Спосіб визначення реактивної тяги гтд в польоті

Спосіб визначення реактивної тяги ГТД в польоті шляхом вимірювання тиску зовнішнього повітря, площі вихідного перерізу реактивного сопла та повного тиску за компресором двигуна, який відрізняється тим, що вимірюють миттєву витрату палива, повну температуру вихідних газів та швидкість польоту, а реактивну тягу визначають за формулою:     k 1 k    ,   0,0396DpFc  k  1  Fc Dp kp  pH    GП  V k     TТ ВГ       1 ;  kз ,  зм,  с - відповідно ко Т ефіцієнти збереження повного тиску в камерах  згорання, змішування та реактивному соплі;  Т ступінь розширення у турбіні двигуна; Fc - площа вихідного перерізу сопла; B  k ; k - показник k 1 k  2  k 1 адіабати; kp   ; p - повний тиск повіk k  1   тря на виході з компресора, pH - тиск зовнішнього  повітря; TTBГ - повна температура вихідних газів; GП - миттєва витрата палива; V польоту. - швидкість k 1 k    1  Fc Dp kp  pH k      , 1 D   kз   зм   с  ;  kз ,  зм,  с Т де - відповідно коефіцієнти збереження повного тиску в камерах  згорання, змішування та реактивному соплі; Т F ступінь к розширення у турбіні двигуна; c - площа k B k  1 ; k - показник вихідного перерізу сопла; k  2  k 1 kp    p  k  1  адіабати; ; k - повний тиск повіp тря на виході з компресора, H - тиск зовнішнього повітря. Основний недолік прототипу полягає у неможливості його застосування для визначення тяги ГТД в польоті. (11)     UA   Dp R  D  B  Fc  kp  k  pH    (19) Корисна модель стосується галузі двигунобудування, головним чином авіаційного, і може бути використана для визначення тяги ГТД прямої реакції як в умовах зльоту, так і на будь-якому іншому етапі польоту. Аналогом є спосіб визначення реактивної тяги ГТД [1], що включає вимірювання тиску зовнішнього повітря, площі вхідного та вихідного перерізу сопла, а також статичних тисків газу у вхідному та вихідному перерізах реактивного сопла. Величину реактивної тяги за даним способом находять використовуючи математичну залежність тяги від виміряних параметрів. Недоліками аналогу є складність вимірювання статичного тиску газу у вихідному перерізі реактивного сопла, що пов'язано з наявністю відривних зон течії поблизу стінок сопла, та значна кількість вимірюваних параметрів. За прототип прийнятий спосіб визначення реактивної тяги ГТД [2], при якому вимірюють тиск зовнішнього повітря, площу вихідного перерізу реактивного сопла та повний тиск за компресором двигуна, а реактивну тягу розраховують за формулою 59443 (13) U   Dp R  D  B  Fc  kp  k  pH    де D   kз   зм   с 3 59443 В основу корисної моделі покладено задачу створити такий спосіб визначення реактивної тяги, що може застосовуватися як в умовах старту, так і на будь-якому режимі в польоті. Поставлена задача вирішується тим, що вимірюють тиск зовнішнього повітря, повний тиск в перерізі за компресором двигуна та площу вихідного перерізу реактивного сопла, згідно винаходом, новим є те, що вимірюють миттєву витрату палива, повну температуру вихідних газів та швидкість польоту, а реактивну тягу визначають за формулою   Dp R  D  B  Fc  kp  k  pH        k 1 k      0,0396DpFc  k  1  Fc Dp kp  pH    GП  V k     TТ ВГ     ,   (1)  TTBГ де - повна температура вихідних газів; GП - миттєва витрата палива; V - швидкість польоту. Правильність отриманої математичної залежності (1) тяги ГТД від параметрів, що вимірюються згідно запропонованого способу підтверджується наступним. Тяга турбореактивного та двоконтурного турбореактивного двигунів в польоті визначається за формулою [3] R  GГ СС  FC pC  pH   GB V , (2) GГ СС де - витрата газу; - швидкість потоку G газу на виході з реактивного сопла; в - витрата повітря. Величина позитивної складової тяги згідно [2] дорівнює   Dp GГ СС  FC PC  PH   DBFc kp  k  pH        k 1 k    1  Fc Dp kp  pH k     GB  . (3) Величина витрати повітря пов'язана з веGГ личиною витрати газу наступним співвідношенням GB  GГ  GП (4) Витрати газу згідно роботи [3] дорівнює Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 4 GГ   0,0396DPKFC TTBГ  q  , (5) q  - функція густини течії. де Величина q  дорівнює одиниці і не змінюється, так як в дозвуковому звужуваному реактивному соплі мають місце критичні та надкритичні перепади тиску в широкому діапазоні режимів польоту і роботи двигуна. Формулу (1) отримують шляхом спільного рішення рівнянь (3), (4) та (5). Заявлений спосіб здійснюється таким чином. За результатами газодинамічного розрахунку ГТД певної серії визначають величини D, B та KP . Площу реактивного сопла визначають шляхом вимірювання або використовують формулярні дані. Після цього за допомогою приладів, встановлених на двигуні та повітряному судні вимірюють p повний тиск за компресором двигуна K , тиск зовp G нішнього повітря H , миттєву витрату палива П , повну температуру вихідних газів та швидкість польоту і за формулою (1) розраховують тягу ГТД. Джерела інформації: 1. Пат. 12571 А Україна MПK6G01M 15/00 Спосіб визначення реактивної тяги ГТД /Дмитрієв C. O., Козлов В. В., Панін В. В., Моісеєв Б. М.; КМУЦА - № 94012422; Заявл. 04.01.94; Опубл. 28.02.97. Бюл. № 1. 2. Пат. 52806 Україна G01M 15/00 Спосіб визначення реактивної тяги ГТД /Панін В. В., Терещенко Ю. М., Кулик М. С., Волянська Л. Г.; НАУ № 2010 02662; Заявл. 10.03.10; Опубл. 10.09.10. Бюл. № 17 3. Теорія авіаційних газотурбінних двигунів: Підручник /Ю. М. Терещенко, Л. Г. Волянська, М. С. Кулик, В. В. Панін;3а заг. Ред. Проф.. Ю. М. Терещенка. - К: Книжкове вид-во НАУ, 2005 - 500с. (Рос. мовою). Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601