Остается ли скорость истечения реактивного двигателя относительно самой себя постоянной, несмотря на изменение скорости?

Может быть, это глупый вопрос.

Кажется, мне сказали, что скорость выхлопа, выходящего из воздушно-реактивного двигателя, относительно двигателя постоянна, несмотря на изменения воздушной скорости. Однако в моем понимании:

  • Эффект тарана вызывает повышение давления воздуха в двигателе.
  • Затем это более высокое давление может быть преобразовано обратно в скорость с помощью сопла.
  • Эта скорость добавляется к скорости, заданной топливом.
  • Для воздушно-реактивного двигателя без трения или других потерь в каналах это означает, что скорость выхлопа относительно двигателя увеличивается с увеличением скорости воздуха.
  • Это означает, что причина, по которой мы используем ТРДД с малой двухконтурностью для сверхзвуковых самолетов, заключается в снижении веса и потерь на впуске, а НЕ в двигательной эффективности.
  • и это то, что показывают некоторые попытки разработать сверхзвуковые проходные ТРДД с малыми потерями и более высокой (около 2) степенью двухконтурности.
  • короче: это утверждение имеет смысл только для ракет, которые несут свою собственную реактивную массу, а не для воздушно-реактивных двигателей, которые поглощают реакционную массу с любой содержащейся в ней кинетической энергией, которая не может просто исчезнуть.

Итак, что мне не хватает?

Ответы (1)

Тяга создается за счет ускорения рабочей массы в противоположном направлении. Чистая тяга - это разница между импульсом воздуха, идущего к двигателю, и комбинированным импульсом сгоревшего топлива и воздуха, выходящего из двигателя (и воздушного винта, если он установлен), полученная по времени. Этот импульс является произведением массы и скорости.

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

Моделирование GSP турбореактивного двигателя для различной высоты и скорости

Моделирование GSP турбореактивного двигателя для различной высоты и скорости, взятое из этого ответа .

Но если бы это было все, то даже тяга ТРД падала бы при увеличении скорости. Но есть и второй эффект, который позволяет увеличить тягу со скоростью. С квадратом скорости, если быть точным. это эффект бараначто способствует предварительному сжатию воздуха, поступающего в двигатель. На дозвуковой скорости это почти компенсирует потерю тяги: на низкой скорости растущий входной импульс позволяет немного снизить тягу, но на более высокой дозвуковой скорости эффект тарана становится больше и снова увеличивает тягу, так что постоянная тяга становится хорошей. приближение (см. результат моделирования на графике выше). Однако пределы давления и температуры внутри двигателя быстро ограничивают дополнительное сжатие в компрессоре и количество тепла, которое может быть добавлено в камеру сгорания. Что помогает, так это летать выше, где внешнее давление и температура на входе будут ниже, что более чем компенсирует увеличение давления и температуры из-за эффекта тарана. Но тогда тяга будет падать пропорционально плотности.

Пока что для турбореактивных двигателей.

Турбовентиляторы - другое дело. Здесь тяга падает с увеличением скорости так же, но менее сильно, как в гребных винтах. Сопла как холодного внешнего, так и горячего основного потока позволяют выходному потоку выходить только с дозвуковой скоростью, поэтому на крейсерской скорости веерное сопло критично или близко к этому (то есть скорость на выходе близка к скорости звука). В обоих соплах скорость не может возрастать бесконечно, и когда выходная скорость основного двигателя при максимальной тяге и малой скорости полета уже близка к скорости звука, правило, что она остается почти постоянной, является хорошим приближением к реальности.

Неустановленная тяга и SFC для большого ТРДД

Удаленная тяга и SFC для большого турбовентиляторного двигателя из книги Яна Роскама «Аэродинамика и характеристики самолета». Найдено здесь . Более крутой тренд линии тяги на уровне моря выше 0,7 Маха вызван пределом давления двигателя.

спасибо за ответы на мои повторяющиеся вопросы по этой теме. У меня есть одна вещь, которую нужно уточнить: вы говорите, что ограничитель тяги (и SFC, как обсуждалось в нашем предыдущем чате) на больших числах Маха и высоте - это неспособность веерного сопла ускорить поток выше 1 Маха, тратя впустую давление, полученное от эффекта тарана, как указано выше. -окружающее давление в выхлопе?
@ABJX: отходов не так много - рост давления в вентиляторе поддерживается на низком уровне, чтобы ограничить ускорение. На вентиляторе с высокой степенью двухконтурности степень сжатия составляет всего 1,2–1,3.
Это для сопла вентилятора, верно? Вы говорите, что ядро ​​захлебывается на очень малых оборотах.
@ABJX: Нет, основной поток не захлебывается на низкой скорости. Но он не может принять сколь угодно большое количество тепла, потому что тогда он задохнется.
когда скорость выхода маршевого двигателя на максимальной тяге и малой скорости полета уже близка к скорости звука ?
Также под "скоростью" я имел в виду скорость самолета. Только так вы можете быть уверены.
Остается ли скорость истечения реактивного двигателя относительно самой себя постоянной, несмотря на изменение скорости?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v