Энциклопедия «Авиация» (1998)

ПАРАМЕТРЫ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДВИГАТЕЛЯ

Рис. 1. Влияние параметров рабочего процесса на удельную тягу.

пара́метры рабо́чего проце́сса дви́гателя(от греч. parametrṓn — отмеривающий, соразмеряющий) — совокупность размерных и безразмерных величин, определяющих состояние рабочего тела в характерных сечениях газовоздушного тракта двигателя. С учётом кпд элементов, характеризующих совершенство протекающих в них процессов,П. р. п. д.определяют удельные параметры авиационного двигателя: удельную тягу Pудили удельную мощность Nуди удельный расход топлива Cуд(по тяге) или Сe(по мощности).П. р. п. д.включают параметры термодинамического цикла: температуру газа перед турбиной (за основной камерой сгорания) Тг, температуру газа за форсажной камерой сгорания Тф(или коэффициент избытка воздуха в форсажной камере), общую степень повышения давления в компрессорах πкΣ, а также (в турбореактивных двухконтурных двигателях) — степень повышения давления в вентиляторе πви степень двухконтурности m. Кроме того, рабочий процесс двигателя определяется степенью повышения давления скоростным напором набегающего потока πVи его температурой на входе , которые определяются скоростью и высотой полёта и состоянием атмосферы.

Все перечисленныеП. р. п. д., кроме температур, являются подобия критериями двигателя. Критериями подобия для нагрева рабочего тела являются отношения и температур газа в рабочем процессе к температуре воздуха на входе (см. Приведённые параметры двигателя).Степень повышения входного давления скоростным напором πVесть функция Маха числа полёта М∞, которое также является критерием подобия рабочего процесса.

Выбор значенийП. р. п. д.определяется их влиянием на удельные параметры двигателя, назначением двигателя, требуемыми надёжностью и ресурсом. Удельная тяга турбореактивного двухконтурного двигателя всегда возрастает с повышением Тги падает с увеличением m (рис. 1). В двигателях транспортных самолётов значенияП. р. п. д.выбираются из соображения достижения максимальной экономичности при реализации максимально возможного значения Тг, что обусловливает применение нефорсированных турбореактивных двухконтурных двигателей. Значение Тг maxопределяется взлётным режимом в жаркую погоду (температура воздуха 30°С, давление 0,1 МПа) и достигает 1600—1700 К. При этом в крейсерском полёте (высота H = 11 км, М∞= 0,75—0,85) для обеспечения потребной тяги Тг= 1300—1400 К, и это значение при πкΣ= 30—35 и m = 5—6 близко к оптимальному по удельному расходу топлива Суд(рис. 2). Значения Суд minуменьшаются с повышением значении параметров m и πкΣ. На рис. 1 и 2 даны три значения πкΣ: 12, 32 и 50. Значение πкΣ= 12 характерно для турбореактивных двухконтурных двигателей начала 60-х гг., πкΣ= 32 — для турбореактивных двухконтурных двигателей 70—80-х гг., πкΣ= 50 — для перспективных турбореактивных двухконтурных двигателей.

В турбореактивных двухконтурных двигателях с форсажной камерой сверхзвуковых манёвренных и многоцелевых самолётовП. р. п. д.выбирают, достигая компромисса между требованиями по тяге (габариту и массе) и экономичности. Первое требование удовлетворяется выбором Tг maxи применением форсажа. Значение Tг minдостигает 1600—1800 К. Второе требование особо важно при необходимости полёта сверхзвукового самолёта с дозвуковой скоростью, для чего обычно выбирается m0= 0,3—2 на расчётном режиме. Ограничение m связано с ростом габарита двигателя в связи с падением Pуд.ф.(рис. 3).

Литература:

Нечаев Ю. Н., Федоров Р. М., Теория авиационных газотурбинных двигателей, ч. 2, М., 1978;

Теория двухконтурных турбореактивных двигателей, под ред. С. М. Шляхтенко, В. А. Сосунова, М., 1979.

А. Л. Пархомов.

Рис. 2. Пример влияния параметров рабочего процесса на удельный расход топлива.

Рис. 3. Пример влияния параметров рабочего процесса на удельную тягу двигателя и удельный расход топлива.

  1. параметры рабочего процесса двигателя—Параметры рабочего процесса двигателя от греческого parametrоn отмеривающий соразмеряющий совокупность размерных и безразмерных величин определяющих состояние рабочего ...Энциклопедия техники