Дроссельные характеристики

Дроссельными характеристиками называют зависимости тяги,
удельного расхода топлива, расхода воздуха, температуры и давления
рабочего тела в различных сечениях и других параметров двигателя от
режима его работы, построенные для неизменных внешних условий. Режим работы двигателя задается расходом топлива, температурой газа
перед турбиной, частотой вращения ротора или каким-либо другим параметром. Дроссельные характеристики могут быть построены по любому из них, а также по тяге или углу установки РУД. Во многих случаях
дроссельные характеристики строятся по частоте вращения ротора
(рис. 12.5).Проанализируем зависимости параметров двухвального ТРД(Д) от
режима Б - методом (начиная с параметров турбины) в целях отработки
методики такого анализа. Пусть расход топлива через двигатель уменьшается. Соответственно
снижается температура газа перед турбиной, что ведет к снижению работы турбины ВД и температуры за ней. Аналогично изменяются работа турбины НД 1тнд и температура*за ней Тт. Работа компрессора НД изменяется в соответствии с уравнением баланса мощности (10.9): в случае ТРД она снижается пропорционально 1тНд.
На ТРДЦ она тем более снижается, поскольку зависит от степени двухконтурности, которая возрастает. Снижение L кНД приводит к уменьшению степени повышения давления в компрессоре п *нд и температуры за ним* *
ГвВД. Аналогично изменяются работа и параметры кВД: LKВд, п кВД и*Гк. Такое изменение параметров компрессора сопровождается снижением частот вращения роторов и смещением рабочих точек на характеристиках компрессоров влево вниз по линии совместной работы: уменьшаются давления р; и температуры Т, во всех сечениях двигателя и расход
воздуха через него. Уменьшаются параметры сопла: пс р - вследствие снижения л *, согласно уравнениям баланса давлений (10.11) и (10.12), скорость истечения сс- вследствие снижения п с р и температуры газа перед соплом. Соответственно снижаются удельные тяги Руд! и Рудц. Абсолютная тяга
наружного и внутреннего контуров и двигателя в целом Р снижается,
кроме того, из-за уменьшения расхода воздуха. Проведенный анализ
представим в следующем виде:

Итак, при снижении режима основные данные и параметры двигателя изменяются весьма существенно. В диапазоне режимов от максимального до малого газа тяга двигателя уменьшается в15...30 раз (в результате обеспечивается широкий диапазон потребных
тяг). Удельный расход топлива изменяется почти в 2 раза. Расход воздуха
уменьшается примерно в 4 раза, а частота вращения ротора -
в 1,5...2 раза. В основном рабочем диапазоне режимов (от максимального до 0,7 номинального) частота вращения ротора снижается примерно на
10 % при уменьшении тяги на 40 %. Скачок параметров при п ВД= 0,81
вызван переключением клапанов перепуска воздуха из компрессора ВД.
 Дроссельная характеристика, построенная для САУ не отличается от обобщенных характеристик. Дроссельные характеристики, построенные для внешних условий, отличных от стандартных, являются частным случаем обобщенных, а
анализ закономерности изменения параметров по лВдпр, а также
особенности обобщенных характеристик двухвальных ТРДД и ТРД относятся и к дроссельным характеристикам этих двигателей.

67, ДИАГРАММА i-S РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА
ОСНОВНОГО КОНТУРА ГТД

Рабочий процесс ГТД наглядно иллюстрирует i-s диаграмма. Если
на ней провести линии р = const, Т= const (/ = const) по значениям давления и температуры рабочего тела в характерных сечениях основного контура двигателя (см. рис. 1.1), то на пересечении получим точки, характеризующие состояние рабочего тела в этих сечениях. Соединив эти точки
линиями, получим изображение цикла ГТД (контур Н-В-К-Г-Т-С-Н,
рис. 5.1), который состоит из следующих процессов: Н-В - динамическое
сжатие воздуха в воздухозаборнике за счет скоростного напора набегающего
потока (этот процесс совершается частично перед воздухозаборником); В-К -
механическое сжатие рабочего тела в компрессоре; К-Г - подвод тепла к рабочему телу в камере сгорания; Г-Т - расширение газа в турбине; Т-С - расширение газа в канале сопла; С-Н - изобарический отвод тепла от струи горячих газов, вытекающих из двигателя, во внешнюю среду. Если кроме точек, характеризующих статические параметры рабочего
тела в различных сечениях проточной части, на рис. 5.1 нанести точки, характеризующие полные параметры, то по i-s диаграмме можно определить (в расчете
на 1 кг рабочего тела):кинетическую энергию скорости полета