Pikap24.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое тяга реактивного двигателя

Тяга самолета. тяга двигателя самолета. тяга реактивного двигателя.

Тяга – сила, выработанная двигателем. Она толкает самолет через воздушный поток. Единственное, что противостоит тяге – лобовое сопротивление. В прямолинейном горизонтально установившемся полете они относительно равны. В случае если летчик увеличивает тягу методом добавления оборотов двигателя и сохраняет постоянную высоту, тяга начинает превосходить сопротивление воздуха. Летательный аппарат (ЛА) наряду с этим ускоряется. Весьма скоро сопротивление возрастает и опять уравнивает тягу.

ЛА стабилизируется на постоянной высокой скорости. Тяга – один из самых ответственных факторов для определения скороподъемности самолета, в частности как скоро ЛА может подняться на определенную высоту. Вертикальная скорость зависит не от подъемной силы, а от запаса тяги, которым владеет самолет.

Тяга реактивного двигателя самолета

Сила тяги двигателя, либо его движущая сила, равноценна всем силам давления воздуха на внутреннюю поверхность силовой установки. Тяга некоторых видов реактивных двигателей зависит от высоты и скорости полета. Для вычисления силы тяги реактивного двигателя довольно часто приходится определять тягу на конкретной высоте, у почвы, на взлете и на протяжении какой-либо скорости.

Для ЖРД сила тяги равноценна произведению массы исходящих газов на скорость, с которой они вылетают из сопла двигателя.

Для ВРД (воздушно-реактивный двигатель) сила тяги измеряется как следствие массы газов на разность скоростей, в частности скорости воздушной струи, выходящей из сопла двигателя, и скорости поступающего воздуха в двигатель. Несложнее говоря, эта скорость уравнивается к скорости полета самолета с реактивным двигателем. Тяга ВРД в большинстве случаев измеряется в тоннах либо килограммах. Серьёзным качественным показателем ВРД есть его удельная тяга.

Для турбореактивного двигателя – тяга, отнесенная к конкретной единице веса воздуха, что проходит через двигатель в секунду. Данный показатель разрешает осознать, как высока эффективность эксплуатации воздуха в двигателе для образования тяги. Удельная тяга измеряется в килограммах тяги на 1 кг воздуха, расходуемого за секунду.

В некоторых случаях используется второй показатель, что кроме этого именуется удельной тягой, показывающей отношение количества горючего, которое расходуется, к силе тяги за секунду. Конечно, что чем выше показатель удельной тяги ВРД, тем меньше размеры и поперечный вес самого двигателя.

Показатель полетной либо тяговой мощности – это сила, которая задействует реактивный двигатель при конкретной скорости полета. В большинстве случаев, измеряется в лошадиных силах. Величина лобовой тяги говорит о степени конструктивного оптимума реактивного двигателя.

Лобовая тяга – это отношение громаднейшего показателя площади поперечного сечения к тяге. Лобовая тяга равна тяге, в кг поделенной на площадь в метрах квадратных.

Во всемирной авиации самый ценится тот двигатель, что владеет высокой лобовой тягой.

Чем идеальнее ВРД в конструктивном отношении, тем меньший показатель его удельного веса, в частности неспециализированный вес двигателя вместе с обслуживающими агрегатами и приборами, поделенный на величину собственной тяги.

Реактивные двигатели, как и тепловые по большому счету, отличаются друг от друга не только по мощности, весу, другим показателям и тяге. При оценивании ВРД огромную роль играются параметры, каковые зависят от собственной экономичности, в частности от КПД (коэффициент нужного действия). Среди данных показателей главным считается удаленный расход горючего на конкретную единицу тяги.

Он выражается в килограммах горючего, которое расходуется за час на образование одного килограмма тяги.

Реверс тяги двигателя. Боинг 747-400. Авиакомпания Трансаэро. Аэропорт Анталии

Увлекательные записи:

  • Авиакатастрофа ил-78 в эритрее. 1998
  • Дальняя авиация. российская дальняя авиация.
  • Оао «кузнецов»

Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны:

Турбовинтовые двигатели употребляются в тех случаях, в то время, когда скорости полета самолета довольно малы. На громадном количестве современных…

Реактивный двигатель самолета — двигатель, создающий нужную для перемещения силу тяги при помощи преобразования внутренней энергии горючего в…

Реверс – механизм для направления части реактивной либо воздушной струи по направлению перемещения создания и воздушного судна обратной тяги. Кроме…

Известны следующие главные типы реактивных двигателей: ракетные, пороховой, жидкостной ракетный; воздушно-реактивные двигатели, прямоточный…

Реактивный двигатель – силовой агрегат, что формирует требуемое для полета самолета тяговое упрочнение посредством изменения внутренней энергии горючего…

Реактивный двигатель – устройство, создающее требуемую для перемещения силу тяги, преобразовывая внутреннюю энергию горючего в кинетическую энергию…

Содержание

Среди растений реактивное движение встречается у созревших плодов бешеного огурца. При созревании растения его плод отцепляется от плодоножки. Под большим давлением из плода выбрасывается жидкость с семенами, которая направлена в противоположное направление движению плода [3] .

Среди животного мира реактивное движение встречается у кальмаров, осьминогов, медуз, каракатиц, морских гребешков и других. Перечисленные животные передвигаются, выбрасывая вбираемую ими воду.

Читайте также

ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ РАКЕТ И РАКЕТНОГО ВООРУЖЕНИЯ. ВЕЛИКОБРИТАНИЯ

ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ РАКЕТ И РАКЕТНОГО ВООРУЖЕНИЯ. ВЕЛИКОБРИТАНИЯ О разработках ракет и реактивных снарядов в Великобритании почти нет опубликованных данных. Однако нужно признать, что сделано не многое. Официально сообщается, что все разработки

КЛАССИФИКАЦИЯ РАКЕТНОГО ОРУЖИЯ

КЛАССИФИКАЦИЯ РАКЕТНОГО ОРУЖИЯ БАЛЛИСТИЧЕСКИЕ РАКЕТЫ (СУХОПУТНЫЕ И МОРСКИЕ)Межконтинентальные баллистические ракеты (МБР) Баллистические ракеты подводных лодок (БРПЛ) Баллистические ракеты средней дальности (БРСД) Баллистические ракеты оперативно-тактические и

Неисправности двигателя

Неисправности двигателя Якорь стартера не вращается при включении замка зажигания Неисправности системы пуска Проверить работу стартера одним из трех способов:1. Убедиться в надежности кабельных соединений наконечников на клеммах аккумуляторной батареи. Освободить

Читать еще:  Двигатель peugeot 307 характеристики

Выхлоп двигателя дымный. В картер двигателя поступает повышенный объем газов

Выхлоп двигателя дымный. В картер двигателя поступает повышенный объем газов Диагностирование двигателя по цвету дыма из выхлопной трубы Сине-белый дым – неустойчивая работа двигателя. Рабочая фаска клапана подгорела. Оценить состояние газораспределительного

2. СВОЙСТВА РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ

2. СВОЙСТВА РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ Основные свойства ракетного двигателя мы уже знаем.Первое свойство заключается в отсутствии специального движителя, назначение которого выполняет сам двигатель. Это оказывается возможным потому, что тяга представляет собой реакцию

Мощность ракетного двигателя

Мощность ракетного двигателя Мощность, развиваемая двигателем, т. е. механическая работа, совершаемая им в единицу времени (секунду), является важнейшей характеристикой любого двигателя. Это и естественно, если иметь в виду, что именно совершение этой механической

Экономичность ракетного двигателя

Экономичность ракетного двигателя Наряду с мощностью важнейшей характеристикой каждого двигателя является его экономичность. Если речь идет о тепловом двигателе, то экономичность его определяется расходом топлива на единицу мощности, т. е. на 1 л. с. Экономичный

Крепление двигателя

Крепление двигателя Картер – это основание, на котором крепят основные детали двигателя. Картер изготавливают из алюминиевого сплава. Кривошипной камерой называется место картера, в котором вращается шатун и щеки коленчатого вала. Крепление двигателя к раме или

Промывка двигателя

Промывка двигателя Если масло в вашем двигателе, после пробега автомобилем нескольких тысяч километров, остается чистым и прозрачным, это должно навести вас на мысль, что масло не слишком качественное и не обладает необходимыми «моющими» свойствами и его необходимо

Петер Кемпф

Есть несколько эффектов, которые в сочетании делают постоянную тягу хорошим приближением при дозвуковой скорости.

Тяга создается за счет ускорения рабочей массы в обратном направлении. Чистая тяга — это разница между импульсом воздуха, движущегося к двигателю, и объединенным импульсом сгоревшего топлива и воздуха, выходящего из двигателя (и гребного винта, если он установлен), полученный по прошествии определенного времени. Поскольку этот импульс является продуктом массы и скорости, вы можете либо ускорить большую массу за счет небольшой разницы скоростей, как пропеллер, либо за счет большой разницы в скорости, как у турбореактивного двигателя.

При более быстром полете входной импульс винта быстро становится большим по сравнению с выходным импульсом, поэтому тяга уменьшается обратно пропорционально скорости . С другой стороны, высокая выходная скорость турбореактивного двигателя приводит только к небольшому увеличению входного импульса по сравнению с выходным импульсом при увеличении скорости.

Но если бы это было все, то даже тяга турбореактивного двигателя упала при увеличении скорости. Но есть второй эффект, который помогает увеличить тягу со скоростью. Если быть точным, с квадратом скорости. Это эффект поршня, который помогает предварительно сжать воздух, поступающий в двигатель. На дозвуковой скорости это почти компенсирует потерю тяги: на низкой скорости растущий начальный импульс позволяет немного снизить тягу, но на более высокой дозвуковой скорости эффект поршня становится больше и снова увеличивает тягу, так что постоянная тяга становится хорошей. приближение. Однако на сверхзвуковой скорости эффект тарана становится преобладающим, и тяга растет пропорционально квадрату скорости — до тех пор, пока абсолютное внутреннее давление не станет слишком высоким, поэтому двигатель должен быть дросселирован (или самолет должен лететь выше.) или потери на впуске становятся слишком большими и тяга снова падает.

Численное моделирование течения газа в реактивном сопле

  • Статья
  • Об авторах
  • Cited By

Аннотация

Ключевые слова

Для цитирования:

Скачков С.В., Шпаковский Д.Д. Численное моделирование течения газа в реактивном сопле. Вестник Концерна ВКО «Алмаз – Антей». 2016;(3):41-46. https://doi.org/10.38013/2542-0542-2016-3-41-46

For citation:

Skachkov S.V., Shpakovskiy D.D. Numerical simulation of gas flow in jet nozzle. Journal of «Almaz – Antey» Air and Space Defence Corporation. 2016;(3):41-46. https://doi.org/10.38013/2542-0542-2016-3-41-46

Адекватность и точность математической мо­дели определяется совокупностью учитыва­емых действующих физических факторов и принимаемыми допущениями. В некоторых исследованиях, например [1, 2], показано, что для радиально равновесного потока наличие закрутки от турбины во входном сечении не влияет существенным образом на удельную тягу, но оказывает значительное воздействие на коэффициент расхода реактивного сопла. В работе [1] установлено, что полный им­пульс потока не зависит от неравномерности полного давления, температуры торможения и определяется их средними значениями при одинаковом расходе воздуха и его теплосо­держании. Поэтому в настоящее время вы­числение тяговых характеристик сопла (вну­тренней тяги) выполняется согласно методи­ке, изложенной в [3], или экспериментальным путем в аэродинамической трубе Т-58 ЦАГИ, без учета закрутки потока и распределения параметров во входном сечении. В перечис­ленных выше работах объектом исследования являются реактивные сопла, не содержащие внутренних конструктивных элементов в виде стоек или центрального тела.

В Омском мотостроительном конструк­торском бюро (АО ОМКБ) с использованием программного комплекса ANSYS CFX было выполнено численное моделирование тече­ния газа внутри реактивного сопла турборе­активного двухконтурного двигателя (ТРДД) и определение его характеристик с учетом мак­симального количества реально действующих физических факторов.

Целями проводимых исследований были проверка справедливости существующих клас­сических теоретических положений примени­тельно к реальным дозвуковым реактивным соплам и разработка адекватной математиче­ской модели для численных расчетов.

Геометрическая модель, представляю­щая собой внутренний объем проточной ча­сти реактивного сопла, создана в программе Unigraphics NX 7.5 и импортирована в препро­цессор DesingModeler программы ANSYS CFX. Внутренний объем сопла, соответствующий моделируемой расчетной области, представлен в изометрии на рис. 1. Ограничивающие по­верхности рассматриваемого объема сформи­рованы по координатам внутреннего контура реактивного сопла и наружного контура вну­треннего тела с суфлирующей трубкой.

Читать еще:  Вибрация двигателя как дизель

Рис. 1. Внутренний объем реактивного сопла

Построение расчетной сетки в подпро­грамме ANSYS Meshing было выполнено ме­тодом свободного разбиения со сгущением к стенкам сопла для более точного моделирова­ния течения в области пограничного слоя. Для получения устойчивого процесса расчета гра­ничные условия были заданы в виде полного давления Р*1 вх и температуры торможения T*1 вх на входе в реактивное сопло и статического давления на срезе сопла Pc1.

Для выполнения расчетов были состав­лены две математические модели. В первой модели были заданы постоянные по сечению входа и выхода из сопла величины Р*1 вх , T*1 вх , Pc1, направление потока на входе в сопло по оси симметрии. Во второй модели — постоян­ные по сечению входа и выхода из сопла вели­чины T*1 вх, Pc1, на входе в сопло учтены рас­пределение полного давления Р*1 вх в радиальном направлении и угол закрутки потока α2. Под углом закрутки потока подразумевается угол α2 между вектором абсолютной скорости по­тока и фронтом решетки на выходе из турбины низкого давления.

Для второй математической модели рас­пределение полного давления Р*1 вх и измене­ние угла α2 потока по радиусу в зависимости от частоты вращения турбины низкого давле­ния определены на основе экспериментальных данных. Во входном сечении реактивного соп­ла были заданы составляющие вектора скоро­сти потока с помощью направляющих косину­сов в цилиндрической системе координат, определяемых зависимостями:

где nКНД, мин -1 — текущая частота вращения вала компрессора низкого давления;

г, мм — радиус, отсчитываемый от оси сопла.

Аналогичным образом задается распре­деление полного давления во входном сечении реактивного сопла:

где P1 вх ср* , кг/см 2 — полное избыточное давле­ние, осредненное по входному сечению реак­тивного сопла. Для первой математической модели P*1 вх = P*1 вх ср.

Набор величин Р*1вх, T*1вх, Pc1 определен для нескольких режимов работы в диапазоне от максимальной до минимальной тяги при рас­чете дроссельной характеристики двигателя.

Поток газа в реактивном сопле представ­ляет собой идеальную смесь компонентов про­дуктов сгорания: CO2, H2O, O2, N2. Термодина­мические свойства отдельных элементов заданы переменными в зависимости от температуры в соответствии с форматом NASA SP-273. Дина­мическая вязкость и коэффициент теплопрово­дности определялись по формуле Сатерленда.

Математическая модель сопла второго контура была выбрана на основе сравнитель­ного анализа полученных результатов расче­тов. С помощью программы ANSYS CFX-Post было выполнено построение распределения параметров газового потока в характерных се­чениях. Многовариантные расчеты, проведен­ные с использованием первой и второй матема­тических моделей, далее по тексту обозначены соответственно как первый и второй виды рас­чета. Рассмотрим полученные данные для од­ного из нормируемых режимов работы ТРДД. Распределения скорости потока v по радиусу в нескольких поперечных сечениях реактивного сопла (в области потока между стойками) для первого вида расчета представлены на рис. 2, а, а для второго — на рис. 2, б. По оси ординат на обоих рисунках отложена относительная вели­чина Y_, определяемая по соотношению

где Y — координаты точки;

h — текущая высота канала.

Рис. 2. Профили скорости потока в поперечных сечениях реактивного сопла: а — без учета закрутки; б — с учетом закрутки; 1 — вход в сопло; 2 — 69 мм от среза сопла; 3 — 22 мм от среза сопла; 4 — срез сопла

Профиль скорости для первого и второго видов расчета имеет гладкую форму, что гово­рит об отсутствии крупной турбулентности в ядре потока. Исключением является s-образ­ный излом, который наблюдается на профиле скорости для второго вида расчета в области перехода от внутреннего тела в виде конуса к цилиндрическому участку суфлирующей труб­ки, что может свидетельствовать о наличии локальной зоны отрыва потока. Изменение профиля скорости в обоих случаях при пере­ходе от сечения входа к срезу сопла определя­ется внутренней геометрией канала. Однако при этом следует отметить, что относительная форма профиля скорости (прямая линия или кривая второго порядка) сохраняется от входа до среза сопла.

Результаты расчета с учетом распределе­ния параметров на входе в сопло показывают наличие развитой отрывной зоны в потоке за вертикальными стойками. На рис. 3 представ­лено распределение избыточного давления p по поверхности конического сечения, располо­женного соосно с реактивным соплом. Суще­ственные отличия в распределении скорости v и избыточного давления p наблюдаются в об­ласти стоек. При отсутствии закрутки потока обтекание стойки происходит симметрично. При наличии закрутки поток частично тормо­зится с той стороны стойки, где происходит его натекание с существенным повышением статического давления, и ускоряется от пе­редней кромки с противоположной стороны с падением статического давления, характерным для зоны отрыва. Этот процесс создает не­равномерность скорости и полного давления, распространяющуюся вниз по течению. Данное явление подтверждается распределением полного давления на срезе сопла, представлен­ного на рис. 4, где для сравнения приведены результаты двух видов расчетов. Для первого вида расчета локальное понижение давления в турбулентном следе за вертикальными стой­ками практически совпадает с их проекцией на плоскость сечения среза сопла. В случае наличия закрутки потока наблюдается вра­щательная деформация турбулентного следа в сторону закрутки потока. Кроме того, полу­ченное поле полного давления намного более неравномерное, и зоны пониженного полного давления занимают большую часть от общей площади среза сопла в сравнении с первым видом расчета. Таким образом, течение газа внутри сопла зависит от распределения пол­ного давления и направления скорости потока во входном сечении, что, в свою очередь, пред­определяет существенные различия в уров­не газодинамических потерь при идентичной геометрии. Моделирование течения газа в ре­активном сопле необходимо выполнять с уче­том распределения полного давления и угла закрутки потока во входном сечении.

Читать еще:  Двигатель rb25 что это

Рис. 3. Распределение избыточного давления потока: а — без учета закрутки; б — с учетом закрутки

Рис. 4. Распределение избыточного полного давления потока на срезе сопла: а — без учета закрутки; б — с учетом закрутки

Оценка влияния закрутки потока на рас­ход газа μ и удельную тягу R реактивного сопла производилась на основе ряда расчетов с переменным максимальным углом закрутки в ядре потока α2max = 60. 90° на входе. При этом был сохранен закон изменения угла α2 в радиальном направлении и средние значения параметров P*1 вх, T*1 вх, Pc1, соответствующих расчетному режиму работы. Полученные ре­зультаты представлены на рис. 5 в виде отно­сительных величин в зависимости от угла отклонения потока от осевого направления α = 90 — α 2max. Здесь μ90 и Руд90 — коэффициент расхода и удельная тяга при отсутствии закрутки потока при α 2max = 90°.

Как правило, отклонение газового потока во входном сечении реактивного сопла от осе­вого направления α 1. Чёрный Г. Г. Закрученные течения сжимаемого газа в каналах // Изв. АН СССР ОТН. 1956. № 6. С. 55–62.

2. Гостинцев Ю. А. Расходные характеристики сопла при истечении винтового потока газа // Изв. АН СССР МЖГ. 1969. № 4. С. 158–162.

3. ОСТ 100007–93. Сопла воздушно-реактивных двигателей. Метод расчета тяговых характеристик на этапе технического задания. М.: Изд-во НИИСУ, 1993.

Об авторах

Скачков Сергей Владимирович – начальник отдела испытаний и термодинамических расчетов

Область научных интересов: теория воздушно-реактивных двигателей.

Шпаковский Денис Данилович – кандидат технических наук, ведущий инженер-конструктор отдела испытаний и термодинамических расчетов

Область научных интересов: газовая динамика.

Для цитирования:

Скачков С.В., Шпаковский Д.Д. Численное моделирование течения газа в реактивном сопле. Вестник Концерна ВКО «Алмаз – Антей». 2016;(3):41-46. https://doi.org/10.38013/2542-0542-2016-3-41-46

For citation:

Skachkov S.V., Shpakovskiy D.D. Numerical simulation of gas flow in jet nozzle. Journal of «Almaz – Antey» Air and Space Defence Corporation. 2016;(3):41-46. https://doi.org/10.38013/2542-0542-2016-3-41-46


Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

  1. 1234 Кабардин О. Ф., Орлов В. А., Пономарёва А. В. Факультативный курс физики. 8 класс. — М.: Просвещение, 1985. — Тираж 143 500 экз. — С. 140 — 141
  • Реактивная тяга
  • Ракетный двигатель
  • Парадокс силы тяги реактивного двигателя
Это заготовка статьи о ракетной, ракетно-космической технике или космическом аппарате. Вы можете помочь проекту, дополнив её.

Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта «Википедия».

Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.

Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .

  • Читать
  • Редактировать

Текст в блоке «Читать» взят с сайта «Википедия» и доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия.

«Взорвался двигатель»

Именно так пассажиры описали то, что произошло с Boeing 737-700 Southwest Airlines на высоте примерно девяти километров.

На фотографиях самолета после посадки видно, что у левого двигателя практически отсутствует обтекатель, который закрывает его переднюю часть. Под ним видны лопатки вентилятора — он расположен в передней части двигателя. Этот вентилятор создает основную часть тяги реактивного двигателя.

Кроме вентилятора, в современном двухконтурном реактивном двигателе также существует турбина — это лопатки на диске в задней части двигателя. Она раскручивается потоком горячих газов из камеры сгорания и приводит в движение либо компрессор (для сжатия воздуха и подачи в камеру сгорания), либо вентилятор (для создания тяги двигателя).

  • Пилота самолета с «Шапекоэнсе» предупреждали о нехватке топлива — СМИ

На некоторых снимках видно, что у поврежденного мотора не хватает одной из лопастей именно вентилятора. Глава Национального управления США по безопасности на транспорте (NTSB) утверждает, что, по предварительным данным, одна из 24 лопаток двигателя на большой скорости оторвалась из-за усталости металла.

«Она оторвалась прямо на втулке винта, и есть признаки усталости металла на месте слома», — сообщил он журналистам.

Что именно в результате попало в фюзеляж и вызвало разгерметизацию, пока не установлено. Это могли быть части лопатки двигателя либо детали самого мотора, разрушенные лопаткой.

Реактивные тяги изготавливаются из прочного металла и редко подвергаются повреждениям. Однако, есть случаи, когда деформация детали все-таки происходит. Если изгиб небольшой, то допускается самостоятельное исправление правильной формы реактивной тяги при помощи ударных инструментов. Но если повреждения слишком серьезные, то необходимо провести замену.

В ремонт реактивных тяг входит замена расходных деталей. К ним относятся втулки, которые смягчают крепление детали к кузову и деталям подвески. Замене подлежат те втулки, срок годности которых уже истек. Это можно определить по трещинам, образовавшимся на резиновых частях изделия.

Чтобы поменять втулки, необходимо открутить гайку крепления тяги и вытащить длинный болт. Тяга вытаскивается и из специального кольца выдавливается втулка. На ее место установите новую и проведите сборку узлов в обратной последовательности.

Пожалуй, это все, что необходимо знать о реактивных тягах, используемых в подвески автомобилей.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector