Авиационные приборы и системы

Еще Константин Эдуардович Циолковский (1930 г.) утверждал, что «за эрой аэропланов винтовых должна следовать эра аэропланов реактивных …». В 1937 году был совершен первый полет ракеты с жидкостным реактивным двигателем кон-струкции С.П. Королева. Первыми в нашей стране серийными самолетами с турбореактивными двигателями были истребители Як-15 конструкции А.С. Яковлева и МиГ-9 конструкции А.И. Микояна и М.И. Гуревича.

Так появились летательные аппараты с турбореактивными двигателями (группа ТРД). Соглас-но закону об изменении количества движения сила тяги в группе ТРД равна секундному увеличе-нию количества движения газового потока, проходящего через силовую установку и обтекающего его снаружи:

, (2.35)

где v – скорость полета, с5 – скорость вытекающего из сопла газа (м/с); Gв – секундный расход воздуха на входе в двигатель (кг/с); g – ускорение силы тяжести (м/с2).

Рис. 2.26. Изменение мощности (а) и тяги (б) ТРД в зависимости от ско-рости полета

Из рисунка 2.26 видно, что тяга ТРД незначительно зависит от скорости полета, зато мощность его при этом возрастает. Этим объясняется то обстоятельство, что ТРД заняли господствующее положение в авиации и ракетостроении для полетов на скоростях с 800 … 850 км/ч и выше. Не-достатком ТРД по сравнению с ВМГ является плохая экономичность. Удельный расход ТРД Се ? 0,8 кг/кг тяги час. Поэтому, например, при тяге P = 3000 кг часовой расход топлива составит:

кг/ч.

Это значит, что часовой расход топлива ТРД значительно выше, чем для поршневых двигате-лей.

Максимальная скорость полета самолета с ТРД:

, км/ч, (2.36)

где a – скорость звука (м/с) на данной высоте; Mкрит – критическое число М начала волнового кризиса; ? – относительная плотность воздуха на высоте полета; Р – тяга двигателя на той же вы-соте.

Потолок полета самолета определяется ориентировочно по формуле:

, км, (2.37)

где Р0 – тяга у земли; Кмах – максимальное качество самолета, которое может быть равным 14 – 15 (К = Y/Q = Cy/Cx).

Дальность полета самолета:

, (2.38)

где vmax – максимальная скорость на данной высоте в км/ч; РН – тяга на данной высоте в кг; Се – удельный расход топлива в кг/кгтяги час; F1 – коэффициент, равный 1 для истребителя и 1,1 для бомбардировщика.

Длина разбега:

, м. (2.39)

Скорость посадки определяется по формуле:

, км/ч. (2.40)

Самолет с турбовинтовым двигателем.

Стремление найти оптимальный двигатель, который позволил бы летать со скоростью 700 … 900 км/ч, привело к созданию промежуточного двигателя частично со свойствами ВМГ и ТРД. Таким двигателем оказался турбовинтовой двигатель (ТВД).

Рис. 2.27. Зависимость мощности и тяги в ТВД от скорости полета:

а – мощность винта;

б – тяга винта

Мощность, отдаваемая ТВД, равна:

. (2.41)

Суммарная тяга такого двигателя (установки) равна:

.

По экономичности ТВД занимает промежуточное положение между ВМГ и ТРД. Например, при Се = 0,28 кг/л.с. час и N = 3000 л.с. часовой расход топлива равен

км/ч.

Самолет с жидкостно-реактивным двигателем

Что касается установки с жидкостно-реактивным двигателем (ЖРД), то он отличается от тур-бореактивного двигателя в основном тем, что работает на горючей смеси, окислитель которой находится на борту самолета.

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84