Комбинированные двигатели для больших высот и скоростей полета
Информация - Разное
Другие материалы по предмету Разное
?торых камера сгорания в одном диапазоне режимов полёта работает как камера сгорания ракетного двигателя твёрдого топлива, а в другом (после выгорания твёрдого топлива) - как камера сгорания прямоточного воздушно-реактивного двигателя. Основные особенности параметров и характеристик К. д. этой группы обусловлены особенностями рабочего процесса двигателей исходных циклов в соответствующих условиях полёта, а также условиями перехода с одного режима на другой. Преимущества К. д. этой группы - возможность уменьшения габаритных размеров и массы по сравнению с соответствующими параметрами смешанной двигательной установки, состоящей из устанавливаемых на летательном аппарате двигателей двух типов, реализующих исходные циклы.
. РАКЕТНО-ПРЯМОТОЧНЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Ракетно-прямоточный двигатель (РПД) представляет собой двигатель прямоточной схемы, в воздушном контуре которого установлены ракетные двигатели. Газообразные продукты первичного сгорания топлив в камере ракетного двигателя истекают из его сопла в прямоточный воздушный тракт непосредственно за диффузором. Реактивные газы РкД, обладающие высокой температурой и большой кинетической энергией, смешиваются с воздухом в камере эжектора, повышая его полное давление и температуру. В воздушном контуре РПД могут устанавливаться дополнительные коллекторы, через которые жидкое горючее вводится непосредственно в воздух или в смесь газов. Сгорая в свободном кислороде воздуха, это горючее повышает температуру газов перед их истечением из сопла комбинированной установки. Подмешивание атмосферного воздуха к реактивной струе позволяет увеличить импульс последней.
РПД обладает промежуточными характеристиками между РкД и ПВРД, более высокой тягой, чем ПВРД, и более высокой экономичностью, чем ЖРД. Таким образом, он может охватить так называемую "мертвую" зону в характеристиках этих двигателей. В зависимости от требования можно изменять долю ракетного и прямоточного контуров и, таким образом, иметь характеристики РПД, более близкие к РкД или ПВРД. В принципе компоновка РПД позволяет осуществить переход комбинированного двигателя целиком на прямоточный режим работы. Это целесообразно осуществить при скоростях полета, когда тяговые характеристики СПВРД оказываются достаточными для выполнения технической задачи (обычно это числа М = 2,5-3,0). На большой высоте, когда плотность атмосферного воздуха мала и воздушный контур РПД имеет малую долю тяги, возможно форсировать РПД за счет повышения тяги РкД, установленного в его тракте.
а - РПД с раздельными камерами смешения и догорания (РПДэ); б - РПД с единой камерой смешения-сгорания; в - РПД на твердом топливе; г - РПД с кольцевой камерой эжектора.
РАА-АЕ-ПД с комбинированным ракетно-прямоточным двигателем
3. ТУРБОПРЯМОТОЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
Турбопрямоточный двигатель (ТПД) - комбинированный многорежимный ВРД для полётов с гиперзвуковыми скоростями (Маха числа полёта М(?) до 5, при использовании в качестве топлива водорода примерно до 6), содержащий газотурбинный и прямоточный контуры. ТПД сочетает свойства и преимущества турбореактивного двигателя с форсажем (ТРДФ, ТРДДФ) при взлёте и небольших сверхзвуковых скоростях полёта и прямоточного воздушно-реактивного двигателя при больших сверхзвуковых скоростях полёта. В ТПД с последовательной работой контуров вначале (от взлёта до умеренных сверхзвуковых скоростей полёта) работает только газотурбинный контур; при М(?) = 2,5-3 происходит переход на прямоточный режим работы, при этом подача топлива в газотурбинный контур прекращается. Особенность таких ТПД - наличие общей для контуров форсажно-прямоточной камеры сгорания, расположенной перед реактивным соплом. В ТПД с отдельной камерой сгорания прямоточного контура возможна параллельная работа контуров, начиная с М(?) = 1,5-2, благодаря чему повышается тяга двигателя на промежуточных скоростях полёта. При полёте с числами М(?) = 3-3,5 газотурбинный контур может быть переведён на режим авторотации для привода агрегатов двигателя. При использовании в газотурбинном контуре ТПД двухконтурного двигателя повышается экономичность ТПД при крейсерском полёте с дозвуковой скоростью. ТПД могут использоваться в качестве силовой установки на сверхзвуковой пассажирских самолётах.
4. РАКЕТНО-ТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
Ракетно-турбинный двигатель (РТД) - комбинированный двигатель, в котором сочетаются элементы турбореактивного и ракетного двигателей. В РТД компрессор, сжимающий атмосферный воздух, приводится во вращение турбиной, работающей на продуктах сгорания газогенератора (ГГ), представляющего собой ракетный двигатель. Основные разновидности РТД: по принципиальной схеме - РТД со смешением потоков продуктов сгорания ГГ и воздуха за компрессором - РТДсм , РТД с раздельными потоками - РТДр ; по типу используемого топлива - РТД жидкого топлива (РТДЖ), РТД твёрдого топлива (РТДТ), РТД газообразного топлива (РТДГ), РТД гибридного топлива и воздушно-реактивные РТД, использующие в качестве топлива горючее при работе ГГ ракетного двигателя на газифицированном и подогретом горючем или на переобогащённой смеси воздух - горючее (РТД пароводородной схемы - РТДп, РТД с системой ожижения части воздуха, отбираемого за компрессором, - РТДож и др.); по конструктивной схеме - РТД с прямой связью роторов компрессора и турбины, РТД с редуктором, понижающим частоту вращения ротора компрессора по с?/p>