|
Главная | Контакты: Факс: 8 (495) 911-69-65 | | ||
Сверхзвуковых скоростейпри высоком давлении и сверхзвуковых скоростях истечения газовой струи. Состоит из сопла, через к-рое вытекает со сверхзвуковой скоростью газ (обычно воздух), и полого резонатора, помещённого в газовый поток. В потоке возникают периодич. волны уплотнения и разрежения, при взаимодействии с к-рыми резонатор излучает акустич. колебания с частотой от 5 до 120 кГц, а в случае использования вместо воздуха водорода - до 500 кГц. Применяется для распыления жидкостей в горелках, для интенсификации процессов тепло- и массообмена в УЗ поле, пе-ногашения, коагуляции аэрозолей и в др. целях. ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ (от лат. inter - взаимно, между собой и ferio - ударяю, поражаю) -взаимодействие возд. потоков, обтекающих отд. элементы ЛА. В осн. исследуется интерференц. взаимодействие след. осн. комбинаций элементов ЛА: крыло и фюзеляж, двигат. установка и несущие поверхности. Обычно И.а. приводит к возрастанию аэродинамического сопротивления. Однако при сверхзвуковых скоростях полёта в некоторых случаях возможно и благоприятное влияние И.а. ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ ВОЛН - явление, возникающее при наложении двух или неск. волн и состоящее в устойчивом во времени их взаимном усилении в одних точках пространства и ослаблении в других в зависимости от соотношения между фазами этих волн. И.в. характерна для волн любой природы (звуковых, световых, радио- ПРЯМОТОЧНЫЙ АГРЕГАТ - гидроагрегат, в к-ром вода подводится и отводится в направлении, совпадающем с осью его вращения. Ротор генератора в П.а. установлен на ободе рабочего колеса осевой турбины. Для того чтобы избежать вибрации обода и, следовательно, протечек воды через уплотнения обода в генератор, рабочее колесо турбины выполняется жестколопастным (см. Пропеллерная турбина). П.а. в осн. применяется на приливных ГЭС. ПРЯМОТОЧНЫЙ ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ (ПВРД) - бескомпрессорный воздушно-реактивный двигатель, в к-ром требуемое сжатие воздуха происходит в воздухозаборнике за счёт кинетич. энергии набегающего возд. потока. Для ЛА с ПВРД необходим дополнит, двигатель-ускоритель, разгоняющий ЛАдо скорости включения ПВРД, превышающей в 1,5-2 раза скорость звука. Макс, скорость ЛА при использовании ПВРД, работающего на керосине, выше скорости звука в 5-6 раз. ПВРД нашли применение в осн. на беспилотных ЛА, используемых при больших сверхзвуковых скоростях полёта (разведчики, ракеты класса «воздух -земля», зенитные управляемые ракеты и др.). СОПРОТИВЛЕНИЕ АКТИВНОЕ - величина, характеризующая сопротивление электрич. цепи (или её участка) электрич. току, обусловл. необратимыми превращениями электрич. энергии в др. формы энергии (напр, в тепловую). Единица С. а. (в СИ) - Ом. СОПРОТИВЛЕНИЕ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ -сила, с к-рой газ (напр., воздух) действует на движущееся в нём тело; является одной из составляющих аэродинамич. силы; всегда направлена в сторону, противоположную скорости движения. С. а. ЛА наз. также лобовым сопротивлением. Составляющие сопротивления обусловлены вязким трением в пограничном слое между поверхностью тела и средой, образованием ударных волн при около- и сверхзвуковых скоростях движения (волновое сопротивление), вихреобразованием и т.д. С.а. характеризуют безразмерным аэродинамическим коэффициентом сопротивления, численные значения к-рого обычно определяют экспериментально, измеряя С. а. моделей в аэродинамических трубах и др. установках. При сверхзвуковых скоростях полета воздух попадает во входной канал двигателя со сверхзвуковой скоростью. Для возможно более полного преобразования скоростного напора в давление в сверхзвуковых двигателях используют диффузоры сложной формы с конической иглой. Форма канала, образуемая диффузором и иглой, позволяет снизить скорость воздуха и повысить его давление до уровня, необходимого В ступени турбины давление ро перед сопловым аппаратом больше давления Pi за ним, поэтому поток в сопловом аппарате разгоняется: скорость wai>wo0 (рис. 4.4, а). Межлопаточные каналы в любом сечении являются конфузорными (при дозвуковых скоростях wal) или кон-фузорно-диффузорными (при сверхзвуковых скоростях vv»i). на воздушный винт, а на компрессор, установленный во втором контуре (его называют вентилятором). Реактивная тяга ТРДД складывается из сил реакции потоков воздуха и продуктов сгорания, получивших ускорение в обоих контурах и вытекающих через два самостоятельных или одно общее реактивное сопло. ТРДД находят наибольшее применение на пассажирских самолетах с дозвуковыми скоростями полета. При сверхзвуковых скоростях полета применяются двухконтурные двигатели с форсажной камерой (ТРДДФ), в таких двигателях дополнительное количество топлива сжигается в одном или в обоих контурах. Целесообразные пределы применения того или иного типа ВРД в указанных диапазонах скоростей полета определяются главным образом топливной экономичностью и удельной тягой двигателя. Так, ТВД имеет хорошую экономичность на низких и средних скоростях полета; ТРДД имеют высокую экономичность на больших дозвуковых скоростях; ТРДДФ относительно мало уступают в экономичности ТРД на сверхзвуковых скоростях полета; ТРДФ имеет существенно худшую, чем у ТРД, экономичность при малых скоростях полета, но значительно большую удельную тягу; ПуВРД при малых скоростях полета экономичнее прямоточного ВРД. Важны также и другие критерии: на- При больших сверхзвуковых скоростях полета процессы сжатия и расширения в ПВРД сопровождаются переходом скорости потока через скорость звука. Для снижения потерь по тракту двигателя, а также внешнего сопротивления входные и выходные устройства в сверхзвуковых ПВРД выполняются сверхзвуковыми. В них устанавливается система косых скачков с переходом через скорость звука в замыкающем прямом скачке. Сверхзвуковое сопло СПВРД выполняется в виде сопла Лаваля. За входным устройством параметры потока меняются принципиально так же, как и в дозвуковом ПВРД. Так как входное и выходное устройства практически не влияют друг на друга как при дозвуковых, так и при сверхзвуковых скоростях полета, их сопротивления можно рассматривать каждое отдельно. Общее сопротивление установки в этом случае делится на сопротивления входного (ХВх) и кормового (Хк) устройств. Тогда ся на вращение вентилятора или компрессора, расположенного во внеш. контуре. Сила тяги ДТРД складывается из сил реакции потоков воздуха и продуктов сгорания, получивших ускорение в обоих контурах и вытекающих через 2 самостоят, или одно общее реактивное сопло. В ДТРД при одной и той же затрате энергии сообщается меньшее ускорение бблыпим массам воздуха, чем в обычном турбореактивном двигателе. ДТРД более экономичен по сравнению с турбореактивным на дозвуковых скоростях полёта. Его успешно применяют и при сверхзвуковых скоростях полёта благодаря сжиганию в одном или обоих контурах дополнит, массы топлива. вить из двух частей — суживающейся, где с<а, и расширяющейся, где с> >а. Такое комбинированное сопло впервые было применено шведским инженером К. Г. Лавалем в 80-х годах прошлого столетия для получения сверхзвуковых скоростей пара. Сейчас сопла Лаваля применяют в реактивных двигателях самолетов и ракет. Угол расширения не должен превышать 10 — 12°, чтобы не было отрыва потока от стен. В самолетах сверхзвуковых скоростей титан может быть основным конструкционным материалом (90% от СВЕРХЗВУКОВАЯ СКОРОСТЬ ПОлё-та - скорость полёта ЛА, превышающая скорость звука на данной высоте; при этом соответствующие Маха числа полёта IVL > 1. Небольшие сверхзвуковые скорости полёта относятся к т.н. околозвуковому (трансзвуковому) диапазону, когда на крыле существуют зоны как со сверхзвуковым, так и с дозвуковым течением. При дальнейшем увеличении скорости полёта устанавливается сверхзвуковое обтекание крыла с образованием косых скачков уплотнения. В области сверхзвуковых скоростей полёта аэродинамич. коэфф. лобового сопротивления меньше, чем в околозвуковой, в к-рой осн. источником волнового сопротивления являются прямые скачки уплотнения. С.с., значительно превышающая скорость звука, наз. гиперзвуковой скоростью. СВЕРХЗВУКОВОЕ ТЕЧЕНИЕ - движение (течение) газа, при к-ром скорости его частиц превышают скорость распространения звука в рассматриваемой области. С.т. осуществляется, напр., при движении пара или газа в Лаваля сопле, при обтекании возд. потоком самолётов, ракет, арт. снарядов, метеоритов и др. тел, к-рые движутся с большими скоростями, чем скорость звука в воздухе. С.т. сопровождается образованием скачков уплотнения. РЕАКТИВНОЕ СОПЛО — профилированный насадок (например, лопаточный канал соплового аппарата) для преобразования потенциальной энергии протекающего рабочего тела в кинетическую. В реактивном двигателе суживающиеся Р. с. используют для создания дозвуковых скоростей истечения, а Р. с. с расширяющейся выходной частью (Лаваля сопло) — для получения сверхзвуковых скоростей. Р. с. применяют в турбинах, реактивных двигателях, в измерит, технике. Р. с. двигателей сверхзвуковых самолётов выполняют регулируемыми, причём у сопла может регулироваться площадь как критического минимального сечения, так и выходного сечения. Регулирование критического сечения даёт возможность изменять режим работы двигателя. Регулирование выходного сечения сопла обеспечивает оптим. расширение газа на всех режимах полёта и работы двигателя; наиболее рационально применение т. н. эжекторных сопел. В самолётах Р. с. выполняют также задачу отвода газа за пределы самолёта и защиты его частей от нагрева. См. также Сопло. При анализе работы сопл на нерасчетных режимах также используют уравнения (3.51) и (3.52) и графики, аналогичные рис. 3.3. По мере снижения давления за суживающимся соплом увеличиваются скорость, удельный объем и расход рабочего тела только до тех пор, пока параметры в выходном сечении не станут равными критическим. Дальнейшее уменьшение р\ не приведет к изменению параметров потока в указанном сечении, а следовательно, и к изменению расхода, т. е. левая часть графиков на рис. 3.3 не будет соответствовать действительности. Начиная с критических значений, clt, vlt, G в функции рх будут представлять собой горизонтальные линии (на рисунке не нанесены). Объясняется это тем, что волна разрежения, возникшая в результате понижения давления за соплом и распространяющаяся относительно движущегося газа со скоростью звука, не может пройти вверх по потоку через выходное сечение сопла, в котором скорость газа равна скорости звука. Таким образом, в суживающихся каналах в плоскости выходного сечения, нормальной к оси сопла, невозможно достигнуть сверхзвуковых скоростей. В соплах Лаваля дальнейшее снижение давления за соплом также не приведет к возрастанию расхода, так как расход лимитируется размерами горла и параметрами в нем, которые остаются критическими по той же причине, что и в суживающемся е > 1,5-г-2,0. При этом даже в случае сверхзвуковых скоростей используют суживающиеся сопла с расширением в косом срезе. В одновенечных регулировочных ступенях принимают скоростную характеристику v,j, = 0,34-4-0,40. Эти значения примерно соответствуют максимальному внутреннему КПД такой ступени с учетом малых высот облопатывания, малой степени впуска и т. д. Трудности решения сложнейших проблем освоения сверхзвуковых скоростей (изменения аэродинамической схемы самолетов, разработки конструкций мощных турбореактивных двигателей с осевыми компрессорами, конструирования новых автоматизированных систем управления и пр.), потребовавшие значительной затраты времени и сил больших коллективов иссле-дователей-аэродинамиков, конструкторов и технологов авиационного двигателе- и агрегатостроения, не могли не сказаться на темпах возрастания скоростей полета, несколько замедлившихся в мировой и отечественной авиации в начале 50-х годов (рис. 108). Но успехи, достигнутые в практическом решении этих проблем, определили начиная с 1953—1955 гг. новый подъем авиационной техники, равного которому еще никогда до того не отмечала ее история. На протяжении последнего десятилетия—со второй половины 50-х годов — советская авиационная техника достигла новых качественных успехов. В числе их наряду с постройкой крупнотоннажных реактивных самолетов различных назначений с дозвуковыми скоростями и большой дальностью полета, введением в эксплуатацию самолетов гражданской авиации с газотурбинными (турбовинтовыми и турбовентиляторными) двигателями, тяжелых и средних турбовинтовых вертолетов особенно существенным явилось освоение сверхзвуковых скоростей в практике военной авиации. числах М2. С увеличением положительного угла атаки влияние числа М2 оказывается более существенным. Так, например, при Р-^400 коэффициент профильных потерь ? для М2 = 0,3 и 1,2 соответственно равен 5,6 и 10,4%. Возрастание профильных потерь энергии с увеличением числа М2 в зоне больших положительных углов атаки объясняется возникновением зон сверхзвуковых скоростей в области входной кромки профиля вследствие роста числа Мх натекающего потока. На указанных режимах обтекание лопаток сопровождается срывными явлениями, которые усугубляются наличием зон сверхзвукового течения при входе в канал. При расширении пара до давлений меньше критического и для получения сверхзвуковых скоростей применяется расширяющееся сопло, у которого площадь минимального сечения Измерение скоростей. Для измерения как дозвуковых, так и сверхзвуковых скоростей газа служат специальные насадки, измеряющие статическое давление и давление торможения. Рекомендуем ознакомиться: Совершенно правильно Совершенно различные Совершенную технологию Советская энциклопедия Связывания свободной Связывающие координаты Связанные колебания Связанных отложений Семейства характеристик Связующими материалами Свариваемые материалы Свариваемых поверхностей Свариваемым поверхностям Свариваемость ограниченная Сваривается аргонодуговой |