Параметров рабочего процесса

У турбовальных двигателей (рис. 5.1) реализуется термодинамический цикл Брайтона, и работа цикла

L_ц =L_е +. (5.1)

У ТВаД, применяемых на вертолетах, реактивная тяга не используется в качестве движущей силы. Скорость истечения газа из сопла с_су них стремятся иметь как можно меньшей. Мала у них и скорость полетаV. Поэтому у этих двигателей практическиL_ц =L_е. В этом случае мощность на валу двигателя выражается формулой

N_e =L_еG_в  L_цG_в. (5.2)

Основными удельными параметрами ТВаД служат удельная мощность N_е.уд и удельный расход С_е топлива.

Удельная мощность равна:

N_e.уд ==L_е L_ц. (5.3)

Внутренний КПД термодинамического цикла ТВаД, как и для ГТД прямой реакции, определяется из соотношения

_вн ==. (5.4)

Удельный расход топлива равен

С_e ===. (5.5)

Отсюда следует, что экономичность турбовальных двигателей полностью определяется их внутренним КПД, характеризующим совершенство двигателя как тепловой машины.

Формулы (5.1)…(5.5) с достаточной точностью применимы также для расчета удельных параметров ТВД и ТВВД, т.к. для этих двигателей доля тяги, создаваемой за счет истечения газа из реактивного сопла, мала.

Параметрами их рабочего процесса являются степень повышения давления  = и степень подогрева воздуха=Т*_г / Т_н. Они определяют эффективность термодинамического цикла этих двигателей.

Рассмотрим влияние параметров рабочего процесса на удельные параметры ТВаД.

Зависимости L_ц и _вн от  и  для рассматриваемых двигателей остаются такими же, как для ТРД и ТРДД.

Качественный характер протекания зависимостей N_e.уд и С_e от  (и соответственно от при известной величине_вх) при =const и заданных условиях полета для ТВаД изображен на рис. 5.2 а. Отличие от ТРД и ТРДД состоит в том, что значение величины _эк у ТВаД соответствует условию максимума _вн и, следовательно, значительно ниже, чем у ТРДД и особенно у ТРД.

Качественный характер зависимостей величин N_e.уд и С_е от  (и соответственно от ) при = const и заданных условиях полета приведен на рис. 5.2 б (сплошные линии). Величина N_е.уд повторяет зависимость работы цикла от . Как видно, N_е.уд увеличивается при повышении , а следовательно, и , более интенсивно, чемР_уд у ТРД , что объясняется снижением у них с ростом  тягового КПД.

Внутренний КПД с ростом  при  = const увеличивается (рис. 5.2 в), поэтому величина С_е , которая у ТВаД изменяется обратно пропорционально _вн, с ростом  уменьшается. Это также является отличительной особенностью ТВаД: у них нет _эк. Чем выше  и соответственно , тем при прочих равных условиях ниже удельный расход топлива. Это справедливо в предположении, что с ростом не происходит значительного увеличения расхода воздуха на охлаждение турбины.