Краткая теория авиационных двигателей

Основные параметры входных устройств и предъявляемые к ним требования

1. Коэффициент восстановления полного давления, оценивающий потери полного давления при сжатии воздуха в ВУ и его подводе к двигателю

σ_вх=p_в / p_н,

где p_в и p_н   – значения осредненного полного давления воздуха на выходе из ВУ (на входе в двигатель) и полного давления в набегающем на ЛА воздушном потоке.

При дозвуковых скоростях полета сжатие воздуха от скоростного напора сопровождается лишь небольшими потерями на трение и вихреобразование, и величина  лишь немного меньше единицы. При сверхзвуковых скоростях полета, помимо указанных потерь, возникают дополнительные, связанные с возникновением скачков уплотнения, вследствие чего  существенно снижается.

Потери полного давления воздушного потока в воздухозаборнике ведут к пропорциональному снижению полного давления потока воздуха или газа во всех элементах двигателя, что в конечном свете ведёт к снижению тяги (или мощности) двигателя.  Поэтому первым требованием к входным устройствам является обеспечение максимально возможных значений коэффициента восстановления полного давления на основных режимах полёта.

2. Коэффициент внешнего сопротивления Cх.вх, служащий для определения внешнего сопротивления ВУ:

C_х.вх=Х_вх/qF_м

где Х_вх – сила внешнего сопротивления ВУ; F_м ‑ площадь миделя ВУ;  q= – скоростной напор набегающего воздушного потока.

 Обеспечение минимальных значений C_х.вх на основных режимах полета ЛА является вторым важнейшим требованием к ВУ.

3. На сверхзвуковых скоростях полета еще одним параметром ВУ является коэффициент расхода j, равный отношению действительного расхода воздуха G_в к максимально возможному при данной скорости полёта и данных размерах воздухозаборника. Этот максимальный расход G_в.max через ВУ с площадью входа F_вх при заданных значениях сверхзвуковой скорости полета V и плотности воздуха rн равен G_в.max= ρ_нVF_вх. В тех же условиях фактический расход равен G_в= ρ_нVF_н, где F_н – фактическая площадь поперечного сечения втекающей в ВУ струи воздуха (в невозмущенной атмосфере). Следовательно,

j = G_в/G_в.max= F_н/F_вх.

            В сверхзвуковом полёте  не может быть больше  и поэтому всегда . Величина  используется для анализа совместной работы ВУ и двигателя при сверхзвуковых скоростях полета.

Кроме двух указанных выше требований, к входным устройствам предъявляются еще ряд требований, среди которых отметим:

• допустимый (по устойчивости работы компрессора) уровень неравномерности и нестационарности потока на выходе из ВУ;
• устойчивая работа на сверхзвуковых скоростях полёта (для сверхзвуковых ВУ);
• защищенность ВУ, а, следовательно, и двигателя, от попадания пыли и посторонних предметов;
• малая заметность для средств радиолокационного обнаружения;
• низкая стоимость, надежность работы и простота обслуживания.