Основные типы и принцип действия ВРД

Воздушно-реактивный двигатель (ВРД) — тепловой реактивный двигатель, в качестве рабочего тела которого используется разогретая смесь атмосферного воздуха и продуктов горения топлива. Нагрев происходит за счёт химической реакции окисления горючего кислородом из атмосферного воздуха. Ускорение рабочего тела происходит за счет повышения давления в следствии его нагрева

Наиболее простым типом газотурбинного двигателя прямой реакции является турбореактивный (ТРД) (рис. 32). Двигатель состоит из воздухозаборника 1, компрессора 2, камеры сгорания 3, турбины 4и реактивного сопла 5. Характерными являются сечения:

1. струи невозмущенного потока перед входом в двигатель (Н);

2. за воздухозаборником (В);

3. за компрессором (К);

4. за камерой сгорания (Г);

5. за турбиной (Т);

6. на срезе сопла (С).

Рис. 32. Схема и термодинамический цикл ТРД в координатах р - v и Т - S. Точками отмечены значения параметров в характерных сечениях проточной части двигателя

14Турбореактивный двигатель с форсажной камерой (ТРДФ) (рис. 33) отличается от рассмотренного выше ТРД наличием фор­сажной камеры 5между турбиной 4и реактивным соплом 6. В эту камеру подается дополнительное количество топлива через специальные форсунки.

Рис. 33. Схема и термодинамический цикл ТРДФ в координатах р – v и Т – S

Процесс горения организуется и стабилизируется с помощью фронтового устройства, обеспечивающего перемешивание испаренного топлива и основного потока, содер­жащего некоторое количество кислорода, не использованного при сгорании топлива в основной камере 3. Повышение темпера­туры, связанное с подводом тепла в форсажной камере, увеличи­вает располагаемую энергию продуктов сгорания и, следовательно, скорость истечения из реактивного сопла. Соответственно воз­растает, и реактивная тяга. ТРДФ обычно предназначается для сверхзвуковых скоростей полета и поэтому оборудуется сверхзву­ковым воздухозаборником 1. В связи с тем, что при больших скоростях полета степень расширения в реактивном сопле ТРДФ получается больше критической, оно выполняется в виде сопла Лаваля, т. е. с расширяющейся частью после критического се­чения.

15, 13