Карта турбины

Каждая турбина в ГТД имеет рабочую карту. Полные карты либо основаны на результатах испытаний турбинной установки, либо прогнозируются специальной компьютерной программой. Альтернативно, карту аналогичной турбины можно соответствующим образом масштабировать.

Описание

Карта турбины ^[1] показывает линии скорректированной скорости в процентах (на основе эталонного значения), нанесенные на ось X, которая представляет собой соотношение давлений, но также часто используется deltaH/T (примерно пропорционально перепаду температуры на входной температуре устройства/компонента). Ось Y представляет собой некоторую меру потока, обычно безразмерного потока или скорректированного потока, но не фактического потока. Иногда оси карты турбины транспонируются, чтобы соответствовать оси карты компрессора . сопутствующий график, показывающий изменение изоэнтропического (т.е. адиабатического Как и в этом случае, часто также включается ) или политропного КПД.

Турбина может представлять собой трансзвуковую установку, в которой число Маха в горловине достигает звуковых условий, и турбина действительно дросселируется . Следовательно, практически нет различий в расходе между линиями скорректированной скорости при высоких соотношениях давлений.

Однако большинство турбин являются дозвуковыми устройствами, максимальное число Маха в горловине газомоторного топлива составляет около 0,85. В этих условиях существует небольшой разброс потока между линиями скорости с поправкой на процент в «заглушенной» области карты, где поток для данной скорости достигает плато.

В отличие от компрессора или вентилятора в турбине не возникает помпажа или остановки. Это связано с тем, что газ проходит через турбину в своем естественном направлении, от высокого давления к низкому. В результате на карте турбины не отмечается линия помпажа.

Рабочие линии трудно увидеть на обычной карте турбин, поскольку линии скорости сбиваются в кучу. Карту можно перестроить, при этом ось Y будет кратной потоку и скорректированной скорости. Это разделяет линии скорости, позволяя отображать и четко видеть рабочие линии (и контуры эффективности).

Постепенное разблокирование системы расширения

Следующее обсуждение относится к системе расширения с двумя золотниками, с высокой степенью двухконтурности, без смешивания, с турбовентиляторным двигателем.

На правой части находится типичная карта (или характеристика) первичного (т.е. горячего) сопла. Ее внешний вид похож на карту турбины, но на ней отсутствуют линии скорости (вращения). Обратите внимание, что на высоких скоростях полета (игнорируя изменение высоты) горячее сопло обычно находится в состоянии запирания или близко к нему. Это связано с тем, что подъем плунжера в воздухозаборнике увеличивает степень давления в сопле. В статических условиях (например, SLS) подъем плунжера отсутствует, поэтому сопло имеет тенденцию работать без дросселирования (левый график).

Турбина низкого давления «видит» изменение пропускной способности первичного сопла. Падающая пропускная способность сопла имеет тенденцию уменьшать степень сжатия турбины низкого давления (и deltaH/T). Как показано на левой карте, первоначально уменьшение deltaH/T турбины низкого давления мало влияет на входной поток агрегата. Однако со временем турбина НД отключается, в результате чего пропускная способность турбины НД начинает снижаться.

Пока турбина НД остается дросселированной, существенных изменений в степени сжатия турбины ВД (или deltaH/T) и расходе не происходит. Однако как только турбина НД отключается, deltaH/T турбины ВД начинает уменьшаться. В конце концов турбина ВД отключается, в результате чего ее пропускная способность начинает падать. Земля на холостом ходу часто достигается вскоре после отключения HPT.

Ссылки

^ Камсти, Николас (14 августа 2003 г.). РЕАКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ - Простое руководство по аэродинамическому и термодинамическому проектированию и характеристикам реактивных двигателей (PDF) . Издательство Кембриджского университета. п. 139, рисунок 11.15. ISBN 9780521541442 .

[1] Камсти, Николас (14 августа 2003 г.). РЕАКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ - Простое руководство по аэродинамическому и термодинамическому проектированию и характеристикам реактивных двигателей (PDF) . Издательство Кембриджского университета. п. 139, рисунок 11.15. ISBN 9780521541442 .

[1]