Вопрос №12

Друхконтурные турбореактивные двигатели (ТРДД)

За рубежом используются на следующих самолетах: дозвуковые штурмовики, сверхзвуковые истребители, сверхзвуковые многоцелевые самолеты, противолодочные, военно-транспортные и пассажирские самолеты.

ТРДД — это ТРД с конструкцией позволяющей перемещать дополнительную массу воздуха, проходящую через внешний контур двигателя. Такая конструкция обеспечивает более высокие полетные КПД, по сравнению с обычными ТРД. Первым, предложившим концепцию ТРДД в отечественном авиадвигателестроении был Люлька А. М.

Схема ТРДД.
1 — Вентилятор.
2 — Компрессор низкого давления.
3 — Компрессор высокого давления.
4 — Камера сгорания.
5 — Турбина высокого давления.
6 — Турбина низкого давления.
7 — Сопло.
8 — Вал ротора высокого давления.
9 — Вал ротора низкого давления.

Пройдя через входное устройство, воздух попадает в компрессор низкого давления, именуемый вентилятором. После вентилятора воздух разделяется на два потока. Часть воздуха попадает во внешний контур и, минуя камеру сгорания, формирует реактивную струю в сопле. Другая часть воздуха проходит сквозь внутренний контур, полностью идентичный с ТРД, о котором говорилось выше.

Одним из важнейших параметров ТРДД, является степень двухконтурности, то есть отношение расхода воздуха через внешний контур к расходу воздуха через внутренний контур. m = G ₂ / G ₁ Где G ₁ и G ₂ расход воздуха через внутренний и внешний контуры соответственно.

Реактивная тяга ВРД:

(1)

КПД: (2)

Принцип присоединения массы можно истолковать следующим образом. В ТРДД, согласно формуле (2) заложен принцип повышения полетного КПД двигателя, за счёт уменьшения разницы между скоростью истечения рабочего тела из сопла и скоростью полета. Уменьшение тяги, которое, согласно формуле (1), вызовет уменьшение этой разницы между скоростями, компенсируется за счёт увеличения расхода воздуха через двигатель. Следствием увеличения расхода воздуха через двигатель является увеличение площади фронтального сечения входного устройства двигателя, следствием чего является увеличение диаметра входа в двигатель, что ведет к увеличению его лобового сопротивления и массы. Иными словами, чем выше степень двухконтурности — тем большего диаметра будет двигатель при прочих равных условиях.

Все ТРДД можно разбить на 2 группы: со смешением потоков за турбиной и без смешения.

В ТРДД со смешением потоков (ТРДДсм) потоки воздуха из внешнего и внутреннего контура попадают в единую камеру смешения. В камере смешения эти потоки смешиваются и покидают двигатель через единое сопло с единой температурой. ТРДДсм более эффективны, однако наличие камеры смешения приводит к увеличению габаритов и массы двигателя.

ТРДД как и ТРД могут быть снабжены регулируемыми соплами и форсажными камерами. Как правило это ТРДДсм с малыми степенями двухконтурности для сверхзвуковых военных самолётов.

Все ТРДД можно разделить на двигатели без форсажной камеры и с ней. Форсирование возможно за счет дополнительного сжигания топлива как в наружном контуре или одновременно за турбиной внутреннего контура и в наружном контуре, так и в общей форсажной камере.

Тяга ТРДД с раздельными контурами представляет собой сумму тяг внутреннего и наружного контуров. Распределение тяги между контурами зависит от степени двухконтурности.

Удельной тягой ТРДД называется отношение тяги двигателя к суммарному расходу воздуха.

Удельным расходом топлива называется отношение суммарного расхода в обоих контурах к суммарной тяге.

Дата добавления: 2015-05-10