Физический смысл тягового кпд

Тяговый КПД η_тяг показывает – какая часть эффективной работы L_e расходуется на совершение полезной тяговой работы L_тяг по перемещению летательного аппарата и представляет собой отношение полезной тяговой работы по перемещению ЛА со скоростью V, производимой двигателем, к приращению кинетической энергии потока:

 .                             (3.26)

При помощи η_тяг оценивают совершенство ТРД как движителя.

Тяговый КПД η_тяг учитывает не превращенную в полезную тяговую работу часть кинетической энергии газа, покидающего двигатель – (с_с –V)²/2.

Теоретически, при равном нулю внешнем сопротивлении, когда вся избыточная тяга двигателя R расходуется на увеличение скорости ЛА, возможно полное превращение кинетической энергии в полезную тяговую работу. В этом случае V_max = c_c, η_тяг = 1 (рис.3.15), и дальнейшее увеличение скорости невозможно, так как при V = c_c, R_уд = с_с – V = 0, R = 0. В действительности, всегда V < c_c, так как часть тяги двигателя тратится на преодоление внешнего сопротивления X, связанного с наличием атмосферы.

Для анализа зависимости η_тяг(V/c_c) (см. рис. 3.15) преобразуем выражение (3.26):

.         (3.27)

При .

При ,но так как .

Для определения условий получения L_тяг.max приравняем к нулю производную (условие экстремума функции) и получим:

.

L_тяг.max достигается при ,
или c_c = 2V

Определим значение η_тяг при L_тяг.max:

При бόльших значениях с_с темп роста η_тяг с увеличением V замедляется.

При постоянной скорости полета (V_x = const), с увеличением с_с, уменьшается величина η_тяг (рис. 3.16).

Вывод: Любое воздействие, приводящее к уменьшению разницы между c_c и V, приводит к росту η_тяг.

Зависимость η_тяг от высоты полета Н

При условии: ; V = const; n_дв = const, увеличение высоты полета Н приводит к уменьшению атмосфенных давления р_н и температуры Т_н, следовательно, уменьшению полных давления  и температуры  на входе в двигатель. При увеличении  увеличивается давление за компрессором  и далее по тракту двигателя . Одновременно при уменьшении  увеличивается , следовательно, увеличивается  и . Снижение давления за компрессором  и далее по тракту двигателя будет сдерживаться некоторым ростом .