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

Подождите немного. Документ загружается.

Ãëàâà 2 - Îñíîâíûå ïàðàìåòðû è òðåáîâàíèÿ ê ÃÒÄ

äàëüíåìàãèñòðàëüíîãî ñàìîëåòà Âoeing 777. Â

âðåìÿ èñïûòàíèé äâèãàòåëü ðàçâèâàë òÿãó 569 êÍ

(58000 êãñ) ïðè ñåðòèôèêàöèîííîé âçëåòíîé

òÿãå

512 êÍ (52200 êãñ).

Ñðåäè ôîðñàæíûõ äâèãàòåëåé

íàèáîëüøóþ âçëåòíóþ òÿãó R

= 245 êÍ (25000 êãñ)

èìååò ÒÐÄÄÔ ÍÊ-32, ðàçðàáîòàííûé â ÑÑÑÐ â ÊÁ

«Òðóä» (â íàñòîÿùåå âðåìÿ - ÎÀÎ «ÑÍÒÊ èìåíè

Í.Ä.Êóçíåöîâà», ã. Ñàìàðà), è ïðèìåíÿåìûé íà

ñòðàòåãè÷åñêîì áîìáàðäèðîâùèêå ÒÓ-160.

Ìîùíîñòü ñîâðåìåííûõ ÒÂÄ è âåðòîëåòíûõ

ÃÒÄ ñîñòàâëÿåò îò íåñêîëüêèõ ñîòåí äî íåñêîëü-

êèõ

òûñÿ÷ êèëîâàòò. Ìàêñèìàëüíóþ ìîùíîñòü

Nå = 11030 êÂò (15000 ë.ñ.) èìååò äâèãàòåëü ÍÊ-12

ñàìàðñêîãî ÊÁ «Òðóä» äëÿ ñàìîëåòîâ ÒÓ-95, ÒÓ-

114, ÀÍ-22.

Äâèãàòåëü ïðîøåë ãîñóäàðñòâåííûå

èñïûòàíèÿ â 1956 ã. è â òå÷åíèå ïîëóâåêà ÿâëÿåò-

ñÿ ðåêîðäñìåíîì-äîëãîæèòåëåì, ïðîäîëæàÿ ýêñ-

ïëóàòàöèþ íà ñòðàòåãè÷åñêîì áîìáàðäèðîâùèêå

ÒÓ-95 è âîåííî-òðàíñïîðòíîì ñàìîëåòå ÀÍ-22.

Íàèáîëåå ìîùíûì âåðòîëåòíûì ÃÒÄ ÿâëÿ-

åò

ñÿ äâèãàòåëü Ä-136 ìîùíîñòüþ 8400 êÂò

(11400 ë.ñ.), ñîçäàííûé â ÑÑÑÐ â ÊÁ «Ïðîãðåññ»

(ã. Çàïîðîæüå, íûíå Óêðàèíà) äëÿ òÿæåëûõ âåðòî-

ëåòîâ ÌÈ-26.

Ñòîëü øèðîêèé äèàïàçîí òÿãè è ìîùíîñòè

ÃÒÄ îáóñëàâëèâàåò çíà÷èòåëüíûå ðàçëè÷èÿ â êîí-

ñòðóêöèè è ïàðàìåòðàõ äâèãàòåëåé â çàâèñèìîñòè

îò èõ ðàçìåðíîñòè. Ïîýòîìó, ïðè àíàëèçå êîíñòðóê-

òèâíûõ îñîáåííîñòåé è ïàðàìåòðîâ ÃÒÄ îáû÷íî

óñëîâíî äåëÿò íà êëàññû òÿãè èëè ìîùíîñòè (áî-

ëåå óçêèå äèàïàçîíû). Âõîäÿùèå â îäèí êëàññ äâè-

ãàòåëè èìåþò îòíîñèòåëüíî áëèçêóþ ðàçìåðíîñòü

è, ñîîòâåòñòâåííî, çíà÷èòåëüíî áîëüøóþ îáùíîñòü

ïàðàìåòðîâ è êîíñòðóêòèâíûõ ðåøåíèé. Ýòî ïîçâî-

ëÿåò áîëåå îáúåêòèâíî îöåíèâàòü è ñðàâíèâàòü ñòå-

ïåíü ñîâåðøåíñòâà ÃÒÄ è åãî îòäåëüíûõ óçëîâ.

Íàïðèìåð, äëÿ ñîâðåìåííûõ ãðàæäàíñêèõ

ÒÐÄÄ ìîæíî óñëîâíî âûäåëèòü ñëåäóþùèå êëàñ-

ñû òÿãè:

- 10…30 êÍ (~1000…3000 êãñ) – ÒÐÄÄ äëÿ

íåáîëüøèõ ñëóæåáíûõ è ðåãèîíàëüíûõ ñàìîëåòîâ;

-3

0…60 êÍ (3000…6000 êãñ) – ÒÐÄÄ äëÿ

äâóõäâèãàòåëüíûõ äàëüíèõ ñëóæåáíûõ ñàìîëå-

òîâ è äëÿ ðåãèîíàëüíûõ ñàìîëåòîâ âìåñòèìîñ-

òüþ 50…70 ïàññàæèðîâ;

- 60…90 êÍ (6000…9000 êãñ) – ÒÐÄÄ äëÿ

äâóõäâèãàòåëüíûõ ðåãèîíàëüíûõ ñàìîëåòîâ âìåñ-

òèìîñòüþ 70…120 ïàññàæèðîâ;

90…140 êÍ (9000…14000 êãñ) – ÒÐÄÄ äëÿ

äâóõäâèãàòåëüíûõ áëèæíå- è ñðåäíåìàãèñòðàëüíûõ

ñàìîëåòîâ âìåñòèìîñòüþ

120…180 ïàññàæèðîâ;

- 140…200 êÍ (14000…20000 êãñ) – ÒÐÄÄ äëÿ

äâóõäâèãàòåëüíûõ áëèæíå- è ñðåäíåìàãèñòðàëü-

íûõ ñàìîëåòîâ âìåñòèìîñòüþ 180…250 ïàññàæè-

ðîâ è äëÿ ÷åòûðåõäâèãàòåëüíûõ äàëüíåìàãèñò-

ðàëü

íûõ ñàìîëåòîâ âìåñòèìîñòüþ 300…350 ïàñ-

ñàæèðîâ;

- 200…350 êÍ (20000…35000 êãñ) ÒÐÄÄ äëÿ

äâóõäâèãàòåëüíûõ áëèæíå- è ñðåäíåìàãèñòðàëü-

íûõ ñàìîëåòîâ âìåñòèìîñòüþ 200…300

ïàññàæè-

ðîâ è äëÿ ÷åòûðåõäâèãàòåëüíûõ äàëüíåìàãèñò-

ðàëüíûõ ñàìîëåòîâ âìåñòèìîñòüþ

350…600

ïàññàæèðîâ;

- ñâûøå 350 êÍ ( > 35000 êãñ) - ÒÐÄÄ äëÿ

äâóõäâèãàòåëüíûõ äàëüíåìàãèñòðàëüíûõ ñàìîëå-

òîâ âìåñòèìîñòüþ ñâûøå 300 ïàññàæèðîâ

Äëÿ âîåííûõ ÒÐÄ(Ô) è ÒÐÄÄ(Ô) ìîæíî âû-

äåëèòü ñëåäóþùèå êëàññû òÿãè:

äî 10 êÍ ( < 1000 êãñ) – ìàëîðàçìåðíûå

ÒÐÄ

è ÒÐÄÄ äëÿ ëåòàþùèõ ìèøåíåé, êðûëàòûõ

ðàêåò, áåñïèëîòíûõ ËÀ;

- 10…50 êÍ (1000…5000 êãñ) – äâèãàòåëè äëÿ

ó÷åáíî-òðåíèðîâî÷íûõ ñàìîëåòîâ, ëåãêèõ èñòðåáè-

òåëåé è óäàðíûõ ñàìîëåòîâ;

- 50…150 êÍ (5000…15000 êãñ) – äâèãàòåëè äëÿ

ñðåäíèõ è òÿæåëûõ îäíî- è äâóõäâèãàòåëüíûõ áîå-

âûõ ñàìîëåòîâ (èñòðåáèòåëè è óäàðíûå ñàìîëåòû);

- ñâûøå 150 êÍ (> 15000 êãñ) – äëÿ òÿæåëûõ

èñòðåáèòåëåé è óäàðíûõ ñàìîëåòîâ ñ âûñîêîé òÿãî-

âîîðóæåííîñòüþ, à òàêæå ñâåðõçâóêîâûõ òÿæåëûõ

ñòðàòåãè÷åñêèõ áîìáàðäèðîâùèêîâ.

ÒÂÄ è âåðòîëåòíûå ÃÒÄ ìîæíî óñëîâíî ðàç-

äåëèòü íà äâèãàòåëè ìàëîé (< 1000 êÂò), ñðåäíåé

(1000…3000 êÂò) è âûñîêîé (> 3000 êÂò) ìîùíî-

ñòè.

ÃÒÄ ìàëîé ìîùíîñòè ïðèìåíÿþòñÿ íà ëåã-

êèõ òóðáîâèíòîâûõ ñàìîëåòàõ è âåðòîëåòàõ (ñëó-

æåáíûõ è ÷àñòíûõ). ÃÒÄ ñðåäíåé ìîùíîñòè

ïðèìåíÿþòñÿ íà òðàíñïîðòíûõ è ïàññàæèðñêèõ

äâóõ- è ÷åòûðåõäâèãàòåëüíûõ òóðáîâèíòîâûõ ñà-

ìîëåòàõ è âåðòîëåòàõ ñðåäíåãî êëàññà. ÃÒÄ âûñî-

êîé ìîùíîñòè ïðèìåíÿþòñÿ íà òÿæåëûõ òðàíñïîð-

òíûõ ñàìîëåòàõ è áîìáàðäèðîâùèêàõ (ÀÍ-22,

Òó-95) è òÿæåëûõ âåðòîëåòàõ (ÌÈ-26).

Íåîáõîäèìî îòìåòèòü, ÷òî òàêîå äåëåíèå äâè-

ãàòåëåé íà êëàññû íîñèò óñëîâíûé õàðàêòåð. Â çà-

âèñèìîñòè îò êîíêðåòíûõ öåëåé ñðàâíåíèÿ è àíà-

ëèçà êëàññû òÿãè è ìîùíîñòè ÃÒÄ ìîãóò áûòü

ñóæåíû èëè ðàñøèðåíû.

Ðàñõîä âîçäóõà ñîâðåìåííûõ àâèàöèîííûõ

ÃÒÄ èçìåíÿåòñÿ â øèðîêèõ ïðåäåëàõ: îò ~1 êã/ñ

â âåðòîëåòíûõ è ñàìîëåòíûõ ÃÒÄ ìàëîé ìîùíîñ-

òè äî ~1500 êã/ñ â ìîùíûõ ÒÐÄÄ ñ âûñîêîé ñòåïå-

íüþ äâóõêîíòóðíîñòè.

Äëÿ ñðàâíèòåëüíîé îöåíêè óðîâíÿ òåõíè÷åñêî-

ãî ñîâåðøåíñòâà ÃÒÄ èñïîëüçóþòñÿ óäåëüíûå ïàðà-

ìåòðû, íå çàâèñÿùèå îò ðàçìåðíîñòè äâèãàòåëÿ:

- óäåëüíàÿ òÿãà R

ÓÄ

– îòíîøåíèå òÿãè ÒÐÄ(Ô)

è ÒÐÄÄ(Ô) ê ðàñõîäó âîçäóõà (R

ÓÄ

= R/G

);

Ãëàâà 2 - Îñíîâíûå ïàðàìåòðû è òðåáîâàíèÿ ê ÃÒÄ

- óäåëüíàÿ ìîùíîñòü N

ÓÄ

– îòíîøåíèå ìîù-

íîñòè íà âàëó ÒÂÄ èëè âåðòîëåòíûõ ÃÒÄ ê ðàñõî-

äó âîçäóõà (N

ÓÄ

= N

/ G

);

óäåëüíûé ðàñõîä òîïëèâà – îòíîøåíèå ÷à-

ñîâîãî ðàñõîäà òîïëèâà ê òÿãå èëè ìîùíîñòè

(äëÿ

ÒÐÄ è ÒÐÄÄ Ñ

= G

/R, äëÿ ÒÂÄ è âåðòîëåòíûõ

ÃÒÄ Ñ

= G

);

- óäåëüíàÿ ìàññà

- îòíîøåíèå ñóõîé ìàññû

ê òÿãå èëè ìîùíîñòè ( äëÿ ÒÐÄ è ÒÐÄÄ

γγ

= Ì

ÄÂ

äëÿ ÒÂÄ è âåðòîëåòíûõ ÃÒÄ

γγ

ÄÂ

). Â çàðó-

áåæíîé ëèòåðàòóðå ÷àñòî èñïîëüçóåòñÿ îáðàòíàÿ

âåëè÷èíà – îòíîøåíèå òÿãè ê ìàññå;

- ëîáîâàÿ òÿãà R

ËÎÁ

– îòíîøåíèå òÿãè ê ïëî-

ùàäè âõîäà â äâèãàòåëü (R

ËÎÁ

= R/F

ÂÕ

Óäåëüíîé òÿãîé è ìîùíîñòüþ (

ÓÄ

)

íà-

çûâàþò òÿãó èëè ìîùíîñòü, ïîëó÷àåìûå ñ îäíîãî

êèëîãðàììà ðàñõîäà âîçäóõà ÷åðåç äâèãàòåëü. Ïðè

çàäàííîé òÿãå èëè ìîùíîñòè ïîâûøåíèå óäåëüíûõ

ïîêàçàòåëåé îçíà÷àåò ñíèæåíèå ïîòðåáíîãî ðàñõî-

äà âîçäóõà ÷åðåç äâèãàòåëü è, êàê ñëåäñòâèå - óìåíü-

øåíèå ãàáàðèòîâ è ìàññû ÃÒÄ.

Ê íàñòîÿùåìó âðåìåíè íà âîåííûõ ÒÐÄÄÔ

ñ íèçêîé ñòåïåíüþ äâóõêîíòóðíîñòè m = 0,25…0,5

äîñòèãíóòà íàèáîëüøàÿ âåëè÷èíà óäåëüíîé òÿãè.

Îíà ñîñòàâëÿåò 120…130 äÍ/êã/ñ è èìååò òåíäåí-

öèþ ê äàëüíåéøåìó óâåëè÷åíèþ â ïåðñïåêòèâíûõ

ïðîåêòàõ.

Âûñîêàÿ óäåëüíàÿ òÿãà äëÿ ñîâðåìåííûõ

âîåííûõ äâèãàòåëåé ïîìèìî ñíèæåíèÿ ìàññû è ãà-

áàðèòîâ îáåñïå÷èâàåò âîçìîæíîñòü ñâåðõçâóêîâî-

ãî êðåéñåðñêîãî ïîëåòà áåç âêëþ÷åíèÿ ôîðñàæíîé

êàìåðû.

Óäåëüíàÿ òÿãà ãðàæäàíñêèõ ÒÐÄÄ èìååò òåí-

äåíöèþ ê íåêîòîðîìó ñíèæåíèþ äàæå íåñìîòðÿ

ðîñò òåìïåðàòóðû ãàçà ïåðåä òóðáèíîé. Ýòî ÿâëÿ-

åòñÿ ñëåäñòâèåì ïîñòîÿííîãî ïîâûøåíèÿ ñòåïåíè

äâóõêîíòóðíîñòè (ðàñõîäà âîçäóõà) äëÿ óëó÷øåíèÿ

ýêîíîìè÷íîñòè è ñíèæåíèÿ øóìà.

Ñîâåðøåíñòâîâàíèå öèêëà ÃÒÄ - ïîâûøåíèå

Ò*

ππ

, àýðîäèíàìè÷åñêîé ýôôåêòèâíîñòè óçëîâ

- ïîçâîëÿåò íà ñîâðåìåííûõ ñàìîëåòíûõ è âåðòî-

ëåòíûõ äâèãàòåëÿõ äîñòèãàòü óäåëüíîé ìîùíîñòè

ÓÄ

= 300…350 êÂò/êã/ñ. È ýòà âåëè÷èíà íå ÿâëÿ-

åòñÿ ïðåäåëüíîé.

Óäåëüíûé ðàñõîä òîïëèâà (C

) õàðàêòåðèçóåò

òîïëèâíóþ ýôôåêòèâíîñòü (ýêîíîìè÷íîñòü) ÃÒÄ.

Äëÿ ñîâðåìåííûõ ãðàæäàíñêèõ ÒÐÄÄ â óñëîâèÿõ

êðåéñåðñêîãî ïîëåòà ñòåïåíüþ äâóõêîíòóðíîñòè

m = 1…2,5. Íîâåéøèå ÒÐÄÄ ñ âûñîêîé è ñâåðõâû-

ñîêîé ñòåïåíüþ äâóõêîíòóðíîñòè (m = 5…16) èìå-

þò óäåëüíûé ðàñõîä òîïëèâà 0,6…0,5 êã/äÍ·÷. Íà

Ðèñ.2.2.1_1 ïîêàçàíà çàâèñèìîñòü óäåëüíîãî ðàñõî-

äà òîïëèâà îò óðîâíÿ òÿãè äëÿ ñîâðåìåííûõ ÒÐÄÄ.

Óäåëüíûé ðàñõîä òîïëèâà ñîâðåìåííûõ ÒÂÄ

è âåðòîëåòíûõ ÃÒÄ (C

) ñîñòàâëÿåò:

- 0,25…0,3 êã/êÂò·÷ äëÿ ÃÒÄ ìîùíîñòüþ áî-

ëåå 1000 êÂò;

- 0,3…0,35 êã/êÂò·÷ äëÿ ÃÒÄ ìàëîé ìîùíîñ-

òè äî 1000 êÂò.

Ñíèæåíèå óäåëüíîãî ðàñõîäà òîïëèâà çíà÷è-

òåëüíî óìåíüøàåò ïðÿìûå ýêñïëóàòàöèîííûå ðàñ-

õîäû è ïîçâîëÿåò óâåëè÷èòü äàëüíîñòü ïîëåòà âîç-

äóøíûõ ñóäîâ. Ïîýòîìó óëó÷øåíèå ýêîíîìè÷íîñòè

ãðàæäàíñêèõ ÒÐÄÄ, ÒÂÄ è âåðòîëåòíûõ ÃÒÄ - âàæ-

íåéøåå íàïðàâëåíèå èõ ñîâåðøåíñòâîâàíèÿ.

Äëÿ âîåííûõ ÒÐÄ(Ô) è ÒÐÄÄ(Ô) ýêîíîìè÷-

íîñòü òàêæå ÿâëÿåòñÿ âàæíûì ôàêòîðîì, âî ìíî-

ãîì îïðåäåëÿþùèì ðàäèóñ áîåâîãî äåéñòâèÿ

è ñòî-

èìîñòü æèçíåííîãî öèêëà äâèãàòåëÿ.

Äëÿ äàííîãî

òèïà äâèãàòåëåé ñòðåìëåíèå ê ïîâûøåíèþ óäåëü-

íîé òÿãè âõîäèò â ïðîòèâîðå÷èå ñ íåîáõîäèìîñòüþ

ñíèæåíèÿ óäåëüíîãî ðàñõîäà òîïëèâà. Ïîýòîìó ïðè

âûáîðå ïàðàìåòðîâ âîåííûõ ÒÐÄÄ, îñîáåííî ïðåä-

íàçíà÷åííûõ äëÿ ìíîãîðåæèìíûõ ñàìîëåòîâ,

èùåòñÿ îïòèìàëüíûé êîìïðîìèññ, êîòîðûé áû

óäîâëåòâîðÿë òðåáîâàíèÿ âûñîêèõ òÿãîâûõ õàðàê-

òåðèñòèê è ïðèåìëåìîé ýêîíîìè÷íîñòè.

Ñî÷åòàíèå âûñîêîé óäåëüíîé òÿãè íà ñâåðõ-

çâóêîâûõ ðåæèìàõ è íèçêîãî óäåëüíîãî ðàñõîäà

òîïëèâà íà äîçâóêîâûõ êðåéñåðñêèõ ðåæèìàõ ìî-

æåò áûòü îáåñïå÷åíî ïðèìåíåíèåì ðàçëè÷íûõ ñõåì

äâèãàòåëåé ñ èçìåíÿåìûì öèêëîì (ÄÈÖ). Òàêèå

äâèãàòåëè îáåñïå÷èâàþò îïòèìàëüíîå èçìåíåíèå

ñòåïåíè äâóõêîíòóðíîñòè è ñòåïåíè ñæàòèÿ íà ðàç-

ëè÷íûõ ðåæèìàõ.

Óäåëüíàÿ ìàññà ÃÒÄ ÿâëÿåòñÿ êîìïëåêñíûì ïî-

êàçàòåëåì, êîòîðûé õàðàêòåðèçóåò ïàðàìåòðè÷åñêîå,

êîíñòðóêòèâíîå è òåõíîëîãè÷åñêîå ñîâåðøåíñòâî

ÃÒÄ. Ïðè ïðîåêòèðîâàíèè ÃÒÄ, åãî óçëîâ è àãðåãà-

òîâ ïðèìåíÿþòñÿ ðàçëè÷íûå ñïîñîáû, íàïðàâëåííûå

íà ñíèæåíèå óäåëüíîé ìàññû.

Îñíîâíûå èç ýòèõ ñïîñîáîâ:

- ñîâåðøåíñòâîâàíèå öèêëà ÃÒÄ - ïîâûøåíèå

ïàðàìåòðîâ öèêëà, ñíèæåíèå âíóòðèöèêëîâûõ ïî-

òåðü, ïðèìåíåíèå ñëîæíûõ öèêëîâ ïîçâîëÿåò óâå-

ëè÷èòü óäåëüíóþ ðàáîòó öèêëà è, ïðè çàäàííîé

òÿãå, ñíèçèòü ïîòðåáíûé ðàñõîä âîçäóõà ÷åðåç

ÃÒÄ, à çíà÷èò è åãî ðàçìåðíîñòü;

- àýðîäèíàìè÷åñêîå è êîíñòðóêòèâíîå ñîâåð-

øåíñòâîâàíèå îñíîâíûõ óçëîâ ÃÒÄ - óâåëè÷åíèå

àýðîäèíàìè÷åñêîé íàãðóçêè ñòóïåíåé êîìïðåññî-

ðà è òóðáèíû, à òàêæå êîíñòðóêòèâíûå è ñõåìíûå

ìåðîïðèÿòèÿ ïîçâîëÿþò ñíèçèòü ÷èñëî ñòóïåíåé è,

ñëåäîâàòåëüíî, ñíèçèòü ìàññó;

ñîâðåìåííûå êîíñòðóêöèîííûå ìàòåðèà-

ëû

–

ïðèìåíåíèå áîëåå æàðîïðî÷íûõ, ñ âûñîêèìè

ìåõàíè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè, â òîì ÷èñëå êîìïîçè-

öèîííûõ ìàòåðèàëîâ êàê â «ãîðÿ÷èõ», òàê è â «õî-

ëîäíûõ» óçëàõ ÃÒÄ, ïîçâîëÿåò ñíèçèòü ìàññó îñ-

Ãëàâà 2 - Îñíîâíûå ïàðàìåòðû è òðåáîâàíèÿ ê ÃÒÄ

Ðèñóíîê 2.2.1_1 - Çàâèñèìîñòü óäåëüíîãî ðàñõîäà òîïëèâà îò óðîâíÿ òÿãè äëÿ ñîâðåìåííûõ ÒÐÄÄ

íîâíûõ äåòàëåé ðîòîðà è ñòàòîðà ïðè ñîõðàíåíèè

çàïàñîâ äëèòåëüíîé è öèêëè÷åñêîé ïðî÷íîñòè;

- ïðèìåíåíèå ïåðñïåêòèâíûõ òåõíîëîãèé èç-

ãîòîâëåíèÿ - ìîíîêîëåñà òèïà «blisk» è «bling»,

ïåðåäîâûå ìåòîäû ñâàðêè ðîòîðîâ è êîðïóñîâ, òåð-

ìîçàùèòíûå ïîêðûòèÿ äåòàëåé, íàèáîëåå ïîäâåð-

æåííûõ âîçäåéñòâèþ âûñîêèõ òåìïåðàòóð, è äð.

Áîëåå äåòàëüíî ýòè ñïîñîáû ñíèæåíèÿ ìàññû

áóäóò ðàññìîòðåíû â ðàçäåëàõ, ïîñâÿùåííûõ ïðî-

åêòèðîâàíèþ îñíîâíûõ óçëîâ ÃÒÄ.

Îòìåòèì, ÷òî óäåëüíàÿ ìàññà àâèàöèîííîãî

ÃÒÄ çàâèñèò îò åãî ðàçìåðíîñòè - òÿãè èëè ìîùíîñ-

òè. Ýòî îáúÿñíÿåòñÿ ñëåäóþùèì. Ïðè ñîõðàíåíèè

ãåîìåòðè÷åñêîãî ïîäîáèÿ, ìåõàíè÷åñêîé íàïðÿæåí-

íîñòè è òåìïåðàòóðíîãî ñîñòîÿíèÿ ìàññà äâèãàòåëÿ

äîëæíà áûëà áû çàâèñåòü îò êóáà äèàìåòðà, íàïðè-

ìåð, äèàìåòðà íà âõîäå â êîìïðåññîð.

Ïî çàâèñè-

ìîñòè, áëèçêîé ê êóáè÷åñêîé, èçìåíÿþòñÿ, íàïðè-

ìåð, ìàññû ðîòîðîâ ÃÒÄ.

Îäíàêî, äëÿ òàêèõ

äåòàëåé êàê êîðïóñà, ñîïëà, âõîäíûå óñòðîéñòâà,

àãðåãàòû ñ êîììóíèêàöèÿìè çàâèñèìîñòü ìàññû îò

äèàìåòðà áëèæå ê êâàäðàòè÷íîé.

Ïîýòîìó ìàññà

äâèãàòåëÿ Ì

ÄÂ

ïðîïîðöèîíàëüíà äèàìåòðó D â ñòå-

ïåíè n, ãäå 2 < n < 3. Äëÿ îöåíî÷íûõ ðàñ÷åòîâ ìîæ-

íî ïðèíèìàòü n = 2,6, ò.å. Ì

ÄÂ

2,6

Òÿãà äâèãàòåëÿ R ïðîïîðöèîíàëüíà ðàñõîäó

âîçäóõà G

, êîòîðûé â ñâîþ î÷åðåäü çàâèñèò îò

ïëîùàäè íà âõîäå â êîìïðåññîð, ò.å. îò êâàäðàòà

äèàìåòðà: R~ G

. Òîãäà óäåëüíàÿ ìàññà ÃÒÄ

ìîæåò áûòü âûðàæåíà êàê:

Ïîñêîëüêó n > 2, òî ïðè óìåíüøåíèè D (ðàç-

ìåðíîñòè äâèãàòåëÿ)

γγ

òîæå óìåíüøàåòñÿ.

Îäíàêî, ýòî óòâåðæäåíèå ñïðàâåäëèâî ëèøü äî

íåêîòîðîé ïðåäåëüíîé òÿãè, ïðèìåðíî ðàâíîé 10 êÍ

(1000 êãñ). Ïðè äàëüíåéøåì ñíèæåíèè òÿãè óäåëü-

íàÿ ìàññà áóäåò âîçðàñòàòü, ò.ê. ðàçìåðû çíà÷èòåëü-

íîãî êîëè÷åñòâà äåòàëåé ïðè ìàëîé ðàçìåðíîñòè

ÃÒÄ îïðåäåëÿþòñÿ óæå íå óñëîâèÿìè èõ íàãðóçêè,

à òåõíîëîãè÷åñêèìè âîçìîæíîñòÿìè

[2.8.2].

Òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû êîððåêòíî ñðàâíèòü

óäåëüíûå ìàññû ðàçëè÷íûõ äâèãàòåëåé äëÿ îöåí-

êè èõ ñîâåðøåíñòâà, ñðàâíåíèå íåîáõîäèìî ïðî-

âîäèòü äëÿ ÃÒÄ áëèçêîãî êëàññà òÿãè (ìîùíîñòè),

îäíîãî òèïà è íàçíà÷åíèÿ.

Ãëàâà 2 - Îñíîâíûå ïàðàìåòðû è òðåáîâàíèÿ ê ÃÒÄ

Óäåëüíàÿ ìàññà ñîâðåìåííûõ ãðàæäàíñêèõ

ÒÐÄÄ íàõîäèòñÿ â ïðåäåëàõ 0,16…0,21. Äëÿ âîåí-

íûõ ÒÐÄÄÔ – â ïðåäåëàõ 0,1…0,15. Â ïåðñïåêòèâ-

íûõ ïðîãðàììàõ ïëàíèðóåòñÿ ñíèæåíèå óäåëüíîé

ìàññû ÒÐÄÄÔ äî çíà÷åíèé 0,05…0,08.

Ëîáîâîé òÿãîé íàçûâàþò òÿãó, êîòîðóþ ìîæ-

íî ïîëó÷èòü ñ åäèíèöû (1 ì

) âõîäíîãî ñå÷åíèÿ

ÃÒÄ. Ëîáîâàÿ òÿãà õàðàêòåðèçóåò âîçìîæíîñòü ïî-

ëó÷åíèÿ çàäàííîé òÿãè ïðè ãàáàðèòíûõ îãðàíè÷å-

íèÿõ ìàêñèìàëüíîãî äèàìåòðà äâèãàòåëÿ.

Ïðè ôèêñèðîâàííîì äèàìåòðå íà âõîäå â êîì-

ïðåññîð

ëîáîâóþ òÿãó ìîæíî ïîâûñèòü çà ñ÷åò

óâåëè÷åíèÿ óäåëüíîé òÿãè èëè ïðîèçâîäèòåëüíî-

ñòè êîìïðåññîðà (ðàñõîäà âîçäóõà). Ïîâûøåíèå

ðàñõîäà âîçäóõà ìîæíî äîñòè÷ü óâåëè÷åíèåì

ñêî

ðîñòè âîçäóõà íà âõîäå â êîìïðåññîð, à òàêæå

óìåíüøåíèåì âòóëî÷íîãî äèàìåòðà íà âõîäå â êîì-

ïðåññîð.

Â îäíîòèïíûõ äâèãàòåëÿõ óâåëè÷åíèå ëîáî-

âîé òÿãè òàêæå êîñâåííî ãîâîðèò îá óëó÷øåíèè èõ

âåñîâûõ õàðàêòåðèñòèê.

2.2.2 - Îñíîâíûå ïàðàìåòðû íàçåì-

íûõ è ìîðñêèõ ïðèâîäíûõ ÃÒÄ

Â îòëè÷èå îò àâèàöèîííûõ äâèãàòåëåé, â íà-

çåìíûõ è ìîðñêèõ ÃÒÄ ñâîáîäíàÿ ýíåðãèÿ ïîëíî-

ñòüþ ñðàáàòûâàåòñÿ íà òóðáèíå è ïåðåäàåòñÿ ïîòðå-

áèòåëþ â âèäå ìåõàíè÷åñêîé ðàáîòû íà âûõîäíîì

âàëó äâèãàòåëÿ. Ïî ñïîñîáó èñïîëüçîâàíèÿ ñâîáîä-

íîé ýíåðãèè íàèáîëåå áëèçêèì àâèàöèîííûì àíà-

ëîãîì äëÿ íàçåìíûõ è ìîðñêèõ ÃÒÄ ÿâëÿåòñÿ âåð-

òîëåòíûé ÃÒÄ.

Ê îñíîâíûì ïàðàìåòðàì íàçåìíûõ è ìîðñêèõ

ÃÒÄ îòíîñÿòñÿ ýôôåêòèâíàÿ ìîùíîñòü

è ýôôåêòèâ-

íûé ê.ï.ä. íà âûõîäíîì âàëó. Òàêæå âàæíûìè ïàðà-

ìåòðàìè ÿâëÿþòñÿ ðàñõîä âîçäóõà, ðàñõîä è

òåìïå-

ðàòóðà ãàçîâ íà âûõëîïå, ðàñïîëàãàåìàÿ òåïëîâàÿ

ìîùíîñòü íà âûõëîïå, ðàñõîä òîïëèâà. Ý

òè ïàðà-

ìåòðû èñïîëüçóþòñÿ ïðè ïðîåêòèðîâàíèè ÃÒÓ è îáú-

åêòîâ ïðèìåíåíèÿ ÃÒÄ.

Ìàññà è ãàáàðèòû äëÿ íàçåìíûõ è ìîðñêèõ

ÃÒÄ èìåþò âòîðîñòåïåííîå çíà÷åíèå. Èñêëþ÷åíèå

ñîñòàâëÿþò òðàíñïîðòíûå ÃÒÄ, â ò.÷. è ìîðñêèå,

èñïîëüçóåìûå äëÿ ïðèâîäà ñóäîâûõ äâèæèòåëåé.

Äëÿ òðàíñïîðòíûõ äâèãàòåëåé ãàáàðèòû (îáúåì)

èìåþò âàæíîå çíà÷åíèå, ïîñêîëüêó ïðîñòðàíñòâî

äëÿ èõ ðàçìåùåíèÿ íà îáúåêòàõ ïðèìåíåíèÿ çà÷àñ-

òóþ îãðàíè÷åíî.

Ïàðàìåòðû ÃÒÄ îáû÷íî äàþòñÿ â ñòàíäàðò-

íûõ óñëîâèÿõ ISO 2314:

- òåìïåðàòóðà àòìîñôåðíîãî âîçäóõà +15 °Ñ;

äàâëåíèå àòìîñôåðíîãî âîçäóõà 760 ìì ðò.ñò.

;

- îòíîñèòåëüíàÿ âëàæíîñòü âîçäóõà 60 %;

áåç ó÷åòà ïîòåðü äàâëåíèÿ âî âñàñûâàþùåì

è âûõëîïíîì óñòðîéñòâàõ îáúåêòà ïðèìåíåíèÿ ÃÒÄ,

- ñ ó÷åòîì ïîòåðü íà âñàñå è âûõëîïå ñîáñòâåí-

íî ÃÒÄ - âî âõîäíîì êîðïóñå êîìïðåññîðà è âûõ-

ëîïíîì òðàêòå ÃÒÄ çà òóðáèíîé, âêëþ÷àþùåì

ñòîéêè çàäíåé îïîðû, äèôôóçîð è óëèòêó.

Ìîùíîñòü íàçåìíûõ è ìîðñêèõ ÃÒÄ èçìåíÿ-

åòñÿ â øèðîêèõ ïðåäåëàõ - îò äåñÿòêîâ êèëîâàòò

â ìèêðîòóðáèíàõ äî ñîòåí ìåãàâàòò â êðóïíûõ ñòà-

öèîíàðíûõ ýíåðãåòè÷åñêèõ ÃÒÄ. Ê íàñòîÿùå-

ìó âðåìåíè ñîçäàíî ìíîæåñòâî ìîäåëåé ÃÒÄ, äî-

ñòàòî÷íî ðàâíîìåðíî çàïîëíÿþùèõ ìîùíîñòíîé

ðÿä îò 30 êÂò äî 350000 êÂò (350 ÌÂò).

Ìîùíîñòíîé ðÿä ÃÒÄ ìîæíî óñëîâíî ðàçäå-

ëèòü íà ÷åòûðå êëàññà:

- ìèêðîòóðáèíû – èìåþò ìîùíîñòü 30 êÂò äî

250 êÂò, ïðèìåíÿþòñÿ îáû÷íî â ñîñòàâå àâòîíîì-

íûõ ýíåðãîàãðåãàòîâ äëÿ âûðàáîòêè ýëåêòðîýíåð-

ãèè èëè ñîâìåñòíîãî ïðîèçâîäñòâà ýëåêòðè÷åñêîé,

òåïëîâîé ýíåðãèè è ðÿäå ñëó÷àåâ äëÿ ïðîèçâîäñòâà

õîëîäà;

ÃÒÄ ìàëîé ìîùíîñòè - îò 250 êÂò äî 10 ÌÂò

äëÿ ìåõàíè÷åñêîãî è ìîðñêîãî ïðèâîäà, ïðèâîäà

ýëåêòðîãåíåðàòîðîâ â ñîñòàâå ÃÒÝÑ ïðîñòîãî öèê-

ëà è â êîãåíåðàöèîííûõ óñòàíîâêàõ äëÿ ñîâìåñòíî-

ãî ïðîèçâîäñòâà ýëåêòðè÷åñêîé è òåïëîâîé ýíåðãèè;

-ÃÒÄ ñðåäíåé ìîùíîñòè - îò 10 ÌÂò äî

60 ÌÂò äëÿ ìåõàíè÷åñêîãî è ìîðñêîãî ïðèâîäà,

â ñîñòàâå ÃÒÝÑ ïðîñòîãî è êîìáèíèðîâàííîãî ïà-

ðîãàçîâîãî öèêëà è â êîãåíåðàöèîííûõ óñòàíîâêàõ;

- ÃÒÄ áîëüøîé ìîùíîñòè - îò 60 äî 350 ÌÂò,

èñïîëüçóþòñÿ â ñîñòàâå ÃÒÝÑ êîìáèíèðîâàííîãî

ïàðîãàçîâîãî öèêëà è â êîãåíåðàöèîííûõ óñòàíîâ-

êàõ; çíà÷èòåëüíî ðåæå – â ïðîñòîì öèêëå.

Âàæíåéøèìè óäåëüíûìè ïàðàìåòðàìè, îïðå-

äåëÿþùèìè ñòåïåíü òåõíè÷åñêîãî ñîâåðøåíñòâà

íàçåìíûõ è ìîðñêèõ ÃÒÄ, ÿâëÿþòñÿ óäåëüíàÿ ìîù-

íîñòü è ýôôåêòèâíûé ê.ï.ä. íà âûõîäíîì âàëó.

Óäåëüíàÿ ìîùíîñòü (àíàëîãè÷íî ÒÂÄ è âåð-

òîëåòíûì ÃÒÄ) ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ìîùíîñòü,

ïðèõîäÿùóþñÿ íà åäèíèöó (1 êã/ñ) ðàñõîäà âîçäó-

õà G

, è ÷èñëåííî ðàâíà óäåëüíîé ðàáîòå öèêëà

(êÄæ/êã),

êÂò/êã/ñ

ÓÄ

= N

Ñîâðåìåííûå íàçåìíûå è ìîðñêèå ÃÒÄ ïîñòî-

ÿííî ðàçâèâàþòñÿ â ñòîðîíó ïîâûøåíèÿ óäåëüíîé

ìîùíîñòè çà ñ÷åò óâåëè÷åíèÿ òåìïåðàòóðû ãàçà

ïåðåä òóðáèíîé, ñîâåðøåíñòâîâàíèÿ

àýðîäèíàìè-

êè ëîïàòî÷íûõ ìàøèí è ñèñòåì îõëàæäåíèÿ. Â íà-

ñòîÿùåå âðåìÿ îñîáåííî çíà÷èòåëåí ïðîãðåñ

ñ â ïî-

âûøåíèè ïàðàìåòðîâ ìîùíûõ îäíîâàëüíûõ

ýíåðãåòè÷åñêèõ ÃÒÄ. Ýòî îáúÿñíÿåòñÿ èíòåíñèâíûì

Ãëàâà 2 - Îñíîâíûå ïàðàìåòðû è òðåáîâàíèÿ ê ÃÒÄ

çàèìñòâîâàíèåì àâèàöèîííûõ òåõíîëîãèé

â îáëàñ-

òè òðåõìåðíîé àýðîäèíàìèêè, ïðèìåíåíèåì ìíî-

îñëîéíûõ òåïëîçàùèòíûõ ïîêðûòèé (ÒÇÏ)

è ýôôåêòèâíûõ

ñèñòåì îõëàæäåíèÿ òóðáèíû, èñ-

ïîëüçîâàíèåì òåïëîîáìåííèêîâ äëÿ ñíèæåíèÿ òåì-

ïåðàòóðû îõëàæäàþùåãî âîçäóõà è âîäÿíîãî ïàðà-

â êà÷åñòâå îõëàäèòåëÿ.

Óäåëüíàÿ ìîùíîñòü íîâåéøèõ ñåðèéíûõ

ýíåðãåòè÷åñêèõ ÃÒÄ äîñòèãàåò 400…450 êÂò/êã/ñ

ïðè îñâîåííîé òåìïåðàòóðå ãàçà ïåðåä òóðáèíîé

Ò*

ÑÀ

= 1700 Ê (ïðè ðàáîòå â áàçîâîì ðåæèìå ñ ìåæ-

ðåìîíòíûì ðåñóðñîì 25000 ÷àñîâ).

Ðàçðàáàòûâà-

þòñÿ îïûòíûå ìîäåëè ýíåðãåòè÷åñêèõ ÃÒÄ ñ òåì-

ïåðàòóðîé ãàçà ïåðåä òóðáèíîé

ÑÀ

= 1783 Ê.

ÃÒÄ ìàëîé è ñðåäíåé ìîùíîñòè óäåëüíàÿ

ìîùíîñòü äîñòèãàåò çíà÷åíèé 300…350 êÂò/êã/ñ

ïðè ìàêñèìàëüíîé òåìïåðàòóðå ãàçà íà íîìèíàëü-

íîì ðåæèìå

ÑÀ

= 1500…1600 Ê.

Âàæíåéøèì óäåëüíûì ïàðàìåòðîì íàçåìíû-

õ è ìîðñêèõ ÃÒÄ ÿâëÿåòñÿ ýôôåêòèâíûé ê.ï.ä. (

ηη

Îí õàðàêòåðèçóåò òîïëèâíóþ ýôôåêòèâíîñòü è ïðåä-

ñòàâëÿåò ñîáîé îòíîøåíèå ýôôåêòèâíî

é ìîùíîñòè

íà âàëó N

ê ìîùíîñòè, ïîäâåäåííîé

ñ òîïëèâîì

ÒÎÏË

, êÂò:

ãäå G

Ò ×ÀÑ

– ÷àñîâîé ðàñõîä òîïëèâà ÃÒÄ, êã/÷;

Hu – íèçøàÿ òåïëîòà ñãîðàíèÿ, êÄæ/êã.

Ó÷èòûâàÿ, ÷òî îòíîøåíèå G

Ò×ÀÑ

ÿâëÿåòñÿ

óäåëüíûì ðàñõîäîì òîïëèâà Ñ

, âûðàæåíèå äëÿ

ýôôåêòèâíîãî ê.ï.ä. ÃÒÄ ìîæíî çàïèñàòü òàêæå

â âèäå:

Ïîâûøåíèå ýôôåêòèâíîãî ê.ï.ä. – âàæíåéøåå

íàïðàâëåíèå ðàçâèòèÿ ÃÒÄ – äîñòèãàåòñÿ ïîâûøå-

íèåì ïàðàìåòðîâ öèêëà Ò*

ÑÀ

ππ

â îïòèìàëüíîì

ñîîòíîøåíèè, à òàêæå óìåíüøåíèåì

âíóòðèöèêëî-

âûõ ïîòåðü çà ñ÷åò ñîâåðøåíñòâîâàíèÿ àýðîäèíàìè-

êè ëîïàòî÷íûõ ìàøèí, ñèñòåì îõëàæäåíèÿ è ñíè-

æåíèÿ ïîòåðü ïî òðàêòó ÃÒÄ.

Ýôôåêòèâíûé ê.ï.ä. çàâèñèò òàêæå è îò

êëàññà ìîùíîñòè - ó ÃÒÄ ìåíüøåãî êëàññà ìîù-

íîñòè ê.ï.ä., êàê ïðàâèëî, íèæå (ñì. Ðèñ. 2.2.2_1).

Ýòà çàâèñèìîñòü ïðîÿâëÿåòñÿ ÷åðåç ôàêòîð ðàç-

ìåðíîñòè. Â ÃÒÄ ìåíüøåé ìîùíîñòè áîëåå óìå-

ðåííûå ïàðàìåòðû öèêëà, ò.ê. ñëîæíåå ïîëó÷èòü

âûñîêèé ê.ï.ä. íà ìàëîðàçìåðíûõ ëîïàòî÷íûõ

Ðèñóíîê 2.2.2_1 – Çàâèñèìîñòü ýôôåêòèâíîãî ê.ï.ä. (

ηη

) íàçåìíûõ ÃÒÄ îò ìîùíîñòè

Ãëàâà 2 - Îñíîâíûå ïàðàìåòðû è òðåáîâàíèÿ ê ÃÒÄ

ìàøèíàõ. Ïàðàìåòðû öèêëà, êðîìå ýòîãî, âëèÿ-

þò è íà óäåëüíóþ ñòîèìîñòü ÃÒÄ. Ýôôåêòèâíûé

ê.ï.ä. ñîâðåìåííûõ ÃÒÄ ïðîñòîãî öèêëà ñîñòàâ-

ëÿåò

ηη

= 0,18…0,43.

Óäåëüíàÿ ñòîèìîñòü ÃÒÄ – ýêîíîìè÷åñêèé

ïàðàìåòð, õàðàêòåðèçóþùèé ñòîèìîñòü 1 êÂò óñ-

òàíîâëåííîé ìîùíîñòè ÃÒÄ â îïðåäåëåííîé ñòàí-

äàðòíîé êîìïëåêòàöèè. Íàïðèìåð, åñëè ÃÒÄ ïðè-

ìåíÿåòñÿ äëÿ ìåõàíè÷åñêîãî ïðèâîäà, â ñîñòàâ

îáîðóäîâàíèÿ âõîäÿò: ñèñòåìû çàïóñêà, óïðàâëå-

íèÿ, ïðîòèâîîáëåäåíèòåëüíàÿ è ïðîòèâîïîæàðíàÿ,

âõîäíîå è âûõîäíîå óñòðîéñòâà, ðåäóêòîð è íåêî-

òîðûå äð. Ñ ðîñòîì ìîùíîñòè ÃÒÄ ñóùåñòâåííî

ñíèæàåòñÿ åãî óäåëüíàÿ ñòîèìîñòü. Òàê, íàïðèìåð,

óäåëüíàÿ ñòîèìîñòü ÃÒÄ äëÿ ìåõàíè÷åñêîãî ïðè-

âîäà ñîñòàâëÿåò îò 400…450 $/êÂò (äëÿ ÃÒÄ êëàñ-

ñà ìîùíîñòè ~1 ÌÂò) äî 170…180 $/êÂò (äëÿ ÃÒÄ

ìîùíîñòüþ 30…40 ÌÂò).

2.3 - Òðåáîâàíèÿ ê àâèàöèîííûì ÃÒÄ

Ê àâèàöèîííûì ÃÒÄ ïðåäúÿâëÿþòñÿ ñëåäóþ-

ùèå òðåáîâàíèÿ:

- îáùèå òåõíè÷åñêèå òðåáîâàíèÿ, èçëîæåííûå

â íîðìàòèâíûõ äîêóìåíòàõ,

- òåõíè÷åñêèå òðåáîâàíèÿ ê êîíêðåòíîìó ðàç-

ðàáàòûâàåìîìó äâèãàòåëþ ñ ó÷åòîì åãî óñòàíîâêè

íà êîíêðåòíûé ëåòàòåëüíûé àïïàðàò.

Â ÷èñëå âàæíåéøèõ òåõíè÷åñêèõ òðåáîâàíèé

ê êîíêðåòíîìó äâèãàòåëþ - òåõíè÷åñêèå õàðàêòå-

ðèñòèêè, íàäåæíîñòü, ðåñóðñ, æèâó÷åñòü è áåçîïàñ-

íîñòü, ïðîèçâîäñòâåííàÿ è ýêñïëóàòàöèîííàÿ òåõ-

íîëîãè÷íîñòü, ýêîëîãè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè,

ýêîíîìè÷åñêèå ïîêàçàòåëè.

2.3.1 - Òðåáîâàíèÿ ê òÿãå (ìîùíîñòè)

Òÿãà è óäåëüíûé ðàñõîä òîïëèâà – âàæíåéøèå

õàðàêòåðèñòèêè äâèãàòåëÿ, îïðåäåëÿþùèå ðàçìåðû

è îñíîâíûå âíóòðåííèå ïàðàìåòðû (Ò*

ÑÀ

ππ

, m).

Òÿãà àâèàöèîííîãî äâèãàòåëÿ äîëæíà îáåñïå-

÷èâàòü íåîáõîäèìóþ òÿãîâîîðóæåííîñòü ëåòàòåëü-

íîãî àïïàðàòà â ðàçëè÷íûõ óñëîâèÿõ ïîëåòà. Òÿãî-

âîîðóæåííîñòü (R) – ýòî îòíîøåíèå ñóììàðíîé

òÿãè âñåõ óñòàíîâëåííûõ íà ñàìîëåòå äâèãàòåëåé

ÂÇË∑

), ê âçëåòíîé ìàññå ñàìîëåòà (G

ÑÀÌ.ÂÇË

Äëÿ òðàíñïîðòíûõ äîçâóêîâûõ ñàìîëåòîâ òÿãà

çàäàåòñÿ èñõîäÿ èç ñëåäóþùèõ óñëîâèé.

Ïåðâîå - îáåñïå÷åíèå íåîáõîäèìîé òÿãîâîî-

ðóæåííîñòè íà âçëåòíîì ðåæèìå (ñ îãðàíè÷åíèåì

âðåìåíè ðàáîòû äâèãàòåëåé). Òÿãîâîîðóæåííîñòü

äîëæíà îáåñïå÷èâàòü íîðìàëüíûé âçëåò ïðè çàäàí-

íîé âçëåòíîé äèñòàíöèè, áåçîïàñíûé âçëåò è íà-

áîð âûñîòû ïðè îòêàçå äâèãàòåëÿ, óõîä íà âòîðîé

êðóã ïðè ñíèæåíèè è ïîñàäêå, à òàêæå ìèíèìàëü-

íîå àêóñòè÷åñêîå âîçäåéñòâèå ïðè âçëåòå è ïðîëå-

òå. Òÿãîâîîðóæåííîñòü ñîâðåìåííûõ òðàíñïîðòíûõ

ñàìîëåòîâ â çàâèñèìîñòè îò ÷èñëà äâèãàòåëåé íà-

õîäèòñÿ â ïðåäåëàõ 0,25…0,35. Ìåíüøåå çíà÷åíèå

îòíîñèòñÿ ê ÷åòûðåõäâèãàòåëüíûì ñàìîëåòàì,

áîëüøåå – ê äâóõäâèãàòåëüíûì.

Âòîðîå - ïîëó÷åíèå íåîáõîäèìîé òÿãîâîîðó-

æåííîñòè (èçáûòêà òÿãè) äëÿ íàáîðà âûñîòû ïî çà-

äàííîé òðàåêòîðèè H=f(L) ñ ïîñòîÿííîé ïðèáîðíîé

ñêîðîñòüþ (V

ÏÐ

=const) è ñ îïòèìàëüíî-ìèíèìàëü-

íûì âðåìåíåì íàáîðà êðåéñåðñêîãî ýøåëîíà

(

ττ

≈ 30 ìèí), êîòîðûé îïðåäåëÿåòñÿ íàâèãàöèîííû-

ìè è ýêîíîìè÷åñêèìè ôàêòîðàìè (ðàñõîä òîïëèâà).

Òðåòüå - ïîëó÷åíèå íåîáõîäèìîé òÿãîâîîðó-

æåííîñòè íà ìàêñèìàëüíîì êðåéñåðñêîì ðåæèìå

(ïðåäåëüíûé ðåæèì ñ íåîãðàíè÷åííûì âðåìåíåì

ðàáîòû), äëÿ îáåñïå÷åíèÿ óñòîé÷èâîãî ïîëåòà ñ ïîä-

äåðæàíèåì îïòèìàëüíûõ çàäàííûõ ñêîðîñòè (Ì

)

è ýøåëîíà (Í) êðåéñåðñêîãî ïîëåòà. Ñàìûé âûãîä-

íûé ïî ðàñõîäó òîïëèâà ïîëåò ñîâåðøàåòñÿ ïî ñòà-

òè÷åñêîìó ïîòîëêó - ñ íàáîðîì âûñîòû ïî ìåðå âû-

ãîðàíèÿ òîïëèâà. Îäíàêî, òàêîé ðåæèì íåïðèãîäåí

äëÿ ïàññàæèðñêèõ ìàðøðóòîâ.

Ïðè íåäîñòàòî÷íîé òÿãîâîîðóæåííîñòè íà

âçëåòíîì ðåæèìå äîïóñêàåòñÿ ïðèìåíåíèå ìàê-

ñèìàëüíîãî âçëåòíîãî ðåæèìà (×Ð, APR) ñ î÷åíü

îãðàíè÷åííûì ñóììàðíûì âðåìåíåì ðàáîòû

(

ττ

≈ 5…30 ìèí).

Òàêîå ìîæåò ïðîèñõîäèòü ïðè îò-

êàçå äâèãàòåëÿ íà âçëåòå è äðóãèõ ÷ðåçâû÷àéíûõ

ñèòóàöèÿõ. Ïðè îòêàçå äâèãàòåëÿ â âûñîòíîì ïîëå-

òå èñïîëüçóåòñÿ òàê íàçûâàåìûé «ïðîìåæóòî÷íûé

ðåæèì». Äëÿ ïîääåðæàíèÿ áåçîïàñíîé âûñîòû ïî-

ëåòà òàêîé ðåæèì èìååò ìåíüøèå ïàðàìåòðû, ÷åì

âçëåòíûé ðåæèì, íî áoëüøèå, ÷åì ðåæèì íàáîðà

âûñîòû.

Ïîääåðæàíèå çàäàííîé òÿãè íà ðåæèìàõ ïðî-

èçâîäèòñÿ, êàê ïðàâèëî, äî òåìïåðàòóðû àòìîñ-

ôåðíîãî âîçäóõà t

= (ÌÑÀ+15

Ñ) ïðè âçëåòå

è t

=(ÌÑÀ+10

Ñ) íà ðåæèìàõ íàáîðà

âûñîòû

è êðåéñåðñêèõ.

Ïîñêîëüêó ñêîðîñòíûå õàðàêòåðè-

ñòèêè äâèãàòåëåé ñ ðàçíîé óäåëüíîé òÿãîé (ðàç-

ëè÷íîé ñòåïåíüþ äâóõêîíòóðíîñòè m) îòëè÷àþò-

ñÿ, òî,

êàê ïðàâèëî, äîïîëíèòåëüíî çàäàåòñÿ òàêæå

òÿãà íà âçëåòíîì ðåæèìå ïðè ñêîðîñòè îòðûâà ñà-

ìîëåòà îò âçëåòíî-ïîñàäî÷íîé ïîëîñû (ÂÏÏ),

îáû÷íî ñîîòâåòñòâóþùåé Ì

=0,20…0,24.

Äîïîëíèòåëüíûì ê ñâåðõçâóêîâûì òðàíñïîð-

òíûì ñàìîëåòàì ïðåäúÿâëÿåòñÿ òðåáîâàíèå âûñî-

êîé òÿãîâîîðóæåííîñòè ïðè

= 0,95…1,15 äëÿ

ïðåîäîëåíèÿ çâóêîâîãî áàðüåðà íà âîçìîæíî áîëü-

øåé âûñîòå (Í ≥ 9…11 êì) è ïðè

= 2,0…2,2 íà

Ãëàâà 2 - Îñíîâíûå ïàðàìåòðû è òðåáîâàíèÿ ê ÃÒÄ

âûñîòå êðåéñåðñêîãî ïîëåòà (Í = 17…18 êì).

Ñïåöèôè÷åñêèå òðåáîâàíèÿ ïî òÿãîâîîðóæåí-

íîñòè ïðåäúÿâëÿþòñÿ ê äâèãàòåëÿì áîåâûõ ñàìî-

ëåòîâ (èñòðåáèòåëåé). Òðåáóåòñÿ â 3…4 ðàçà áîëü-

øàÿ òÿãîâîîðóæåííîñòü íà âçëåòå è â áîëüøåé

÷àñòè òàê íàçûâàåìîé îáëàñòè ïîëåòîâ Í = f(M),

÷òîáû îáåñïå÷èòü:

- ìàêñèìàëüíóþ ñêîðîïîäúåìíîñòü, ìèíè-

ìàëüíîå âðåìÿ ðàçãîíà è ìèíèìàëüíóþ äëèíó

âçëåòíîé ïîëîñû;

- ìàêñèìàëüíûé èçáûòîê òÿãè äëÿ âåäåíèÿ âîç-

äóøíîãî áîÿ íà âèðàæàõ áåç ïîòåðè âûñîòû;

-ñâåðõçâóêîâîé êðåéñåðñêèé ïîëåò ïðè

= 1,6…1,8 íà áîëüøîé âûñîòå (äëÿ èñòðåáèòå-

ëåé 5-ãî ïîêîëåíèÿ - áåç âêëþ÷åíèÿ ÔÊ).

Äâèãàòåëè äëÿ áîåâûõ ñàìîëåòîâ (èñòðåáè-

òåëè) äëÿ ýêîíîìèè ðåñóðñà ìàòåðèàëüíîé ÷àñòè

â ìèðíîå âðåìÿ ìîãóò èìåòü áîåâûå è ó÷åáíûå

ðå-

æèìû, ìåíüøèå ïî òÿãå íà 10…15 %.

Òðåáîâàíèÿ ê òÿãàì ãðàæäàíñêèõ è âîåííûõ

ÒÐÄÄ ïðèâåäåíû â òàáëèöå 2.3.1_1.

Òàáëèöà 2.3.1_1

Òðåáîâàíèÿ ê òÿãå àâèàöèîííûõ ÃÒÄ íà ðàçëè÷íûõ ðåæèìàõ

2.3.2 – Òðåáîâàíèÿ ê ãàáàðèòíûì

è ìàññîâûì õàðàêòåðèñòèêàì

Òðåáîâàíèÿ ê ãàáàðèòíûì ðàçìåðàì àâèàöèîí-

íûõ ÃÒÄ îáóñëîâëåíû âîçìîæíîñòüþ è óäîáñòâîì

ðàçìåùåíèÿ ÑÓ íà ñàìîëåòå. Âàæíåéøåå çíà÷åíèå

èìååò ìàêñèìàëüíûé äèàìåòð äâèãàòåëÿ, ïîñêîëü-

êó âî ìíîãîì îò íåãî çàâèñèò äèàìåòð ìîòîãîíäî-

ëû. Ìàêñèìàëüíûé äèàìåòð ìîòîãîíäîëû çàâèñèò

òàêæå è îò ðàöèîíàëüíîé êîìïîíîâêè äâèãàòåëü-

íûõ è ñàìîëåòíûõ àãðåãàòîâ è òðóáîïðîâîäîâ îá-

âÿçêè, ðàçìåùàåìûõ ñíàðóæè äâèãàòåëÿ.

Äèàìåòð ìîòîãîíäîëû èìååò îñîáåííî âàæíîå

çíà÷åíèå ïðè ðàçìåùåíèè ÑÓ ïîä êðûëîì ñàìîëå-

òà. Ïðè òàêîé êîìïîíîâêå íåîáõîäèìî îáåñïå÷èòü

ìèíèìàëüíî äîïóñòèìîå ðàññòîÿíèå îò ïîâåðõíî-

ñòè ÂÏÏ äî íèæíåé êðîìêè ìîòîãîíäîëû.

Ýòî ðàñ-

ñòîÿíèå îïðåäåëÿåòñÿ èñêëþ÷åíèåì âîçìîæíîñ-

òè ïîïàäàíèÿ ïîñòîðîííèõ ïðåäìåòîâ â äâèãàòåëü

ñ ïîâåðõíîñòè ÂÏÏ, à òàêæå áåçîïàñíîñòüþ ïîñàä-

Тип ЛА Условия полета Режим Требования к тяге

Âçëåòíûé

ÂÇË

=(0,25…0,35)G

ÂÇË

ÑÀÌ

ÄÂ

Ìàêñèìàëüíûé ïðîäîëæèòåëüíûé

R=(0,8…0,9)R

ÂÇË

Ìàëûé ãàç

Ì.Ã.

≤ (0,04…0,06)R

ÂÇË

Ðåâåðñ òÿãè

ÐÅÂ

≥ 0,2R

ÂÇË

Ïðîìåæóòî÷íûé

(1,05…1,1) R

max ÏÐ.

Ïîëåòíûé ìàëûé ãàç

ÂÄ

≥ n

ÀÃÐ

Áîåâûå ðåæèìû:

-ïîëíûé ôîðñàæ

ÁÎÅÂ ÔÎÐÑ

=(1…1,25)G

ÂÇË

-ìàêñèìàëüíûé (á/ô)

ÁÎÅÂ

=(0,6…0,7)R

ÁÎÅÂ ÔÎÐÑ

Ó÷åáíûå ðåæèìû:

-ïîëíûé ôîðñàæ

Ó.Ð.ÔÎÐÑ

=(0,85…0,90)R

ÁÎÅÂ

-ìàêñèìàëüíûé (á/ô)

Ó.Ð.

=(0,6…0,7) R

Ó.Ð.ÔÎÐÑ

Áîåâîé ðåæèì

=0;

=0,7

Ñîãëàñíî òðåáîâàíèÿì ÒÇ

=11 êì;

=0,8; 1,8

Ñîãëàñíî òðåáîâàíèÿì ÒÇ

(0,19…0,22) R

ÂÇË

(Í=0,Ì=0) èëè

ÂÇË.ÑÀÌ

/(Ê

ÑÀÌ

õ n

ÄÂ

ãäå Ê

ÑÀÌ

=17…19

ÌÑÀ

=18 …20 êì

=2…2,5

ÌÑÀ

Ó÷åáíûé ðåæèì

Ñîãëàñíî òðåáîâàíèÿì ÒÇ

Дозвуковые транспортные самолеты

max

=(1,1…1,15)R

ÂÇË

(1,07…1,1) R

max ÊÐÅЙÑ.

Боевые самолеты (истребители)

Êðåéñåðñêèå ðåæèìû

=0;

tí=+30 °Ñ

=11 êì

=0,8

ÌÑÀ+10 °Ñ

Ìàêñèìàëüíûé âçëåòíûé

(÷ðåçâû÷àéíûé ðåæèì, ×Ð)

Ìàêñèìàëüíûé ïðîäîëæèòåëüíûé (íàáîð)

Ìàêñèìàëüíûé êðåéñåðñêèé

Ãëàâà 2 - Îñíîâíûå ïàðàìåòðû è òðåáîâàíèÿ ê ÃÒÄ

êè ñàìîëåòà ñ êðåíîì ïðè ïîëíîñòüþ îáæàòîé îñ-

íîâíîé ñòîéêå øàññè ñî ñòîðîíû êðåíà. Äëÿ óäîâ-

ëåòâîðåíèÿ óêàçàííûõ òðåáîâàíèé ìîòîãîíäîëû

ìîãóò áûòü âûïîëíåíû ñ íåêðóãëûì ñå÷åíèåì, íå-

ñêîëüêî îáæàòûì â íèæíåé ÷àñòè (íàïðèìåð, ìî-

òîãîíäîëû ÒÐÄÄ ñåìåéñòâà CFM56, óñòàíàâëèâà-

åìûõ íà ñàìîëåòàõ Boeing 737).

Óìåíüøåíèå

äèàìåòðàëüíûõ ãàáàðèòîâ äâèãàòåëÿ è ìîòîãîíäî-

ëû èìååò òàêæå âàæíîå çíà÷åíèå äëÿ ñíèæåíèÿ

àýðîäèíàìè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ÑÓ è ñàìîëå-

òà â öåëîì.

Ìàëàÿ äëèíà äâèãàòåëÿ òàêæå îòíîñèòñÿ ê âàæ-

íûì ïîêàçàòåëåì åãî êà÷åñòâà, ò.ê. ñïîñîáñòâóåò

óìåíüøåíèþ îáúåìà äâèãàòåëÿ, äëèíû ìîòîãîíäî-

ëû èëè äâèãàòåëüíîãî îòñåêà, åñëè ÑÓ ðàñïîëàãà-

åòñÿ âíóòðè ôþçåëÿæà. Â ïîñëåäíåì ñëó÷àå óìåíü-

øåíèå äëèíû äâèãàòåëÿ ñïîñîáñòâóåò ïîâûøåíèþ

ïîëåçíîãî îáúåìà âíóòðè ñàìîëåòà. Ïðè ðàçìåùå-

íèè ÑÓ íà ïèëîíå ïîä êðûëîì óìåíüøåíèå äëèíû

äâèãàòåëÿ è ìîòîãîíäîëû îáëåã÷àåò çàäà÷ó îïòè-

ìàëüíîé êîìïîíîâêè ñèñòåìû

«êðûëî- ïèëîí-ìî-

òîãîíäîëà» ñ öåëüþ ìèíèìèçàöèè âðåäíîãî âîç-

äåéñòâèÿ èíòåðôåðåíöèè (äîïîëíèòåëüíîãî

àýðîäèíàìè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ, ñâÿçàííîãî

ñ âçàèìîäåéñòâèåì ðåàêòèâíîé ñòðóè ñîïëà (ñî-

ïåë) è ïîòîêîâ âîçäóõà, îáòåêàþùèõ êðûëî, ïè-

ëîí è ìîòîãîíäîëó).

Ñîâðåìåííàÿ òåíäåíöèÿ ðàçâèòèÿ ÒÐÄÄ â ñòî-

ðîíó óâåëè÷åíèÿ ñòåïåíè äâóõêîíòóðíîñòè è, ñîîò-

âåòñòâåííî, óâåëè÷åíèÿ äèàìåòðîâ âåíòèëÿòîðà

è ìîòîãîíäîëû óñëîæíÿåò ðàçìåùåíèå è êîìïîíîâ-

êó ÑÓ ïîä êðûëîì ñàìîëåòà è òðåáóåò ñîãëàñîâàí-

íîé ïðîðàáîòêè äàííîãî âîïðîñà ñîâìåñòíî ñ ðàç-

ðàáîò÷èêîì ñàìîëåòà.

Òðåáîâàíèÿ ê ìàññå ïðîåêòèðóåìîãî äâèãàòå-

ëÿ çàäàþòñÿ ïðîåêòèðîâùèêîì ëåòàòåëüíîãî àïïà-

ðàòà. Äëÿ ãðàæäàíñêèõ ÒÐÄÄ ðåãëàìåíòèðóåòñÿ

ñóõàÿ ìàññà äâèãàòåëÿ (ÃÎÑÒ 17106-90), à òàêæå

îòäåëüíî ìàññà ðåâåðñèâíîãî óñòðîéñòâà, êîòîðîå

ñ÷èòàåòñÿ ñàìîëåòíûì àãðåãàòîì, íî ðàçðàáàòûâà-

åòñÿ îáû÷íî äâèãàòåëåñòðîèòåëüíûì èëè ñïåöèà-

ëèçèðîâàííûì ïðåäïðèÿòèåì. Åñëè ïðåäïðèÿòèå-

ïðîåêòèðîâùèê äâèãàòåëÿ ïðîåêòèðóåò âñþ ÑÓ,

âêëþ÷àÿ ìîòîãîíäîëó, òî ìîæåò áûòü çàäàíà ìàññà

âñåé ÑÓ.

Óäåëüíàÿ ìàññà ïðîåêòèðóåìîãî äâèãàòåëÿ, êàê

ïðàâèëî, íå äîëæíà ïðåâûøàòü óäåëüíîé ìàññû

ëó÷øèõ äâèãàòåëåé àíàëîãè÷íîãî òèïà è êëàññà

òÿãè (ìîùíîñòè). Ñíèæåíèå ìàññû äîñòèãàåòñÿ

âûáîðîì ðàöèîíàëüíîé êîíñòðóêòèâíîé ñõåìû

äâèãàòåëÿ è åãî îñíîâíûõ óçëîâ, èñïîëüçîâàíèåì

êîíñòðóêöèîííûõ ìàòåðèàëîâ ñ áîëüøåé óäåëüíîé

ïðî÷íîñòüþ è ðàöèîíàëüíûì êîíñòðóèðîâàíèåì

âñåõ äåòàëåé è ýëåìåíòîâ äâèãàòåëÿ.

2.3.3 - Âîçìîæíîñòü ðàçâèòèÿ ÃÒÄ ïî

òÿãå (ìîùíîñòè)

Òðåáîâàíèå ðàçâèòèÿ ÃÒÄ ïî òÿãå ñâÿçàíî ñ ñó-

ùåñòâóþùåé â íàñòîÿùåå âðåìÿ ïðàêòèêîé ñîçäàíèÿ

ñåìåéñòâ ñàìîëåòîâ íà îñíîâå áàçîâîé ìîäåëè. Êàê

ïðàâèëî, ïîñëå ðàçðàáîòêè áàçîâîé ìîäåëè ñàìîëå-

òà ñîçäàþòñÿ ìîäèôèêàöèè ñ óêîðî÷åííûì è óäëè-

íåííûì ôþçåëÿæåì, ñîîòâåòñòâåííî - ñ

ïîíèæåí-

íîé è ïîâûøåííîé ïàññàæèðîâìåñòèìîñòüþ,

à òàêæå ìîäèôèêàöèè ñ óâåëè÷åííîé äàëüíîñòüþ

ïîëåòà è ãðóçîâûå âàðèàíòû.

Âàðèàíòû áàçîâîãî ñàìîëåòà ñ óâåëè÷åííûìè

ïàññàæèðîâìåñòèìîñòüþ è äàëüíîñòüþ ïîëåòà,

èìåþò óâåëè÷åííûé âçëåòíûé âåñ è òðåáóþò ïðî-

ïîðöèîíàëüíîãî ïîâûøåíèÿ òÿãè äâèãàòåëåé äëÿ

ñîõðàíåíèÿ òÿãîâîîðóæåííîñòè è ëåòíî-òåõíè÷åñ-

êèõ õàðàêòåðèñòèê. Ïîýòîìó êîíñòðóêöèÿ áàçîâîé

ìîäåëè äâèãàòåëÿ äîëæíà äîïóñêàòü ðàçâèòèå äâè-

ãàòåëÿ â ñòîðîíó ïîâûøåíèÿ òÿãè. Ïðè èñïîëüçî-

âàíèè ñàìîëåòîâ íà âûñîêîãîðíûõ àýðîäðîìàõ èëè

â óñëîâèÿõ ïîñòîÿííîãî æàðêîãî êëèìàòà ìîæåò

ïîòðåáîâàòüñÿ ðàñøèðåíèå óñëîâèé ýêñïëóàòàöèè.

Íàïðèìåð, ïîääåðæàíèå âçëåòíîé òÿãè äî + 45 °Ñ,

à íå äî + 30 °Ñ, ÷òî ðàâíîñèëüíî ïîâûøåíèþ òÿãè

â ñòàíäàðòíûõ óñëîâèÿõ.

Ïîâûøåíèå òÿãè äî 10 % îáåñïå÷èâàåòñÿ áåç

èçìåíåíèÿ êîíñòðóêöèè äâèãàòåëÿ. Ïóòåì ðåãóëè-

ðîâêè ÑÀÓ ïîâûøàþò ÷àñòîòó âðàùåíèÿ òóðáîêîì-

ïðåññîðà (âîçðàñòàåò òåìïåðàòóð ãàçà ïåðåä òóð-

áè

íîé) â ïðåäåëàõ ñóùåñòâóþùèõ çàïàñîâ ïî

òåìïåðàòóðå. Ôîðñèðîâàíèå äâèãàòåëÿ îñóùåñòâ-

ëÿåòñÿ îáû÷íî ïîñëå íàêîïëåíèÿ îïðåäåëåííîãî

îïûòà ýêñïëóàòàöèè áàçîâîé ìîäåëè è óñòðàíåíèÿ

ïåðâîíà÷àëüíûõ äåôåêòîâ. Ïðè íåîáõîäèìîñòè

ìîãóò ïðèìåíÿòüñÿ áîëåå ýôôåêòèâíûå ÒÇÏ ëîïà-

òîê òóðáèíû.

Ìîäèôèêàöèÿ äâèãàòåëÿ ñ ïîâûøåíèåì òÿãè

äî 20 % áåç èçìåíåíèÿ ãàáàðèòíûõ äèàìåòðîâ äâè-

ãàòåëÿ ìîæåò ïîâëå÷ü çà ñîáîé çíà÷èòåëüíîå èçìå-

íåíèå êîíñòðóêöèè è ïîâûøåíèå ïàðàìåòðîâ. Íà-

ïðèìåð, ìîæåò ïîòðåáîâàòüñÿ óâåëè÷åíèå ÷èñëà

ïîäïîðíûõ ñòóïåíåé, ïîâûøåíèå ðàñõîäà âîçäóõà

è ñòåïåíè ñæàòèÿ âåíòèëÿòîðà çà ñ÷åò óâåëè÷åíèÿ

÷àñòîòû âðàùåíèÿ ðîòîðà ÍÄ, åñëè èìååòñÿ çàïàñ

ïî ïðîèçâîäèòåëüíîñòè âåíòèëÿòîðà. Èëè âîçíèê-

íåò íåîáõîäèìîñòü ïåðåïðîôèëèðîâàíèÿ ëîïàòîê

âåíòèëÿòîðà, ïðèìåíåíèå áîëåå æàðîïðî÷íûõ ìà-

òåðèàëîâ â òóðáèíå è ïîñëåäíèõ ñòóïåíÿõ êîìïðåñ-

ñîðà, èíòåíñèôèêàöèÿ îõëàæäåíèÿ òóðáèíû.

Ïîâûøåíèå òÿãè ñâûøå 20 % ìîæåò ïîòðåáî-

âàòü óâåëè÷åíèÿ äèàìåòðà âåíòèëÿòîðà äëÿ çíà÷è-

òåëüíîãî ïîâûøåíèÿ ðàñõîäà âîçäóõà. À ýòî îçíà-

÷àåò ôàêòè÷åñêè ðàçðàáîòêó íîâîãî äâèãàòåëÿ íà

Ãëàâà 2 - Îñíîâíûå ïàðàìåòðû è òðåáîâàíèÿ ê ÃÒÄ

áàçå ñóùåñòâóþùåãî ãàçîãåíåðàòîðà, íîâîé ìîòî-

ãîíäîëû, ðåâåðñà è ò.ä.

Ñîçäàíèå ìîäèôèêàöèé ÃÒÄ ðàçëè÷íîé òÿãè

(ìîùíîñòè) íà áàçå åäèíîãî ãàçîãåíåðàòîðà ðàñ-

ñìàòðèâàåòñÿ â ðàçäåëå 2.5.2.

2.3.4 - Òðåáîâàíèÿ ê èñïîëüçóåìûì

ãîðþ÷å-ñìàçî÷íûì ìàòåðèàëàì

Ê ãîðþ÷å-ñìàçî÷íûì ìàòåðèàëàì (ÃÑÌ) îò-

íîñÿòñÿ èñïîëüçóåìûå â äâèãàòåëå òîïëèâà, ìàñëà

è ãèäðàâëè÷åñêèõ æèäêîñòåé.

2.3.4.1 - Òîïëèâà àâèàöèîííûõ ÃÒÄ

Òîïëèâî – îäèí èç âàæíåéøèõ êîìïîíåíòîâ

â ñèñòåìå ëåòàòåëüíîãî àïïàðàòà è åãî ÑÓ, ÿâëÿþ-

ùèéñÿ îñíîâíûì èñòî÷íèêîì ïîëó÷åíèÿ ýíåðãèè.

Îñíîâíûìè òðåáîâàíèÿìè, ïðåäúÿâëÿåìûìè

ê òîïëèâó àâèàöèîííûõ ÃÒÄ ÿâëÿþòñÿ:

- âûñîêèå òåïëîòâîðíàÿ ñïîñîáíîñòü è óäåëü-

íûé âåñ, îáåñïå÷èâàþùèå ïîâûøåííóþ äàëüíîñòü

ïîëåòà ïðè ôèêñèðîâàííîé åìêîñòè òîïëèâíûõ

áàêîâ;

- áåçîïàñíîñòü ýêñïëóàòàöèè: áåçâðåäíîñòü

òîïëèâà è ïðîäóêòîâ ñãîðàíèÿ äëÿ ÷åëîâåêà è îê-

ðóæàþùåé ñðåäû;

- âîçìîæíîñòü ïðèìåíåíèÿ â øèðîêîì äèàïà-

çîíå îêðóæàþùèõ òåìïåðàòóð (îò –60 °Ñ äî

+ 60 °Ñ);

âûñîêàÿ õèìè÷åñêàÿ è òåðìè÷åñêàÿ ñòàáèëü-

íîñòü - íèçêîå êîêñîîáðàçîâàíèå è íàãàðîîáðàçîâà-

íèå â òîïëèâíîé ñèñòåìå è êàìåðå ñãîðàíèÿ; îáëà-

äàíèå âûñîêèì õëàäîðåñóðñîì ïðè èñïîëüçîâàíèè

â êà÷åñòâå ïîãëîòèòåëÿ òåïëà â ñèñòåìàõ îõëàæäå-

íèÿ ìàñëà, âîçäóõà è ýëåìåíòîâ êîíñòðóêöèè;

- óäîáñòâî èñïîëüçîâàíèÿ ïðîäóêòîâ ñãîðàíèÿ

â êà÷åñòâå ðàáî÷åãî òåëà äâèãàòåëÿ;

- íàëè÷èå â áîëüøîì êîëè÷åñòâå â ïðèðîäå

ïðè ýêîíîìè÷åñêè ðàöèîíàëüíûõ ñïîñîáàõ äîáû-

÷è è ïåðåðàáîòêè;

- ýêîíîìè÷íîñòü è áåçîïàñíîñòü íàçåìíîé

èíôðàñòðóêòóðû äîñòàâêè, õðàíåíèÿ è çàïðàâêè.

Â íàñòîÿùåå âðåìÿ â êà÷åñòâå ðåàêòèâíûõ òîï-

ëèâ íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåíû àâèàöèîííûå êåðîñè-

íû. Îíè êàê óäîâëåòâîðÿþò áîëüøèíñòâî óêàçàííûõ

òðåáîâàíèé.

Àâèàöèîííûé êåðîñèí ÿâëÿåòñÿ ïðîäóê-

òîì ïðÿìîé ïåðåãîíêè ñûðîé íåôòè è èìååò â ñâîåì

ñîñòàâå, â îñíîâíîì, êåðîñèíîâûå ôðàêöèè

(ñ äîáàâ-

ëåíèåì áîëåå ëåãêèõ - ëèãðîèíîâûõ) è ðàçëè÷íûå

ïðèñàäêè. Àâèàöèîííûé êåðîñèí ñîñòîèò èç óãëå-

âîäîðîäîâ ìåòàíîâîãî ðÿäà Ñ

2n+2

, íàôòåíîâîãî

ðÿäà Ñ

, àðîìàòè÷åñêîãî ðÿäà Ñ

2n-6

. è ñîäåðæèò

â ñðåäíåì 85 % óãëåðîäà è 15 % âîäîðîäà.

Ìàðêè îòå÷åñòâåííûõ àâèàöèîííûõ êåðîñè-

íîâ, ïðèìåíÿåìûõ â êà÷åñòâå ðàáî÷åãî, äóáëèðó-

þùåãî è ðåçåðâíîãî òîïëèâà ïðèâåäåíû â òàáëèöå

2.3.4.1_1.

Îñíîâíûå òîïëèâà ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ ïîñòî-

ÿííîé ýêñïëóàòàöèè ÃÒÄ è äîëæíû îáåñïå÷èâàòü

ðàáîòó â ïîëíîì ñîîòâåòñòâèè ñ ïðåäúÿâëåííûìè

ê íèì òðåáîâàíèÿìè. Äóáëèðóþùèå òîïëèâà ïðè-

ìåíÿþòñÿ ïðè îòñóòñòâèè îñíîâíûõ è äîëæíû

îáåñïå÷èâàòü ðàáîòó ÃÒÄ ñ ó÷åòîì íåêîòîðûõ îãî-

âîðåííûõ îãðàíè÷åíèé. Ðåçåðâíûå òîïëèâà èñïîëü-

çóþòñÿ â íåîòëîæíûõ ñëó÷àÿõ ïðè îòñóòñòâèè îñ-

íîâíûõ è äóáëèðóþùèõ ñ ó÷åòîì îãðàíè÷åíèé,

â ò.÷. ïî ðåñóðñó.

Ðåêîìåíäàöèè ïî ïðèìåíåíèþ òîïëèâ, íåêî-

òîðûå ñâîéñòâà òîïëèâ è ðåêîìåíäîâàííûå ÖÈÀÌ

çàðóáåæíûå çàìåíèòåëè ïðèâåäåíû â òàáëèöå

2.3.4.1_2.

Äëÿ ïðåäîòâðàùåíèÿ îáðàçîâàíèÿ êðèñòàëëîâ

ëüäà ïðè íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ ê òîïëèâàì ìîãóò

äîáàâëÿòüñÿ ñïåöèàëüíûå ïðîòèâîêðèñòàëëèçàöè-

îííûå ïðèñàäêè: ýòèëöåëëîçîëüâ òåõíè÷åñêèé

(æèäêîñòü È), ñïèðò òåòðàãèäðîôóðôóðèëîâûé

(æèäêîñòü È-Ì).

Â ñâÿçè ñ îãðàíè÷åííîñòüþ ìèðîâûõ çàïàñîâ

íåôòè â áóäóùåì ïëàíèðóåòñÿ ïðèìåíåíèå òàê íà-

çûâàåìûõ àëüòåðíàòèâíûõ òîïëèâ - ñèíòåòè÷åñêî-

ãî êåðîñèíà (ïðîäóêò ïåðåðàáîòêè êàìåííûõ óã-

ëåé), ïðèðîäíîãî ãàçà (ìåòàíà) è âîäîðîäà.

Îñíîâíûå òåïëîôèçè÷åñêèå ñâîéñòâà àëüòåðíàòèâ-

íûõ òîïëèâ â ñðàâíåíèè ñî ñâîéñòâàìè àâèàöèîí-

íîãî êåðîñèíà ÒÑ-1 ïðèâåäåíû â òàáëèöå 2.3.4.1_3.

Íåîáõîäèìî îòìåòèòü, ÷òî âîäîðîä è ìåòàí

èìåþò ïîíèæåííóþ ïëîòíîñòü â æèäêîé ôàçå è, êàê

ñëåäñòâèå, ïîíèæåííóþ ïî ñðàâíåíèþ ñ êåðîñèíîì

îáúåìíóþ òåïëîòó ñãîðàíèÿ (ìåòàí - â 1,4 ðàçà;

âîäîðîä - â 4 ðàçà), íåñìîòðÿ íà çíà÷èòåëüíî áîëü-

øóþ ìàññîâóþ òåïëîòó ñãîðàíèÿ. Òàê êàê âîäîðîä

è ìåòàí ÿâëÿþòñÿ êðèîãåííûìè òîïëèâàìè, èõ ïðè-

ìåíåíèå òðåáóåò óñòàíîâêè íà ëåòàòåëüíîì àïïà-

ðàòå òåïëîèçîëèðîâàííûõ êðèîãåííûõ òîïëèâíûõ

áàêîâ è êðèîãåííîé òîïëèâíîé àïïàðàòóðû (òåïëî-

îáìåííèê-ãàçèôèêàòîð, êðèîãåííûé íàñîñíûé àã-

Òàáëèöà 2.3.4.1_1

Ìàðêè àâèàöèîííûõ êåðîñèíîâ

Вид топлива

Основное

ÒÑ-1 ÐÒ Ò-6

Дублирующее

ÐÒ, Ò-8Â Ò-8Â, ÒÑ-1 Ò-8Â, ÐÒ

Резервное

Ò-6, Ò-2 Ò-2, Ò-6 ÒÑ-1

Марка топлива

Ãëàâà 2 - Îñíîâíûå ïàðàìåòðû è òðåáîâàíèÿ ê ÃÒÄ

Òàáëèöà 2.3.4.1_2

Ðåêîìåíäàöèè ïî ïðèìåíåíèþ òîïëèâ

Марка

топлива

Температура

топлива в системе

двигателя, °С

не выше

Применение

Зарубежный

заменитель

ÒÑ-1

ÃÎÑÒ 10227-86

100,

êðàòêîâðåìåííî

120

Íà äâèãàòåëÿõ äîçâóêîâîé àâèàöèîííîé òåõíèêè (ñ

íåáîëüøîé ïðîäîëæèòåëüíîñòüþ ñâåðõçâóêîâîãî

ïîëåòà). Èìååò ñðåäíèé óðîâåíü òåðìè÷åñêîé

ñòàáèëüíîñòè è èñïàðÿåìîñòè

JET A-1; JP-8;

ATF type JET A-1;

Turbo Fuel A-1

Ò-2

ÃÎÑÒ 10227-86

Íà äâèãàòåëÿõ äîçâóêîâîé è ñâåðõçâóêîâîé

àâèàöèîííîé òåõíèêè â êà÷åñòâå ðåçåðâíîãî

òîïëèâà

JP-4

ÐÒ

ÃÎÑÒ 10227-86

Íà äâèãàòåëÿõ äîçâóêîâîé àâèàöèîííîé òåõíèêè è

ñâåðõçâóêîâîé (ñ íåáîëüøîé ïðîäîëæèòåëüíîñòüþ

ñâåðõçâóêîâîãî ïîëåòà). Èìååò âûñîêèé óðîâåíü

òåðìè÷åñêîé ñòàáèëüíîñòè, óëó÷øåííûå

ïðîòèâîèçíîñíûå ñâîéñòâà è ñðåäíèé óðîâåíü

èñïàðÿåìîñòè

JET A-1; PT; N3; PL-6

Ò-6

ÃÎÑÒ 12308-89

300

Íà äâèãàòåëÿõ ñâåðõçâóêîâîé àâèàöèîííîé

òåõíèêè. Èìååò âûñîêèé óðîâåíü òåðìè÷åñêîé

ñòàáèëüíîñòè è íèçêèé óðîâåíü èñïàðÿåìîñòè.

Îáëàäàåò ìåíüøåé êîððîçèîííîé àêòèâíîñòüþ.

Ïðè îòðèöàòåëüíûõ òåìïåðàòóðàõ èìååò ïëîõèå

ïóñêîâûå ñâîéñòâà

Ò-8Â

ÃÎÑÒ 12308-89

250

Íà äâèãàòåëÿõ ñâåðõçâóêîâîé àâèàöèîííîé

òåõíèêè â êà÷åñòâå äóáëèðóþùåãî òîïëèâà.

Ëó÷øèå ïðîòèâîèçíîñíûå ñâîéñòâà. Áîëåå

òåðìîñòàáèëüíî.

100,

êðàòêîâðåìåííî

120

керосин

ТС-1

бутан

(С4Н10)

пропан

(С3Н8)

метан

(СН4)

водород

(Н2)

Ïëîòíîñòü, êã/ë 0,788 0,601 0,582 0,424 0,071

Òåìïåðàòóðà êèïåíèÿ (ïðè

àòìîñôåðíîì äàâëåíèè), °Ñ

~ 410 -0,5 -42 -162 -253

Íèçøàÿ òåïëîòà ñãîðàíèÿ:

ìàññîâàÿ, êÄæ/êã 43300 45640 46380 50060 121020

îáúåìíàÿ, êÄæ/ë 34120 27430 26990 21220 8590

Ñîäåðæàíèå â òîïëèâå:

óãëåðîäà, % 85 82,7 81,7 75 -

âîäîðîäà, % 15 17,3 18,3 25 100

Параметры

Топлива

Òàáëèöà 2.3.4.1_3

Ñâîéñòâà àëüòåðíàòèâíûõ òîïëèâ