Схема турбовентиляторного двигателя Степень двухконтурности — параметр турбореактивного двигателя, показывающий отношение расхода воздуха через внешний контур двигателя к расходу воздуха через внутренний контур. Чем больше величина этого параметра, тем больший КПД двигателя удаётся получить.
КПД двигателя самолета сильно зависит от эффективности превращения кинетической энергии отбрасываемых за единицу времени двигателем газов в мощность силы тяги Pthr{\displaystyle P_{\mathrm {thr} }}. Чем больше отношение Pthr/ΔKt{\displaystyle P_{\mathrm {thr} }/\Delta K_{t}}
Мощность силы тяги
Pthr=Fthrv{\displaystyle P_{\mathrm {thr} }=F_{\mathrm {thr} }v},где v{\displaystyle v} — скорость движения самолета относительно воздуха, а сила тяги[1](в пренебрежении массовой долей расходуемого топлива)
Fthr=mtu{\displaystyle F_{\mathrm {thr} }=m_{t}u},где u{\displaystyle u}
Механическая работа двигателя по разгону реактивной струи расходуется на приращение её кинетической энергии, и в единицу времени
ΔKt=mt2((v+u)2−v2){\displaystyle \Delta K_{t}={\frac {m_{t}}{2}}((v+u)^{2}-v^{2})}.Очевидно, что полётный КПД
PthrΔKt=2v2v+u{\displaystyle {\frac {P_{\mathrm {thr} }}{\Delta K_{t}}}={\frac {2v}{2v+u}}}.Следовательно, полетный КПД можно увеличить, уменьшая скорость реактивной струи. Однако при этом линейно снижается сила тяги, что требует увеличения массы пропускаемого через двигатель воздуха.
Такая прямолинейная тактика увеличения КПД полета противоречит тепловому КПД, так как эффективность сжигания топлива улучшается с увеличением давления и температуры в камере сгорания. Прокачка через камеру сгорания избыточных объемов воздуха требует дополнительной энергии для его нагрева и дополнительной мощности компрессора высокого давления. Поэтому основная идея турбовентиляторного двигателя состоит в пропускании ненужных для сгорания топлива (но необходимых для тяги) объемов воздуха через внешний контур, где он не встречает ни компрессоров, ни турбин. Фактически вентилятор в данном случае выполняет функцию винта, создавая до 70-80% всей тяги двигателя.
Термин «степень двухконтурности» относится к области реактивных двигателей, широко используемых в авиации. Он определяется как отношение между массовым расходом воздуха, проходящим через внешний контур двигателя, к массовому расходу воздуха через внутренний контур двигателя.
Турбореактивные двигатели обычно делятся на две категории: с высокой степенью двухконтурности (или турбовентиляторные) и ТРД с низкой степенью двухконтурности.
Меньшая степень двухконтурности обеспечивает большую скорость реактивной струи, которая необходима для достижения высоких, обычно сверхзвуковых, скоростей полёта. Она увеличивает удельный расход топлива.
Бóльшая степень двухконтурности обеспечивает меньшую скорость реактивной струи, истекающей из сопла. Это уменьшает удельный расход топлива, но также уменьшает максимальную скорость и увеличивает вес двигателя.
Ещё одно преимущество турбовентиляторного двигателя перед реактивными двигателями с малой степенью двухконтурности заключается в том, что холодный воздух из внешнего контура, смешиваясь с горячими газами из турбины, снижает давление на выходе из сопла. Это способствует снижению шумности двигателя[2].
Реактивные двигатели способны вырабатывать бóльшую мощность, чем они используют в первом контуре. Это происходит из-за ограничения по температуре газов перед турбиной, таким образом большая часть топлива просто сжигается. Тягу двигателя можно увеличить, используя форсажную камеру или водяное охлаждение турбины, но оба этих способа ведут к огромному уменьшению КПД. Тем не менее, это применялось в старых реактивных двигателях для увеличения тяги на взлёте.
Создан и испытан в 1937 году Архипом Люлькой, авторское свидетельство N312328/25, выданное 22 апреля 1941 года.
Британская двигателестроительная компания «Роллс-Ройс» одной из первых применила это явление в турбореактивном двигателе «Conway», разработанном в начале 1950-х годов. Обычный реактивный двигатель был оснащён компрессором большего размера. Двигатель «Конвэй» имел довольно низкую степень двухконтурности (порядка 0,3), но экономия топлива уже была весьма ощутима, и его последователи («Rolls-Royce Sprey») получили широкое распространение.
Если двигатель, к примеру, пропускает два килограмма воздуха по внешнему контуру на каждый килограмм воздуха, пропущенного по внутреннему, то говорят, что его степень двухконтурности равна двум (или 2:1). Бóльшие степени двухконтурности обеспечивают больший КПД без сжигания дополнительного топлива. Суть заключена в уравнении Мещерского — тяга зависит от скорости реактивной струи линейно, а энергия квадратично. Чем меньше скорость воздуха, тем больше КПД.
Таким образом, КПД может быть увеличен почти на 50%.
Современные двигатели всегда имеют некоторую степень двухконтурности. Она, главным образом, зависит от класса самолёта. На перехватчиках она мала в силу необходимости достижения высоких скоростей. На пассажирских самолётах она высока и напрямую сказывается на экономической эффективности.
| en:Rolls-Royce/Snecma Olympus 593 | Конкорд | 0:1 |
| en:Snecma M88 | Дассо Рафаль | 0,30:1 |
| Pratt & Whitney F100 | F-16, F-15 | 0,34:1 |
| General Electric F404 | F/A-18, KAI T-50 Golden Eagle, F-117, X-29, X-31 | 0,34:1 |
| en:Eurojet EJ200 | Eurofighter Typhoon | 0,4:1 |
| РД-33 | МиГ-29, Ил-102 | 0,49:1 |
| АЛ-31Ф | Су-27, Су-30, Chengdu J-10 | 0,59:1 |
| Pratt & Whitney JT8D | DC-9, MD-80, Boeing 727, Boeing 737 | 0,96:1 |
| НК-32 | Ту-160 | 1,4:1 |
| en:Rolls-Royce Tay | Gulfstream IV, Fokker 70, Fokker 100 | 3,1:1 |
| SaM146 | Суперджет-100 | 4,43:1 |
| ПС90-А2 | ТУ-204СМ | 4,5:1 |
| Д-436 | Як-42М, Бе-200, Ан-148 | 4,91:1 |
| CF34-8/CF34-10 | Embraer E-170, Embraer E-175 / Embraer E-190, Embraer E-195 | 5:1 |
| CFM56 | Boeing 737, Airbus A320, Airbus A340-200 и -300 | 5,5:1–6,6:1 |
| Д-18Т | Ан-124, Ан-225 | 5,6:1 |
| en:Pratt & Whitney PW2000 | Boeing 757, C-17 Globemaster III | 5,9:1 |
| ПД-14 | МС-21-300 | 8,5:1 |
| en:General Electric GEnx | Boeing 787 | 8,5:1 |
| en:Rolls-Royce Trent 900 | Airbus A380 | 8,7:1 |
| CFM LEAP-1B | Boeing 737 MAX | 9:1 |
| General Electric GE90 | Boeing 777 | 9:1 |
| en:Rolls-Royce Trent XWB | A350 | 9,3:1 |
| CFM LEAP-1A/1C | Airbus A320neo, COMAC C919 | 11:1 |
| en:Rolls-Royce Trent 1000 | Boeing 787 | 11:1 |
| PW1100G | Airbus A320neo, МС-21 | 12:1 |
| en:Rolls-Royce RB3025 | Boeing 777x | 12:1 |
ru-wiki.org
 | В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 18 мая 2010. |
Схема турбовентиляторного двигателя Степень двухконтурности — параметр турбореактивного двигателя, показывающий отношение расхода воздуха через внешний контур двигателя к расходу воздуха через внутренний контур.
Чем больше величина этого параметра, тем больший КПД двигателя удаётся получить.Термин «степень двухконтурности» относится к области реактивных двигателей, широко используемых в авиации. Он определяется как отношение между массовым расходом воздуха, проходящим через внешний контур двигателя к массовому расходу воздуха через внутренний контур двигателя.
Большая степень двухконтурности обеспечивает меньшую скорость реактивной струи, истекающей из сопла. Это уменьшает удельный расход топлива, но также уменьшает максимальную скорость и увеличивает вес двигателя.
Меньшая степень двухконтурности обеспечивает большую скорость реактивной струи, которая необходима для достижения высоких, обычно сверхзвуковых скоростей. Она увеличивает удельный расход топлива.
Ещё одно преимущество турбовентиляторного двигателя перед реактивными двигателями с малой степенью двухконтурности заключается в том, что холодный воздух из внешнего контура, смешиваясь с горячими газами из турбины, снижает давление на выходе из сопла. Это способствует снижению шумности двигателя[1].
Реактивные двигатели по большому счету способны вырабатывать большую мощность, чем они используют в первом контуре. Это происходит из-за ограничения по температуре перед турбиной, таким образом большая часть топлива просто сжигается. Тягу двигателя можно увеличить, используя форсажную камеру или водяное охлаждение турбины, но оба этих способа ведут к огромному уменьшению КПД. Тем не менее, это применялось в старых реактивных двигателях для увеличения тяги на взлете.
Британская двигателестроительная компания Роллс-Ройс одной из первых применила это явление в турбореактивном двигателе Conway, разработанном в начале 50-х годов XX века. Обычный реактивный двигатель был оснащен компрессором большего размера. Двигатель Конвэй имел довольно низкую степень двухконтурности (порядка 0.3), но экономия топлива уже была весьма ощутима, и его последователи (en:Rolls-Royce Sprey) получили широкое распространение.
Если двигатель пропускает два килограмма воздуха по внешнему контуру на каждый килограмм воздуха пропущенного по внутреннему то говорят что его степень двухконтурности равна двум (или 2:1). Большие степени двухконтурности обеспечивают больший КПД без сжигания дополнительного топлива. Суть заключена в уравнении Мещерского - тяга зависит линейно от скорости реактивной струи, а энергия квадратично. Чем меньше скорость воздуха тем больше КПД.
Таким образом, КПД может быть увеличен почти на 50%.
Турбореактивные двигатели обычно делятся на две категории: с высокой степенью двухконтурности (или турбовентиляторные) и ТРД с низкой степенью двухконтурности.
Современные двигатели всегда имеют некоторую степень двухконтурности. Она, главным образом, зависит от класса самолета. На перехватчиках она мала в силу необходимости достижения высоких скоростей. А на пассажирских самолетах она высока и напрямую сказывается на экономической эффективности.
| en:Rolls-Royce/Snecma Olympus 593 | Конкорд | 0:1 |
| en:Snecma M88 | Дассо Рафаль | 0.30:1 |
| Pratt & Whitney F100 | F-16, F-15 | 0.34:1 |
| General Electric F404 | F/A-18, KAI T-50 Golden Eagle, F-117, X-29, X-31 | 0.34:1 |
| en:Eurojet EJ200 | Eurofighter Typhoon | 0.4:1 |
| РД-33 | МиГ-29, Ил-102 | 0.49:1 |
| АЛ-31Ф | Су-27, Су-30, Chengdu J-10 | 0.59:1 |
| en:Pratt & Whitney JT8D | DC-9, MD-80, Boeing 727, Boeing 737 | 0.96:1 |
| НК-32 | Ту-160 | 1.4:1 |
| en:Rolls-Royce Tay | Gulfstream IV, Fokker 70, Fokker 100 | 3.1:1 |
| en:Pratt & Whitney PW2000 | Boeing 757, C-17 Globemaster III | 5.9:1 |
| Д-436 | Як-42М, Бе-200, Ан-148 | 6.2:1 |
| en:General Electric GEnx | Boeing 787 | 8.5:1 |
| en:Rolls-Royce Trent 900 | Airbus A380 | 8.7:1 |
| General Electric GE90 | Boeing 777 | 9:1 |
| en:Rolls-Royce Trent 1000 | Boeing 787 | 11:1 |
| en:Rolls-Royce RB3025 | Boeing 777x | 12:1 |
dic.academic.ru
Термин «степень двухконтурности» относится к области реактивных двигателей, широко используемых в авиации. Он определяется как отношение между массовым расходом воздуха, проходящим через внешний контур двигателя к массовому расходу воздуха через внутренний контур двигателя.
Турбореактивные двигатели обычно делятся на две категории: с высокой степенью двухконтурности (или турбовентиляторные) и ТРД с низкой степенью двухконтурности.
Меньшая степень двухконтурности обеспечивает большую скорость реактивной струи, которая необходима для достижения высоких, обычно сверхзвуковых, скоростей. Она увеличивает удельный расход топлива.
Большая степень двухконтурности обеспечивает меньшую скорость реактивной струи, истекающей из сопла. Это уменьшает удельный расход топлива, но также уменьшает максимальную скорость и увеличивает вес двигателя.
Ещё одно преимущество турбовентиляторного двигателя перед реактивными двигателями с малой степенью двухконтурности заключается в том, что холодный воздух из внешнего контура, смешиваясь с горячими газами из турбины, снижает давление на выходе из сопла. Это способствует снижению шумности двигателя.
Реактивные двигатели способны вырабатывать большую мощность, чем они используют в первом контуре. Это происходит из-за ограничения по температуре газов перед турбиной, таким образом большая часть топлива просто сжигается. Тягу двигателя можно увеличить, используя форсажную камеру или водяное охлаждение турбины, но оба этих способа ведут к огромному уменьшению КПД. Тем не менее, это применялось в старых реактивных двигателях для увеличения тяги на взлёте.
Британская двигателестроительная компания «Роллс-Ройс» одной из первых применила это явление в турбореактивном двигателе «Conway», разработанном в начале 1950-х годов. Обычный реактивный двигатель был оснащен компрессором большего размера. Двигатель «Конвэй» имел довольно низкую степень двухконтурности (порядка 0,3), но экономия топлива уже была весьма ощутима, и его последователи («Rolls-Royce Sprey») получили широкое распространение.
Если двигатель, к примеру, пропускает два килограмма воздуха по внешнему контуру на каждый килограмм воздуха, пропущенного по внутреннему, то говорят, что его степень двухконтурности равна двум (или 2:1). Большие степени двухконтурности обеспечивают больший КПД без сжигания дополнительного топлива. Суть заключена в уравнении Мещерского — тяга зависит от скорости реактивной струи линейно, а энергия квадратично. Чем меньше скорость воздуха, тем больше КПД.
Таким образом, КПД может быть увеличен почти на 50%.
Современные двигатели всегда имеют некоторую степень двухконтурности. Она, главным образом, зависит от класса самолета. На перехватчиках она мала в силу необходимости достижения высоких скоростей. На пассажирских самолетах она высока и напрямую сказывается на экономической эффективности.
| en:Rolls-Royce/Snecma Olympus 593 | Конкорд | 0:1 |
| en:Snecma M88 | Дассо Рафаль | 0,30:1 |
| Pratt & Whitney F100 | F-16, F-15 | 0,34:1 |
| General Electric F404 | F/A-18, KAI T-50 Golden Eagle, F-117, X-29, X-31 | 0,34:1 |
| en:Eurojet EJ200 | Eurofighter Typhoon | 0,4:1 |
| РД-33 | МиГ-29, Ил-102 | 0,49:1 |
| АЛ-31Ф | Су-27, Су-30, Chengdu J-10 | 0,59:1 |
| Pratt & Whitney JT8D | DC-9, MD-80, Boeing 727, Boeing 737 | 0,96:1 |
| НК-32 | Ту-160 | 1,4:1 |
| en:Rolls-Royce Tay | Gulfstream IV, Fokker 70, Fokker 100 | 3,1:1 |
| SaM146 | Суперджет-100 | 4,43:1 |
| ПС90-А2 | ТУ-204СМ | 4,5:1 |
| CF34-8/CF34-10 | Embraer E-170, Embraer E-175 / Embraer E-190, Embraer E-195 | 5:1 |
| CFM56 | Boeing 737, Airbus A320, Airbus A340-200 и -300 | 5,5:1–6,6:1 |
| Д-18Т | Ан-124, Ан-225 | 5,6:1 |
| en:Pratt & Whitney PW2000 | Boeing 757, C-17 Globemaster III | 5,9:1 |
| Д-436 | Як-42М, Бе-200, Ан-148 | 6,2:1 |
| ПД-14 | МС-21-300 | 8,5:1 |
| en:General Electric GEnx | Boeing 787 | 8,5:1 |
| en:Rolls-Royce Trent 900 | Airbus A380 | 8,7:1 |
| CFM LEAP-1B | Boeing 737 MAX | 9:1 |
| General Electric GE90 | Boeing 777 | 9:1 |
| en:Rolls-Royce Trent XWB | A350 | 9,3:1 |
| en:Rolls-Royce Trent 1000 | Boeing 787 | 11:1 |
| PW1100G | Airbus A320neo | 12:1 |
| en:Rolls-Royce RB3025 | Boeing 777x | 12:1 |
| ||||
| Мотокомпрессорный воздушно-реактивный двигатель • Гиперзвуковые прямоточные | ||||
| Степень двухконтурности • Авторотация • Помпаж | ||||
| Форсажная камера | ||||
| См. также: Газотурбинные двигатели | ||||
Степень двухконтурностиСтепень двухконтурности Степень двухконтурности Информация Видео
Степень двухконтурности Просмотр темы.Степень двухконтурности что, Степень двухконтурности кто, Степень двухконтурности объяснение
There are excerpts from wikipedia on this article and video
www.turkaramamotoru.com
Схема турбовентиляторного двигателя Степень двухконтурности — параметр турбореактивного двигателя, показывающий отношение расхода воздуха через внешний контур двигателя к расходу воздуха через внутренний контур. Чем больше величина этого параметра, тем больший КПД двигателя удаётся получить.
КПД двигателя самолета сильно зависит от эффективности превращения кинетической энергии отбрасываемых за единицу времени двигателем газов в мощность силы тяги Pthr{\displaystyle P_{\mathrm {thr} }}. Чем больше отношение Pthr/ΔKt{\displaystyle P_{\mathrm {thr} }/\Delta K_{t}} (так называемый полётный КПД), тем более эффективно механическая энергия выходящих из двигателя газов преобразуется в работу силы тяги.
Мощность силы тяги
Pthr=Fthrv{\displaystyle P_{\mathrm {thr} }=F_{\mathrm {thr} }v},где v{\displaystyle v} — скорость движения самолета относительно воздуха, а сила тяги[1](в пренебрежении массовой долей расходуемого топлива)
Fthr=mtu{\displaystyle F_{\mathrm {thr} }=m_{t}u},где u{\displaystyle u} — скорость реактивной струи относительно самолета, mt{\displaystyle m_{t}} — масса газа, выбрасываемая из двигателя в единицу времени.
Механическая работа двигателя по разгону реактивной струи расходуется на приращение её кинетической энергии, и в единицу времени
ΔKt=mt2((v+u)2−v2){\displaystyle \Delta K_{t}={\frac {m_{t}}{2}}((v+u)^{2}-v^{2})}.Очевидно, что полётный КПД
PthrΔKt=2v2v+u{\displaystyle {\frac {P_{\mathrm {thr} }}{\Delta K_{t}}}={\frac {2v}{2v+u}}}.Следовательно, полетный КПД можно увеличить, уменьшая скорость реактивной струи. Однако при этом линейно снижается сила тяги, что требует увеличения массы пропускаемого через двигатель воздуха.
Такая прямолинейная тактика увеличения КПД полета противоречит тепловому КПД, так как эффективность сжигания топлива улучшается с увеличением давления и температуры в камере сгорания. Прокачка через камеру сгорания избыточных объемов воздуха требует дополнительной энергии для его нагрева и дополнительной мощности компрессора высокого давления. Поэтому основная идея турбовентиляторного двигателя состоит в пропускании ненужных для сгорания топлива (но необходимых для тяги) объемов воздуха через внешний контур, где он не встречает ни компрессоров, ни турбин. Фактически вентилятор в данном случае выполняет функцию винта, создавая до 70-80% всей тяги двигателя.
Термин «степень двухконтурности» относится к области реактивных двигателей, широко используемых в авиаци
ru-wiki.ru
Схема турбовентиляторного двигателя Степень двухконтурности — параметр турбореактивного двигателя, показывающий отношение расхода воздуха через внешний контур двигателя к расходу воздуха через внутренний контур. Чем больше величина этого параметра, тем больший КПД двигателя удаётся получить.
КПД двигателя самолета сильно зависит от эффективности превращения кинетической энергии отбрасываемых за единицу времени двигателем газов в мощность силы тяги Pthr{\displaystyle P_{\mathrm {thr} }}. Чем больше отношение Pthr/ΔKt{\displaystyle P_{\mathrm {thr} }/\Delta K_{t}} (так называемый полётный КПД), тем более эффективно механическая энергия выходящих из двигателя газов преобразуется в работу силы тяги.
Мощность силы тяги
Pthr=Fthrv{\displaystyle P_{\mathrm {thr} }=F_{\mathrm {thr} }v},где v{\displaystyle v} — скорость движения самолета относительно воздуха, а сила тяги[1](в пренебрежении массовой долей расходуемого топлива)
Fthr=mtu{\displaystyle F_{\mathrm {thr} }=m_{t}u},где u{\displaystyle u} — скорость реактивной струи относительно самолета, mt{\displaystyle m_{t}} — масса газа, выбрасываемая из двигателя в единицу времени.
Механическая работа двигателя по разгону реактивной струи расходуется на приращение её кинетической энергии, и в единицу времени
ΔKt=mt2((v+u)2−v2){\displaystyle \Delta K_{t}={\frac {m_{t}}{2}}((v+u)^{2}-v^{2})}.Очевидно, что полётный КПД
PthrΔKt=2v2v+u{\displaystyle {\frac {P_{\mathrm {thr} }}{\Delta K_{t}}}={\frac {2v}{2v+u}}}.Следовательно, полетный КПД можно увеличить, уменьшая скорость реактивной струи. Однако при этом линейно снижается сила тяги, что требует увеличения массы пропускаемого через двигатель воздуха.
Такая прямолинейная тактика увеличения КПД полета противоречит тепловому КПД, так как эффективность сжигания топлива улучшается с увеличением давления и температуры в камере сгорания. Прокачка через камеру сгорания избыточных объемов воздуха требует дополнительной энергии для его нагрева и дополнительной мощности компрессора высокого давления. Поэтому основная идея турбовентиляторного двигателя состоит в пропускании ненужных для сгорания топлива (но необходимых для тяги) объемов воздуха через внешний контур, где он не встречает ни компрессоров, ни турбин. Фактически вентилятор в данном случае выполняет функцию винта, создавая до 70-80% всей тяги двигателя.
Термин «степень двухконтурности» относится к области реактивных двигателей, широко используемых в авиации. Он определяется как отношение между массовым расходом воздуха, проходящим через внешний контур двигателя, к массовому расходу воздуха через внутренний контур двигателя.
Турбореактивные двигатели обычно делятся на две категории: с высокой степенью двухконтурности (или турбовентиляторные) и ТРД с низкой степенью двухконтурности.
Меньшая степень двухконтурности обеспечивает большую скорость реактивной струи, которая необходима для достижения высоких, обычно сверхзвуковых, скоростей полёта. Она увеличивает удельный расход топлива.
Бóльшая степень двухконтурности обеспечивает меньшую скорость реактивной струи, истекающей из сопла. Это уменьшает удельный расход топлива, но также уменьшает максимальную скорость и увеличивает вес двигателя.
Ещё одно преимущество турбовентиляторного двигателя перед реактивными двигателями с малой степенью двухконтурности заключается в том, что холодный воздух из внешнего контура, смешиваясь с горячими газами из турбины, снижает давление на выходе из сопла. Это способствует снижению шумности двигателя[2].
Реактивные двигатели способны вырабатывать бóльшую мощность, чем они используют в первом контуре. Это происходит из-за ограничения по температуре газов перед турбиной, таким образом большая часть топлива просто сжигается. Тягу двигателя можно увеличить, используя форсажную камеру или водяное охлаждение турбины, но оба этих способа ведут к огромному уменьшению КПД. Тем не менее, это применялось в старых реактивных двигателях для увеличения тяги на взлёте.
Создан и испытан в 1937 году Архипом Люлькой, авторское свидетельство N312328/25, выданное 22 апреля 1941 года.
Британская двигателестроительная компания «Роллс-Ройс» одной из первых применила это явление в турбореактивном двигателе «Conway», разработанном в начале 1950-х годов. Обычный реактивный двигатель был оснащён компрессором большего размера. Двигатель «Конвэй» имел довольно низкую степень двухконтурности (порядка 0,3), но экономия топлива уже была весьма ощутима, и его последователи («Rolls-Royce Sprey») получили широкое распространение.
Если двигатель, к примеру, пропускает два килограмма воздуха по внешнему контуру на каждый килограмм воздуха, пропущенного по внутреннему, то говорят, что его степень двухконтурности равна двум (или 2:1). Бóльшие степени двухконтурности обеспечивают больший КПД без сжигания дополнительного топлива. Суть заключена в уравнении Мещерского — тяга зависит от скорости реактивной струи линейно, а энергия квадратично. Чем меньше скорость воздуха, тем больше КПД.
Таким образом, КПД может быть увеличен почти на 50%.
Современные двигатели всегда имеют некоторую степень двухконтурности. Она, главным образом, зависит от класса самолёта. На перехватчиках она мала в силу необходимости достижения высоких скоростей. На пассажирских самолётах она высока и напрямую сказывается на экономической эффективности.
| en:Rolls-Royce/Snecma Olympus 593 | Конкорд | 0:1 |
| en:Snecma M88 | Дассо Рафаль | 0,30:1 |
| Pratt & Whitney F100 | F-16, F-15 | 0,34:1 |
| General Electric F404 | F/A-18, KAI T-50 Golden Eagle, F-117, X-29, X-31 | 0,34:1 |
| en:Eurojet EJ200 | Eurofighter Typhoon | 0,4:1 |
| РД-33 | МиГ-29, Ил-102 | 0,49:1 |
| АЛ-31Ф | Су-27, Су-30, Chengdu J-10 | 0,59:1 |
| Pratt & Whitney JT8D | DC-9, MD-80, Boeing 727, Boeing 737 | 0,96:1 |
| НК-32 | Ту-160 | 1,4:1 |
| en:Rolls-Royce Tay | Gulfstream IV, Fokker 70, Fokker 100 | 3,1:1 |
| SaM146 | Суперджет-100 | 4,43:1 |
| ПС90-А2 | ТУ-204СМ | 4,5:1 |
| Д-436 | Як-42М, Бе-200, Ан-148 | 4,91:1 |
| CF34-8/CF34-10 | Embraer E-170, Embraer E-175 / Embraer E-190, Embraer E-195 | 5:1 |
| CFM56 | Boeing 737, Airbus A320, Airbus A340-200 и -300 | 5,5:1–6,6:1 |
| Д-18Т | Ан-124, Ан-225 | 5,6:1 |
| en:Pratt & Whitney PW2000 | Boeing 757, C-17 Globemaster III | 5,9:1 |
| ПД-14 | МС-21-300 | 8,5:1 |
| en:General Electric GEnx | Boeing 787 | 8,5:1 |
| en:Rolls-Royce Trent 900 | Airbus A380 | 8,7:1 |
| CFM LEAP-1B | Boeing 737 MAX | 9:1 |
| General Electric GE90 | Boeing 777 | 9:1 |
| en:Rolls-Royce Trent XWB | A350 | 9,3:1 |
| CFM LEAP-1A/1C | Airbus A320neo, COMAC C919 | 11:1 |
| en:Rolls-Royce Trent 1000 | Boeing 787 | 11:1 |
| PW1100G | Airbus A320neo, МС-21 | 12:1 |
| en:Rolls-Royce RB3025 | Boeing 777x | 12:1 |
wikipedia.green
Схема турбовентиляторного двигателя Степень двухконтурности — параметр турбореактивного двигателя, показывающий отношение расхода воздуха через внешний контур двигателя к расходу воздуха через внутренний контур. Чем больше величина этого параметра, тем больший КПД двигателя удаётся получить.
КПД двигателя самолета сильно зависит от эффективности превращения кинетической энергии отбрасываемых за единицу времени двигателем газов в мощность силы тяги Pthr{\displaystyle P_{\mathrm {thr} }}. Чем больше отношение Pthr/ΔKt{\displaystyle P_{\mathrm {thr} }/\Delta K_{t}} (так называемый полётный КПД), тем более эффективно механическая энергия выходящих из двигателя газов преобразуется в работу силы тяги.
Мощность силы тяги
Pthr=Fthrv{\displaystyle P_{\mathrm {thr} }=F_{\mathrm {thr} }v},где v{\displaystyle v} — скорость движения самолета относительно воздуха, а сила тяги[1](в пренебрежении массовой долей расходуемого топлива)
Fthr=mtu{\displaystyle F_{\mathrm {thr} }=m_{t}u},где u{\displaystyle u} — скорость реактивной струи относительно самолета, mt{\displaystyle m_{t}} — масса газа, выбрасываемая из двигателя в единицу времени.
Механическая работа двигателя по разгону реактивной струи расходуется на приращение её кинетической энергии, и в единицу времени
ΔKt=mt2((v+u)2−v2){\displaystyle \Delta K_{t}={\frac {m_{t}}{2}}((v+u)^{2}-v^{2})}.Очевидно, что полётный КПД
PthrΔKt=2v2v+u{\displaystyle {\frac {P_{\mathrm {thr} }}{\Delta K_{t}}}={\frac {2v}{2v+u}}}.Следовательно, полетный КПД можно увеличить, уменьшая скорость реактивной струи. Однако при этом линейно снижается сила тяги, что требует увеличения массы пропускаемого через двигатель воздуха.
Такая прямолинейная тактика увеличения КПД полета противоречит тепловому КПД, так как эффективность сжигания топлива улучшается с увеличением давления и температуры в камере сгорания. Прокачка через камеру сгорания избыточных объемов воздуха требует дополнительной энергии для его нагрева и дополнительной мощности компрессора высокого давления. Поэтому основная идея турбовентиляторного двигателя состоит в пропускании ненужных для сгорания топлива (но необходимых для тяги) объемов воздуха через внешний контур, где он не встречает ни компрессоров, ни турбин. Фактически вентилятор в данном случае выполняет функцию винта, создавая до 70-80% всей тяги двигателя.
Термин «степень двухконтурности» относится к области реактивных двигателей, широко используемых в авиации. Он определяется как отношение между массовым расходом воздуха, проходящим через внешний контур двигателя, к массовому расходу воздуха через внутренний контур двигателя.
Турбореактивные двигатели обычно делятся на две категории: с высокой степенью двухконтурности (или турбовентиляторные) и ТРД с низкой степенью двухконтурности.
Меньшая степень двухконтурности обеспечивает большую скорость реактивной струи, которая необходима для достижения высоких, обычно сверхзвуковых, скоростей полёта. Она увеличивает удельный расход топлива.
Бóльшая степень двухконтурности обеспечивает меньшую скорость реактивной струи, истекающей из сопла. Это уменьшает удельный расход топлива, но также уменьшает максимальную скорость и увеличивает вес двигателя.
Ещё одно преимущество турбовентиляторного двигателя перед реактивными двигателями с малой степенью двухконтурности заключается в том, что холодный воздух из внешнего контура, смешиваясь с горячими газами из турбины, снижает давление на выходе из сопла. Это способствует снижению шумности двигателя[2].
Реактивные двигатели способны вырабатывать бóльшую мощность, чем они используют в первом контуре. Это происходит из-за ограничения по температуре газов перед турбиной, таким образом большая часть топлива просто сжигается. Тягу двигателя можно увеличить, используя форсажную камеру или водяное охлаждение турбины, но оба этих способа ведут к огромному уменьшению КПД. Тем не менее, это применялось в старых реактивных двигателях для увеличения тяги на взлёте.
Создан и испытан в 1937 году Архипом Люлькой, авторское свидетельство N312328/25, выданное 22 апреля 1941 года.
Британская двигателестроительная компания «Роллс-Ройс» одной из первых применила это явление в турбореактивном двигателе «Conway», разработанном в начале 1950-х годов. Обычный реактивный двигатель был оснащён компрессором большего размера. Двигатель «Конвэй» имел довольно низкую степень двухконтурности (порядка 0,3), но экономия топлива уже была весьма ощутима, и его последователи («Rolls-Royce Sprey») получили широкое распространение.
Если двигатель, к примеру, пропускает два килограмма воздуха по внешнему контуру на каждый килограмм воздуха, пропущенного по внутреннему, то говорят, что его степень двухконтурности равна двум (или 2:1). Бóльшие степени двухконтурности обеспечивают больший КПД без сжигания дополнительного топлива. Суть заключена в уравнении Мещерского — тяга зависит от скорости реактивной струи линейно, а энергия квадратично. Чем меньше скорость воздуха, тем больше КПД.
Таким образом, КПД может быть увеличен почти на 50%.
Современные двигатели всегда имеют некоторую степень двухконтурности. Она, главным образом, зависит от класса самолёта. На перехватчиках она мала в силу необходимости достижения высоких скоростей. На пассажирских самолётах она высока и напрямую сказывается на экономической эффективности.
| en:Rolls-Royce/Snecma Olympus 593 | Конкорд | 0:1 |
| en:Snecma M88 | Дассо Рафаль | 0,30:1 |
| Pratt & Whitney F100 | F-16, F-15 | 0,34:1 |
| General Electric F404 | F/A-18, KAI T-50 Golden Eagle, F-117, X-29, X-31 | 0,34:1 |
| en:Eurojet EJ200 | Eurofighter Typhoon | 0,4:1 |
| РД-33 | МиГ-29, Ил-102 | 0,49:1 |
| АЛ-31Ф | Су-27, Су-30, Chengdu J-10 | 0,59:1 |
| Pratt & Whitney JT8D | DC-9, MD-80, Boeing 727, Boeing 737 | 0,96:1 |
| НК-32 | Ту-160 | 1,4:1 |
| en:Rolls-Royce Tay | Gulfstream IV, Fokker 70, Fokker 100 | 3,1:1 |
| SaM146 | Суперджет-100 | 4,43:1 |
| ПС90-А2 | ТУ-204СМ | 4,5:1 |
| Д-436 | Як-42М, Бе-200, Ан-148 | 4,91:1 |
| CF34-8/CF34-10 | Embraer E-170, Embraer E-175 / Embraer E-190, Embraer E-195 | 5:1 |
| CFM56 | Boeing 737, Airbus A320, Airbus A340-200 и -300 | 5,5:1–6,6:1 |
| Д-18Т | Ан-124, Ан-225 | 5,6:1 |
| en:Pratt & Whitney PW2000 | Boeing 757, C-17 Globemaster III | 5,9:1 |
| ПД-14 | МС-21-300 | 8,5:1 |
| en:General Electric GEnx | Boeing 787 | 8,5:1 |
| en:Rolls-Royce Trent 900 | Airbus A380 | 8,7:1 |
| CFM LEAP-1B | Boeing 737 MAX | 9:1 |
| General Electric GE90 | Boeing 777 | 9:1 |
| en:Rolls-Royce Trent XWB | A350 | 9,3:1 |
| CFM LEAP-1A/1C | Airbus A320neo, COMAC C919 | 11:1 |
| en:Rolls-Royce Trent 1000 | Boeing 787 | 11:1 |
| PW1100G | Airbus A320neo, МС-21 | 12:1 |
| en:Rolls-Royce RB3025 | Boeing 777x | 12:1 |
http-wikipediya.ru
Схема турбовентиляторного двигателя Степень двухконтурности — параметр турбореактивного двигателя, показывающий отношение расхода воздуха через внешний контур двигателя к расходу воздуха через внутренний контур. Чем больше величина этого параметра, тем больший КПД двигателя удаётся получить.
КПД двигателя самолета сильно зависит от эффективности превращения кинетической энергии отбрасываемых за единицу времени двигателем газов в мощность силы тяги Pthr{\displaystyle P_{\mathrm {thr} }}. Чем больше отношение Pthr/ΔKt{\displaystyle P_{\mathrm {thr} }/\Delta K_{t}} (так называемый полётный КПД), тем более эффективно механическая энергия выходящих из двигателя газов преобразуется в работу силы тяги.
Мощность силы тяги
Pthr=Fthrv{\displaystyle P_{\mathrm {thr} }=F_{\mathrm {thr} }v},где v{\displaystyle v} — скорость движения самолета относительно воздуха, а сила тяги[1](в пренебрежении массовой долей расходуемого топлива)
Fthr=mtu{\displaystyle F_{\mathrm {thr} }=m_{t}u},где u{\displaystyle u} — скорость реактивной струи относительно самолета, mt{\displaystyle m_{t}} — масса газа, выбрасываемая из двигателя в единицу времени.
Механическая работа двигателя по разгону реактивной струи расходуется на приращение её кинетической энергии, и в единицу времени
ΔKt=mt2((v+u)2−v2){\displaystyle \Delta K_{t}={\frac {m_{t}}{2}}((v+u)^{2}-v^{2})}.Очевидно, что полётный КПД
PthrΔKt=2v2v+u{\displaystyle {\frac {P_{\mathrm {thr} }}{\Delta K_{t}}}={\frac {2v}{2v+u}}}.Следовательно, полетный КПД можно увеличить, уменьшая скорость реактивной струи. Однако при этом линейно снижается сила тяги, что требует увеличения массы пропускаемого через двигатель воздуха.
Такая прямолинейная тактика увеличения КПД полета противоречит тепловому КПД, так как эффективность сжигания топлива улучшается с увеличением давления и температуры в камере сгорания. Прокачка через камеру сгорания избыточных объемов воздуха требует дополнительной энергии для его нагрева и дополнительной мощности компрессора высокого давления. Поэтому основная идея турбовентиляторного двигателя состоит в пропускании ненужных для сгорания топлива (но необходимых для тяги) объемов воздуха через внешний контур, где он не встречает ни компрессоров, ни турбин. Фактически вентилятор в данном случае выполняет функцию винта, создавая до 70-80% всей тяги двигателя.
Термин «степень двухконтурности» относится к области реактивных двигателей, широко используемых в авиации. Он определяется как отношение между массовым расходом воздуха, проходящим через внешний контур двигателя, к массовому расходу воздуха через внутренний контур двигателя.
Турбореактивные двигатели обычно делятся на две категории: с высокой степенью двухконтурности (или турбовентиляторные) и ТРД с низкой степенью двухконтурности.
Меньшая степень двухконтурности обеспечивает большую скорость реактивной струи, которая необходима для достижения высоких, обычно сверхзвуковых, скоростей полёта. Она увеличивает удельный расход топлива.
Бóльшая степень двухконтурности обеспечивает меньшую скорость реактивной струи, истекающей из сопла. Это уменьшает удельный расход топлива, но также уменьшает максимальную скорость и увеличивает вес двигателя.
Ещё одно преимущество турбовентиляторного двигателя перед реактивными двигателями с малой степенью двухконтурности заключается в том, что холодный воздух из внешнего контура, смешиваясь с горячими газами из турбины, снижает давление на выходе из сопла. Это способствует снижению шумности двигателя[2].
Реактивные двигатели способны вырабатывать бóльшую мощность, чем они используют в первом контуре. Это происходит из-за ограничения по температуре газов перед турбиной, таким образом большая часть топлива просто сжигается. Тягу двигателя можно увеличить, используя форсажную камеру или водяное охлаждение турбины, но оба этих способа ведут к огромному уменьшению КПД. Тем не менее, это применялось в старых реактивных двигателях для увеличения тяги на взлёте.
Создан и испытан в 1937 году Архипом Люлькой, авторское свидетельство N312328/25, выданное 22 апреля 1941 года.
Британская двигателестроительная компания «Роллс-Ройс» одной из первых применила это явление в турбореактивном двигателе «Conway», разработанном в начале 1950-х годов. Обычный реактивный двигатель был оснащён компрессором большего размера. Двигатель «Конвэй» имел довольно низкую степень двухконтурности (порядка 0,3), но экономия топлива уже была весьма ощутима, и его последователи («Rolls-Royce Sprey») получили широкое распространение.
Если двигатель, к примеру, пропускает два килограмма воздуха по внешнему контуру на каждый килограмм воздуха, пропущенного по внутреннему, то говорят, что его степень двухконтурности равна двум (или 2:1). Бóльшие степени двухконтурности обеспечивают больший КПД без сжигания дополнительного топлива. Суть заключена в уравнении Мещерского — тяга зависит от скорости реактивной струи линейно, а энергия квадратично. Чем меньше скорость воздуха, тем больше КПД.
Таким образом, КПД может быть увеличен почти на 50%.
Современные двигатели всегда имеют некоторую степень двухконтурности. Она, главным образом, зависит от класса самолёта. На перехватчиках она мала в силу необходимости достижения высоких скоростей. На пассажирских самолётах она высока и напрямую сказывается на экономической эффективности.
| en:Rolls-Royce/Snecma Olympus 593 | Конкорд | 0:1 |
| en:Snecma M88 | Дассо Рафаль | 0,30:1 |
| Pratt & Whitney F100 | F-16, F-15 | 0,34:1 |
| General Electric F404 | F/A-18, KAI T-50 Golden Eagle, F-117, X-29, X-31 | 0,34:1 |
| en:Eurojet EJ200 | Eurofighter Typhoon | 0,4:1 |
| РД-33 | МиГ-29, Ил-102 | 0,49:1 |
| АЛ-31Ф | Су-27, Су-30, Chengdu J-10 | 0,59:1 |
| Pratt & Whitney JT8D | DC-9, MD-80, Boeing 727, Boeing 737 | 0,96:1 |
| НК-32 | Ту-160 | 1,4:1 |
| en:Rolls-Royce Tay | Gulfstream IV, Fokker 70, Fokker 100 | 3,1:1 |
| SaM146 | Суперджет-100 | 4,43:1 |
| ПС90-А2 | ТУ-204СМ | 4,5:1 |
| Д-436 | Як-42М, Бе-200, Ан-148 | 4,91:1 |
| CF34-8/CF34-10 | Embraer E-170, Embraer E-175 / Embraer E-190, Embraer E-195 | 5:1 |
| CFM56 | Boeing 737, Airbus A320, Airbus A340-200 и -300 | 5,5:1–6,6:1 |
| Д-18Т | Ан-124, Ан-225 | 5,6:1 |
| en:Pratt & Whitney PW2000 | Boeing 757, C-17 Globemaster III | 5,9:1 |
| ПД-14 | МС-21-300 | 8,5:1 |
| en:General Electric GEnx | Boeing 787 | 8,5:1 |
| en:Rolls-Royce Trent 900 | Airbus A380 | 8,7:1 |
| CFM LEAP-1B | Boeing 737 MAX | 9:1 |
| General Electric GE90 | Boeing 777 | 9:1 |
| en:Rolls-Royce Trent XWB | A350 | 9,3:1 |
| CFM LEAP-1A/1C | Airbus A320neo, COMAC C919 | 11:1 |
| en:Rolls-Royce Trent 1000 | Boeing 787 | 11:1 |
| PW1100G | Airbus A320neo, МС-21 | 12:1 |
| en:Rolls-Royce RB3025 | Boeing 777x | 12:1 |
www-wikipediya.ru
. Чем больше отношение Pthr/ΔKt{\displaystyle P_{\mathrm {thr} }/\Delta K_{t}}
, 
— скорость движения самолета относительно воздуха, а сила тяги[1](в пренебрежении массовой долей расходуемого топлива) 
, 
— масса газа, выбрасываемая из двигателя в единицу времени. 
. 
. 
. Чем больше отношение Pthr/ΔKt{\displaystyle P_{\mathrm {thr} }/\Delta K_{t}}
(так называемый полётный КПД), тем более эффективно механическая энергия выходящих из двигателя газов преобразуется в работу силы тяги. 
, 
— скорость движения самолета относительно воздуха, а сила тяги[1](в пренебрежении массовой долей расходуемого топлива) 
, 
— скорость реактивной струи относительно самолета, mt{\displaystyle m_{t}}
— масса газа, выбрасываемая из двигателя в единицу времени. 
. 
. 
