Сопла для больших сверхзвуковых скоростей полета, эжекторные сопла и реверс тяги

Л.15

Сопла для дозвуковых и небольших сверхзвуковых скоростей полета.

Структура потока на режимах работы сопла с недорасширением показана на рис.8.4.

Рис.8.4. Структура потока на режимах работы сопла с перерасширением.

а – p_ср <p_кр; б – p_кр<p_ср <4; в – 4<p_ср <6; г – p_ср > 6.

=============================================

=============================================

Компоновки сопел на летательных аппаратах.

Рис.8.4. Компоновки сопел на ЛА.

а – компоновка с вынесенным соплом; б – компоновка с утопленным соплом.

Работа дозвукового сопла в условиях старта и в полете.

Рис.8.6. Течение за соплом в условиях старта.

р_д – донное давление

Рис.8.7. Течение за соплом при М_п<1.

Рис.8.8. Потери эффективной тяги сужающегося сопла
в зависимости от числа Маха.

При больших сверхзвуковых скоростях полета (М>2) в недорасширенной струе, истекающей из дозвукового сопла, сильно возрастают потери. Снизить потери тяги можно при использовании сопла Лавалля.

Рис.8.9. Режимы течения в соплах Лавалля.

I – дозвуковое течение (p_скр<1/p(l=1)); II – течение со скачками уплотнения внутри сопла; III – течение с перерасширением и сверхзвуковой скоростью на выходе (р_с<р_н); IV – расчетный режим (р_с=р_н); V – течение с недорасширением (р_с>р_н).

На расчетном режиме потери тяги определяются только потерями на трение и на не параллельность в выходном сечении.

На режиме с недорасширением потери тяги возрастают, так же как и в дозвуковом сопле за счет потерь в скачках уплотнения. Еще большими будут потери тяги на режимах с перерасширением, особенно при проникновении скачков внутрь сопла.

Рис.8.10. Сравнение тяговых характеристик сопел Лавалля с тяговой характеристикой дозвукового сопла.

Рис.8.11. Причина ухудшения тяговых характеристик сопла Лавалля на режимах с перерасширением; точка А – положение скачка уплотнения. Ниже точки – отрицательная разность давлений на стенке сопла.

Рис.8.12. Тяговые характеристики сопел Лавалля с p_срасч=19, углами конуса сверхзвуковой части a=15^о, 20^о, 40^о и профилированной внешней поверхностью кормы.

Поэтому сопла Лавалля в ВРД обычно делают регулируемыми.

Эжекторные сопла.

Эжекторное сопло вследствие увеличения расхода обеспечивает увеличение тяги. На старте и малых дозвуковых режимах потери тяги эжекторных сопел ниже, чем сопел Лавалля, а на сверхзвуковых несколько выше.

Рис.8.13. Схемы эжекторных сопел; а – с дозвуковым внутренним соплом;
б – со сверхзвуковым внутренним соплом.

Реверсивные устройства.

Рис. 8.14. Сокращение длины пробега самолета при использовании
реверса тяги; сплошная линия Q=29000 H/м², пунктир – Q=58000 H/м².

`Р_рев=Р_отр/Р (8.12)

Р_отр=G_ревс_ревcosa (8.13)

дополнительные потери не должны превышать 1%.

Переход от прямой тяги к реверсу и обратно должен осуществляться монотонно и плавно.

Рис.8.15. Схемы реверсивных устройств; I – решетчатого типа; II - створчатого типа; а – на режиме прямой тяги; б – на режиме реверсирования.

Рис.8.16. Реверсивное устройство двигателя с большой
степенью двухконтурности.

Дата добавления: 2014-01-07