Выходные устройства (ВУ) ВРД Назначение ВУ ВРД, в зависимости от типа

в зависимости от типа двигателя,
предназначены для частичного преобразования
энтальпии газового

(удлиннительные) трубы;
- устройства регулирования и
- устройства

- системы подачи воздуха для охлаждения

элементов конструкции.

эффективной тяги;
- обеспечение высокой экономичности ВРД
на всех режимах;
- малая

- простота конструкции и регулирования.

частью ВУ ВРД,
и предназначено для частичного преобразования
энтальпии газового потока,

1.
2.
- дозвуковая скорость
- скорость звука
При движении в сопле,

- полная степень расширения газа в сопле

- критическая степень расширения газа в сопле

Реактивное сопло

то:
учитывая, что:
для газа
При отсутствии потерь тепла -
Реактивное сопло

Лаваля)
при
в критическом сечении -
на срезе сопла -
Реактивное сопло

в сопле дозвуковой, то давление проникает со

- недополучение

При

- режим недорасширения

достигается раньше среза сопла в сечении

при

Так как разгон потока в сужающемся сопле до

невозможен, то:

Учитывая, что

на срезе сопла:

Реактивное сопло

сужающейся
части сверхзвукового РС
будет определяться величиной
поэтому
- относительная площадь свз.

Так как поток движется в «раструбе» со сверхзвуковой скоростью,
то давление окружающей среды , распространяющиеся в виде
акустических волн со скоростью звука, не может проникнуть через
срез сопла на встречу потоку и повлиять на давление в потоке.
Поэтому давление на срезе СРС может быть как меньше,
так и больше

Реактивное сопло

режим недорасширения
- режим перерасширения
то есть
то есть
то есть
При выходе из СРС

что приводит к резкому росту

до

и торможению потока

до дозвуковой скорости в скачке уплотнения на срезе сопла.

Тяга сопла снижается

1.

2.

3.

Режимы работы сверхзвукового реактивного сопла

Реактивное сопло

участке перерасширения
отрицательной тяги из-за наличия

При значительном (глубоком) перерасширении, из-за отрыва
пограничного слоя от внутренней стенки сопла, давление
проникает через дозвуковую зону пограничного слоя внутрь
сопла и там образуется скачок уплотнения

За скачком скорость потока
становится дозвуковой, а так
как канал расширяющийся (диф-
фузор) скорость продолжает
падать, а давление расти при
движении потока до среза сопла

При глубоком перерасширении -

Режимы работы сверхзвукового реактивного сопла

Реактивное сопло

частью ВУ ВРД, и предназначено
для частичного преобразования энтальпии газового

Критерий выбора РС (сужающееся или сверхзвуковое)

- полная степень расширения газа в РС

у ТРД и ТРДД

при

при

у ВРД с сужающимся РС достигается при

потери от недорасширения незначительны

При небольшом превышении

и целесообразно применять сверхзвуковое РС (сопло Лаваля)
Назначение и выбор

Работа сужающегося РС на режиме недорасширения

достигается раньше среза сопла

при

Так как разгон потока в сужающемся сопле

до невозможен, то:

учитывая, что

на срезе сопла:

в сечении

полета
так как
где
Назначение и выбор типа РС
При полете на

применяют сужающееся РС

Применение сужающегося РС

этом
Необходимо использовать сверхзвуковое РС

При
реализуется в сужающейся

части сверхзвукового РС

будет определяться величиной

поэтому

относительной площадью СВЗ части РС (степенью уширения раструба)

нерасчетностью
режима работы РС;
- потери на преодоление внешнего
сопротивления ВУ.
Группы

РС
1.
2.
- коэффициент сохранения полного давления в РС
- КПД РС

(оценивает потери кинетической энергии в РС)

3.

Потери в сверхзвуковых РС

(гидравлические потери)
2. Потери, связанные с рассеиванием выходной
скорости (для конических

- осевая составляющая скорости

где:

- коэффициент рассеивания.

При

форме свободно
расширяющейся струи газа
с осевым выходом

в сверхзвуковой (расширяющейся)
части РС из-за появления скачков уплотнения
при

Для уменьшения волновых потерь переход между
дозвуковой и сверхзвуковой частями РС делают
плавным (по дуге с большим радиусом)

внутренние потери:

давлений по сечению сопла
5. Тепловые потери, связанные с теплоотдачей

Суммарные внутренние потери

внутренние потери:

РС
Коэффициент нерасчетности режима работы сопла:
где:
- тяга сопла ;
-

На расчетном режиме

где:

- тяга идеального сопла

(полное расширение

На расчетном режиме

так как

Коэффициент тяги (комплексный критерий) -

и отсутствие внутренних потерь )

внешнее сопротивление РС или ВУ в целом
Величина

полной степени расширения газа в РС

и формы наружного контура кормовой части ВУ

Потери связанные с преодолением внешнего сопротивления ВУ

Суммарные потери в ВУ оцениваются

- коэффициентом эффективной тяги РС

случая:
Зависимость
1.
- расчетный режим
2.
3.
недорасширения
- режим
- режим
перерасширения

сопла)
(появления отрицательной тяги
на участке перерасширения

- отрыв ПС (скачек
входит внутрь сопла)

За скачком

по сравнению
с безотрывным
перерасширением

- линия 2

- линия 1

При

;
- уменьшение влияния ФК на турбокомпрессорную

- увеличение запаса устойчивости ОК

- уменьшение времени переходных процессов в двигателе

- уменьшение потерь тяги из-за недорасширения

;

Для поддержания

необходимо подстраивать

к , то есть регулировать

часть при работе двигателя на форсаже;

на пониженных режимах и при запуске;

или перерасширения;

регулирование створок сопла Лаваля;
- регулирование расхода М2;
- регулирование створок

- использование створки 3 подпитки дополнительным воздухом М3.

Для эжекторного РС:

При регулировании дозвукового сопла или сопла Лаваля с

Регулируемое сопло Лаваля получается очень сложным,
особенно в двигателях с ФК, из-за высоких значений температуры

- коэффициент эжекции

- вторичный атмосферный воздух

для обеспечения безударной встречи

с обечайкой 2 и охлаждения сопла

Применение створок 3, позволяет, в сопле,
рассчитанном на большие числа

коэффициентом тяги

ЛА (уменьшение длины пробега) и его
маневренности в полете

(РУ)

РУ створчатого типа

РУ решетчатого типа

Степень реверсирования:

- величина обратной тяги

При

уменьшается

в (2…2,5) раза

в полете и на земле, путем отклонения струи газа, истекающей

ДТ позволяют улучшить маневренность, повысить
точность при боевом применении, улучшить взлетно-посадочные характеристики ЛА (укороченный или вертикальный взлет и посадка).

Девиация тяги
осуществляется
с помощью
отклоняемых створок
или специальных
насадков
(дефлекторов).