logo
Теория авиационных двигателей (РИО)

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 Gт.

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

Рис. 4.8. Дроссельные характеристики ТРД

На рис. 4.8 показано два способа изображения стендовых дроссельных характеристик ТРД: в виде зависимостей удельного расхода топлива от тяги (рис. 4.8 а) и в виде зависимостей Р и Суд от (рис. 4.8б). Основные режимы работы двигателя отмечены условными обозначениями. Характеристики построены в относительных координатах, где за исходный принят максимальный режим.

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 Gв вызвано со снижением иq(в) из-за перемещения рабочей точки по рабочей линии на характеристике компрессора вниз. Снижение Руд 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 сс и удельной тяги Руд = , что наряду с уменьшениемGв приводит к очень интенсивному снижению тяги двигателя.

а) б)

в)

Рис. 4.9. Зависимость основных параметров ТРД от

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 = внтяг и увеличением удельного расхода топлива Суд =. 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 уменьшениеСуд (за счет повышения тягового КПД).