АВИАЦИЯ и иные...
13,516,686
34,315
|
Сигма ( Слушатель ) |
| 17 июл 2016 22:20:53 |
Сверхзвук
новая дискуссия Дискуссия 155
Извините, что вмешиваюсь. но разве выдающиеся характеристики МиГ-25 не были обусловлены отчасти конструкцией сопла?
О течениях с внезапным расширением (ТВР)
Такие разные, на первый взгляд, явления, как обтекание донных частей
ракет и снарядов, натекание сверхзвуковой струи на плоскую преграду,
взаимодействие струи с полостью и выемкой, течение в многосопловых
компоновках, в эжекторах, диффузорах газодинамических лазеров имеют схожие
режимы и общностью математического аппарата объединяются в широкий класс
течений с внезапным расширением. Одним из интересных приложений ТВР
является эжекторное сопло. Первые работы по эжекторам были написаны через
несколько лет после трудов Корста и Чепмена [4], посвященных проблемам
донного давления. Фундаментальной постановочной работой стала статья Чау и
Эдди [5], написанная в 1964 г, в которой рассмотрены основные режимы
проточного эжектора и эжектора с герметизированной донной областью Параллельно работы по сверхзвуковым эжекторам и эжекторным соплам велись в
Советском Союзе. В 1960 г. они вылились в создание экспериментального
самолета Е-152, предназначенного для изучения полетов со скоростями порядка
3000 км/ч (рис.5). На фото хорошо виден кольцевой зазор эжекторного сопла.
Рис.5. Экспериментальный самолет Е-152 с эжекторным соплом
Большинство сверхзвуковых самолетов имеют управляемые сопла с
небольшой закритической частью. Геометрическое число Маха при предельном
раскрытии створок обычно не превышает 1.2. Следовательно, при больших
скоростях полета потери тяги велики. Это не позволяет поддерживать
сверхзвуковую скорость в течение длительного времени, поэтому большинство
военных самолетом, по существу, являются дозвуковыми, лишь кратковременно
выходя на сверхзвук.
Проблема регулирования тяги и степени расширения газа внутри сопла
решается путем установки в районе среза сопла цилиндрического
профилированного насадка. Этот насадок называется эжектором сопла. Схема
эжекторного сопла изображена на рис. 6. Выхлопная струя двигателя, эжектирует
газ окружающей среды через кольцевой зазор. В результате, суммарный импульс
двигателя увеличивается. Поскольку выхлопная струя недорасширенная, она за
срезом сопла разворачивается на угол больший угла полураствора сопла.
Дополнительное разрежение, возникающее в результате вязко-невязкого
взаимодействия, также разворачивает поток от оси. Ниже по течению граница
струи прилипает к профилированным стенкам эжектора, минимальный диаметр
которого больше выходного сечения сопла, и расширяется внутри него.
Как правило, эжекторное сопло регулируется следующим образом. Отношение
площади выхлопного сечения сопла к площади его критического сечения Fc/Fкр
изменяется уменьшением и увеличением площади критики. Эжектор имеет
фиксированное отношение площадей Fc/FОбmin. Изменяя площадь кольцевого
зазора, и перемещая эжектор вдоль оси двигателя, можно добиться регулирования
тяги в очень большом диапазоне высот и скоростей полета.
Павел Булат "О проблеме запуска ракет из отсеков на сверхзвуковой скорости".
О течениях с внезапным расширением (ТВР)
Такие разные, на первый взгляд, явления, как обтекание донных частей
ракет и снарядов, натекание сверхзвуковой струи на плоскую преграду,
взаимодействие струи с полостью и выемкой, течение в многосопловых
компоновках, в эжекторах, диффузорах газодинамических лазеров имеют схожие
режимы и общностью математического аппарата объединяются в широкий класс
течений с внезапным расширением. Одним из интересных приложений ТВР
является эжекторное сопло. Первые работы по эжекторам были написаны через
несколько лет после трудов Корста и Чепмена [4], посвященных проблемам
донного давления. Фундаментальной постановочной работой стала статья Чау и
Эдди [5], написанная в 1964 г, в которой рассмотрены основные режимы
проточного эжектора и эжектора с герметизированной донной областью Параллельно работы по сверхзвуковым эжекторам и эжекторным соплам велись в
Советском Союзе. В 1960 г. они вылились в создание экспериментального
самолета Е-152, предназначенного для изучения полетов со скоростями порядка
3000 км/ч (рис.5). На фото хорошо виден кольцевой зазор эжекторного сопла.
Рис.5. Экспериментальный самолет Е-152 с эжекторным соплом
Большинство сверхзвуковых самолетов имеют управляемые сопла с
небольшой закритической частью. Геометрическое число Маха при предельном
раскрытии створок обычно не превышает 1.2. Следовательно, при больших
скоростях полета потери тяги велики. Это не позволяет поддерживать
сверхзвуковую скорость в течение длительного времени, поэтому большинство
военных самолетом, по существу, являются дозвуковыми, лишь кратковременно
выходя на сверхзвук.
Проблема регулирования тяги и степени расширения газа внутри сопла
решается путем установки в районе среза сопла цилиндрического
профилированного насадка. Этот насадок называется эжектором сопла. Схема
эжекторного сопла изображена на рис. 6. Выхлопная струя двигателя, эжектирует
газ окружающей среды через кольцевой зазор. В результате, суммарный импульс
двигателя увеличивается. Поскольку выхлопная струя недорасширенная, она за
срезом сопла разворачивается на угол больший угла полураствора сопла.
Дополнительное разрежение, возникающее в результате вязко-невязкого
взаимодействия, также разворачивает поток от оси. Ниже по течению граница
струи прилипает к профилированным стенкам эжектора, минимальный диаметр
которого больше выходного сечения сопла, и расширяется внутри него.
Как правило, эжекторное сопло регулируется следующим образом. Отношение
площади выхлопного сечения сопла к площади его критического сечения Fc/Fкр
изменяется уменьшением и увеличением площади критики. Эжектор имеет
фиксированное отношение площадей Fc/FОбmin. Изменяя площадь кольцевого
зазора, и перемещая эжектор вдоль оси двигателя, можно добиться регулирования
тяги в очень большом диапазоне высот и скоростей полета.
Павел Булат "О проблеме запуска ракет из отсеков на сверхзвуковой скорости".
ОТВЕТЫ (2)
|
Direwolf Gunner ( Слушатель ) |
| 17 июл 2016 22:39:39 |
Цитата: Сигма от 17.07.2016 20:20:53
Павел, конечно же прав, поскольку тяга ТРДФ считается как интеграл давления по поверхности. Чем эффективнее срабатывается на сопле температура нагретых газов, тем больше к.п.д. при той же площади рабочего цикла, т.е. при неизменных Т в камере сгорания и степени повышения давления.
Это целая научная дисциплина - ТАД (теория авиационных двигателей)
|
osankin ( Слушатель ) |
| 18 июл 2016 01:53:42 |
Именно поэтому в ТРДФ, предназначенном для мясищевского М-52, в вышеупомянутой книге на странице 108, обозначенном как "РД16-23 (проект)", было применено сопло Лаваля, а сама машина существовала в опытном образце. Последний раз я видел её в мае 1997 года, когда уходил с завода в систему "Татэнерго". Заводской музей был беспощадно разорён, а уникальное изделие выброшено на улицу. Ни тот момент, когда я его видел последний раз, ротор компрессора ещё свободно вращался от руки. Как мне рассказал один из ветеранов завода на стендовых испытаниях этой машины получили тягу в 20 тонн. Это в конце 50-х годов прошлого века!