Document 4979436

Тема 13. «Входные и выходные
устройства авиационных ГТД»
Занятие № 1. «Общие сведения
о входных устройствах авиационных ГТД»
Вопросы:
1. Назначение, классификация и требования,
предъявляемые к входным устройствам.
2. Принципиальная схема и работа дозвуковых входных
устройств.
3. Принципиальная схема и работа сверхзвуковых
входных устройств.
4. Неустойчивые режимы работы и регулирование
сверхзвуковых входных устройств.
Вопрос 1. Назначение, классификация и требования,
предъявляемые к входным устройствам
Состав:
Назначение:
•
•
•
подвод воздуха к двигателю;
предварительное увеличение
давления воздуха;
согласование работы
воздухозаборника и двигателя.
Классификация:
1. По скорости потока:
• дозвуковые;
• сверхзвуковые.
2. По наличию системы управления:
• регулируемые;
• нерегулируемые.
3. По расположению на ВС:
• лобовые;
• подфюзеляжные;
• подкрыльевые;
• боковые
•
•
•
•
воздухозаборник;
воздухоподводящий канал;
система управления
воздухозаборником;
защитные устройства.
Вопрос 1. Назначение, классификация и требования,
предъявляемые к входным устройствам
Вопрос 1 end
Вопрос 1. Назначение, классификация и требования,
предъявляемые к входным устройствам
Требования:
• минимальные потери полного давления;
• устойчивое течение воздуха во всем эксплуатационном диапазоне скоростей и
высот;
• малое внешнее сопротивление;
• равномерное распределение скорости воздушного потока на входе в двигатель;
• обеспечение требуемого расхода воздуха;
• отсутствие влияния на аэродинамические характеристики ВС;
• отсутствие влияния планера на работу входного устройства.
Вопрос 2. Принципиальная схема и работа дозвуковых
входных устройств
2.1. Основные параметры :
 вх
рв*
 *
рн
- коэффициент сохранения полного давления
рв*
 вх 
рн
Свх 
- степень повышения давления во входном устройстве
 вх
qFmid вх
- коэффициент внешнего сопротивления
Мн
1
2
3
πвх
1,84
6,7
24
σвх
1
0,72
0,33
Вопрос 2. Принципиальная схема и работа дозвуковых
входных устройств
2.2. Работа дозвукового входного устройства
Расчетный режим: свх ≈ 0,5 сн расч ⟹ Fн < Fвх
Н
В
Вх
а) сн ↑ при Gв в= const
Gв н = снFнρн
б
сн↑ → рвх↑ → Fн↓
а
с
р
Fн
Fвх
б) сн ↓ при Gв в= const.
с
сн ↓→ рвх↓ → Fн↑
р
Рис. 4.1. Работа дозвукового входного устройства
х
Вопрос 2. Принципиальная схема и работа дозвуковых
входных устройств
Нерасчетные режимы
с
Рис. 4.2. сн>>срасч
Рис. 4.3. сн<<срасч
Особенности конструкции
самолетных входных устройств
Рис. 4.4. Косой обдув
Особенности конструкции
вертолетных входных устройств
Ось ВЗ
10°…15°
Ось двигателя
Дозвуковые
Вопрос 2 end
Сверхзвуковые
Рис. 4.5. Схема вертолетных входных устройств
Вопрос 3. Принципиальная схема и работа сверхзвуковых
входных устройств
Особенности сжатия сверхзвукового потока
КСУ
р1*
 ск  *
р2
ПСУ
2
1
2
β
1
р
- коэффициент сохранения
полного давления в СкУ.
 ск   ск1 ск 2 ... скn
α
Влияние числа М и β на параметры потока
с
Мн↑ → ↓α →∆рск↑→∆Тск↑ → σск↓
Т*
β↑ → α↑, р2↑→∆рск↑→ ∆Тск↑ → σск↓
Вопрос 3 end
Вопрос 3. Принципиальная схема и работа сверхзвуковых
входных устройств
Классификация сверхзвуковых входных устройств
1. По форме поперечного сечения:
- плоские;
- осесимметричные.
2. По принципу организации
процесса сжатия:
- с внешним сжатием;
- с внутренним сжатием;
- со смешанным сжатием.
3. По количеству скачков:
- 1–скачковые, М=1,4…1,5;
- 2–скачковые, М=1,6…2,0;
- 3–скачковые, М=2,0…2,5;
- 4–скачковые, М=3 и более
- 5–скачковые.
σскΣ
1,0
0,8
4
3
0,6
0,4
1
2
1
2
3
4 МН
Рис. 4.7. График зависимости коэффициента сохранения полного
давления от расчетного чиста М полёта и количества скачков
уплотнения.
Вопрос 3. Принципиальная схема и работа сверхзвуковых
входных устройств
Расчетный режим работы сверхзвукового входного
устройства внешнего сжатия
Вх
Н
В
Г
FН=Fвх
Г
М>1
М>1 М>1 M<1
M<1
Fг
р

с
Gв
 vF
F
 н
 н
Gвм ах  y vF нм ах Fнм ах
Рис. 4.8. Расчетный режим работы сверхзвукового входного устройства внешнего сжатия.
Вопрос 4. Неустойчивые режимы работы и
регулирование сверхзвуковых входных устройств
Влияние скорости полета при постоянном режиме работы
двигателя
а) МН < МН расч, n = сonst, Gв = const
Вх
Н
В
рвх
Fвх= FН
Fвх
Г
Г
FН
М>1
М>1 М>1 M<1
M<1
Рис. 4.9. Влияние уменьшения скорости полета относительно расчетной при постоянном
режиме работы двигателя на работу сверхзвукового входного устройства
FН ↓→ φ < 1, σвх ↑, Сх↑
Мероприятия по предупреждению:
1. Уменьшение β
2. Увеличение FГ до FГ = FГ потр = FГ оpt.
Вопрос 4. Неустойчивые режимы работы и
регулирование сверхзвуковых входных устройств
Влияние скорости полета при постоянном режиме работы
двигателя
б) МН > МН расч, n = сonst, Gв= const
Г
Вх
В
S-cкачок
Fвх = FН
М>1
Вихри
Г
М>1
М>1
М<1
Рис. 4.10. Влияние увеличения скорости полета относительно расчетной при постоянном
режиме работы двигателя на работу сверхзвукового входного устройства
МН↑ → α↓, но ∆рск↑ (σвх↓) →ν↓(ρвх↑)→FГ↑>FГ потр, φ=1.
Мероприятия по предупреждению:
1. Увеличение β → скачки сфокусируются на передней кромке обечайки.
2. Уменьшение FГ до FГ = FГ потр = FГ оpt.
Вопрос 4. Неустойчивые режимы работы и
регулирование сверхзвуковых входных устройств
Влияние режима работы двигателя
а) n↓ ( Gв<Gв расч), МН = const
Г
Вх
В
рв↑
рвх
Fвх
Г
FН
М>1
М>1
М>1
M<1
M<1
Рис. 4.11. Влияние уменьшения режима работы двигателя на работу сверхзвукового входного устройства
n↓→Gв дв↓→pвх↑→GвГ ↓
Мероприятия по предупреждению помпажа:
1. ↑β (↓σвх).
2. Уменьшение FГ.
3. Удаление части воздуха, прошедшего через скачки уплотнения, через
окна перепуска.
Вопрос 4. Неустойчивые режимы работы и
регулирование сверхзвуковых входных устройств
Влияние режима работы двигателя
б) n↑ ( Gв>Gв расч), МН = const
Г
Вх
В
M>1
M<1
Fвх
М>1
FН
Г
M<1
М>1
М>1
Мероприятия по предупреждению «зуда»:
1. Увеличение FГ.
2. Уменьшение β (↓σвх).
Вопрос 4 end
рв↑