Иноземцев А.А., Сандрацкий В.Л. Газотурбинные двигатели

Подождите немного. Документ загружается.

Ãëàâà 1 - Îáùèå ñâåäåíèÿ î ãàçîòóðáèííûõ äâèãàòåëÿõ

Solar (ÑØÀ). Ôèðìà Solar âõîäèò â ñîñòàâ êîì-

ïàíèè Caterpillar è çàíèìàåòñÿ ðàçðàáîòêîé è ïðî-

èçâîäñòâîì ñòàöèîíàðíûõ ÃÒÄ ìàëîé ìîùíîñòè îò

1 äî 15 ÌÂò äëÿ ýíåðãåòè÷åñêîãî è ìåõàíè÷åñêîãî

ïðèâîäà è ìîðñêîãî ïðèìåíåíèÿ.

Îñíîâíûå ìàðêè ÃÒÄ - Saturn 20, Centaur 40/

50, Taurus 60/70, Mars 90/100, Titan 130.

ÃÏ «ÇÌÊÁ «Ïðîãðåññ» èì. À.Ã. Èâ÷åíêî»

(Óêðàèíà, ã. Çàïîðîæüå). Ãîñóäàðñòâåííîå ïðåä-

ïðèÿòèå «Çàïîðîæñêîå ìàøèíîñòðîèòåëüíîå êîí-

ñòðóêòîðñêîå áþðî «Ïðîãðåññ» èìåíè àêàäåìèêà

À.Ã. Èâ÷åíêî» ñïåöèàëèçèðóåòñÿ íà ðàçðàáîòêå,

èçãîòîâëåíèè îïûòíûõ îáðàçöîâ è ñåðòèôèêàöèè

àâèàöèîííûõ ÃÒÄ - ÒÐÄÄ â äèàïàçîíå òÿãè

17…230 êÍ, ñàìîëåòíûå ÒÂÄ è âåðòîëåòíûå ÃÒÄ

ìîùíîñòüþ 1000…10000 êÂò, à òàêæå ïðîìûøëåí-

íûå íàçåìíûå ÃÒÄ ìîùíîñòüþ îò 2,5 äî 10000 êÂò.

Äâèãàòåëè ðàçðàáîòêè «ÇÌÊÁ «Ïðîãðåññ» ñåðèé-

íî âûïóñêàþòñÿ â ÎÀÎ «Ìîòîð Ñè÷» (Óêðàèíà,

ã. Çàïîðîæüå).

Íàèáîëåå ìàññîâûå ñåðèéíûå àâèàöèîííûå

äâèãàòåëè è ïåðñïåêòèâíûå ïðîåêòû:

- ÒÂÄ è âåðòîëåòíûå ÃÒÄ – ÀÈ-20, ÀÈ-24, Ä-27

(ÒÂÂÄ ñ îòêðûòûì ÂÂ);

- ÒÐÄÄ – ÀÈ-25, ÄÂ-2, Ä-36, Ä-18Ò, Ä-436Ò1/

Ò2/ÒÏ.

Íàçåìíûå ÃÒÄ:

- Ä-336-1/2, Ä-336-2-8, Ä-336-1/2-10.

ÍÏÏ «Ìàøïðîåêò» (Óêðàèíà, ã. Íèêîëàåâ).

Íàó÷íî-ïðîèçâîäñòâåííîå ïðåäïðèÿòèå «Çîðÿ-

Ìàøïðîåêò» (Óêðàèíà, ã. Íèêîëàåâ) ðàçðàáàòûâà-

åò è ïðîèçâîäèò ÃÒÄ äëÿ ìîðñêèõ ÑÓ, à òàêæå íà-

çåìíûå ÃÒÄ äëÿ ýíåðãåòè÷åñêîãî è ìåõàíè÷åñêîãî

ïðèâîäà. Íàçåìíûå äâèãàòåëè ÿâëÿþòñÿ ìîäèôè-

êàöèÿìè ìîäåëåé ìîðñêîãî ïðèìåíåíèÿ. Êëàññ

ìîùíîñòè ÃÒÄ: 2…30 ÌÂò. Ñ 1990 ã.ã. ÍÏÏ «Çîðÿ-

Ìàøïðîåêò» ðàçðàáàòûâàåò òàêæå ñòàöèîíàðíûé

îäíîâàëüíûé ýíåðãåòè÷åñêèé äâèãàòåëü UGT-110

ìîùíîñòüþ 110 ÌÂò .

Îñíîâíûå ìîäåëè ÃÒÄ:

- UGT-2500, UGT-3000, UGT-6000, UGT-10000,

UGT-15000, UGT-160000, UGT-250000, UGT-110 (ñî-

âìåñòíî ñ ÍÏÎ «Ñàòóðí», Ðîññèÿ).

1.4.2 - Îñíîâíûå ðîññèéñêèå ïðî

èç-

âîäèòåëè ÃÒÄ

Íèæå ïðèâåäåíû îñíîâíûå ðîññèéñêèå ïðåä-

ïðèÿòèÿ-ðàçðàáîò÷èêè ÃÒÄ, ðàñïîëîæåííûå â àë-

ôàâèòíîì ïîðÿäêå.

ÎÀÎ «Àâèàäâèãàòåëü» (ã.Ïåðìü). Ðàçðàáàòû-

âàåò, èçãîòàâëèâàåò è ñåðòèôèöèðóåò àâèàöèîííûå

ÃÒÄ - ãðàæäàíñêèå ÒÐÄÄ â êëàññå òÿãè 52…200 êÍ

äëÿ ìàãèñòðàëüíûõ ñàìîëåòîâ, âîåííûå ÒÐÄÄÔ

â êëàññå òÿãè 152…194 êÍ, âåðòîëåòíûå ÃÒÄ, à òàê-

æå àâèàïðîèçâîäíûå íàçåìíûå ïðîìûøëåííûå

ÃÒÄ äëÿ ìåõàíè÷åñêîãî è ýíåðãåòè÷åñêîãî ïðèâî-

äà â êëàññå ìîùíîñòè 2,5…30 ÌÂò. Ñåðèéíîå ïðî-

èçâîäñòâî ÒÐÄÄ ðàçðàáîòêè ÎÀÎ «Àâèàäâèãàòåëü»

îñóùåñòâëÿåò ÎÀÎ «Ïåðìñêèé ìîòîðíûé çàâîä»

(ÎÀÎ ÏÌÇ, ã.Ïåðìü) è ÎÀÎ«ÍÏÎ Ñàòóðí»

(ã.

Ðû-

áèíñê). Ïðîìûøëåííûå ÃÒÄ ñåðèéíî âûïóñêàþò-

ñÿ íà ÎÀÎ ÏÌÇ.

ÎÀÎ «Àâèàäâèãàòåëü» è ÎÀÎ ÏÌÇ ñîñòàâëÿ-

þò ÿäðî ñîçäàííîãî â êîíöå 2003 ã. «Ïåðìñêîãî

öåíòðà àâèàäâèãàòåëåñòðîåíèÿ» âî ãëàâå ñ óïðàâ-

ëÿþùåé êîìïàíèåé «Ïåðìñêèé ìîòîðîñòðîèòåëü-

íûé êîìïëåêñ».

Íàèáîëåå ìàññîâûå ñåðèéíûå àâèàöèîííûå

äâèãàòåëè è ïåðñïåêòèâíûå ïðîåêòû:

- ÒÐÄÄ – Ä-20Ï, Ä-30, Ä-30ÊÓ/ÊÏ, Ä-30ÊÓ-

154, Ä-30-Â10, ÏÑ-90À, ÏÑ-90À2, ÏÑ-90À12 (ïðî-

åêò), ÏÑ-12 (ïðîåêò ÒÐÄÄ 5 ïîêîëåíèÿ);

- ÒÐÄÄÔ – Ä-30Ô6;

- âåðòîëåòíûå ÃÒÄ – Ä-25Â.

ÃÒÄ íàçåìíîãî ïðèìåíåíèÿ ïðåäñòàâëåíû

øèðîêèì ñïåêòðîì ìîäåëåé äëÿ ìåõàíè÷åñêîãî

è ýíåðãåòè÷åñêîãî ïðèâîäà. Íàçåìíûå äâèãàòåëè,

ñîçäàííûå êîíâåðòàöèåé àâèàöèîííûõ äâèãàòåëåé

Ä-30 è ÏÑ-90À - ÃÒÓ-2,5Ï, ÃÒÓ-4Ï, ÃÒÓ-6Ï, ÃÒÓ-

10Ï, ÃÒÓ-12Ï, ÃÒÓ-16Ï, ÃÒÓ-25Ï, ÃÒÝ-180 (ïðî-

åêò ñîâìåñòíî ñ ÎÀÎ ËÌÇ).

ÃÓÍÏÏ «Çàâîä èìåíè Â.ß.Êëèìîâà»

(ã.Ñàíêò-Ïåòåðáóðã). Ãîñóäàðñòâåííîå óíèòàð-

íîå íàó÷íî-ïðîèçâîäñòâåííîå ïðåäïðèÿòèå «Çàâîä

èì.Â.ß.Êëèìîâà» â ïîñëåäíèå ãîäû ñïåöèàëèçè-

ðóåòñÿ íà ðàçðàáîòêå è ïðîèçâîäñòâå àâèàöèîííûõ

ÃÒÄ. Íîìåíêëàòóðà ðàçðàáîòîê øèðîêà - âîåííûå

ÒÐÄÄÔ â êëàññå òÿãè 81…98 êÍ, ñàìîëåòíûå

ÒÂÄ

è âåðòîëåòíûå ÃÒÄ â êëàññå ìîùíîñòè

1200…2600 êÂò; òàíêîâûå ÃÒÄ â êëàññå ìîùíîñ-

òè 700…900 êÂò, à òàêæå êîíâåðòèðîâàííûõ ïðî-

ìûøëåííûõ ÃÒÄ íà áàçå ÒÂÄ è âåðòîëåòíûõ ÃÒÄ

â êëàññå ìîùíîñòè 0,8…2,5 ÌÂò.

Íàèáîëåå ìàññîâûå ñåðèéíûå àâèàöèîííûå

è íàçåìíûå äâèãàòåëè è ïåðñïåêòèâíûå ïðîåêòû:

- ÒÐÄ(Ô) – ÂÊ-1, ÂÊ-1Ô;

- ÒÐÄÄÔ – ÐÄ-33, ÐÄ-133;

- ÒÂÄ è âåðòîëåòíûå ÃÒÄ – ÃÒÄ-350, ÒÂ2-117,

ÒÂ3-117, ÒÂ7-117, ÂÊ-3500;

- òàíêîâûå ÃÒÄ – ÃÒÄ-1000Ò/ÒÔ, ÃÒÄ-1250;

- íàçåìíûå ýíåðãåòè÷åñêèå ÃÒÄ: ÃÒÏ-0,8;

ÃÒÏ-1,25; ÃÒÏ-1,6; ÃÒÏ-2,5.

ÎÀÎ «ËÌÇ» (ã. Ñàíêò-Ïåòåðáóðã). ÎÀÎ «Ëå-

íèíãðàäñêèé Ìåòàëëè÷åñêèé çàâîä» ðàçðàáàòûâà-

åò è ïðîèçâîäèò ñòàöèîíàðíûå ýíåðãåòè÷åñêèå ÃÒÄ

â êëàññå ìîùíîñòè 100…180 ÌÂò.

Îñíîâíûå ìàðêè ÃÒÄ - ÃÒÝ-100 (äâèãàòåëü

ñëîæíîãî öèêëà ñ ïðîìåæóòî÷íûì îõëàæäåíèåì

è ïðîìåæóòî÷íûì ïîäîãðåâîì), ÃÒÝ-150, ÃÒÝ-180

Ãëàâà 1 - Îáùèå ñâåäåíèÿ î ãàçîòóðáèííûõ äâèãàòåëÿõ

(ïðîåêò ñîâìåñòíî ñ ÎÀÎ «Àâèàäâèãàòåëü»).

ÔÃÓÏ «Ìîòîð» (ã. Óôà). Ôåäåðàëüíîå ãîñó-

äàðñòâåííîå óíèòàðíîå ïðåäïðèÿòèå «Íàó÷íî-ïðî-

èçâîäñòâåííîå ïðåäïðèÿòèå «Ìîòîð» çàíèìàåòñÿ

ðàçðàáîòêîé âîåííûõ ÒÐÄ è ÒÐÄÔ äëÿ èñòðåáèòå-

ëåé è øòóðìîâèêîâ.

Îñíîâíûå àâèàöèîííûå ÃÒÄ - Ð13-300, Ð25-300,

Ð95Ø, Ð195.

Â 1990-å ãîäû íà áàçå äâèãàòåëÿ Ð195 ðàçðà-

áîòàíà ýíåðãåòè÷åñêàÿ óñòàíîâêà ÃÒÝ-10/95 ìîù-

íîñòüþ 10 ÌÂò.

«Îìñêîå ÌÊÁ» (ã. Îìñê). ÀÎ «Îìñêîå ìîòî-

ðîñòðîèòåëüíîå êîíñòðóêòîðñêîå áþðî» çàíèìàåò-

ñÿ ðàçðàáîòêîé ìàëîðàçìåðíûõ ÃÒÄ è âñïîìîãà-

òåëüíûõ ÑÓ.

Îñíîâíûå äâèãàòåëè ðàçðàáîòêè «Îìñêîãî

ÌÊÁ»:

- âñïîìîãàòåëüíûå ÃÒÄ - ÂÑÓ-10, ÂÃÒÄ-43;

- ÒÂÄ - ÒÂÄ-10, ÒÂÄ-20;

- âåðòîëåòíûå ÃÒÄ - ÃÒÄ-3, ÒÂ-0-100;

- ÒÐÄÄ - ÒÐÄÄ-50 (ïðîåêò).

ÎÀÎ «ÍÏÎ «Ñàòóðí» (ã. Ðûáèíñê). ÎÀÎ

«Íàó÷íî-ïðîèçâîäñòâåííîå îáúåäèíåíèå «Ñàòóðí»

â ïîñëåäíèå ãîäû ðàçðàáàòûâàåò è ïðîèçâîäèò âî-

åííûå ÒÐÄÄÔ â êëàññå òÿãè 122…175 êÍ, ÒÂÄ

è âåðòîëåòíûå ÃÒÄ ìîùíîñòüþ 1000…1100 êÂò,

à òàêæå êîíâåðòèðîâàííûå íàçåìíûå ÃÒÄ ìîùíî-

ñòüþ îò 4 äî 20 ÌÂò. Ñîâìåñòíî ñ ÍÏÎ «Ìàøïðî-

åêò» (Óêðàèíà) ó÷àñòâóåò â ïðîãðàììå ýíåðãåòè÷åñ-

êîãî îäíîâàëüíîãî ÃÒÄ ìîùíîñòüþ 110 ÌÂò.

Ñîâìåñòíî ñ êîìïàíèåé Snecma ðàçðàáàòûâàåò

ÒÐÄÄ äëÿ ðåãèîíàëüíûõ ñàìîëåòîâ â êëàññå òÿãè

50…70 êÍ. Ñåðèéíîå ïðîèçâîäñòâî âîåííûõ ÒÐÄÄÔ

îñóùåñòâëÿåòñÿ íà ñåðèéíûõ çàâîäàõ - â óôèìñêîì

ÎÀÎ «ÓÌÏÎ» è ìîñêîâñêîì ÔÍÏÖ «Ñàëþò»

Íàèáîëåå ìàññîâûå ñåðèéíûå àâèàöèîííûå

äâèãàòåëè è ïåðñïåêòèâíûå ïðîåêòû:

- ÒÐÄ(Ô) – ÀË-7Ô, ÀË-21Ô, ÂÄ-7, ÐÄ-36-41,

ÐÄ-36-51;

- ÒÐÄÄÔ – ÀË-31Ô, ÀË-41Ô (îïûòíûé äâè-

ãàòåëü 5 ïîêîëåíèÿ);

- ÒÐÄÄ – SM146 (ñîâìåñòíûé ïðîåêò ñ êîìïà-

íèåé Snecma);

- ÒÂÄ è âåðòîëåòíûå ÃÒÄ – ÐÄ-600, ÒÂÄ-1500.

Íàçåìíûå ÃÒÄ - ÀË-31ÑÒ, ÀË-31ÑÒÝ, ÃÒÄ-4,

ÃÒÄ-6, ÃÒÄ-8, ÃÒÄ-6,3 (ïðîåêò), ÃÒÄ-10 (ïðîåêò),

ÃÒÄ-110 (ñîâìåñòíî ñ ÍÏÎ «Ìàøïðîåêò»).

ÎÀÎ «ÑÍÒÊ èì. Í.Ä. Êóçíåöîâà». ÎÀÎ «Ñà-

ìàðñêèé íàó÷íî-òåõíè÷åñêèé êîìïëåêñ èì. Í.Ä.Êóç-

íåöîâà» ð

àçðàáàòûâàåò è âûïóñêàåò àâèàöèîííûå

ÃÒÄ (ÒÂÄ, ÒÐÄÄ, ÒÐÄÄÔ) è íàçåìíûå ÃÒÄ, êîí-

âåðòèðîâàííûå èç àâèàäâèãàòåëåé. Ïðåäïðèÿòèå

èìååò ñàìûé áîëüøîé îïûò ñðåäè ðîññèéñêèõ

ïðåäïðèÿòèé â ðàçðàáîòêå íàçåìíûõ ÃÒÄ äëÿ ãà-

çîâîé ïðîìûøëåííîñòè. Ïðîäóêöèÿ ýòîãî ïðåäïðè-

ÿòèÿ ñåðèéíî ýêñïëóàòèðóåòñÿ ñ 1974 ãîäà. Â ïîñëåä-

íèå ãîäû âåäåòñÿ äîâîäêà ÒÂÂÄ ÍÊ-93 ñ äâóõðÿäíûì

çàêàïîòèðîâàííûì ÂÂ, à òàêæå ðàçðàáîòêà íîâûõ

ìîäåëåé íàçåìíûõ ÃÒÄ.

Îñíîâíûå àâèàöèîííûå ÃÒÄ ðàçðàáîòàííûå

ÎÀÎ «ÑÍÒÊ èì. Í.Ä. Êóçíåöîâà»:

- ÒÂÄ – ÍÊ-12ÌÂ, ÍÊ-4;

- ÒÐÄÄ – ÍÊ-8-4, ÍÊ-8-2/2Ó, ÍÊ-86, ÍÊ-88 (íà

êðèîãåííîì òîïëèâå);

- ÒÐÄÄÔ – ÍÊ-22, ÍÊ-25, ÍÊ-144, ÍÊ-32;

- ÒÂÂÄ – ÍÊ-93 (îïûòíûå äâèãàòåëè).

Íàçåìíûå ÃÒÄ - ÍÊ-12ÑÒ, ÍÊ-16ÑÒ, ÍÊ-36ÑÒ,

ÍÊ-38ÑÒ, ÍÊ-14ÑÒ (Ý).

ÀÌÍÒÊ «Ñîþç» (ã. Ìîñêâà). ÎÀÎ «Àâèàìî-

òîðíûé íàó÷íî-òåõíè÷åñêèé êîìïëåêñ «Ñîþç» ðàç-

ðàáàòûâàåò è èçãîòàâëèâàåò àâèàöèîííûå ÃÒÄ -

ÒÐÄ, ÒÐÄÔ, ïîäúåìíî-ìàðøåâûå ÒÐÄÄÔ.

Îñíîâíûå àâèàöèîííûå ÃÒÄ:

- ÒÐÄ – ÀÌ-3 (ÐÄ-3), ÀÌ-5;

- ÒÐÄÔ – ÐÄ-9, Ð11-300, Ð15-300, Ð27-300;

- ÒÐÄÄÔ – Ð79 (ïîäúåìíî-ìàðøåâûé äâèãà-

òåëü äëÿ ÑÂÂÏ ßê-141).

Òóøèíñêîå ÌÊÁ «Ñîþç» (ã. Ìîñêâà). Ãîñóäàð-

ñòâåííîå ïðåäïðèÿòèå «Òóøèíñêîå ìàøèíîñòðîè-

òåëüíîå êîíñòðóêòîðñêîå áþðî «Ñîþç» çàíèìàåòñÿ

äîâîäêîé è ìîäåðíèçàöèåé âîåííûõ ÒÐÄÔ - Ð27-300,

Ð35-300, Ð29-300. Â 1992 ã. íà áàçå Ð29-300 ðàçðà-

áîòàíà ÃÒÓ 55ÑÒ-20 ìîùíîñòüþ 20 ÌÂò äëÿ ïðè-

âîäà ýëåêòðîãåíåðàòîðîâ.

1.5 - Àíãëî-ðóññêèé ñëîâàðü-

ìèíèìóì

[air] inlet – âîçäóõîçàáîðíèê

aeroderivative gas turbine – ÃÒÄ íàçåìíîãî ïðèìå-

íåíèÿ, êîíâåðòèðîâàííûé èç ÀÄ

augmentor – ôîðñàæíàÿ êàìåðà

auxillary power unit (APU) – âñïîìîãàòåëüíàÿ ñè-

ëîâàÿ óñòàíîâêà

booster – ïîäïîðíûå ñòóïåíè

combustor – êàìåðà ñãîðàíèÿ

compressor – êîìïðåññîð

engine – äâèãàòåëü

air-breathing e. – âîçäóøíî-ðåàêòèâíûé ä.

combustion e. – ÃÒÄ íàçåìíîãî ïðèìåíåíèÿ

gas-turbine e. – ãàçîòóðáèííûé ä.

lift e. – ïîäúåìíûé ä.

piston e. – ïîðøíåâîé ä.

varied cycle e.– ä. èçìåíÿåìîãî öèêëà

exit nozzle – ðåàêòèâíîå ñîïëî

fan – âåíòèëÿòîð

fan duct – êàíàë íàðóæíîãî êîíòóðà

frame (industrial) gas turbine – ñòàöèîíàðíûé ÃÒÄ

Ãëàâà 1 - Îáùèå ñâåäåíèÿ î ãàçîòóðáèííûõ äâèãàòåëÿõ

gas turbine – ÃÒÄ íàçåìíîãî è ìîðñêîãî ïðèìåíå-

íèÿ

gearbox – ðåäóêòîð, êîðîáêà ïðèâîäîâ

marine gas turbine – ìîðñêîé ÃÒÄ

mechanical drive – ìåõàíè÷åñêèé ïðèâîä

mixer – ñìåñèòåëü

nacelle – ìîòîãîíäîëà

power generating set – ýëåêòðîàãðåãàò (íà áàçå ÃÒÄ)

powerplant – ñèëîâàÿ óñòàíîâêà

ramjet – ïðÿìîòî÷íûé äâèãàòåëü

thrust reversor – ðåâåðñ òÿãè

turbine – òóðáèíà

turbofan – äâóõêîíòóðíûé äâèãàòåëü (ÒÐÄÄ)

turbojet – òóðáîðåàêòèâíûé äâèãàòåëü

turboprop – òóðáîâèíòîâîé äâèãàòåëü

turbo-ramjet – òóðáîïðÿìîòî÷íûé äâèãàòåëü

turboshaft – òóðáîâàëüíûé äâèãàòåëü

1.6 - Ïåðå÷åíü èñïîëüçîâàííîé

ëèòåðàòóðû

1.6.1. Â.À. Êèðèëëèí è äð. Òåõíè÷åñêàÿ òåðìîäèíà-

ìèêà. - Ì.: Ýíåðãîàòîìèçäàò, 1983 ã.

1.6.2. Ñ.Ì. Øëÿõòåíêî è äð. Òåîðèÿ âîçäóøíî-ðå-

àêòèâíûõ äâèãàòåëåé. - Ì.: Ìàøèíîñòðîåíèå,

1975 ã.

1.6.3. Ñ.Ì. Øëÿõòåíêî è äð. Òåîðèÿ äâóõêîíòóðíûõ

òóðáîðåàêòèâíûõ äâèãàòåëåé. - Ì.: Ìàøèíîñòðî-

åíèå, 1979 ã.

1.6.4. Ð.È. Êóðçèíåð. Ðåàêòèâíûå äâèãàòåëè äëÿ

áîëüøèõ ñâåðõçâóêîâûõ ñêîðîñòåé ïîëåòà. - Ì.:

Ìàøèíîñòðîåíèå, 1989 ã.

1.6.5. À.Ë.Êëÿ÷êèí Òåîðèÿ âîçäóøíî-ðåàêòèâíûõ

äâèãàòåëåé. - Ì.: Ìàøèíîñòðîåíèå, 1969 ã.

Ãëàâà 2 - Îñíîâíûå ïàðàìåòðû è òðåáîâàíèÿ ê ÃÒÄ

Ãëàâà 2 - Îñíîâíûå

ïàðàìåòðû è òðåáîâàíèÿ

ê ÃÒÄ

2.1 - Îñíîâû ðàáî÷åãî ïðîöåññà

ÃÒÄ

2.1.1 - ÃÒÄ êàê òåïëîâàÿ ìàøèíà

Ïðè îïðåäåëåíèè ýôôåêòèâíîñòè àâèàöèîííîãî

ÃÒÄ åãî íåîáõîäèìî îöåíèâàòü ñ äâóõ òî÷åê çðåíèÿ.

Âî-ïåðâûõ, êàê è ëþáîé èíîé òåïëîâîé äâèãà-

òåëü, àâèàöèîííûé ÃÒÄ íåîáõîäèìî ðàññìàòðèâàòü

êàê ìàøèíó, ïðåäíàçíà÷åííóþ äëÿ ïðåîáðàçîâàíèÿ

âûäåëÿþùåéñÿ â êàìåðå ñãîðàíèÿ òåïëîâîé ýíåðãèè

â ìåõàíè÷åñêóþ ðàáîòó. Â çàâèñèìîñòè îò òèïà

àâèàöèîííîãî ÃÒÄ ìåõàíè÷åñêàÿ ðàáîòà ïîëó÷àåò-

ñÿ â ñëåäóþùèõ ôîðìàõ:

- â ÒÐÄ è ÒÐÄÄ – â ôîðìå ïðèðàùåíèÿ êèíåòè-

÷åñêîé ýíåðãèè ñòðóè ðàáî÷åãî òåëà (âîçäóõà è ãàçà);

- â âåðòîëåòíûõ ÃÒÄ – â âèäå ðàáîòû íà âàëó

òóðáèíû;

- â ÒÂÄ – â âèäå ñóììû ðàáîòû íà âàëó è ïðè-

ðàùåíèÿ êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè.

Â ýòîì ñëó÷àå ýôôåêòèâíîñòü àâèàöèîííîãî

äâèãàòåëÿ îöåíèâàåòñÿ êàê ýôôåêòèâíîñòü òåïëî-

âîé ìàøèíû.

Âî-âòîðûõ, àâèàöèîííûé ÃÒÄ íåîáõîäèìî îöå-

íèâàòü êàê ñðåäñòâî ïðåîáðàçîâàíèÿ ïîëó÷åííîé

ìåõàíè÷åñêîé ðàáîòû â ïîëåçíóþ ðàáîòó ñèëû òÿãè

ïî ïåðåìåùåíèþ ëåòàòåëüíîãî àïïàðàòà. Â ýòîì

ñëó÷àå ýôôåêòèâíîñòü äâèãàòåëüíîé óñòàíîâêè îöå-

íèâàåòñÿ êàê ýôôåêòèâíîñòü äâèæèòåëÿ.

Ýôôåêòèâíîñòü ÃÒÄ íàçåìíîãî è ìîðñêîãî

ïðèìåíåíèÿ, ïðåäíàçíà÷åííûõ äëÿ ïðîèçâîäñòâà

ìîùíîñòè íà âûõîäíîì âàëó, ìîæåò îöåíèâàòüñÿ

òîëüêî êàê ýôôåêòèâíîñòü òåïëîâîé ìàøèíû.

Ïðè ðàññìîòðåíèè ÃÒÄ êàê òåïëîâîé ìàøè-

íû ìîæíî îòâëå÷üñÿ îò êîíêðåòíîãî òèïà è íàçíà-

÷åíèÿ äâèãàòåëÿ, ò.ê. â áîëüøèíñòâå ðàññìîòðåííûõ

âûøå ñõåì ÃÒÄ ðåàëèçóåòñÿ îäèíàêîâûé òåðìîäè-

íàìè÷åñêèé öèêë, îáû÷íî íàçûâàåìûé ïðîñòûì

ãàçîòóðáèííûì öèêëîì èëè öèêëîì Áðàéòîíà.

2.1.1.1 – Ïðîñòîé ãàçîòóðáèííûé öèêë

Ðåàëüíûé ïðîñòîé ãàçîòóðáèííûé öèêë ïîêà-

çàí íà Ðèñ. 2.1.1.1_1 â T-S äèàãðàììå. Â äèàãðàì-

ìå íàãëÿäíî îòîáðàæàþòñÿ ðàáîòà öèêëà, ïîäâåäåí-

íîå è îòâåäåííîå òåïëî è âíóòðèöèêëîâûå ïîòåðè

(â ïðîöåññàõ ñæàòèÿ, ðàñøèðåíèÿ è òå÷åíèÿ ðàáî-

÷åãî òåëà ïî òðàêòó ÃÒÄ).

Ïðîñòîé öèêë ñîñòîèò èç ñëåäóþùèõ òåðìî-

äèíàìè÷åñêèõ ïðîöåññîâ (ñì. Ðèñ. 2.1.1.1_1):

àäèàáàòè÷åñêîå ñæàòèå ðàáî÷åãî òåëà (âîçäó-

õà) â âîçäóõîçàáîðíèêå (îòðåçîê Í-Â íà äèàãðàììå)

è â êîìïðåññîðå (îòðåçîê Â-Ê) îò àòìîñôåðíîãî äàâ-

ëåíèÿ Ð

äî äàâëåíèÿ Ð*

. Â àâèàöèîííûõ ÃÒÄ ïðè

ñêîðîñòè ïîëåòà ðàâíîé íóëþ (V

= 0) è â íàçåìíûõ

ÃÒÄ äèíàìè÷åñêîå ñæàòèå â âîçäóõîçàáîðíèêå îò-

ñóòñòâóåò è âåñü ïðîöåññ ñæàòèÿ îñóùåñòâëÿåòñÿ

â êîìïðåññîðå;

- ïîäâîä òåïëà ïðè ïîñòîÿííîì äàâëåíèè ê ïî-

òîêó ðàáî÷åãî òåëà â êàìåðå ñãîðàíèÿ (ÊÑ) çà ñ÷åò

ñãîðàíèÿ òîïëèâà (îòðåçîê Ê-Ã). Ôàêòè÷åñêè äàâ-

ëåíèå â ÊÑ íåñêîëüêî ñíèæàåòñÿ îò Ð*

äî Ð*

èç-

çà ãèäðàâëè÷åñêèõ è òåïëîâûõ ïîòåðü;

- àäèàáàòè÷åñêîå ðàñøèðåíèå ïðîäóêòîâ ñãî-

ðàíèÿ â òóðáèíå (îòðåçîê Ã-Ò) è ñîïëå (Ò-Ñ) îò äàâ-

ëåíèÿ Ð*

äî àòìîñôåðíîãî Ð

. Äëÿ âåðòîëåòíûõ

è íàçåìíûõ ÃÒÄ òî÷êè Ò è Ñ ïðàêòè÷åñêè ñîâïà-

äàþò, ò.ê. ðàñøèðåíèå ãàçà â òóðáèíå ïðîèñõîäèò

äî àòìîñôåðíîãî äàâëåíèÿ;

- îòâîä òåïëà ê âíåøíåìó èñòî÷íèêó (â àòìîñ-

ôåðó) ïðè ïîñòîÿííîì äàâëåíèè Ð

(îòðåçîê Ñ-Í).

Ðåàëüíûé ãàçîòóðáèííûé öèêë ÿâëÿåòñÿ ðà-

çîìêíóòûì öèêëîì - â äàëüíåéøåì âûõëîïíûå

ãàçû íå ó÷àñòâóþò â ïåðèîäè÷åñêè ñîâåðøàåìîé

ðàáîòå è íå ïîïàäàþò íà âõîä â äâèãàòåëü. Öèêë

îñóùåñòâëÿåòñÿ ðàáî÷èì òåëîì ñ ïåðåìåííîé òåï-

ëîåìêîñòüþ è õèìè÷åñêèì ñîñòàâîì. ßâëÿåòñÿ ïå-

Ðèñóíîê 2.1.1.1_1 – Ïðîñòîé ãàçîòóðáèííûé öèêë â

T-S äèàãðàììå

Ãëàâà 2 - Îñíîâíûå ïàðàìåòðû è òðåáîâàíèÿ ê ÃÒÄ

ðåìåííûì è ðàñõîä ðàáî÷åãî òåëà èç-çà äîáàâêè

ìàññû òîïëèâà â êàìåðå ñãîðàíèÿ âî âðåìÿ öèêëà.

Òàêæå âëèÿíèå íà îáúåì ðàáî÷åãî òåëà îêàçûâàåò

ñèñòåìà âòîðè÷íûõ ïîòîêîâ âíóòðè ÃÒÄ.

Îñíîâíûìè ïîêàçàòåëÿìè öèêëà ÿâëÿþòñÿ

óäåëüíàÿ ðàáîòà L

ÓÄ

(ðàáîòà, îòíåñåííàÿ ê 1 êã ðà-

áî÷åãî òåëà) è ýôôåêòèâíûé ê.ï.ä.

, ðàâíûé îò-

íîøåíèþ ðàáîòû öèêëà L

ê êîëè÷åñòâó òåïëîòû

, ïîäâåäåííîìó ñ òîïëèâîì ê êàìåðå ñãîðàíèÿ:

ηη

= L

Ïàðàìåòðàìè ðåàëüíîãî öèêëà, îïðåäåëÿþùè-

ìè óðîâåíü åãî ïîêàçàòåëåé (L

ÓÄ

ηη

) ÿâëÿþòñÿ òåì-

ïåðàòóðà ãàçà ïåðåä òóðáèíîé (êàê ïðàâèëî,

èñïîëüçóåòñÿ òåìïåðàòóðà ïåðåä ïåðâûì ðàáî÷èì

êîëåñîì - Ò*

ÑÀ

), ñóììàðíàÿ ñòåïåíü ñæàòèÿ (

ππ

óðîâåíü àýðîäèíàìè÷åñêîãî ñîâåðøåíñòâà ëîïàòî÷-

íûõ ìàøèí è ãèäðàâëè÷åñêèõ ïîòåðü ïî òðàêòó,

à òàêæå ðàñõîä öèêëîâîãî âîçäóõà íà îõëàæäåíèå

òóðáèíû.

Âàæíåéøèì ïàðàìåòðîì, îïðåäåëÿþùèì ñî-

âåðøåíñòâî öèêëà è ÃÒÄ â öåëîì, êàê òåïëîâîãî

äâèãàòåëÿ, ÿâëÿåòñÿ òåìïåðàòóðà ãàçà ïåðåä òóðáè-

íîé. Ñ óâåëè÷åíèåì òåìïåðàòóðû ïðîïîðöèîíàëü-

íî óâåëè÷èâàåòñÿ óäåëüíàÿ ðàáîòà öèêëà, à òàêæå

ïîâûøàåòñÿ ýôôåêòèâíûé ê.ï.ä. Çàâèñèìîñòü ïî-

êàçàòåëåé öèêëà îò ñòåïåíè ñæàòèÿ áîëåå ñëîæíàÿ:

ñ óâåëè÷åíèåì

ππ

óäåëüíàÿ ðàáîòà è ýôôåêòèâíûé

ê.ï.ä. öèêëà ñíà÷àëà óâåëè÷èâàþòñÿ, à çàòåì, äîñ-

òèãíóâ ìàêñèìóìà ïðè

ππ

ΣÎPT

, ñíèæàþòñÿ.

Îïòèìàëüíàÿ ñòåïåíü ñæàòèÿ ïî ê.ï.ä. çíà÷èòåëü-

íî âûøå îïòèìàëüíîé ñòåïåíè ñæàòèÿ ïî óäåëü-

íîé ðàáîòå:

ππ

ΣÎPT

ππ

ΣÎPTL

(ñì. Ðèñ. 2.1.1.1_2).

Ïåðå÷èñëåííûå âûøå îñîáåííîñòè ãàçîòóð-

áèííîãî öèêëà îïðåäåëÿþò ïóòè åãî ñîâåðøåíñòâî-

âàíèÿ, ïîñòîÿííî ðåàëèçóåìûå íà ïðàêòèêå. Äëÿ ïî-

âûøåíèÿ óäåëüíîé ðàáîòû è ýôôåêòèâíîãî ê.ï.ä.

â ëþáîì ñëó÷àå öåëåñîîáðàçíî èìåòü ìàêñèìàëü-

íî âîçìîæíóþ òåìïåðàòóðó ïåðåä òóðáèíîé. Áî-

ëåå âûñîêàÿ Ò*

ÑÀ

ïîìèìî íåïîñðåäñòâåííîãî ïî-

âûøåíèÿ L

ÓÄ

. è

ηη

ïîçâîëÿåò ïðèìåíÿòü áîëåå

âûñîêóþ ñòåïåíü ñæàòèÿ, ïîâûøàþùóþ ýêîíîìè÷-

íîñòü öèêëà.

Äëÿ ëþáîãî òèïà ÃÒÄ ïîâûøåíèå òåìïåðàòó-

ðû ïåðåä òóðáèíîé îçíà÷àåò óëó÷øåíèå óäåëüíûõ

ïàðàìåòðîâ äâèãàòåëÿ:

- ïîâûøåíèå óäåëüíîé òÿãè ÒÐÄ è ÒÐÄÄ;

- ïîâûøåíèå óäåëüíîé ìîùíîñòè è ýêîíîìè÷-

íîñòè ÒÂÄ, âåðòîëåòíûõ ÃÒÄ, íàçåìíûõ è ìîðñ-

êèõ ÃÒÄ;

- ñíèæåíèå óäåëüíîé ìàññû âñåõ òèïîâ ÃÒÄ;

- ïîâûøåíèå ëîáîâîé òÿãè ÒÐÄ è ÒÐÄÄ.

Ìàêñèìàëüíî äîñòèæèìàÿ òåìïåðàòóðà (ñòå-

õèîìåòðè÷åñêàÿ) îïðåäåëÿåòñÿ èç óñëîâèÿ ïîëíî-

ãî èñïîëüçîâàíèÿ â ïðîöåññå ãîðåíèÿ êèñëîðîäà

âîçäóõà (êîýôôèöèåíò èçáûòêà âîçäóõà â êàìåðå

ñãîðàíèÿ

αα

ÊÑ

= 1). Äëÿ óãëåâîäîðîäíîãî òîïëèâà ýòà

òåìïåðàòóðà çàâèñèò îò òåìïåðàòóðû â êîíöå ñæà-

òèÿ è ñîñòàâëÿåò Ò*

ÑÀ

ÌÀÕ

= 2200…2800 Ê.

Ðèñóíîê 2.1.1.1_2 – Çàâèñèìîñòü ýôôåêòèâíîãî ê.ï.ä. ïðîñòîãî öèêëà è óäåëüíîé ðàáîòû öèêëà îò

ñóììàðíîé ñòåïåíè ñæàòèÿ, òåìïåðàòóðû ãàçà ïåðåä òóðáèíîé è ê.ï.ä. óçëîâ

Ãëàâà 2 - Îñíîâíûå ïàðàìåòðû è òðåáîâàíèÿ ê ÃÒÄ

Ôàêòè÷åñêàÿ âåëè÷èíà ïðèìåíÿåìûõ

ÑÀ

â ñîâ-

ðåìåííûõ ÃÒÄ îãðàíè÷èâàåòñÿ, â îñíîâíîì, òåõíîëî-

ãè÷åñêèìè âîçìîæíîñòÿìè.

Ýòî - ñâîéñòâà òóðáèííûõ

ìàòåðèàëîâ, ýôôåêòèâíîñòü ñèñòåì îõëàæäåíèÿ, à òàê-

æå ýêîíîìè÷åñêèå è ýêîëîãè÷åñêèå îãðàíè÷åíèÿìè.

Ðàçâèòèå àâèàöèîííûõ è íàçåìíûõ ÃÒÄ â ÷àñòè

ïîâûøåíèÿ Ò*

ÑÀ

ïî ãîäàì ïîêàçàíî íà Ðèñ. 2.1.1.1_3.

Íàèáîëüøèå òåìïåðàòóðû Ò*

ÑÀ

= 1850…1870 Ê äîñ-

òèãíóòû íà íîâåéøèõ âîåííûõ ÒÐÄÄÔ è ãðàæäàíñ-

êèõ ÒÐÄÄ ñâåðõâûñîêîé òÿãè (R

ÂÇË

≥ 40 òñ), à òàêæå

ìîùíûõ ýíåðãåòè÷åñêèõ ÃÒÄ (N

> 150 ÌÂò), â îñíîâ-

íîì, ïðèìåíÿåìûõ â ÏÃÓ. Ó ÒÐÄÄ ìåíüøåé ðàçìåð-

íîñòè äëÿ ðåãèîíàëüíûõ è áëèæíåìàãèñòðàëüíûõ ñà-

ìîëåòîâ ïàðàìåòðû öèêëà (Ò*

ÑÀ

ππ

) îòíîñèòåëüíî

áîëåå íèçêèå – äëÿ ñíèæåíèÿ ïîêóïíîé öåíû äâèãà-

òåëÿ è çàòðàò íà òåõíè÷åñêîå îáñëóæèâàíèå.

Â ðåàëèçóåìûõ â íàñòîÿùåå âðåìÿ â ÑØÀ è Åâ-

ðîïå ïåðñïåêòèâíûõ ïðîãðàììàõ ðàçâèòèÿ àâèàöèîí-

íûõ ÃÒÄ (IHPTET, UEET, AMET) ðàçðàáàòûâàþòñÿ

òåõíîëîãèè è èñïûòûâàþòñÿ îïûòíûå äâèãàòåëè,

îáåñïå÷èâàþùèå ðàáîòó ñ ìàêñèìàëüíîé òåìïåðàòó-

ðîé ãàçà ïåðåä òóðáèíîé

ÑÀ

ìàõ = 2000…2200 Ê.

Àêòèâíîå èñïîëüçîâàíèå íîâåéøèõ àâèàöèîí-

íûõ òåõíîëîãèé â ïðîåêòèðîâàíèè è ïðîèçâîäñòâå

íàçåìíûõ ÃÒÄ, à òàêæå ðåàëèçàöèÿ ñëîæíûõ ñèñ-

òåì îõëàæäåíèÿ òóðáèíû ñ èñïîëüçîâàíèåì òåï-

ëî

îáìåííèêîâ è âîäÿíîãî ïàðà â êà÷åñòâå îõëà-

äèòå

ëÿ ïîçâîëèëî íàçåìíûì ÃÒÄ ïîñòåïåííî

ïðåîäîëåòü òåõíîëîãè÷åñêîå îòñòàâàíèå îò àâèà-

äâèãàòåëåé. Íîâåéøèå ìîäåëè ìîùíûõ ýíåðãåòè-

÷åñêèõ ÃÒÄ äîñòèãëè ðàáî÷åé òåìïåðàòóðû ãàçà

ïåðåä òóðáèíîé

ÑÀ

= 1700…1800 Ê. Ïðè ýòîì

ðåñóðñ íàèáîëåå íàãðóæåííûõ äåòàëåé òóðáèíû

ñîñòàâëÿåò íå ìåíåå 25000 ÷àñîâ.

Êàê óêàçûâàëîñü, ïîâûøåíèå Ò*

ÑÀ

ïîçâîëÿåò

ïðèìåíÿòü áîëåå âûñîêèå ñòåïåíè ñæàòèÿ, îïòè-

ìàëüíûå çíà÷åíèÿ êîòîðûõ óâåëè÷èâàþòñÿ

ñ ðîñ-

òîì

ÑÀ

Â ñâÿçè ñ ýòèì, îäíîâðåìåííîå ïîâû-

øåíèå òåìïåðàòóðû ïåðåä òóðáèíîé è ñòåïåíè

ñæàòèÿ ÿâëÿåòñÿ íàèáîëåå ýôôåêòèâíûì ñïîñîáîì

ïîâûøåíèÿ ê.ï.ä. è óäåëüíîé ðàáîòû öèêëà.

Íà

Ðèñ. 2.1.1.1_4 ïîêàçàíà òàêàÿ çàâèñèìîñòü ê.ï.ä.

ïðîñòîãî öèêëà îò

ππ

ÑÀ

, ðàññ÷èòàííàÿ äëÿ

íàçåìíûõ ÃÒÄ. Çäåñü æå ïîêàçàíà ñòàòèñòè÷åñêàÿ

çàâèñèìîñòü ýôôåêòèâíîãî ê.ï.ä. ðåàëüíûõ ïðî-

ìûøëåííûõ ÃÒÄ îò ñòåïåíè ñæàòèÿ. Íåîáõîäèìî

èìåòü ââèäó, ÷òî îáû÷íî ÃÒÄ ñ áîëåå âûñîêèìè

èìåþò è áîëåå âûñîêèå

ÑÀ

. Ñòåïåíü ñæàòèÿ

Ðèñóíîê 2.1.1.1_3 – Ýâîëþöèÿ òåìïåðàòóðû ãàçà ïåðåä òóðáèíîé

Ãëàâà 2 - Îñíîâíûå ïàðàìåòðû è òðåáîâàíèÿ ê ÃÒÄ

êîìïðåññîðà â ñîâðåìåííûõ íàçåìíûõ ÃÒÄ ïðîñòî-

ãî öèêëà äîñòèãàåò

ππ

= 30…35. Â àâèàöèîííûõ æå

äâèãàòåëÿõ

ππ

= 40…45 è èìååò òåíäåíöèþ ê äàëü-

íåéøåìó ïîâûøåíèþ.

Âûáîð îïòèìàëüíîé ñòåïåíè ñæàòèÿ ÃÒÄ çà-

âèñèò îò íàçíà÷åíèÿ äâèãàòåëÿ, ðåæèìîâ ýêñïëóà-

òàöèè, ðàçìåðíîñòè. Íàïðèìåð, âûñîêàÿ ñòåïåíü

ñæàòèÿ ïðèâîäèò ê óìåíüøåíèþ ðàçìåðîâ ïðîòî÷-

íîé ÷àñòè ïîñëåäíèõ ñòóïåíåé êîìïðåññîðà è ïåð-

âûõ ñòóïåíåé òóðáèíû. À ýòî íåáëàãîïðèÿòíî ñêà-

çûâàåòñÿ íà ê.ï.ä. ýòèõ óçëîâ, è âûèãðûø ê.ï.ä.

öèêëà îò ïîâûøåíèÿ

ππ

ìîæåò áûòü ñâåä¸í íà íåò

óìåíüøåíèåì ê.ï.ä. êîìïðåññîðà è òóðáèíû. Ïî-

ýòîìó, êàê ïðàâèëî, áîëåå âûñîêèå

ππ

ïðèìåíÿ-

þòñÿ â ÃÒÄ áîëüøèõ ðàçìåðíîñòåé.

Âûáîð ñòåïåíè ñæàòèÿ ÿâëÿåòñÿ îäíîé èç çàäà÷

îïòèìèçàöèè ïàðàìåòðîâ ÃÒÄ ñ öåëüþ îáåñïå÷åíèÿ

íàèëó÷øèõ õàðàêòåðèñòèê äâèãàòåëÿ è îáúåêòà åãî

ïðèìåíåíèÿ (ëåòàòåëüíîãî àïïàðàòà, ïðîìûøëåííî-

ãî îáîðóäîâàíèÿ, ýëåêòðîñòàíöèè è ò.ä.) ïðè ìèíè-

ìàëüíîé ñòîèìîñòè æèçíåííîãî öèêëà.

Çíà÷èòåëüíûì ðåçåðâîì äëÿ ñîâåðøåíñòâîâà-

íèÿ öèêëà è óëó÷øåíèÿ ïàðàìåòðîâ ÃÒÄ ÿâëÿåòñÿ

ñíèæåíèå âíóòðèöèêëîâûõ ïîòåðü - ïîâûøåíèå

ê.ï.ä. ëîïàòî÷íûõ ìàøèí, ñíèæåíèå ïîòåðü è óòå-

÷åê ïî òðàêòó ÃÒÄ è ðàñõîäà âîçäóõà íà îõëàæäå-

íèå. Â íàñòîÿùåå âðåìÿ áëàãîäàðÿ ðàçâèòèþ ìåòî-

äèê òðåõìåðíîãî ìîäåëèðîâàíèÿ ïðîöåññîâ â óçëàõ

ÃÒÄ, äîñòèãíóò çíà÷èòåëüíûé ïðîãðåññ â ïîâûøå-

íèè èõ õàðàêòåðèñòèê.

2.1.1.2 - Ïðèìåíåíèå ñëîæíûõ

öèêëîâ â ÃÒÄ

Ðàññìîòðåííûå âûøå íàïðàâëåíèÿ ñîâåð-

øåíñòâîâàíèÿ ïðîñòîãî öèêëà îãðàíè÷èâàþòñÿ

òåõíîëîãè÷åñêèìè âîçìîæíîñòÿìè, èìåþùèìè-

ñÿ â äàí

íûé ìîìåíò âðåìåíè. Äðóãèì âîçìîæíûì

íàïðàâëåíèåì óëó÷øåíèÿ õàðàêòåðèñòèê ÃÒÄ ÿâ-

ëÿåòñÿ ïðèìåíåíèå óñëîæíåííûõ ñõåì äëÿ ðåàëè-

çàöèè òàê íàçûâàåìûõ ñëîæíûõ öèêëîâ.

Îáû÷íî ñëîæíûì öèêëîì íàçûâàþò öèêë ÃÒÄ,

ñîäåðæàùèé äîïîëíèòåëüíûå òåðìîäèíàìè÷åñêèå

ïðîöåññû, íå âõîäÿùèå â ïðîñòîé öèêë:

ïðîìåæóòî÷íûé ïîäîãðåâ â ïðîöåññå ðàñøè-

ðåíèÿ,

- ïðîìåæóòî÷íîå îõëàæäåíèå â ïðîöåññå ñæàòèÿ,

- óòèëèçàöèÿ òåïëà âûõëîïíûõ ãàçîâ,

- óâëàæíåíèå öèêëîâîãî âîçäóõà è äð.

Óòèëèçàöèÿ îòâîäèìîãî èç öèêëà òåïëà ìîæåò

áûòü ðåàëèçîâàíà ðàçëè÷íûìè ñïîñîáàìè:

- ïîäîãðåâîì âûõëîïíûìè ãàçàìè öèêëîâîãî

âîçäóõà ïåðåä êàìåðîé ñãîðàíèÿ (ðåãåíåðàòèâíûé

öèêë);

ïðîèçâîäñòâîì ïåðåãðåòîãî ïàðà âûñîêîãî

äàâëåíèÿ è âïðûñêîì åãî â êàìåðó ñãîðàíèÿ è òóð-

áèíó ÃÒÄ (öèêë STIG) èëè ñðàáàòûâàíèåì ïàðà

â îòäåëüíîé ïàðîâîé òóðáèíå (êîìáèíèðîâàííûé

ïàðîãàçîâûé öèêë);

- èñïîëüçîâàíèåì òåïëà âûõëîïíûõ ãàçîâ äëÿ

ïîâûøåíèÿ òåïëîòâîðíîé ñïîñîáíîñòè òîïëèâà

(õèìè÷åñêàÿ ðåãåíåðàöèÿ);

- óòèëèçàöèÿ òåïëà âûõëîïíûõ ãàçîâ â äîïîë-

íèòåëüíîì óòèëèçàöèîííîì öèêëå (âîçäóøíîì èëè

ñ èñïîëüçîâàíèåì íèçêîêèïÿùåé æèäêîñòè).

Äëÿ çíà÷èòåëüíîãî óëó÷øåíèÿ õàðàêòåðèñòèê

ÃÒÄ ïåðå÷èñëåííûå ïðîöåññû è ñïîñîáû óòèëèçàöèè

òåïëà ìîãóò ïðèìåíÿòüñÿ â ðàçëè÷íûõ ñî÷åòàíèÿõ.

Ïîñêîëüêó â íàçåìíûõ è ìîðñêèõ ÃÒÄ íåò

õàðàêòåðíûõ äëÿ àâèàäâèãàòåëåé æåñòêèõ îãðà-

íè÷åíèé ïî ãàáàðèòàì è ìàññå, òî äëÿ òàêèõ ÃÒÓ

ñëîæíûå öèêëû èñïîëüçóþòñÿ ÷àùå. Â àâèàöèîí-

íûõ ÃÒÄ äëÿ ïîâûøåíèÿ òÿãè øèðîêî ïðèìåíÿ-

åòñÿ öèêë ñ ïðîìåæóòî÷íûì ïîäîãðåâîì â ïðî-

öåññå ðàñøèðåíèÿ (öèêë ÒÐÄÔ è ÒÐÄÄÔ).

Äîïîëíèòåëüíûé òåïëîïîäâîä ïîñëå ðàñøèðåíèÿ

ãàçà â òóðáèíå îñóùåñòâëÿåòñÿ â ôîðñàæíîé êà-

ìåðå (ÔÊ),

ãäå ðàáî÷åå òåë ïîäîãðåâàåòñÿ äî òåì-

ïåðàòóðû

= 2000…2200 Ê (ïðè

αα

= 1,1…1,2).

Ïðîìåæóòî÷íûé ïîäîãðåâ çíà÷èòåëüíî ïîâûøà-

åò ðàáîòó öèêëà è, ñîîòâåòñòâåííî, ñêîðîñòü èñ-

òå÷åíèÿ ãàçîâ èç ñîïëà è óäåëüíóþ òÿãó äâèãàòå-

ëÿ (â 1,5…2 ðàçà).

Îäíàêî, ê.ï.ä. öèêëà ñóùåñòâåííî ñíèæàåòñÿ

èç-çà ïîäâîäà äîïîëíèòåëüíîãî òåïëà ïðè áîëåå

íèçêîì äàâëåíèè. Óäåëüíûé æå ðàñõîä òîïëèâà äâè-

ãàòåëÿ çíà÷èòåëüíî óâåëè÷èâàåòñÿ êàê âñëåäñòâèå

óõóäøåíèÿ ê.ï.ä. öèêëà, òàê è èç-çà ñíèæåíèÿ ïî-

ëåòíîãî ê.ï.ä. (óâåëè÷åíèÿ ñêîðîñòè èñòå÷åíèÿ).

Èç-çà íèçêîé ýêîíîìè÷íîñòè ôîðñàæíûé ðåæèì

îáû÷íî èñïîëüçóåòñÿ â êðèòè÷åñêèõ óñëîâèÿõ ýê-

ñïëóàòàöèè - íà âçëåòå (äëÿ ñîêðàùåíèÿ äëèíû

ÂÏÏ), äëÿ óñêîðåííîãî ðàçãîíà ñàìîëåòà, äëÿ ïðå-

îäîëåíèÿ çâóêîâîãî áàðüåðà è ò.ä. Ïðèìåíåíèå ôîð-

ñàæà â ñâåðõçâóêîâîì êðåéñåðñêîì ïîëåòå îáû÷íî

ñòðåìÿòñÿ èçáåæàòü èç-çà çíà÷èòåëüíîãî ñíèæåíèÿ

äàëüíîñòè ïîëåòà.

Â 1940…1960 ã.ã. áûëè ñîçäàíû îïûòíûå îá-

ðàçöû ÒÂÄ ñ ðåãåíåðàòîðîì. Ýòèì ïðèìåíåíèå ðå-

ãåíåðàòèâíîãî öèêëà â àâèàöèîííûõ ÃÒÄ îãðàíè-

÷èëîñü è íå ïîëó÷èëî äàëüíåéøåãî ðàçâèòèÿ ïî

ïðè÷èíå çíà÷èòåëüíîãî âåñà è ãàáàðèòîâ òåïëîîá-

ìåííèêà è åãî íèçêîé íàäåæíîñòè.

Îäíàêî â íàñòî-

ÿùåå âðåìÿ âíîâü ïðîÿâëÿåòñÿ èíòåðåñ ê ïðèìåíå-

íèþ ðåãåíåðàöèè òåïëà. Òàê, â ðàìêàõ åâðîïåéñêîé

ïðîãðàììû CLEAN ïðîðàáàòûâàþòñÿ ïåðñïåêòèâ-

íûå ÒÂÄ è ÒÐÄÄ ñ ðåêóïåðàòîðîì (â ÒÐÄÄ - â ñî÷å-

òàíèè ñ ïðîìåæóòî÷íûì îõëàæäåíèåì).

Ãëàâà 2 - Îñíîâíûå ïàðàìåòðû è òðåáîâàíèÿ ê ÃÒÄ

Â íàçåìíûõ ÃÒÄ ðåãåíåðàòèâíûé öèêë ïðè-

ìåíÿåòñÿ äîñòàòî÷íî øèðîêî. Óòèëèçàöèÿ òåïëà

îñóùåñòâëÿåòñÿ â òåïëîîáìåííèêàõ-ðåêóïåðàòî-

ðàõ è ïîçâîëÿåò ïîâûñèòü ê.ï.ä. öèêëà íà 20…30%

(îòíîñèòåëüíûõ.). Ïðè ýòîì óäåëüíàÿ ðàáîòà íå-

ñêîëüêî ñíèæàåòñÿ èç-çà ãèäðàâëè÷åñêèõ ïîòåðü

â ð

åêóïåðàòîðå.

Î÷åâèäíî, ÷òî ðåãåíåðàöèÿ òåïëà

âîçìîæíà, åñëè òåìïåðàòóðà âûõëîïíûõ ãàçîâ ñó-

ùåñòâåííî âûøå òåìïåðàòóðû âîçäóõà çà êîìïðåñ-

ñîðîì, ò.å. ïðè íåáîëüøîé ñòåïåíè ñæàòèÿ

ππ

= 4…10.

Â íàñòîÿùåå âðåìÿ ðåãåíåðàòèâíûé

öèêë èñ-

ïîëüçóåòñÿ â ÃÒÄ íåáîëüøîé ðàçìåðíîñòè (ìîùíî-

ñòüþ äî ~16 ÌÂò) è â ìèêðîòóðáèíàõ, äëÿ êîòîðûõ

ïðèìåíåíèå âûñîêîé ñòåïåíè ñæàòèÿ îãðàíè÷èâàåò-

ñÿ ìàëîé ðàçìåðíîñòüþ ëîïàòî÷íûõ ìàøèí.

Ýíåðãåòè÷åñêèå íàçåìíûå ÃÒÄ øèðîêî èñ-

ïîëüçóþòñÿ â ñîñòàâå ÏÃÓ â êîìáèíèðîâàííîì ïà-

ðîãàçîâîì öèêëå, êîòîðûé ÿâëÿåòñÿ êîìáèíàöèåé

ïðîñòîãî ãàçîòóðáèííîãî öèêëà è ïàðîâîãî öèêëà

Ðåíêèíà. Â ÏÃÓ òåïëî âûõëîïíûõ ãàçîâ ÃÒÄ èñ-

ïîëüçóåòñÿ â êîòëå-óòèëèçàòîðå äëÿ ïðîèçâîäñòâà

ïåðåãðåòîãî ïàðà è âûðàáîòêè äîïîëíèòåëüíîé

ìîùíîñòè â êîíäåíñàöèîííîé ïàðîâîé òóðáèíå.

Óâåëè÷åíèå ìîùíîñòè è ê.ï.ä. óñòàíîâêè ñîñòàâ-

ëÿåò ~50 %.

Óðîâåíü ê.ï.ä. ñîâðåìåííûõ ÏÃÓ, áàçèðóþ-

ùèõñÿ íà ÃÒÄ ñ âûñîêèìè ïàðàìåòðàìè öèêëà

(Ò*

ÑÀ

= 1600…1700 Ê,

ππ

= 16…23) äîñòèãàåò

58…60 %.

Äîñòàòî÷íî ÷àñòî â ýíåðãåòè÷åñêèõ ÃÒÄ èñ-

ïîëüçóåòñÿ òàêæå öèêë ñ âïðûñêîì ïàðà â êàìåðó

ñãîðàíèÿ è òóðáèíó (öèêë STIG). Â îòëè÷èå îò ÏÃÓ,

â ýòîì ñëó÷àå íåò íåîáõîäèìîñòè â ïàðîâîé òóð-

áèíå, ïîýòîìó óñòàíîâêè ñ âïðûñêîì ïàðà çíà÷è-

òåëüíî ïðîùå è äåøåâëå. Îäíàêî è ïðèðîñò ìîù-

íîñòè è ê.ï.ä. â òàêèõ óñòàíîâêàõ ìåíüøå, ÷åì

â ÏÃÓ. Î÷åâèäíûì íåäîñòàòêîì öèêëà ÿâëÿåòñÿ

ïîòåðÿ áîëüøîãî êîëè÷åñòâà ñïåöèàëüíî ïîäãîòîâ-

ëåííîé âîäû (ïàðîãàçîâàÿ ñìåñü ïîñëå ðàñøèðå-

íèÿ â òóðáèíå è îõëàæäåíèÿ â êîòëå âûáðàñûâàåò-

ñÿ â àòìîñôåðó).

Öèêë ñ ïðîìåæóòî÷íûì ïîäîãðåâîì â íàçåì-

íûõ ÃÒÄ èìååò îãðàíè÷åííîå ïðèìåíåíèå èç-çà

îòðèöàòåëüíîãî âëèÿíèÿ íà ýôôåêòèâíûé ê.ï.ä.

Òàêîé öèêë â íàñòîÿùåå âðåìÿ èñïîëüçóåòñÿ òîëü-

êî â ýíåðãåòè÷åñêèõ ÃÒÄ GT24 è GT26 ôèðìû

ALSTOM. Ýòè ÃÒÄ ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ ðàáîòû

â ñîñòàâå ÏÃÓ è èìåþò ìîùíîñòü180 è 260 ÌÂò.

Â ÃÒÄ èìååòñÿ âòîðàÿ êàìåðà ñãîðàíèÿ, ðàñïîëî-

æåííàÿ ïîñëå ïåðâîé ñòóïåíè ïÿòèñòóïåí÷àòîé

òóðáèíû. Äëÿ êîìïåíñàöèè ñíèæåíèÿ ê.ï.ä. öèêëà

â GT24 è GT26 ïðèìåíåíà ïîâûøåííàÿ ñòåïåíü

ñæàòèÿ

ππ

= 30…32.

Â íàçåìíûõ ÃÒÄ èñïîëüçóþòñÿ òàêæå öèêëû:

- ñ ïðîìåæóòî÷íûì îõëàæäåíèåì;

- ñ ïðîìåæóòî÷íûì îõëàæäåíèåì è ïðîìåæó-

òî÷íûì ïîäîãðåâîì;

- ñ ïðîìåæóòî÷íûì îõëàæäåíèåì è ðåãåíåðà-

öèåé;

- ñ ïðîìåæóòî÷íûì îõëàæäåíèåì, ïðîìåæó-

òî÷íûì ïîäîãðåâîì è ðåãåíåðàöèåé;

- ñ âïðûñêîì ïàðà â êàìåðó ñãîðàíèÿ ñ ïîñëå-

äóþùèì åãî èçâëå÷åíèåì íà âûõëîïå ïðè ïîìîùè

êîíòàêòíîãî êîíäåíñàòîðà;

- öèêëû ñ óâëàæíåíèåì âîçäóõà è äð.

Îäíàêî, ðåàëèçóþùèå ïåðå÷èñëåííûå öèêëû

óñòàíîâêè íå íàøëè ïîêà øèðîêîãî ïðèìåíåíèÿ

è ÿâëÿþòñÿ ëèáî îïûòíûìè îáðàçöàìè, ëèáî âû-

ïóùåíû íåáîëüøîé ñåðèåé.

Â ðàìêàõ çàðóáåæíûõ ïðîãðàìì ðàçâèòèÿ

ýíåðãåòèêè ïðîðàáàòûâàþòñÿ ïåðñïåêòèâíûå óñòà-

íîâêè, îáúåäèíÿþùèå ÃÒÄ ñëîæíûõ öèêëîâ ñ ðàç-

ëè÷íûìè òåõíîëîãè÷åñêèìè ïðîöåññàìè. Íî äàí-

íûå óñòàíîâêè ïî ñóòè óæå íå ÿâëÿþòñÿ ÃÒÄ

â êëàññè÷åñêîì åãî ïîíèìàíèè, à ïðåäñòàâëÿþò ñî-

áîé ñëîæíûå òåõíîëîãè÷åñêèå ñèñòåìû ïî ñîâìå-

ñòíîìó ïðîèçâîäñòâó ðàçëè÷íûõ âèäîâ ýíåðãèè

(ýëåêòðè÷åñêîé, ìåõàíè÷åñêîé, òåïëîâîé, õîëîäà)

è õèìè÷åñêèõ ïðîäóêòîâ, ýêîëîãè÷åñêè ÷èñòûå

è áåçîòõîäíûå.

2.1.2 - Àâèàöèîííûé ÃÒÄ êàê äâèæèòåëü

Ïðè ðåàëèçàöèè òåðìîäèíàìè÷åñêîãî öèêëà

àâèàöèîííîãî ÃÒÄ ïîëó÷àåòñÿ ìåõàíè÷åñêàÿ ðàáî-

òà. Îíà äîëæíà áûòü ïðåîáðàçîâàíà â ïîëåçíóþ

ðàáîòó ñèëû òÿãè, ñ ïîìîùüþ êîòîðîé îñóùåñòâ-

ëÿåòñÿ äâèæåíèå ëåòàòåëüíîãî àïïàðàòà.

Êàê îòìå÷àëîñü âûøå, ÒÐÄ è ÒÐÄÄ îòíîñÿòñÿ

ê äâèãàòåëÿì ïðÿìîé ðåàêöèè - îíè îäíîâðåìåííî

âûïîëíÿþò ôóíêöèè äâèãàòåëÿ è äâèæèòåëÿ.

Ó ýòèõ äâèãàòåëåé íåò ñïåöèàëüíîãî óñòðîéñòâà

(äâèæèòåëÿ), êîòîðûé ïðåîáðàçóåò ýôôåêòèâíóþ

ìîùíîñòü ðåàêòèâíîé ñòðóè â ðàáîòó ñèëû òÿãè.

Äëÿ ïîëó÷åíèÿ äîñòàòî÷íîé òÿãè íåîáõîäèìî

èìåòü èçáûòîê ñêîðîñòè èñòå÷åíèÿ èç ñîïëà W

íàä

ñêîðîñòüþ ïîëåòà V

. Îäíàêî, ýòîò æå èçáûòîê ñêî-

ðîñòè îáóñëàâëèâàåò ïîòåðþ ÷àñòè êèíåòè÷åñêîé

ýíåðãèè. Ñîâåðøåíñòâî ÒÐÄ è ÒÐÄÄ êàê äâèæèòå-

ëÿ õàðàêòåðèçóåò ïîëåòíûé ê.ï.ä., ðàâíûé îòíîøå-

íèþ òÿãîâîé ìîùíîñòè N

ÒßÃ

ê ðàñïîëàãàåìîé ýô-

ôåêòèâíîé ìîùíîñòè N

ÐÀÑ Ï

Ãëàâà 2 - Îñíîâíûå ïàðàìåòðû è òðåáîâàíèÿ ê ÃÒÄ

Âåëè÷èíà ïîëíîãî ê.ï.ä. îïðåäåëÿåò óäåëüíûé

ðàñõîä òîïëèâà ÑÓ, ò.å. å¸ ýêîíîìè÷íîñòü. Óäåëü-

íûé ðàñõîä òîïëèâà îïðåäåëÿåòñÿ ïî ñëåäóþùèì

ôîðìóëàì.

Äëÿ ÒÐÄ è ÒÐÄÄ óäåëüíûé ðàñõîä òîïëèâà íà

åäèíèöó òÿãè, êã/êÍ*÷:

Ïðè V

< 1000 ì/ñ:

Äëÿ ÒÂÄ óäåëüíûé ðàñõîä òîïëèâà íà åäèíè-

öó ýêâèâàëåíòíîé ìîùíîñòè, êã/êÂò·÷:

ãäå G

Ò ×ÀÑ

– ÷àñîâîé ðàñõîä òîïëèâà, êã/÷

Hu – íèçøàÿ òåïëîòà ñãîðàíèÿ òîïëèâà, êÄæ/êã

– ñêîðîñòü ïîëåòà, ì/ñ

ÝÊÂ

– ýêâèâàëåíòíàÿ ìîùíîñòü ÒÂÄ (ñóììà

ìîùíîñòè íà âàëó âèíòà è óñëîâíîé

ìîùíîñòè, ðàçâèâàåìîé çà ñ÷åò ïðÿìîé

ðåàêöèè äâèãàòåëÿ), êÂò

R – òÿãà, êÍ.

Çàìåòèì, ÷òî óäåëüíûé ðàñõîä òîïëèâà ÒÐÄ

è ÒÐÄÄ çàâèñèò íå òîëüêî îò îáùåãî ê.ï.ä., íî è îò

ñêîðîñòè ïîëåòà. Äëÿ ÒÂÄ çàâèñèìîñòü ýêîíîìè÷-

íîñòè îò ñêîðîñòè ïîëåòà ïðîÿâëÿåòñÿ íåÿâíî - ÷å-

ðåç ê.ï.ä. âèíòà.

Äëÿ àâèàöèîííûõ ÃÒÄ çàâèñèìîñòü óäåëüíî-

ãî ðàñõîäà òîïëèâà îò ýôôåêòèâíîãî è ïîëåòíîãî

ê.ï.ä., à òàêæå îò òåìïåðàòóðû ãàçà ïåðåä òóðáè-

íîé â óñëîâèÿõ H = 11 êì, M = 0,8 ïîêàçàíà íà

Ðèñ. 2.1.3_1 è 2.1.3_2.

Äëÿ íàçåìíûõ ÃÒÄ îêîí÷àòåëüíûì ïîëåçíûì

ýôôåêòîì ÿâëÿåòñÿ ìîùíîñòü íà âûõîäíîì âàëó.

Ïîýòîìó ýêîíîìè÷íîñòü íàçåìíûõ ÃÒÄ îöåíèâà-

åòñÿ ýôôåêòèâíûì ê.ï.ä.

ηη

, à óäåëüíûé ðàñõîä òîï-

ëèâà îïðåäåëÿåòñÿ (êã/êÂò·÷):

ãäå R – òÿãà, Í;

–

ìàññîâûé ðàñõîä ãàçà íà ñðåçå ñîïëà, êã/ñ;

– ìàññîâûé ðàñõîä âîçäóõà íà âõîäå â äâè-

ãàòåëü, êã/ñ;

– ñêîðîñòü èñòå÷åíèÿ èç ñîïëà, ì/ñ;

– ñêîðîñòü ïîëåòà, ì/ñ.

Óïðîùåííîå âûðàæåíèå ïîëåòíîãî ê.ï.ä âïåð-

âûå ïîëó÷åíî Á. Ñ. Ñòå÷êèíûì. Îíî ñïðàâåäëèâî

äëÿ ëþáîãî ÂÐÄ ñ îäíèì âîçäóõîçàáîðíûì óñòðîé-

ñòâîì è îäíèì ðåàêòèâíûì ñîïëîì è èìååò âèä:

Îñíîâíîé îñîáåííîñòüþ ïîëåòíîãî ê.ï.ä. ÿâ-

ëÿåòñÿ åãî ïàäåíèå ñ óâåëè÷åíèåì ñêîðîñòè èñòå-

÷åíèÿ èç ñîïëà. Ïðè÷èíîé òàêîãî ïàäåíèÿ ÿâëÿåòñÿ

ðîñò àáñîëþòíîé ñêîðîñòè îòáðîñà ðàáî÷åãî òåëà

-V

è óâåëè÷åíèå ïîòåðü ýíåðãèè ñ âûõîäíîé

ñêîðîñòüþ. Ïîýòîìó ïðèìåíåíèå îäíîêîíòóðíûõ

ÒÐÄ ñ âûñîêîé ñâîáîäíîé ýíåðãèåé (ñ âûñîêèìè

ïàðàìåòðàìè öèêëà) ïðè äîçâóêîâûõ ñêîðîñòÿõ ïî-

ëåòà íåâûãîäíî. Â ýòîì ñëó÷àå âûñîêîå çíà÷åíèå

ýôôåêòèâíîãî ê.ï.ä. öèêëà ñî÷åòàåòñÿ ñ íèçêèì ïî-

ëåòíûì ê.ï.ä. Â òî æå âðåìÿ ïîâûøåíèå ïîëåòíîãî

ê.ï.ä. ïóòåì ñíèæåíèÿ ñêîðîñòè èñòå÷åíèÿ èç ÒÐÄ

íå äàåò ýôôåêòà, ïîñêîëüêó ïàäàåò ê.ï.ä. öèêëà.

Â ÒÐÄÄ íàëè÷èå íàðóæíîãî êîíòóðà ïîçâîëÿåò

ïðè âûñîêèõ ïàðàìåòðàõ öèêëà ñíèçèòü ñêîðîñòè

èñòå÷åíèÿ çà ñ÷åò óâåëè÷åíèÿ ðàñõîäà âîçäóõà è ñî-

÷åòàòü âûñîêèé ê.ï.ä. öèêëà ñ âûñîêèì ïîëåòíûì

ê.ï.ä. Ýòî îáóñëàâëèâàåò çíà÷èòåëüíîå ñíèæåíèå

óäåëüíîãî ðàñõîäà òîïëèâà, ÷òî è ÿâëÿåòñÿ îäíèì èç

âàæíåéøèõ ñâîéñòâ è ïðåèìóùåñòâ ÒÐÄÄ [2.8.1].

Â àâèàöèîííûõ ÃÒÄ íåïðÿìîé ðåàêöèè (ÒÂÄ

è âåðòîëåòíûõ ÃÒÄ) îñíîâíûì äâèæèòåëåì ÿâëÿ-

åòñÿ âèíò, ïîýòîìó ïîëåòíûé ê.ï.ä. ïðàêòè÷åñêè

ðàâåí ê.ï.ä. âèíòà:

ηη

η η

2.1.3 - Ïîëíûé ê.ï.ä. è òîïëèâíàÿ

ýôôåêòèâíîñòü (ýêîíîìè÷íîñòü) ÃÒÄ

Äëÿ àâèàöèîííîé ÑÓ ñ ÃÒÄ îáùàÿ ýôôåêòèâ-

íîñòü ïðåîáðàçîâàíèÿ õèìè÷åñêîé ýíåðãèè òîïëè-

âà â ïîëåçíóþ ðàáîòó ïåðåäâèæåíèÿ ËÀ îïðåäåëÿ-

åòñÿ ïîëíûì (èëè îáùèì) ê.ï.ä.

ηη

. Ïîëíûé ê.ï.ä.

ðàâåí ïðîèçâåäåíèþ ýôôåêòèâíîãî ê.ï.ä. öèêëà

è ïîëåòíîãî ê.ï.ä.:

ηη

Ãëàâà 2 - Îñíîâíûå ïàðàìåòðû è òðåáîâàíèÿ ê ÃÒÄ

2.2 - Ïàðàìåòðû ÃÒÄ

2.2.1 - Îñíîâíûå ïàðàìåòðû àâèàöè-

îííûõ ÃÒÄ

Ïàðàìåòðû, õàðàêòåðèçóþùèå ÃÒÄ, ìîæíî

ðàçäåëèòü íà äâå ãðóïïû.

Ïåðâàÿ ãðóïïà – ýòî ïàðàìåòðû, âûðàæàþ-

ùèåñÿ à

áñîëþòíîé âåëè÷èíîé è çàâèñÿùèå îò ðàç-

ìåðíîñòè äâèãàòåëÿ. Âàæíåéøèå èç íèõ:

- ðåàêòèâíàÿ òÿãà – äëÿ äâèãàòåëåé ïðÿìîé

ðåàêöèè (ÒÐÄ, ÒÐÄÔ, ÒÐÄÄ, ÒÐÄÄÔ),

- ìîùíîñòü íà âûõîäíîì âàëó – äëÿ ÃÒÄ íå-

ïðÿìîé ðåàêöèè (ÒÂÄ è âåðòîëåòíûõ ÃÒÄ);

- ðàñõîä òîïëèâà;

- ðàñõîä âîçäóõà íà âõîäå â äâèãàòåëü;

- ñóõàÿ ìàññà;

- ãàáàðèòíûå ðàçìåðû.

Òÿãà, ìîùíîñòü, ðàñõîä òîïëèâà è ðàñõîä âîç-

äóõà çàâèñÿò îò ìíîãèõ ôàêòîðîâ - ðåæèìà ðàáîòû

ÃÒÄ, ñêîðîñòè è âûñîòû ïîëåòà, àòìîñôåðíûõ óñ-

ëîâèé, ïðèíÿòîé ïðîãðàììû ðåãóëèðîâàíèÿ. Ïîýòî-

ìó ýòè ïàðàìåòðû îáû÷íî óêàçûâàþòñÿ ïðè ñòàí-

äàðòíûõ àòìîñôåðíûõ óñëîâèÿõ äëÿ îñíîâíûõ

âàæíåéøèõ ðåæèìîâ è óñëîâèé ïîëåòà - íà âçëåò-

íîì ðåæèìå ïðè Í = 0 è Ì

= 0 è â âûñîòíî-ñêîðî-

ñòíûõ óñëîâèÿõ, íàèáîëåå õàðàêòåðíûõ äëÿ êîíê-

ðåòíîãî òèïà ÃÒÄ.

Ðèñóíîê 2.1.3_1 – Çàâèñèìîñòü óäåëüíîãî ðàñõîäà

òîïëèâà îò ýôôåêòèâíîãî (

ηη

)

è ïîëåòíîãî ÊÏÄ

Ðèñóíîê 2.1.3_2 – Òåîðåòè÷åñêè äîñòèæèìûå ìèíè-

ìàëüíûå çíà÷åíèÿ óäåëüíûõ ðàñõî-

äîâ òîïëèâà â çàâèñèìîñòè îò òåì-

ïåðàòóðû ãàçà ïåðåä òóðáèíîé

Íàïðèìåð, äëÿ ÒÐÄÄ ìàãèñòðàëüíûõ ãðàæ-

äàíñêèõ è âîåííî-òðàíñïîðòíûõ ñàìîëåòîâ ýòî,

êàê ïðàâèëî, ðåæèì íàáîðà âûñîòû (íîìèíàëü-

íûé) è ìàêñèìàëüíûé êðåéñåðñêèé ðåæèì íà âû-

ñîòå

= 11 êì

ïðè ñêîðîñòè ïîëåòà, ñîîòâåòñòâó-

þùåé ÷èñëó Ì

= 0,8 (V

= 850 êì/÷), à òàêæå

ìàêñèìàëüíûé ðåæèì ïðè Í = 0 ïðè ñêîðîñòè îò-

ðûâà ñàìîëåòà îò ÂÏÏ (Ì

= 0,2…0,25).

Äëÿ âîåííûõ ÒÐÄÔ è ÒÐÄÄÔ â çåìíûõ óñëîâè-

ÿõ îáû÷íî óêàçûâàåòñÿ ïàðàìåòðû íà âçëåòíîì ðå-

æèìå, êàê áåç èñïîëüçîâàíèÿ ôîðñàæà, òàê è ñ

âêëþ-

÷åííîé ÔÊ (ïîëíûé ôîðñàæ).

Â çàâèñèìîñòè îò íàçíà÷åíèÿ äâèãàòåëÿ âåëè-

÷èíà òÿãè è ìîùíîñòü àâèàöèîííûõ ÃÒÄ (ðàçìåð-

íîñòü äâèãàòåëÿ) èçìåíÿþòñÿ â øèðîêèõ ïðåäåëàõ.

Îíè îïðåäåëÿþò ðàñõîä âîçäóõà, ðàñõîä òîïëèâà,

ãàáàðèòíûå ðàçìåðû è ìàññó ÃÒÄ. Óêàçàííûå àá-

ñîëþòíûå ïàðàìåòðû èñïîëüçóþòñÿ ïðè ïðîåêòè-

ðîâàíèè ëåòàòåëüíîãî àïïàðàòà äëÿ îïðåäåëåíèÿ

åãî ëåòíî-òåõíè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê.

Òÿãà ñîâðåìåííûõ ÒÐÄ è ÒÐÄÄ èçìåíÿåòñÿ

â øèðîêèõ ïðåäåëàõ - îò íåñêîëüêèõ êèëîíüþòî-

íîâ äî íåñêîëüêèõ ñîòåí êèëîíüþòîíîâ. Â íàñòîÿ-

ùåå âðåìÿ ìàêñèìàëüíàÿ òÿãà äîñòèãíóòà íà ÒÐÄÄ

GE90-115B ôèðìû General Electric (GE). Ýòîò

äâèãàòåëü ïðåäíàçíà÷åí äëÿ äâóõäâèãàòåëüíîãî