Работа СВУ внешнего сжатия на расчетном режиме

Типовая схема плоского 3-скачкового СВУ внешнего сжатия показана на рис. 14. При обтекании сверхзвуковым потоком поверхности сжатия первый косой скачок отходит от вершины клина под угломβ₁ к направлению набегающего потока воздуха. На скачке уплотнения поток поворачивается на угол α₁, давление в нем скачкообразно увеличивается, а скорость уменьшается, оставаясь сверхзвуковой. При встрече потока с вершиной второй ступени клина образуется второй скачок уплотнения под углом наклона α₂.На этом скачке происходят очередной поворот потока вдоль поверхности второй ступени клина, уменьшение его скорости и повышение давления в нем. Переход сверхзвукового потока в дозвуковой происходит в замыкающем систему прямом скачке уплотнения. Число Мп перед прямым скачком обычно не превышает 1,4, поэтому интенсивность скачка и обусловленные им потери невелики.

Рис. 14. Схема 3-скачкового СВУ внешнего сжатия

СВУ рассчитывается на определенное число М набегающего потока. Обычно оно выбирается близким к максимальному числу М полета. Количество косых скачков уплотнения, углы установки отдельных ступеней поверхности сжатия и их протяженность подбираются такими, чтобы получить максимально возможное значение величины σ_вх и сфокусировать косые скачки на передней кромке воздухозаборника. При этом обеспечивается φ_вх = 1, минимальные потери полного давления и минимальное значение С_х.вх.

Дальнейшее движение потока происходит во внутреннем канале СВУ.

Канал имеет сужающийся и расширяющийся участки. Такая форма проточной части канала позволяет разогнать дозвуковой поток в сужающемся участке до скорости звука, а затем в расширяющемся участке до небольшой сверхзвуковой скорости. Сверхзвуковая зона течения в расширяющемся участке канала ограничивается замыкающим прямым скачком уплотнения (S). Эта зона защищает систему входных скачков от возмущающих воздействий со стороны двигателя, скорость распространения которых ниже скорости потока в сверхзвуковой области.

Размеры сверхзвуковой защитной зоны (СЗЗ) зависят от давления воздуха на выходе из канала СВУ. С уменьшением этого давления (при увеличении режима работы двигателя) протяженность СЗЗ и скорость воздуха в ней увеличиваются. Замыкающий скачок перемещается вниз по потоку и становится более интенсивным, что влечет за собой увеличение потерь полного давления (снижение σ_вх). Система же скачков на входе в диффузор при этом не нарушается, поэтомуφ_вх = const, G_В = G_В.МАХ.

При увеличении противодавления за диффузором (при снижении режима работы двигателя) прямой замыкающий скачок перемещается вверх по потоку, становится менее интенсивным, и протяженность СЗЗ уменьшается; потери полного давления в канале снижаются, σ_вх увеличивается; система скачков на входе в СВУ при этом также сохраняется и φ_вх = const.