Некоторые физические параметры двигателей.
Для целей конструирования необходимо знать примерные значения температур,
давлений, скоростей и расходов воздуха и продуктов сгорания в различных частях
двигателя при полной нагрузке. Для любого требуемого размера двигателя эти
физические величины можно определить из расчета, а некоторые из них, как,
например, температуру и давление, можно замерить при помощи соответствующих
приборов. Результаты таких исследований, проведенных на турбореактивном
двигателе «де.Хэвиленд», имеющем односторонний центробежный компрессор и
развивающем эквивалентную мощность 10 000 л. с. в полете со скоростью 805
км/час, показаны.
Эти результаты содержат некоторые интересные данные. Так, в двигателе, у
которого вал турбокомпрессора вращается со скоростью 10 000 об/мин, потребная
мощность для привода компрессора составляет не менее 10 600 л. с, а
эквивалентная мощность, равная 10 000 л. с, используется для создания реактивной
тяги.
Физические параметры по тракту газотурбинного
двигателя („Де
Хэвиленд").
/ — 580 км/час, давление и температура атмосферные, 31,1 м'/сек;
2 — 274 км/час,
3,45 кг1см\ 205° С; 3 — 1200 /см/час, 0,598 кг/см2, 640° С; 4
— 2020 кж/час, давление
атмосферное, 550° С, 84,8 м'/сек; 5—10 000 л. с.
(эквивалентная мощность струи
при полете со скоростью 805 км/час); 6 — 10 600
л. с. (мощность, развиваемая турбиной
и используемая для привода компрессора
при 10 000 об/мин); 7 —расход воздуха
140 т/час илн 40 кг/сек; 8 — 860° С
Таким образом, двигатель должен развивать общую мощность в 20 600 л. с, при
полезной мощности 10 000 л. с. Весовой расход воздуха, проходящего через
компрессор, составляет около 40 кг/сек или 144 т/час. Расход топлива (керосина)
при полной нагрузке составляет около 0,636 кг/сек или 2,2 т/час. Так как
мощность простого газотурбинного двигателя зависит от расхода воздуха, то, для
того чтобы увеличить мощность двигателя, компрессор и турбина должны быть
сконструированы на больший секундный расход воздуха или газов. Что касается
скоростей воздуха и газа, то цифры сверху показывают, что при полете самолета со
скоростью 580 км/час скорость воздуха перед камерой сгорания будет составлять
274 км/час; на выходе из турбины скорость газов увеличивается до 1200 км/час и
на срезе реактивного сопла скорость становится сверхзвуковой, т. е. составляет
2020 км/час.
Изменение величин давлений и температур при течении воздуха и продуктов
сгорания по тракту газотурбинного двигателя также схематически показано.