Характеристики дозвукового воздухозаборника
Характеристиками дозвукового воздухозаборника называют зависимости критериев эффективности: коэффициентов s вх и с x. вх от параметров режима – чисел М п и l в .
Коэффициент восстановления давления слабо зависит от числа М п при дозвуковых скоростях полета. На сверхзвуковых скоростях перед дозвуковым воздухозаборником возникает головная ударная волна, потери в которой зависят от числа М п . На трансзвуковых и небольших сверхзвуковых скоростях полета потери полного давления в прямом скачке уплотнения невелики: при увеличении М п от 1 до 1,2 и 1,4 они увеличиваются соответственно от 0 до 1 и 4 %. При М п > 1,5 с увеличением М п потери полного давления увеличиваются, и тем значительнее, чем больше число М п. Например, при М п = 1,6 ... 1,8 они равны соответственно 10 и 23 %.
Увеличение потерь полного давления во входном устройстве, как уже отмечалось в разд. 2.1.1, ведет к значительному ухудшению основных данных двигателя и снижению эффективности летательного аппарата. Поэтому при М п > 1,5 применяются сверхзвуковые входные устройства.
Потери полного давления зависят также от скорости потока в проточной части воздухозаборника, увеличиваясь с ее увеличением. С повышением l в больше критического коэффициент s вх резко снижается, что объясняется возникновением местных зон критических и сверхкритических скоростей и местных скачков уплотнения. Однако в рабочем диапазоне основных эксплуатационных режимов коэффициент s вх изменяется несущественно и его можно считать постоянным.
Величина s вх зависит от длины канала. Потери полного давления у воздухозаборников с длинным самолетным входным каналом могут достигать 4 … 6 %, а у коротких воздухозаборников ( L / D £ 1) они не превышают 1 %.
Стендовые испытания двигателей (H = 0, M п = 0) с целью определения их основных данных и характеристик проводятся обычно со специальными входными каналами, которые обеспечивают забор воздуха практически без потерь полного давления (s вх » 1). В справочных изданиях, а также в рекламных изданиях двигателестроительных фирм основные данные и характеристики двигателей для дозвуковых летательных аппаратов публикуются, как правило, без учета потерь в воздухозаборнике. Потери учитываются позже в процессе "привязки" двигателя к конкретному самолету.
Коэффициент внешнего сопротивления дозвукового воздухозаборника весьма существенно зависит от числа М п, а также, в общем случае, от формы входной кромки (рис. 2.7). При М п< 0,8 величина с x. вх= 0,05…0,1 и не зависит от формы входной кромки воздухозаборника. С увеличением М п от 0,8 до 1,5 она увеличивается примерно в 4 раза для воздухозаборников с тонкой входной кромкой и в 8 раз для воздухозаборников с толстой входной кромкой. Таким образом, на больших (для этого типа воздухозаборников) скоростях полета ( М п = 1,5 ) утоньшение входной кромки позволяет снизить внешнее сопротивление примерно в 2 раза [24].
2.3. Особенности работы и характеристики
сверхзвуковых нерегулируемых входных устройств
внешнего сжатия