0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое тяга реактивного двигателя

Тяга ракетного двигателя

Тяга ракетного двигателя

Создание реактивной тяги есть назначение всякого ракетного двигателя; поэтому величина тяги является важнейшей характеристикой двигателя.

Тяга современных ракетных двигателей колеблется от нескольких килограммов до десятков тонн, в зависимости от назначения и размеров двигателя.

Двигатели тяжелых дальнобойных ракет развивают тягу, превышающую тягу наиболее мощных паровозов, с могучей силой увлекающих за собой железнодорожные составы в тысячи тонн.

Фиг. 7. Принципиальная схема ракетного двигателя.

Как определить величину реактивной тяги? Обратимся для этой цели к фиг. 7, на которой представлена принципиальная схема ракетного двигателя.

Тяга образуется потому, что из двигателя вытекают газы. Чтобы вытолкнуть газы, двигатель должен действовать на них с какой-то силой; обратная сила — сила воздействия газов на двигатель — и есть реактивная тяга. Поэтому направление тяги обратно скорости вытекающих газов, а величина тяги равна силе, с которой выталкиваются газы. Очевидно, что величина этой силы зависит от количества вытекающих газов и их скорости. Механика учит, что эта сила, а следовательно, и сила тяги, равна произведению массы выталкиваемых в секунду газов на скорость их истечения.

Так как масса равна весу, деленному на ускорение земного притяжения (g=9,81 м/сек 2 ), то для определения силы тяги служит следующая простая формула:

Каждый килограмм вытекающих в секунду газов создает тягу, численно равную, очевидно, 1/10 от скорости истечения. Эта тяга, носящая название удельной тяги или удельного импульса (размерность удельной тяги кг сек/кг), является основной характеристикой любого ракетного двигателя. Чем больше удельная тяга, т. е. чем большую тягу создает каждый килограмм газа, вытекающего в секунду из двигателя, тем совершеннее двигатель.

В современных ракетных двигателях скорость истечения колеблется от 1500 до 2500 м/сек, вследствие чего удельная тяга равна 150–250 кг сек/кг.

Какими же способами можно увеличить скорость истечения и вместе с нею удельную тягу проектируемого ракетного двигателя?

Скорость истечения газов из двигателя зависит от топлива, давления газов в двигателе и его конструкции.

Влияние топлива на скорость истечения сказывается в основном в том, что скорость истечения тем больше, чем больше теплотворная способность топлива, т. е. тепло, которое выделяет при сгорании каждый килограмм топлива.

Чтобы отчетливее представить себе влияние на скорость истечения теплотворной способности топлива, попробуем повнимательнее присмотреться к явлениям, происходящим в любом ракетном двигателе, т. е. к рабочему процессу двигателя.

Пусть в двигателе произошла химическая реакция (будем считать для определенности — сгорание), в результате которой выделилось какое-то количество тепла.

Вследствие этого газообразные продукты реакции — пары углекислоты, пары воды, азот и др. — сильно нагреваются, так что температура их достигает 2500 °C и более. Мы знаем из физики, что температура газа есть мера скорости движения его молекул; когда газ очень нагрет, то молекулы его движутся с очень большими скоростями. Однако непосредственно эту скорость движения молекул газа использовать для создания реактивной тяги нельзя, потому что молекулы внутри двигателя движутся беспорядочно, неорганизованно, во всех направлениях; имеет место так называемое тепловое движение молекул. Каждая молекула, отражаясь от стенок двигателя, создает, конечно, микроскопическую реактивную силу, но суммарная равнодействующая — результат бесчисленного множества таких молекулярных ударов, равна нулю. Благодаря хаотичности движения молекул давление на все стенки двигателя одинаково и никакого реактивного эффекта не получается.

Чтобы создать реактивную силу, необходимо обеспечить упорядоченное, организованное истечение молекул газа из двигателя в одном направлении; тогда реактивный эффект всех вытекающих молекул суммируется, давая в результате нужную нам реактивную силу. Поэтому всякий ракетный двигатель по идее представляет собой машину для извержения молекул газа с максимально возможной скоростью в одном, общем для всех молекул, направлении, следовательно, машину для преобразования химической энергии топлива сначала в тепловую энергию беспорядочного движения молекул, а затем в скоростную (кинетическую) энергию их упорядоченного истечения из двигателя.

Таким образом первая часть рабочего процесса ракетного двигателя заключается в преобразовании химической энергии топлива в тепловую. Это преобразование осуществляется в ходе химической реакции внутри двигателя, в той его части, которую называют камерой сгорания, и происходит обычно при постоянном давлении.

Вторая часть рабочего процесса двигателя заключается в преобразовании тепловой энергии хаотического движения молекул в скоростную энергию их организованного истечения, т. е. в скоростную энергию реактивной струи газов, вытекающих из двигателя. Это преобразование осуществляется в процессе расширения газов от давления, имеющего место в камере сгорания двигателя, до атмосферного давления, т. е. до давления на выходе из двигателя, и обычно происходит в той его части, которая носит название сопла.

В современных ракетных двигателях указанный выше рабочий процесс происходит непрерывно, хотя возможны двигатели прерывного действия, в которых подача топлива в камеру сгорания и все последующие процессы происходят периодически.

Таким образом общим результатом рабочего процесса ракетного двигателя является преобразование химической энергии топлива в скоростную энергию струи газов, вытекающих из сопла в атмосферу. Однако при этом далеко не вся химическая энергия топлива (теплотворная способность) переходит в скоростную энергию струи, а только определенная часть ее. Чем совершеннее рабочий процесс, тем больше эта полезно используемая часть теплотворной способности топлива. В современных; ракетных двигателях в скоростную энергию струи газов переходит меньше половины тепла, заключенного в топливе[2]. Большая часть (до 2/3) этого тепла представляет собой потери рабочего процесса. Часть тепла теряется из-за неполного сгорания топлива, а другая, большая, теряется вместе с газами, выходящими из двигателя, так как их температура очень высока (1000–1500 °C). Уменьшение этих потерь рабочего процесса приводит к увеличению скорости истечения и, следовательно, увеличению тяги. Однако, как учит термодинамика — наука о преобразовании тепла в работу, — все тепло не может перейти в скоростную энергию газов. Некоторая часть этого тепла представляет собой неизбежные потери.

Теперь ясно, как теплотворная способность топлива влияет на скорость истечения. Чем больше теплотворная способность, тем больше тепловой энергии, при данной степени совершенства рабочего процесса двигателя, переходит в скоростную энергию газов, т. е. тем больше скорость истечения. И физически очевидно, что чем больше скорость теплового движения молекул после сгорания, тем больше и скорость истечения газов из двигателя.

С другой стороны, чем совершеннее рабочий процесс двигателя, тем также больше скорость истечения. Поэтому, например, более удачная конструкция двигателя, в частности, сопла, позволяющая лучше организовать истечение, т. е. добиться, чтобы скорости молекул газа на выходе из двигателя имели одинаковое направление и были большими по величине, также приводит к увеличению тяги.

Такое же влияние оказывает давление газов в камере сгорания двигателя. Чем больше это давление по сравнению с атмосферным, т. е. с давлением газов на выходе из двигателя, тем большая доля тепла переходит в скоростную энергию газов и поэтому больше скорость истечения и тяга двигателя, рассчитанного на это увеличенное давление.

Из всех внешних условий (скорость полета, состояние атмосферы и др.) только атмосферное давление оказывает некоторое, да и то небольшое, влияние на рабочий процесс ракетного двигателя. Эта независимость рабочего процесса от внешних условий является важным свойством ракетного двигателя. Благодаря этому свойству скорость истечения и секундный расход газов, а следовательно, и тяга ракетного двигателя, также остаются постоянными при изменении внешних условий.

Только при изменении атмосферного давления, например с изменением высоты полета, тяга несколько изменяется — с увеличением высоты тяга растет.

Особенно важным является то, что тяга остается постоянной при изменении скорости полета.

Содержание

Среди растений реактивное движение встречается у созревших плодов бешеного огурца. При созревании растения его плод отцепляется от плодоножки. Под большим давлением из плода выбрасывается жидкость с семенами, которая направлена в противоположное направление движению плода [3] .

Читать еще:  Двигатель ваз 2111 расход топлива на 100 км

Среди животного мира реактивное движение встречается у кальмаров, осьминогов, медуз, каракатиц, морских гребешков и других. Перечисленные животные передвигаются, выбрасывая вбираемую ими воду.

Петер Кемпф

Есть несколько эффектов, которые в сочетании делают постоянную тягу хорошим приближением при дозвуковой скорости.

Тяга создается за счет ускорения рабочей массы в обратном направлении. Чистая тяга — это разница между импульсом воздуха, движущегося к двигателю, и объединенным импульсом сгоревшего топлива и воздуха, выходящего из двигателя (и гребного винта, если он установлен), полученный по прошествии определенного времени. Поскольку этот импульс является продуктом массы и скорости, вы можете либо ускорить большую массу за счет небольшой разницы скоростей, как пропеллер, либо за счет большой разницы в скорости, как у турбореактивного двигателя.

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

Но если бы это было все, то даже тяга турбореактивного двигателя упала при увеличении скорости. Но есть второй эффект, который помогает увеличить тягу со скоростью. Если быть точным, с квадратом скорости. Это эффект поршня, который помогает предварительно сжать воздух, поступающий в двигатель. На дозвуковой скорости это почти компенсирует потерю тяги: на низкой скорости растущий начальный импульс позволяет немного снизить тягу, но на более высокой дозвуковой скорости эффект поршня становится больше и снова увеличивает тягу, так что постоянная тяга становится хорошей. приближение. Однако на сверхзвуковой скорости эффект тарана становится преобладающим, и тяга растет пропорционально квадрату скорости — до тех пор, пока абсолютное внутреннее давление не станет слишком высоким, поэтому двигатель должен быть дросселирован (или самолет должен лететь выше.) или потери на впуске становятся слишком большими и тяга снова падает.

Численное моделирование течения газа в реактивном сопле

  • Статья
  • Об авторах
  • Cited By

Аннотация

Ключевые слова

Для цитирования:

Скачков С.В., Шпаковский Д.Д. Численное моделирование течения газа в реактивном сопле. Вестник Концерна ВКО «Алмаз – Антей». 2016;(3):41-46. https://doi.org/10.38013/2542-0542-2016-3-41-46

For citation:

Skachkov S.V., Shpakovskiy D.D. Numerical simulation of gas flow in jet nozzle. Journal of «Almaz – Antey» Air and Space Defence Corporation. 2016;(3):41-46. https://doi.org/10.38013/2542-0542-2016-3-41-46

Адекватность и точность математической мо­дели определяется совокупностью учитыва­емых действующих физических факторов и принимаемыми допущениями. В некоторых исследованиях, например [1, 2], показано, что для радиально равновесного потока наличие закрутки от турбины во входном сечении не влияет существенным образом на удельную тягу, но оказывает значительное воздействие на коэффициент расхода реактивного сопла. В работе [1] установлено, что полный им­пульс потока не зависит от неравномерности полного давления, температуры торможения и определяется их средними значениями при одинаковом расходе воздуха и его теплосо­держании. Поэтому в настоящее время вы­числение тяговых характеристик сопла (вну­тренней тяги) выполняется согласно методи­ке, изложенной в [3], или экспериментальным путем в аэродинамической трубе Т-58 ЦАГИ, без учета закрутки потока и распределения параметров во входном сечении. В перечис­ленных выше работах объектом исследования являются реактивные сопла, не содержащие внутренних конструктивных элементов в виде стоек или центрального тела.

В Омском мотостроительном конструк­торском бюро (АО ОМКБ) с использованием программного комплекса ANSYS CFX было выполнено численное моделирование тече­ния газа внутри реактивного сопла турборе­активного двухконтурного двигателя (ТРДД) и определение его характеристик с учетом мак­симального количества реально действующих физических факторов.

Целями проводимых исследований были проверка справедливости существующих клас­сических теоретических положений примени­тельно к реальным дозвуковым реактивным соплам и разработка адекватной математиче­ской модели для численных расчетов.

Геометрическая модель, представляю­щая собой внутренний объем проточной ча­сти реактивного сопла, создана в программе Unigraphics NX 7.5 и импортирована в препро­цессор DesingModeler программы ANSYS CFX. Внутренний объем сопла, соответствующий моделируемой расчетной области, представлен в изометрии на рис. 1. Ограничивающие по­верхности рассматриваемого объема сформи­рованы по координатам внутреннего контура реактивного сопла и наружного контура вну­треннего тела с суфлирующей трубкой.

Рис. 1. Внутренний объем реактивного сопла

Построение расчетной сетки в подпро­грамме ANSYS Meshing было выполнено ме­тодом свободного разбиения со сгущением к стенкам сопла для более точного моделирова­ния течения в области пограничного слоя. Для получения устойчивого процесса расчета гра­ничные условия были заданы в виде полного давления Р*1 вх и температуры торможения T*1 вх на входе в реактивное сопло и статического давления на срезе сопла Pc1.

Для выполнения расчетов были состав­лены две математические модели. В первой модели были заданы постоянные по сечению входа и выхода из сопла величины Р*1 вх , T*1 вх , Pc1, направление потока на входе в сопло по оси симметрии. Во второй модели — постоян­ные по сечению входа и выхода из сопла вели­чины T*1 вх, Pc1, на входе в сопло учтены рас­пределение полного давления Р*1 вх в радиальном направлении и угол закрутки потока α2. Под углом закрутки потока подразумевается угол α2 между вектором абсолютной скорости по­тока и фронтом решетки на выходе из турбины низкого давления.

Для второй математической модели рас­пределение полного давления Р*1 вх и измене­ние угла α2 потока по радиусу в зависимости от частоты вращения турбины низкого давле­ния определены на основе экспериментальных данных. Во входном сечении реактивного соп­ла были заданы составляющие вектора скоро­сти потока с помощью направляющих косину­сов в цилиндрической системе координат, определяемых зависимостями:

где nКНД, мин -1 — текущая частота вращения вала компрессора низкого давления;

г, мм — радиус, отсчитываемый от оси сопла.

Аналогичным образом задается распре­деление полного давления во входном сечении реактивного сопла:

где P1 вх ср* , кг/см 2 — полное избыточное давле­ние, осредненное по входному сечению реак­тивного сопла. Для первой математической модели P*1 вх = P*1 вх ср.

Набор величин Р*1вх, T*1вх, Pc1 определен для нескольких режимов работы в диапазоне от максимальной до минимальной тяги при рас­чете дроссельной характеристики двигателя.

Поток газа в реактивном сопле представ­ляет собой идеальную смесь компонентов про­дуктов сгорания: CO2, H2O, O2, N2. Термодина­мические свойства отдельных элементов заданы переменными в зависимости от температуры в соответствии с форматом NASA SP-273. Дина­мическая вязкость и коэффициент теплопрово­дности определялись по формуле Сатерленда.

Математическая модель сопла второго контура была выбрана на основе сравнитель­ного анализа полученных результатов расче­тов. С помощью программы ANSYS CFX-Post было выполнено построение распределения параметров газового потока в характерных се­чениях. Многовариантные расчеты, проведен­ные с использованием первой и второй матема­тических моделей, далее по тексту обозначены соответственно как первый и второй виды рас­чета. Рассмотрим полученные данные для од­ного из нормируемых режимов работы ТРДД. Распределения скорости потока v по радиусу в нескольких поперечных сечениях реактивного сопла (в области потока между стойками) для первого вида расчета представлены на рис. 2, а, а для второго — на рис. 2, б. По оси ординат на обоих рисунках отложена относительная вели­чина Y_, определяемая по соотношению

где Y — координаты точки;

h — текущая высота канала.

Рис. 2. Профили скорости потока в поперечных сечениях реактивного сопла: а — без учета закрутки; б — с учетом закрутки; 1 — вход в сопло; 2 — 69 мм от среза сопла; 3 — 22 мм от среза сопла; 4 — срез сопла

Профиль скорости для первого и второго видов расчета имеет гладкую форму, что гово­рит об отсутствии крупной турбулентности в ядре потока. Исключением является s-образ­ный излом, который наблюдается на профиле скорости для второго вида расчета в области перехода от внутреннего тела в виде конуса к цилиндрическому участку суфлирующей труб­ки, что может свидетельствовать о наличии локальной зоны отрыва потока. Изменение профиля скорости в обоих случаях при пере­ходе от сечения входа к срезу сопла определя­ется внутренней геометрией канала. Однако при этом следует отметить, что относительная форма профиля скорости (прямая линия или кривая второго порядка) сохраняется от входа до среза сопла.

Читать еще:  Гольф 3 не показывает стрелка температуры двигателя

Результаты расчета с учетом распределе­ния параметров на входе в сопло показывают наличие развитой отрывной зоны в потоке за вертикальными стойками. На рис. 3 представ­лено распределение избыточного давления p по поверхности конического сечения, располо­женного соосно с реактивным соплом. Суще­ственные отличия в распределении скорости v и избыточного давления p наблюдаются в об­ласти стоек. При отсутствии закрутки потока обтекание стойки происходит симметрично. При наличии закрутки поток частично тормо­зится с той стороны стойки, где происходит его натекание с существенным повышением статического давления, и ускоряется от пе­редней кромки с противоположной стороны с падением статического давления, характерным для зоны отрыва. Этот процесс создает не­равномерность скорости и полного давления, распространяющуюся вниз по течению. Данное явление подтверждается распределением полного давления на срезе сопла, представлен­ного на рис. 4, где для сравнения приведены результаты двух видов расчетов. Для первого вида расчета локальное понижение давления в турбулентном следе за вертикальными стой­ками практически совпадает с их проекцией на плоскость сечения среза сопла. В случае наличия закрутки потока наблюдается вра­щательная деформация турбулентного следа в сторону закрутки потока. Кроме того, полу­ченное поле полного давления намного более неравномерное, и зоны пониженного полного давления занимают большую часть от общей площади среза сопла в сравнении с первым видом расчета. Таким образом, течение газа внутри сопла зависит от распределения пол­ного давления и направления скорости потока во входном сечении, что, в свою очередь, пред­определяет существенные различия в уров­не газодинамических потерь при идентичной геометрии. Моделирование течения газа в ре­активном сопле необходимо выполнять с уче­том распределения полного давления и угла закрутки потока во входном сечении.

Рис. 3. Распределение избыточного давления потока: а — без учета закрутки; б — с учетом закрутки

Рис. 4. Распределение избыточного полного давления потока на срезе сопла: а — без учета закрутки; б — с учетом закрутки

Оценка влияния закрутки потока на рас­ход газа μ и удельную тягу R реактивного сопла производилась на основе ряда расчетов с переменным максимальным углом закрутки в ядре потока α2max = 60. 90° на входе. При этом был сохранен закон изменения угла α2 в радиальном направлении и средние значения параметров P*1 вх, T*1 вх, Pc1, соответствующих расчетному режиму работы. Полученные ре­зультаты представлены на рис. 5 в виде отно­сительных величин в зависимости от угла отклонения потока от осевого направления α = 90 — α 2max. Здесь μ90 и Руд90 — коэффициент расхода и удельная тяга при отсутствии закрутки потока при α 2max = 90°.

Как правило, отклонение газового потока во входном сечении реактивного сопла от осе­вого направления α 1. Чёрный Г. Г. Закрученные течения сжимаемого газа в каналах // Изв. АН СССР ОТН. 1956. № 6. С. 55–62.

2. Гостинцев Ю. А. Расходные характеристики сопла при истечении винтового потока газа // Изв. АН СССР МЖГ. 1969. № 4. С. 158–162.

3. ОСТ 100007–93. Сопла воздушно-реактивных двигателей. Метод расчета тяговых характеристик на этапе технического задания. М.: Изд-во НИИСУ, 1993.

Об авторах

Скачков Сергей Владимирович – начальник отдела испытаний и термодинамических расчетов

Область научных интересов: теория воздушно-реактивных двигателей.

Шпаковский Денис Данилович – кандидат технических наук, ведущий инженер-конструктор отдела испытаний и термодинамических расчетов

Область научных интересов: газовая динамика.

Для цитирования:

Скачков С.В., Шпаковский Д.Д. Численное моделирование течения газа в реактивном сопле. Вестник Концерна ВКО «Алмаз – Антей». 2016;(3):41-46. https://doi.org/10.38013/2542-0542-2016-3-41-46

For citation:

Skachkov S.V., Shpakovskiy D.D. Numerical simulation of gas flow in jet nozzle. Journal of «Almaz – Antey» Air and Space Defence Corporation. 2016;(3):41-46. https://doi.org/10.38013/2542-0542-2016-3-41-46


Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

Разгерметизация

Оторвавшаяся лопатка, летящая с огромной скоростью, либо выбитая ей деталь двигателя в результате попала в фюзеляж.

Это еще одна случайность — ведь обломок мог полететь в любую сторону. Судя по снимкам, он попал в стекло иллюминатора. Удар был настолько сильным, что разрушил прочное стекло, нарушив герметичность салона самолета.

На высоте в 10 тысяч метров разница в давлении внутри самолета и снаружи настолько велика, что поток воздуха, выходящий через разбитый иллюминатор, вполне может вытянуть в него человека — давление воздуха может достигать нескольких сотен килограммов.

Пассажиры, бывшие свидетелями аварии, рассказали, что Дженнифер Риордан наполовину вытянуло из салона. Соседи смогли удержать ее и даже втянуть обратно. Однако это ее не спасло.

Крайне низкое содержание кислорода в воздухе на такой высоте, температура ниже 50 градусов по Цельсию и скорость ветра (Boeing 737 летит со скоростью около 800 км/ч) оставляли очень мало шансов на выживание. Женщина получила тяжелые травмы, из-за которых впоследствии умерла в больнице.

Тот факт, что опытные пилоты смогли быстро снизить высоту полета, в результате спас остальных пассажиров. Командиром воздушного судна была Тэмми Джо Шульц — бывшая пилот истребителя. Вторым пилотом также был бывший военный летчик. Вдвоем им удалось посадить самолет в Филадельфии.

Происшествия, когда человека выбрасывает потоком воздуха из поврежденного самолета, случались еще реже, чем аварии из-за разрушенных турбин двигателей.

Самым известным стало авиапроисшествие с Boeing 737 компании Aloha Airlines над Гавайями в 1988 году. Тогда у лайнера набегавшим потоком воздуха сорвало часть обшивки. Ветер был настолько силен, что одну из стюардесс, которая стояла в проходе, выбросило из самолета, и она погибла. Пилоты смогли посадить авиалайнер, и больше на его борту жертв не было.

Следите за нашими новостями в Twitter и Telegram

Каковы особенности эксплуатации реактивных тяг

В процессе работы, реактивные тяги испытывают большие нагрузки, причем в разных направлениях. Такая деталь должна быть выполнена из качественной стали, которая способна длительное время выдерживать такие перегрузки. Ее срок службы, иногда, превосходит срок службы кузова автомобиля.

При всех своих достоинствах реактивные тяги имеют очень слабое место – это резиновые втулки.

Как известно, резина обладает свойство трескаться и рваться, если эксплуатируется достаточно долго. Порвавшаяся втулка даст тяге свободно перемещаться по кольцу крепления, в связи с чем, необходимо производить ее своевременную замену.

Особое внимание следует уделять тягам, которые исполняются при помощи труб. Дело в том, что сварные швы имеют очень непродолжительный срок службы и езда на старых швах может быть очень опасной. Что касается реактивных тяг, выполненных целиком из металла, то тут бояться нечего, так как такие тяги имеют высокий запас прочности.

Точка приложения тяги в турбореактивном двигателе.

  • Тема закрыта

Daemian #1 Отправлено 31 окт 2012 — 12:53

Уважаемые форумчане, помогите разобраться, где создаётся и к чему прикладывается реактивная сила в турбореактивном двигателе.
Для примера рассмотрим классический ТРД с осевым компрессором: его принципиальная схема довольно проста: воздухозаборник-компрессор-камера сгорания-реактивное сопло.
У меня такой вопрос: в какой точке или каком месте этой принципиальной схемы происходит приложение тяги, что, собственно из всего двигателя непосредственно тянет/толкает самолёт? Сопло? Турбина (ИМХО, отпадает: роль турбины в этой схеме только в отборе мощности у газовой струи для вращения компрессора)? Компрессор?
Просьба, по возможности, подкрепить утверждение схемой с расписанными векторами сил.

P.S. Аналогично, если не сложно, на пальцах/со схемами, к чему прикладывается реактивная тяга у реактивных выхлопных патрубков поршневых двигателей.

Сообщение отредактировал Daemian: 31 окт 2012 — 20:17

  • Наверх

Northul #2 Отправлено 31 окт 2012 — 13:06

Реактивная тяга — сила, возникающая в результате взаимодействия двигательной установки с истекающей из сопла струей расширяющихся жидкости или газа, обладающих кинетической энергией.
В основу возникновения реактивной тяги положен закон сохранения импульса. Реактивная тяга обычно рассматривается как сила реакции отделяющихся частиц. Точкой приложения её считают центр истечения — центр среза сопла двигателя, а направление — противоположное вектору скорости истечения продуктов сгорания (или рабочего тела, в случае не химического двигателя) .

Читать еще:  Гарантия на двигатель что это

  • Наверх

Daemian #3 Отправлено 31 окт 2012 — 13:14

sedoy133 (31 Окт 2012 — 13:06) писал:

Реактивная тяга — сила, возникающая в результате взаимодействия двигательной установки с истекающей из сопла струей расширяющихся жидкости или газа, обладающих кинетической энергией.
В основу возникновения реактивной тяги положен закон сохранения импульса. Реактивная тяга обычно рассматривается как сила реакции отделяющихся частиц. Точкой приложения её считают центр истечения — центр среза сопла двигателя, а направление — противоположное вектору скорости истечения продуктов сгорания (или рабочего тела, в случае не химического двигателя) .

  • Наверх

choock #4 Отправлено 31 окт 2012 — 14:02

  • Наверх

Tosha4389 #5 Отправлено 31 окт 2012 — 14:06

Реактивную силу образуют вырывающиеся из камеры сгорания газы, которые в области соприкосновения камеры сгорания и окружающей среды создают избыточное давление. И прикладывается, очевидно, к стенкам камеры сгорания. Это мое ИМХО

Daemian (31 Окт 2012 — 12:53) писал:

Сообщение отредактировал Tosha4389: 31 окт 2012 — 14:11

  • Наверх

Daemian #6 Отправлено 31 окт 2012 — 14:08

CHOOCK (31 Окт 2012 — 14:02) писал:

  • Наверх

Gaishnik #7 Отправлено 31 окт 2012 — 14:13

  • Наверх

Tosha4389 #8 Отправлено 31 окт 2012 — 14:14

Daemian (31 Окт 2012 — 14:08) писал:

  • Наверх

Daemian #9 Отправлено 31 окт 2012 — 14:19

Tosha4389 (31 Окт 2012 — 14:06) писал:

Реактивную силу образуют вырывающиеся из камеры сгорания газы, которые в области соприкосновения камеры сгорания и окружающей среды создают избыточное давление. И прикладывается, очевидно, к стенкам камеры сгорания. Это мое ИМХО

это что за монстры такие?

ИМХО, то, что тяга создаётся на срезе камеры сгорания или жаровой трубы, не очевидно, получается, что на это место приходится максимальная нагрузка и камеры сгорания принимают и передают планёру все эти десятки тонн тяги?

А реактивные патрубки на поршневых двигателях — это реактивные выхлопные патрубки, они вдобавок к л.с. двигателя, которые вращали винт, выдавали ещё и реактивную тягу, что-то до пары-тройки сотен килограмм.

  • Наверх

Daemian #10 Отправлено 31 окт 2012 — 14:21

Tosha4389 (31 Окт 2012 — 14:14) писал:

Нет, меня интересует именно точка приложения силы, которая приводит в движение двигатель, а вместе с ним и ЛА.

  • Наверх

Daemian #11 Отправлено 31 окт 2012 — 14:24

Gaishnik (31 Окт 2012 — 14:13) писал:

  • Наверх

DiGGeR1396 #12 Отправлено 31 окт 2012 — 17:55

  • Наверх

Pilot_72 #13 Отправлено 31 окт 2012 — 19:19

На самом деле можно объяснить про точку приложения реактивной силы, гораздо проще, не вдаваясь в сложные математические расчеты!
Возьмите простой воздушный шарик, надуйте его и отпустите, вот Вам простой «реактивный» двигатель. Принцип движения такой модели упрощенно показывает реактивный двигатель. Так вот в опыте с шариком искомая точка приложения тяги, совпадает с отверстием из которого выходит воздух, так как давление внутри шарика гораздо больше атмосферного. Попробую объяснить на «пальцах», реактивная струя истекающая из двигателя, как бы отталкивается от области высокого давления находящейся в корпусе двигателя (ну такое объяснение конечно очень упрощенно). Из этого и вытекает ответ: Точка приложения тяги в реактивном, турбореактивном двигателе совпадает со срезом сопла.

Кстати вот Вам интересный момент. Попробуйте ответить где находится точка приложения тяги в современном турбовентиляторном двигателе? Скажу только что в таком двигателе она уже не совпадает с соплом, догадаетесь почему?

Ноутбук Acer Aspire 6935G. CPU — Intel Core 2 Duo T9400 2.53 Ghz. Mem — 4 GB DDR3. GPU — NVIDIA GeForce 9600M. OS — Windows 7 Professional x64 (лицензия)
DxDiag.txt 35,76К

  • Наверх

RenamedUser_164812 #14 Отправлено 31 окт 2012 — 19:58

Pilot_72 (31 Окт 2012 — 19:19) писал:

Airplanes are interesting toys but of no military value.
— Marshal Ferdinand Foch, 1911.

Никогда не мотай на ус то, что тебе вешают на уши.

  • Наверх

Pilot_72 #15 Отправлено 31 окт 2012 — 20:11

Granit73 (31 Окт 2012 — 19:58) писал:

Ноутбук Acer Aspire 6935G. CPU — Intel Core 2 Duo T9400 2.53 Ghz. Mem — 4 GB DDR3. GPU — NVIDIA GeForce 9600M. OS — Windows 7 Professional x64 (лицензия)
DxDiag.txt 35,76К

  • Наверх

RenamedUser_164812 #16 Отправлено 31 окт 2012 — 20:14

Airplanes are interesting toys but of no military value.
— Marshal Ferdinand Foch, 1911.

Никогда не мотай на ус то, что тебе вешают на уши.

  • Наверх

Daemian #17 Отправлено 31 окт 2012 — 20:15

Pilot_72 (31 Окт 2012 — 19:19) писал:

На самом деле можно объяснить про точку приложения реактивной силы, гораздо проще, не вдаваясь в сложные математические расчеты!
Возьмите простой воздушный шарик, надуйте его и отпустите, вот Вам простой «реактивный» двигатель. Принцип движения такой модели упрощенно показывает реактивный двигатель. Так вот в опыте с шариком искомая точка приложения тяги, совпадает с отверстием из которого выходит воздух, так как давление внутри шарика гораздо больше атмосферного. Попробую объяснить на «пальцах», реактивная струя истекающая из двигателя, как бы отталкивается от области высокого давления находящейся в корпусе двигателя (ну такое объяснение конечно очень упрощенно). Из этого и вытекает ответ: Точка приложения тяги в реактивном, турбореактивном двигателе совпадает со срезом сопла.

Кстати вот Вам интересный момент. Попробуйте ответить где находится точка приложения тяги в современном турбовентиляторном двигателе? Скажу только что в таком двигателе она уже не совпадает с соплом, догадаетесь почему?

Я понял, что вы имели в виду. Но тогда получается, что область повышенного давления создаётся вентилятором/компрессором, и всё тяговое усилие прикладывается к нему?

В турбовентиляторных двигателях часть тяги создаётся первой ступенью компрессора, которая уже не то чтобы первая ступень компрессора, а скорее маленький высокооборотный пропеллер.

  • Наверх

Pilot_72 #18 Отправлено 31 окт 2012 — 20:44

Ладно, попробую еще проще объяснить, если получится.
Если накачанный воздухом, воздушный шарик, завязан. Как распространяется давление внутри него? Оно равномерно давит на каждый сантиметр внутренней поверхности, т.е. не имеется какой то одной точки приложения силы давления воздуха. Когда вы проделаете в шарике дырочку через нее начинает выходить реактивная струя, куда приложен вектор силы тяги? В обратную сторону истекающему потоку газа (воздуха), и соответственно точкой отсчета в этом примере является именно наша дырочка в шарике. Если же Вы хотите что бы я все это обосновал в формулах и числах, то увольте, все это уже давно изложено в учебниках по газодинамике. Желающие найдите в нете и почитайте.

Daemian (31 Окт 2012 — 20:15) писал:

Я понял, что вы имели в виду. Но тогда получается, что область повышенного давления создаётся вентилятором/компрессором, и всё тяговое усилие прикладывается к нему?

В турбовентиляторных двигателях часть тяги создаётся первой ступенью компрессора, которая уже не то чтобы первая ступень компрессора, а скорее маленький высокооборотный пропеллер.

Прикрепленные файлы

  • p1.jpg85,62К

Ноутбук Acer Aspire 6935G. CPU — Intel Core 2 Duo T9400 2.53 Ghz. Mem — 4 GB DDR3. GPU — NVIDIA GeForce 9600M. OS — Windows 7 Professional x64 (лицензия)
DxDiag.txt 35,76К

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector