Что такое дроссельная характеристика двигателя

Дроссельная характеристика двигателя

Дроссельная характеристика выражает зависимость тяги РR и удельного расхода топлива Суд от частоты вращения ротора двига­теля (от оборотов двигателя).

На рис. 10 изображена дроссельная характеристика двигателя Д-ЗОКП при скорости полета V=0 и высоте Hмса=о (t°=15°С и p = 760 мм рт. ст.).

График (см. рис. 10,а) выражает зависимость тяги, а график (см. рис. 10,б) зависимость удельного расхода топлива от частоты вращения двигателя.

Основные режимы дроссельной характеристики нанесены на графиках рис. 10, а, б и даны в табл. 2 и 3.

Как видно из графиков рис. 10 и табл. 2 и 3 каждый режим характеризуется прежде всего частотой вращения ротора высоко­го давления и ротора низкого давления в % (1% оборотов для ро­тора высокого давления соответствует 109 об/мин, для ротора низ­кого давления — 53,8 об/мин).

Режим малого газа. На режиме малого газа двигатель должен работать устойчиво с оборотами 60±1% (V=0, Hмса=о). Тяга на этом режиме минимальная около 940 кгс. Частота вращения и тя­га зависят от внешних условий, а в полете и от высоты. На режиме малого газа почти вся тепловая энергия газов расходуется на вращение двигателя. Следовательно, скорость истечения газов из реактивного сопла и тяга двигателя небольшие. Часовые расходы топлива минимальны (800 кг/ч), а удельные — велики, так как тяга незначительная.

При увеличении расхода топ­лива (увеличении РУД) увеличи­вается температура газов перед турбиной, крутящий момент и частота вращения турбины двига­теля, вследствие чего компрессор увеличивает подачу воздуха. Уве­личение расхода и температуры газов вызывает увеличение тяги. На малых оборотах тяга увеличи­вается медленно, а с их ростом — быстрее. Быстрый рост тяги с увеличением расхода топлива (частоты вращения) объясняется тем, что на вращение турбины (компрессора и др.) с несколько большей частотой вращения требуется небольшой дополнительный крутящий момент турбины.

Рис. 10. Дроссельная характеристика двигателя Д-ЗОКП (У==0; 1=1УС, р==760 мм рт, ст.):

Следовательно, дополнительный расход топлива и воздуха идет в основном на увеличение тяги. В этом слу­чае увеличивается секундный расход воздуха в результате увели­чения частоты вращения компрессора, увеличивается давление газов перед турбиной и скорость их истечения из реактивного сопла.

Удельный расход топлива резко падает, так как тяга возраста­ет в большей степени, чем часовые расходы топлива. Минимальные удельные расходы топлива будут при крейсерских режимах работы двигателя (см. рис. 10,6).

При частоте вращения ротора высокого давления около 79% происходит скачкообразное изменение параметров двигателя по причине закрытия клапанов перепуска воздуха в наружный контур из 5-й и 6-й ступени компрессора высокого давления, при этом тя­га скачкообразно возрастает, а удельный расход топлива также скачкообразно уменьшается.

При выходе двигателя на взлетный режим часовые расходы топ­лива, температура газов и обороты турбины становятся максималь­ными. Компрессор обеспечивает максимальную подачу воздуха. Расход газов через двигатель и скорость их истечения достигают максимума, и тяга становится максимальной пв.д=97,5 (+0.5… -1.5) %, PRmах=12000кгс).

При увеличении оборотов двигатель проходит следующие ха­рактерные режимы работы.

Режим 0,42 номинального характеризуется оборотами высокого давления nвд=79,5. 82% и тягой 4000—2% кгс. Этот режим явля­ется посадочным малого газа.

Режим 0,7номинального характеризуется nвд=86,5 . 88,5%. PR=6650 кгс. Необходимо помнить, что на этом режиме произво­дится прогрев двигателя.

Режим 0,9 номинальною характеризуется nвд=90. ..92% и PR=8550 кгс. Это наибольший режим, который можно эксплуати­ровать без дополнительных ограничений по времени в каждом полете.

Номинальный режим характеризуется nвд==93±1%, PR=9500 кгс. На номинальном режиме производится набор высоты. Горизонтальный полет при необходимости можно выполнять на номинальном режиме.

Взлетный режим характеризуется максимальной тягой nвд=97,5%, PR=12000 кгс. На этом режиме производится взлет самолета и уход на второй круг. Он может быть использован с ограничением по времени в крайне трудных условиях полета (по­лет и заход на посадку на одном двигателе). Взлетным режимом непрерывно можно пользоваться не более 5 мин. В особых случаях полета допускается не более 15 мин.

Читайте также:  Чип тюнинг дизельных двигателей хендай санта фе

Режим максимальной обратной тяги (реверса) имеют все дви­гатели. Устанавливается этот режим специальными рычагами при положении РУД на режиме малого газа после приземления само­лета и при прерванном взлете, nвд=93+1%, РR=-3800 кгс при V=0. Величина отрицательной тяги на этом режиме зависит от скорости полета, причем, чем больше скорость полета, тем отрица­тельная тяга больше (см. рис. 12). Так, на скорости пробега 200 км/ч РR=5200 кгс.

При эксплуатации двигателя необходимо учитывать, что вели­чина тяги, частоты вращения и температуры газов на каждом ре­жиме в значительной степени зависят от температуры воздуха и атмосферного давления. На рис.11 показана зависимость тяги Д-30КП на взлётном режиме от температуры воздуха при различ­ном атмосферном давлении.

Из графиков (рис. 11) вид­но, что при увеличении темпе­ратуры воздуха до 15° С при постоянном атмосферном давле­нии 760 мм рт. ст. тяга почти не изменяется (незначительно увеличивается). При дальней­шем увеличении температуры

Рис.11 Зависимость тяги на взлётном режиме от температуры воздуха при различном атмосферном давлении

воздуха тяга резко уменьшается вследствие уменьшения расхода воздуха через двигатель, понижения степени повышения давления компрессора и уменьшения подачи топлива с целью сохранения по­стоянной (максимальной) частоты вращения двигателя и темпера­туры газов перед турбиной.

Рассмотрим характер изменения тяги на малых и больших обо­ротах с позиции летной эксплуатации самолета.Согласно требо­ваниям НЛГС приемистость двигателя характеризуется следующи­ми данными. При переводе РУД на земле с режима малого газа до взлетного за 1 -2 с, двигатель устанавливает взлетные оборо­ты за 7. 10 с, а в полете с режима малого полетного газа (0,42 номинала) за 4. 7 с. Тяга двигателя до оборотов высокого дав­ления (»79%) будет расти медленно (в среднем на 1% увеличе­ния оборотов рост тяги составляет около 100 кгс). При увеличе­нии оборотов с 79% до взлетных 97,5% тяга растет значительно быстрее (в среднем на 1% оборотов тяга увеличивается в среднем на 490 . 500 кгс). Эту особенность приемистости и изменения тяги следует учитывать на снижении при заходе на посадку и осо­бенно при уходе на второй круг.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Источник

Дроссельная характеристика двигателя

Дроссельная характеристика выражает зависимость тяги РR и удельного расхода топлива Суд от частоты вращения ротора двигателя (от оборотов двигателя).

На рис. 2 изображена дроссельная характеристика двигателя при скорости полета V=0 и высоте Hмса=0 (t°=15°С и p = 760 мм.рт.ст.).

График (см. рис. 2а) выражает зависимость тяги, а график (см. рис. 2б) зависимость удельного расхода топлива от частоты вращения двигателя.

Рис. 2. Дроссельная характеристика двигателя (V=0; Н=0, р=760 мм.рт.ст.):

Режим малого газа. На режиме малого газа двигатель должен работать устойчиво, тяга на этом режиме минимальна. Частота вращения и тяга зависят от внешних условий, а в полете и от высоты. На режиме малого газа почти вся тепловая энергия газов расходуется на вращение двигателя. Следовательно, скорость истечения газов из реактивного сопла и тяга двигателя небольшие. Часовые расходы топлива минимальны, а удельные – велики, так как тяга незначительная.

При увеличении расхода топлива (увеличении РУД) увеличивается температура газов перед турбиной, крутящий момент и частота вращения турбины двигателя, вследствие чего компрессор увеличивает подачу воздуха. Увеличение расхода и температуры газов вызывает увеличение тяги. На малых оборотах тяга увеличивается медленно, а с их ростом – быстрее. Быстрый рост тяги с увеличением расхода топлива (частоты вращения) объясняется тем, что на вращение турбины (компрессора и др.) с несколько большей частотой вращения требуется небольшой дополнительный крутящий момент турбины.

Читайте также:  Двигатель ваз 2111 характеристики выпуск

Следовательно, дополнительный расход топлива и воздуха идет в основном на увеличение тяги. В этом случае увеличивается секундный расход воздуха в результате увеличения частоты вращения компрессора, увеличивается давление газов перед турбиной и скорость их истечения из реактивного сопла.

Удельный расход топлива резко падает, так как тяга возрастает в большей степени, чем часовые расходы топлива. Минимальные удельные расходы топлива будут при крейсерских режимах работы двигателя.

При выходе двигателя на взлетный режим часовые расходы топлива, температура газов и обороты турбины становятся максимальными. Компрессор обеспечивает максимальную подачу воздуха. Расход газов через двигатель и скорость их истечения достигают максимума, и тяга становится максимальной.

На номинальном режиме производится набор высоты. Горизонтальный полет при необходимости можно выполнять на номинальном режиме.

Взлетный режим характеризуется максимальной тягой. На этом режиме производится взлет самолета и уход на второй круг. Он может быть использован с ограничением по времени в крайне трудных условиях полета (полет и заход на посадку на одном двигателе).

Режим максимальной обратной тяги (реверса) имеют почти все двигатели. Устанавливается этот режим специальными рычагами при положении РУД на режиме малого газа после приземления самолета и при прерванном взлете. Величина отрицательной тяги на этом режиме зависит от скорости полета, причем, чем больше скорость полета, тем отрицательная тяга больше.

При эксплуатации двигателя необходимо учитывать, что величина тяги, частоты вращения и температуры газов на каждом режиме в значительной степени зависят от температуры воздуха и атмосферного давления. Нарис.3показана зависимость тяги на взлётном режиме от температуры воздуха при различном атмосферном давлении.

Рис.3 Зависимость тяги на взлётном режиме от температуры воздуха при различном атмосферном давлении.

Из графиков (рис. 3) видно, что при увеличении температуры воздуха до 15°С при постоянном атмосферном давлении 760 мм.рт.ст. тяга почти не изменяется (незначительно увеличивается). При дальнейшем увеличении температуры воздуха тяга резко уменьшается вследствие уменьшения расхода воздуха через двигатель, понижения степени повышения давления компрессора и уменьшения подачи топлива с целью сохранения постоянной (максимальной) частоты вращения двигателя и температуры газов перед турбиной.

Рассмотрим характер изменения тяги на малых и больших оборотах с позиции летной эксплуатации самолета.Согласно требованиям НЛГС приемистость двигателя характеризуется следующими данными. При переводе РУД на земле с режима малого газа до взлетного за 1-2 с, двигатель устанавливает взлетные обороты за 7. 10 с, а в полете с режима малого полетного газа (0,42 номинала) за 4. 7 с. Тяга двигателя до оборотов высокого давления (»79%) будет расти медленно (в среднем на 1% увеличения оборотов рост тяги составляет около 100 кгс). При увеличении оборотов с 79% до взлетных 97,5% тяга растет значительно быстрее. Эту особенность приемистости и изменения тяги следует учитывать на снижении при заходе на посадку и особенно при уходе на второй круг.

12.3. Зависимость тяги двигателя и удельного расхода топлива от скорости полета

Зависимость тяги и удельного расхода топлива от скорости полета на различных режимах работы двигателя показана на рис. 4. Рассмотрим зависимость тяги и удельного расхода топлива от скорости полета на взлетном режиме. Если скорость самолета равна нулю и двигатель работает на оборотах 97,5%, то тяга его максимальная и равна 12000 кгс. При увеличении скорости тяга сначала несколько уменьшается. Это объясняется тем, что на малых скоростях полета секундный расход воздуха (mсек) и скорость истечения газов из двигателя С5) практически не изменяется, а скорость полета V возрастает.

Рис.4

При дальнейшем увеличении скорости скоростной напор (динамическое давление) воздуха перед двигателем увеличивается, вследствие чего увеличивается секундный расход и скорость истечения газов С5. Причём скорость С5 , возрастает дополнительно, так как при увеличении тсек автоматически увеличивается и расход топлива для поддержания постоянной температуры газов перед турбиной двигателя. Такое изменение mсек и V сначала замедляет падение тяги, а при больших скоростях особенно на больших высотах она начинает возрастать, так как скоростной напор воздуха растет пропорционально квадрату скорости. Удельный расход топлива при этом непрерывно увеличивается, особенно на малых скоростях.

Читайте также:  Как поменять двигатель на бмв е38

Такой характер изменения тяги и удельного расхода воздуха от скорости происходит и на всех режимах двигателя меньше взлетного.

Обратная (реверсивная) тяга при увеличении скорости полета увеличивается.

12.4. Зависимость тяги двигателя и удельного расхода топлива от высоты полета

Рис.5

На рис. 5а показана зависимость тяги и удельного расхода топлива от высоты полета для различных чисел М, а на рис. 5б – зависимость тяги и удельного расхода топлива от оборотов при различных числах М на высоте 11000м.

Рассмотрим зависимость тяги и удельного расхода топлива с поднятием на высоту в тропосфере. Так как тяга двигателя при постоянной температуре уменьшается пропорционально падению давления, то с поднятием на высоту в тропосфере она уменьшилась бы так, как уменьшается давление. Но уменьшение температуры при увеличении высоты в тропосфере (до 11000 м) вызывает замедления падения плотности воздуха и увеличение степени сжатия компрессора двигателя, вследствие чего замедляется падение тяги. Кроме того, понижение температуры наружного воздуха замедляет уменьшение расхода топлива для поддержания постоянной температуры газов в камере сгорания, а это в свою очередь замедляет падение давления газов в камере сгорания по сравнению с падением давления в атмосфере, вследствие чего увеличивается скорость истечения газов С5. Поэтому тяга реактивного двигателя с поднятием на высоту в тропосфере уменьшается не только медленнее давления, но и медленнее плотности воздуха. Такой характер уменьшения расхода топлива в единицу времени и тяги двигателя приводит к уменьшению удельного расхода топлива.

Рассмотрим изменение тяги и удельного расхода топлива при постоянной температуре воздуха и скорости полета, но при уменьшении атмосферного давления (это имеет место на высотах более 11000 м). В этом случае пропорционально падению давления будут уменьшаться плотность и секундный расход воздуха, проходящего через двигатель. Скорость истечения газов из двигателя и прирост скорости (С5–V) изменяться не будут. Это объясняется следующим. Пусть давление, а следовательно, плотность и секундный расход воздуха уменьшились в два раза. Во столько же раз уменьшится избыточное давление воздуха перед компрессором двигателя и за ним, так как они пропорциональны скоростному напору, а температура в атмосфере и температура газов в камере сгорания поддерживается постоянной. В нашем примере вдвое меньшее избыточное давление действует на вдвое меньшую массу газа, следовательно, эта масса приобретает такую же скорость истечения, какая была до понижения атмосферного давления.

Можно сделать вывод, что при постоянной скорости полета и скорости истечения газов из двигателя С5 тяга уменьшается пропорционально С5, который при постоянной температуре воздуха уменьшается пропорционально падению давления. Тяга в этом случае уменьшается пропорционально падению давления.

Расход топлива в единицу времени автоматически уменьшается пропорционально уменьшению расхода воздуха, так как подогрев его осуществляется на одинаковое число градусов. Значит удельный расход топлива не изменяется (часовой расход топлива и тяга двигателя уменьшаются в одинаковой степени). При полете в стратосфере тяга с поднятием на высоту уменьшается пропорционально падению давления, а удельный расход топлива остается постоянным.

Глава 1. Основные свойства воздуха

1. Сформулируйте уравнение Бернулли:

a) Для любого сечения струйки установившегося воздушного потока, статическое давление равно динамическому:

*b) Сумма статического и динамического давлений для любого сечения струйки установившегося воздушного потока есть величина постоянная:

c) Динамическое давление в разных сечениях струйки воздуха одинаково:

Источник

Adblock
detector