Воздухозаборники и сопла двигателей самолёта

Для подвода необходимого количества воздуха и поддержания устойчивости работы газотурбинного двигателя на всех режимах полета служат воздухозаборники. Воздухозаборники обеспечивают торможение потока воздуха, повышая его давление перед входом в компрессор.

На самолетах с дозвуковыми режимами и при полетах со скоростями, соответствующими числам

М = 1,2...1,5, применяются воздухозаборники с нерегулируемой геометрией.

При дозвуковых скоростях полета степень повышения давления в воздухозаборнике незначительна по сравнению с повышением давления в компрессоре ГТД; при скоростях полета, соответствующих числам М = = 1,2...1,5, воздухозаборник и компрессор практически в одинаковой степени сжимают воздушный поток. При больших сверхзвуковых скоростях полета (М > 3) степень сжатия воздуха в воздухозаборнике превышает степень сжатия в компрессоре и становится возможным создание реактивной тяги двигателем, не имеющим компрессора (и, как следствие, турбины) - так называемым прямоточным воздушно-реактивным двигателем (ПВРД).

Применение на сверхзвуковых самолетах регулируемых воздухозабор­ников, безусловно, усложняет конструкцию входных устройств, увеличивает их массу и стоимость, однако позволяет обеспечить более надежную и экономичную работу двигателей в широком диапазоне скоростей и высот полета.

Обеспечение на всех режимах полета оптимальных параметров воздушного потока, подходящего двигателю, осуществляется за счет автоматического регулирования геометрии воздухозаборника.

При этом изменяется не только площадь входа воздушного потока в тракт двигателя, но и система скачков уплотнения, возникающих при сверхзвуковых скоростях.

При переходе воздушного потока через скачки уплот­нения в зависимости от угла наклона скачка меняются скорость, давление, плотность и температура потока, что используется в сверхзвуковых регулируемых воздухозаборниках для обеспечения необходимой степени сжатия воздушного потока. В этом случае регулируемый воздухозаборник фактически выполняет роль регулируе­мого компрессора двигателя.

На двигателях современных самолетов устанавливаются выхлопные сопла с регулируемой геометрией и устройства для реверсирования тяги двигателей.

Для регулирования сопла (площади его сечения) используется автоматика, которая в зависимости от режима полета (режима работы двигателя) посредст­вом силовых цилиндров отклоняет створки сопла, уменьшая или увеличивая площадь его сечения, и положение самого сопла при управлении вектором тяги. Очень существенна для получения высоких летных характеристик плавность внешних обводов хвостовой части фюзеляжа (гондолы), где расположены сопла (сопло) двигателей. Величи­на донного сопротивления при максимальном сужении сопла может достигать 1/3 полного сопротивления самолета. Чтобы уменьшить донное сопротивление, целесообразно управ­ляемые створки сопла делать большей длины. В этом случае они будут отклоняться на мень­шие углы и не будут нарушать плавность обтекания хвостовой части фюзеляжа (гондолы).

Реверсивные устройства на двигателях служат вместе с тормозами колес и тормоз­ным парашютом для уменьшения длины пробега самолета. Эффективность применения реверса тяги зависит как от величины создаваемой при этом отрицательной тяги двигате­лей , так и от времени опреде­ляемого в основном (если пренебречь реакцией запаздывания летчика) приемистостью двигателя (временем перехода двигателя с режима малого газа на максимальную тягу), на достижение после включения реверса (оно со­ставляет 5... 10 с), от тяговооруженности самолета , его посадочной скорости и от значения коэффициента трения колес о поверхность ВПП .

Эффективностьконструкции реверсивного устройства определяется относитель­ной тягой реверса

, где — максимальная тяга двигателя без форсажа. Значение для современных ТРДД составляет 0,3...0,6.

Практически получить Р_рев > 0,6 невозможно, поэтому повышение эффективности ре­версивного устройства возможно главным образом за счет улучшения приемистости двигателя.

По конструкции все реверсивные устройства разделяют на устройства, осуществля­ющие поворот газовой струи двигателя до или после среза сопла. В том и другом случае поворотом специальных створок перекрывается основной путь газа и осуществляется поворот газовой струи к отклоняющейся решетке.

Иногда на выходе из гондолы двигателя устанавливают глуши­тели шума, которые за счет "дробления" струи газа, выхо­дящего из двигателя, снижают шум от взлетающих и садящихся самолётов в районе аэродрома. Разумеется это уменьшает тягу двигателей.

Дата добавления: 2014-01-11