Спосіб визначення реактивної тяги гтд

Спосіб визначення реактивної тяги ГТД шляхом вимірювання тиску зовнішнього повітря та площі вихідного перерізу реактивного сопла, який відрізняється тим, що вимірюють повний тиск за компресором двигуна, а реактивну тягу визначають за формулою: D B Fc kp Dpk pH 1 Fc Dpk kp D kз зм с 1 ; kз ; зм; - відповідно, с Т коефіцієнти збереження повного тиску в камерах згорання, змішування та реактивному соплі; ступінь розширення у турбіні двигуна; В показник адіабати; k k 1 2 kp k 1 Т k ;k k 1 ; Fc - площа вихідного перерізу реактивного сопла; pk - повний тиск повітря на виході з компресора; pH - тиск зовнішнього повітря. pH , R 2k Fcpc k 1 p1 pc p1 pc k 1 k c 2 k c A 1 Fc pc pH A де R - реактивна тяга двигуна; Fc - площа вихідного перерізу реактивного сопла; pc - статичний тиск у вихідному перерізі сопла; k - показник адіабати; p1 - статичний тиск у вхідному перерізі сопла; c - коефіцієнт збереження повного тиску 52806 (11) UA повного тиску в проточній частині збільшує гідравлічні витрати. За прототип прийнятий спосіб визначення реактивної тяги ГТД [2], при якому вимірюють тиск зовнішнього повітря і площу вхідного перерізу сопла, а також визначають тиски у вхідному та вихідному перерізах шляхом їх безпосереднього вимірювання, крім того вимірюють площу вхідного перерізу реактивного сопла, а реактивну тягу ГТД розраховують за формулою: (19) Запропонована корисна модель належить до галузі двигунобудування, головним чином авіаційного, і може бути використаний в умовах експлуатації при нульовій швидкості руху повітряного судна. Аналогом є метод визначення тяги встановленого на літаку двигуна, описаний в літературі [1], що включає вимірювання статичного тиску на вході в форсажну камеру або камеру змішування, повного тиску газу за турбіною, тиску зовнішнього повітря, площі перерізу на вході у реактивне сопло та подальший розрахунок за виміряними параметрами числа Маха і статистичних тисків у вхідному та вихідному перерізах сопла. Величину реактивної тяги за даним методом находять використовуючи математичну залежність тяги від виміряних та визначених за ними параметрів при припущенні, що течія газу в реактивному соплі є ізоентропійною. Недоліками цього способу є невисока точність та негативний вплив на функціональні параметри двигуна, що пов'язано з великою кількістю вимірюваних параметрів та необхідністю вставлення приймачів повного тиску безпосередньо в проточну частину двигуна. Розміщення приймачів (13) U R k 1 k де 3 52806 в реактивному соплі; pH - тиск зовнішнього повіт2 Fc F1 A c ря; ; F1 - площа вхідного перерізу реактивного сопла. Основний недолік прототипу полягає у складності вимірювання статичного тиску у вихідному перерізі реактивного сопла, що обумовлено наявністю відривних зон біля стінок сопла в цьому перерізі. Другим недоліком є значна кількість вимірюваних параметрів. В основу винаходу покладено задачу створити такий спосіб визначення реактивної тяги ГТД, в якому підвищується точність за рахунок використання мінімальної кількості вимірюваних параметрів, що реєструються штатними приладами, і який не потребує вимірювання статичного тиску у вихідному перерізі сопла. Поставлена задача вирішується тим, що вимірюють тиск зовнішнього повітря та площу перерізу реактивного сопла, згідно з винаходом, новим є те, що вимірюють повний тиск в перерізі за компресором двигуна, а реактивну тягу визначають за формулою R D B Fc k 1 k Dpk pH kp 1 Fc Dpk kp 1 ; kз ; зм; с Т де - відповідно, коефіцієнти збереження повного тиску в камерах kз зм с згорання, змішування та реактивному соплі; Т k В ;k k 1 ступінь розширення у турбіні двигуна; k k 1 2 kp k 1 показник адіабати; ; pk - повний тиск повітря на виході з компресора. Правильність отриманої математичної залежності (1) тяги від параметрів, що вимірюються згідно запропонованого способу підтверджується наступним. У загальному випадку тягу турбореактивного та двоконтурного турбореактивного двигунів зі зміщуванням потоків при швидкості руху повітряного судна, що дорівнює нулю, визначають за формулою [3] R GГ CC FC pC pH , (2) де CC GГ 2k RTC 1 k 1 витрата газу; 1 k k C - швидкість потоку газу на виході з реактивного сопла; C ратура та тиск у вихідному перерізі реактивного сопла. Витрату газу визначають за формулою GГ СFCCC , (3) pC R TC - густина газу; TC - статична де температура газу у вихідному перерізі реактивного сопла. Спільне рішення рівнянь (2) та (3) з урахуванC TC TC pC pC - ступінь розширення газу в соплі; TC та pC - повні темпе pC pC k 1 k k 1 k C ням того, що мати наступну формулу R pCFC k 1 k C 2k k 1 1 , дозволяє отри FC pC pH . (4) Величину статичного тиску газу у вихідному перерізі реактивного cопла розраховують за формулою pC pC pC pH , (1) D 4 C pC 2 k 1 к.з. k k 1 , (5) зм С 1 Т - повний тиск у де вихідному перерізі реактивного сопла. Формулу (1) отримують шляхом спільного рішення рівнянь (4) та (5). Заявлений спосіб здійснюється таким чином. За відомими з газодинамічного розрахунку для певної серії двигунів, до якої належить конкретний ГТД, параметрами к.з, зм, с , Т та k ) визнача ють величини D, B та кр . Площу реактивного сопла визначають шляхом вимірювання або використовують формулярні дані конкретного двигуна. Після цього виконують вимірювання повного тиску за компресором двигуна pk та тиску зовнішнього повітря pH (атмосферного) і за формулою (1) розраховують тягу ГТД. Джерела інформації: 1. Новый метод определения тяги установленного на самолете двигателя //Новое в зарубежном авиадвигателестроении № 3, ЦИАМ. 1981. с. 13-18. 2. 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. 3. Теорія авіаційних газотурбінних двигунів: Підручник /Ю. М. Терещенко, Л. Г. Волянська, М. С. Кулик, В. В. Панін; За заг. ред. проф. Ю. М. Терещенка. - К.: Книжкове вид-во НАУ, 2005. - 500с. (Рос. мовою). 5 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 52806 6 Підписне Тираж 26 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