною;
? Т - мощностной ККД турбіни ТВД. На розрахунковому режимі рекомендується приймати? Т=0,8 ... 0,83. При цьому, чим більше еквівалентна потужність, тим більше ККД? Т=0,8 ... 0,83. У формулі (2.1) вибрано значення? Т=0,83.
Робота, передана на обертання повітряного гвинта
Lв=Lе ·? ред=(LТ - lк) ·? ред=(730518,54 - 473862,5) · 0,99=
=207799,58 Дж/кг (2.2)
де? ред - ККД редуктора. Рекомендується приймати? ред=0,97 ... 0,99, причому, чим більше потужність двигуна, тим більше? ред. У розрахунку (2.2) вибрано значення? ред=0,99.
Потужність, що передається на обертання повітряного гвинта
Nв=Lв · Gв=207799,58 · 105=21818955,9 Вт=21818,955 кВт. (2.3)
Тяга, створювана повітряним гвинтом
Рв=Nв ·? в/Vп (2.4)
де? в - ККД гвинта;
Vп - швидкість польоту літака.
У стендових умовах (Vп=0,? в=0) тяга Рв за формулою (2.4) не визначається. Тому при Vп=0 тяга гвинта при відомому значенні потужності Nв0 визначається за допомогою експериментального коефіцієнта К0=Рв0/Nв0. При відомому Ко тяга гвинта визначається формулою
Рв0=Ко · Nв0 (2.5)
де Nв0 - потужність, що підводиться до валу гвинта на стенді.
Для сучасних гвинтів на злітному режимі К0=9 ... 17 Н/кВт, залежно від навантаження гвинта, яка характеризується відношенням потужності гвинта Nв до площі, захоплюваної лопатями гвинта - Fв =? ·. З ростом швидкості польоту коефіцієнт К0 зменшується. При порівняльних розрахунках для нізконагруженних гвинтів ТВД зазвичай приймають К0=15 Н/кВт, а для високонавантажених (ТВВД) - 9 ... 10 Н/кВт. Для виконуваного розрахунку вибираємо К0=10 Н/кВт.
Рв=Рв0=К0 · Nв0=10 · 21818955,9=218189,56Н. (2.6)
Реактивна тяга, що розвивається ТВД при Vп=0 (на стенді, на старті)
=105 · (200 - 0)=21000 Н. (2.7)
Швидкість витікання газу з реактивного сопла ТВД сС=200 м/с обрана на підставі аналізу формули Б.С. Стечкина/3 /, виведённой для випадку оптимального розподілу роботи циклу між тягою гвинта і реакцією струменя:
сС опт=Vп /? ред ·? в (2.8)
Як видно з формули (2.8), чим більше швидкість польоту Vп і чим менше ККД гвинта? в і ККД редуктора? ред (навіть при сталості цих ККД зі зміною швидкості Vп), тим більше буде оптимальна швидкість витікання газу з вихідного сопла, і, отже, робота реакції струменя, і менше робота, передана на гвинт. З метою наближення розподілу енергії між гвинтом і реакцією струменя до оптимального в польоті для ТВД з сучасними параметрами доцільно на землі (Н=0, Vп=0) передавати на гвинт 85 ... 90% роботи циклу, і, отже - 10 ... 15% залишити на приріст кінетичної енергії струменя. Цьому розподілу відповідає сС=200 ... 350 м/с.
Повна тяга ТВД.
Повна тяга ТВД Р? складається з тяги, створюваної гвинтом Рв і реактивної тяги Рр - тяги, створюваної за рахунок реакції газової струменя, що минає з сопла двигуна.
Р? =Рв + Рр=218189,56+ +21000=239189,56 Н. (2.9)
Еквівалентна потужність.
Під еквівалентної потужністю Nе розуміють умовну потужність, необхідну для обертання такого повітряного гвинта, який розвивав би тягу, рівну сумарною тязі двигуна Р?.
Nе=Nв0 + Рр/К0=21818955,9+ 21000/10=23918,956 кВт. (2.10)
Тяга, що розвивається ТВД в умовах старту.
Тяга, що розвивається ТВД в умовах старту повітряного судна (Vп=0) може бути обчислена за формулою:
? =Nе · K0=23918,956 · 10=239189,56 H (2.11)
Питома еквівалентний витрата палива <...
