Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Модель двигательной установки
Составной частью комплексной математической модели является модель двигательной установки, включающей в общем случае жидкостные ракетные двигатели (ЖРД) и воздушно-реактивные двигатели (ВРД). Функционально эта модель предназначена для нахождения эксплуатационных характеристик: величины тяги ДУ и массового расхода топлива, необходимых в процессе моделирования полета, а также геометрических, аэродинамических и массово-центровочных характеристик ДУ, используемых на этапе синтеза облика ЛА. Эксплуатационные характеристики ЖРД, в состав которых входит тяга и удельная тяга, определяются аналитическими выражениями, являющимися функциями пустотных параметров , режима работы ДУ , давления в окружающем пространстве и площади среза сопла : (32) Расчет параметров тяги и расхода ВРД, используемых на КРБ в составе ВРДУ, обеспечивающей крейсерский полёт КРБ в район старта, представляет собой значительно более сложную и трудоемкую задачу. Специфическими особенностями ВРД является зависимость эксплуатационных характеристик от большого числа параметров: высоты полета и числа Маха, давления и температуры воздуха, режима работы ДУ, характеристик его воздухозаборника и сопла, принятых законов регулирования и т.д. На этапе баллистического проектирования, требующего не столько углубленных проработок отдельных частных вопросов, сколько решения проблемы интеграции результатов, полученных с помощью частных математических моделей и методик, при расчёте параметров ВРД целесообразно использовать приближенную методику расчёта его тяговых и расходных характеристик. Методика базируется на использовании базы данных по существующим двигателям и их внешним устройствам, в которой эксплуатационные данные хранятся в виде таблиц высотно-скоростных и дроссельных характеристик, задаваемых в функции газодинамической схемы двигателя (ТРД, ТРДД, ТРДф, и пр.), режима работы, определяемого степенью дросселирования и параметров внешней среды (высоты полета и числа Маха). Применительно к КРБ такой подход более рационален, т.к., в виду малости потребного количества многоразовых КРБ, по экономическим и временным критериям речь может идти только о выборе и оценке затрат на адаптацию к условиям его полетных режимов одного из вариантов двигателей, созданных для самолетов.
Основным требованием, предъявляемым к способу представления эксплуатационных характеристик двигателей, является минимизация объема информации, простота и наглядность ее отображения и получения, а также оперативность расчета искомых характеристик в процессе моделирования полета. С этой целью эксплуатационные характеристики ВРД представляются в виде обобщенных безразмерных параметров: -относительной идеальной тяги, где - тяга двигателя на стенде на номинальном режиме (М=0, Н=0, =1.0). - относительного удельного расхода топлива, приведенного к удельному расходу топлива на стенде на номинальном режиме (М=0, Н=0, =1.0). Таким образом, тяга, удельный и секундный расход топлива (без учета потерь в воздухозаборнике и сопле) могут быть рассчитаны через обобщенные параметры по следующим зависимостям: (33) где - коэффициент, учитывающий изменение экономичности двигателя при его дросселировании. В базе данных таблицы высотно-скоростных (ВСХ) и дроссельных характеристик задаются в виде двумерных массивов, размерность которых должна обеспечивать приемлемую точность получения искомых параметров методом линейной интерполяции. В качестве примера на рис.10-11 представлены ВСХ отечественных ТРДД с малой, умеренной степенью двухконтурности (m).
Рис. 10 Высотно-скоростные характеристики ТРДД с малой степенью двухконтурности (m=0.5)
При фиксированной степени двухконтурности (определяемой массовым соотношением воздуха, проходящего через вентиляторный и газогенераторные тракты) и совершенстве газогенератора, зависящем, в основном, от времени его разработки, обобщенные параметры , и практически не зависят от величины статической тяги, что позволяет ограничиться хранением параметров одного базового варианта двигателя, характеризующегося степенью двухконтурности m, суммарной степенью повышения давления в компрессоре и температурой газов перед турбиной , лобовой тягой (, приведенной к площади миделя или площади входа в двигатель) и удельной массой . При этом, для определения геометрических характеристик используются параметры, хранящиеся в базе данных, полученные для двигателя с заранее оговоренной статической тягой, что позволяет через удельный показатель (лобовую тягу) определить геометрические размеры выбранного варианта двигателя.
Рис.11 Высотно-скоростные и дроссельные характеристики ТРДД с умеренной степенью двухконтурности (m=2.4)
Типовые зависимости изменения параметров дозвукового ТРДД: приведенной тяги, удельного расхода топлива, удельной массы двигателя, лобовой тяги от степени двухконтурности, используемые при компоновке и параметрической оптимизации ВРДУ, приведены на рис. 12. Как уже отмечалось, установка ВРД на ЛА связана с дополнительными потерями тяги, в результате чего располагаемая (эффективная) тяга двигателя в полете () будет всегда меньше, чем идеальная тяга R (). В настоящее время принята следующая классификация потерь тяги двухконтурного ТРДД: -потери в воздухозаборнике, обусловленные потерями полного давления ; -потери в сопле наружного и внутреннего контуров (); -потери на обечайках вентилятора и газогенератора (); -потери, связанные с обтеканием ДУ струями наружного контура двигателя и внешнего потока (); -потери, вызванные взаимной интерференцией двигателей, входящих в состав ДУ и ее интерференцией с конструкцией ЛА (). При сверхзвуковых скоростях полета добавляются потери, обусловленные нерасчетными режимами работы воздухозаборника по расходу воздуха и положению скачков (т.н. “сопротивление по жидкому контуру” ). Специфика расчета составляющих заключается в том, что часть из них определяется через параметры двигателя и поэтому они учитываются в качестве поправок к высотно-скоростным характеристикам, а другая – , , , - существенно зависящая от компоновки ДУ и режимов полета, учитывается в виде поправки к аэродинамической поляре , где S – характерная площадь ЛА, используемая при расчетах аэродинамических сил. В целом большинство составляющих довольно слабо влияют на уменьшение эффективной тяги, однако суммарные потери тяги, зависящие от степени двухконтурности, оказываются значительными и составляют при числе М=0.6 от 4.5 % (при m=1) до 9 % (при m=6). Рис.12 Зависимость изменения параметров ТРДД от степени двухконтурности
Для расчета составляющих используются экспериментальные данные по аэродинамике силовых установок с ВРД. Учитывая особенности компоновки ВРДУ, предполагающей ее расположение в носовой части КРБ с использованием криволинейных сопел с двойным поворотом потока, значительный интерес представляют также результаты экспериментальных исследований силовых установок с поворотом вектора тяги. Методика расчета эксплуатационных характеристик ВРДУ, необходимых для моделирования полета КРБ, имеет следующую структуру: -выбор варианта двигателя и соответствующих ему проспектных (идеальных) высотно-скоростных характеристик из базы данных в процессе формирования облика исследуемого варианта КРБ; -расчет для выбранного варианта компоновки ВРДУ на ЛА и режимов полета (диапазона высот и чисел Маха) составляющих потерь тяги и поправки в аэродинамическую поляру;
-расчет обобщенных параметров (идеальной тяги, удельного расхода топлива) и их представление в виде стандартной формы; -расчет эффективной тяги, секундного расхода топлива и аэродинамических потерь в функции в процессе полета.
|
|||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-05-12; просмотров: 105; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.21.93.44 (0.008 с.) |