4.3. Дроссельные характеристики трд

Дроссельными характеристиками называют зависимости тяги и удельного расхода топлива ГТД от частоты вращения одного из роторов (или расхода топлива) при заданных условиях полета и принятой программе управления.

Дросселирование двигателя в целях снижения его тяги осуществляется снижением подачи топлива в камеру сгорания за счет уменьшения угла установки РУД. Основным управляющим фактором при этом является расход топлива G_т.

Объясним качественный характер протекания дроссельных характеристик на примере ТРД при условии, что дросселирование осуществляется при F_кр = const.

Рис. 4.8. Дроссельные характеристики ТРД

Протекание дроссельных характеристик двигателя определяется параметрами его рабочего процесса. Характер изменения наиболее важных из них представлен на рис. 4.9. Здесь показано изменение от степени повышения давления и КПД компрессора, а также,и. Объясним с их помощью протекание дроссельных характеристик.

Тяга при дросселировании двигателя, как видно из рис. 4.8, интенсивно снижается, что обусловлено уменьшением как удельной тяги, так и расхода воздуха. Уменьшение G_в вызвано со снижением иq(_в) из-за перемещения рабочей точки по рабочей линии на характеристике компрессора вниз. Снижение Р_уд обусловлено одновременным уменьшением параметров рабочего процесса  и  (в основном, температуры газа перед турбиной ), как это показано на рис. 4.9.

Одновременное снижение параметров  и  при дросселировании двигателя приводит к уменьшению работы цикла и удельной тяги. Следует особо отметить, что температура при снижается при уменьшении чрезвычайно интенсивно в соответствии со снижением работы, потребной для вращения компрессора. Происходит значительное уменьшение скорости истечения с_с и удельной тяги Р_уд = , что наряду с уменьшениемG_в приводит к очень интенсивному снижению тяги двигателя.

На пониженных частотах вращения при приближении к режиму МГ в стендовых условиях возможно уменьшение интенсивности снижения и даже увеличение температуры с уменьшением. Это обусловлено снижениемпри переходе реактивного сопла на докритические режимы истечения.

Удельный расход топлива вначале незначительно уменьшается, вблизи режима «кр» достигает минимального значения, а затем увеличивается вплоть до режима МГ (рис. 4.8). На удельный расход топлива оказывают влияние два противоположно действующих фактора: снижение внутреннего КПД и увеличение тягового КПД. Внутренний КПД снижается по причине одновременного уменьшения параметров рабочего процесса  и . Поэтому глубокое дросселирование ГТД любого типа всегда связано со значительным уменьшением внутреннего КПД _вн и полного КПД _п = _вн_тяг и увеличением удельного расхода топлива С_уд =. Снижение удельного расхода топлива на начальном участке дроссельной характеристики (от максимального до крейсерского режимов, рис. 4.8) объясняется интенсивным увеличением тягового КПД, вызванным быстрым снижением скорости истечения при дросселировании (из-за паденияи) и уменьшением, вследствие этого, потерь с выходной скоростью

(рис. 4.9 в). Современные ГТД, как отмечалось ранее, имеют на максимальном режиме температуру больше, а поэтому снижениепри дросселировании двигателя вблизи максимального режима приводит к приближению температурык ее экономическому значению, что и вызывает некоторое уменьшениеС_уд (за счет повышения тягового КПД).