"Перспективы"...

[Dragon104]

Василий, вы посты внимательно читаете? Или сразу - по клавишам молотить, абы что и как? И какой это ТРД в КС имеет температуру 650?
Один был - Turbocraft U-22 с форсажной тягой в 4,5 кг.

Ладно, проехали.

Для ВЕТЕРАН.
Возможно и остались, более того - где-то что-то видел.
Однако мануалы здесь мало помогут. Необходима КД - расчётная часть.

О двигателях внутреннего сгорания (ДВС) и методах их форсирования.

Термины и определения.

ГОСТ 12.1.044-89
"Температура вспышки—наименьшая температура конденсированного вещества,
при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью образуются пары,
способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания;
устойчивое горение при этом не возникает.
Вспышка—быстрое сгорание газопаровоздушной смеси над поверхностью горючего
вещества, сопровождающееся кратковременным видимым свечением.

Температура воспламенения—наименьшая температура вещества,
при которой в условиях специальных испытаний вещество выделяет горючие пары и
газы с такой скоростью, что при воздействии на них источника зажигания
наблюдается воспламенение.
Воспламенение—пламенное горение вещества, инициированное источником зажигания
и продолжающееся после его удаления."

Кипение — процесс парообразования в жидкости (переход вещества из жидкого в газообразное
состояние), с возникновением границ разделения фаз.

Испарение — процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное,
происходящий на поверхности вещества.

ДВС - двигатели внутреннего сгорания.
КС - камера сгорания.
ПД - поршневые двигатели.
ПЦН - приводной центробежный нагнетатель.
ТВД - турбовинтовые\турбовальные двигатели.
ТКР - турбокомпрессор.
ТРД - турбореактивные двигатели.
УМ - удельная мощность: мощность, делённая на массу ПД\ТВД.
УТ - удельная тяга: тяга делённая на массу ТРД.

В дальнейшем всё рассматривается только в контексте применения в авиации.

Рассматрев ДВС как устройство, преобразующее химическую энергию топлива в мощность на валу
(ПД и ТВД) или тягу (ТРД) можно понять, что существует единственный способ увеличения УМ/УТ,
при прочих равных условиях: увеличение расхода горючего в единицу времени.
Достичь желаемого можно:
1. Повышая обороты двигателя.
2. Повышая параметры цикла.

По П1 форсирование ограничмвается ростом механических напряжений в деталях и скоростью их взаимного перемещения
(в ПД - пара цилиндр-поршень наиболее критична). В ГТД при достижении определённого предела запирается воздухозаборник
- скорость потока в канале приближается к звуковой. Происходит рост механических потерь и неизбежное снижение КПД
с повышением удельного (на единицу мощности\тяги) расхода горючего.
Помимо перечисленного разработка и производство высокооборотных редукторов для передачи больших мощностей на винт - весьма непросты.
Собственно сейчас только Россия имеет необходимые технологии (ранее - СССР).

П2 является наиболее привлекательным в том числе из-за повышения КПД цикла и сопутствующего снижения удельного расхода.
Диаграмма Карно - в помощь. Параметры повышают в основном увеличивая степень сжатия в том числе и при помощи наддува ПД.
Однако следствием высоких параметров являются возросшие термические и механические нагрузки, как следствие - конструктивное
усложнение двигателя, связанное с применением различных способов охлаждения наиболее нагретых деталей и узлов.
И если в ТРД\ТВД повышение температуры и соответствующее уменьшение плотности воздуха на входе в КС не имеют существенного влияния
на параметры двигателя, то в ПД дела обстоят по другому из за ограниченного рабочего обьёма. Чем выше температура - тем меньше воздуха\топливной
смеси в замкнутом обьёме цилиндра. Впридачу резко возрастает возможность возникновения детонации (в ПД с внешним смесеобразованием).
Пока двигатели не имели наддува дельты в 12-16 градусов от испарявшегося бензина вполне хватало. Как только появился ПЦН - появился
дополнительный подогрев на впуске.
Однако методы борьбы с этой напастью (для ПД) были придуманы ещё в позапрошлом веке. Первоначально применялись на двигателях для
спортивных автомобилей, катеров и мотоциклов, далее, уже в предверии второй мировой войны - на самолётах, участвовавших в гонках на
скорость. Здесь начинаетя некоторая неразбериха - кто именно и когда применил тот или иной метод определить не представляется возможным.
Так или иначе во второй половине 30-х годов 20 века всё это было испытано, доработано и готово к употреблению.

Суть методик проста - увеличение массы воздуха\топливной смеси (т.е. рабочего тела) в цилиндре за счёт снижения температуры.
Впрыск воды, водно-спиртовой смеси, радиаторы - предназначены для одного и тогоже. Ограничения по высотности применения обусловлены снижением абсолютного
количества кислорода в атмосфере с высотой и связанным с этим затруднением в воспламенении переобогащённой (метанол) или
разбавленной балластом (вода) топливной смеси. Несколько особняком стоит впрыск закиси азота, т.к. помимо охлаждения здесь происходит ещё и подпитка
кислородом. Оно конечно чистый кислород ещё лучше, но баллоны штука тяжёлая, а жидкий с его -183 градусами не везде и сохранишь.

Вообще в данном контксте впрыск чего-либо, кроме горючего это своеобразные костыли. Применение эффективных радиаторов для охлаждения наддувочного воздуха
требует соответсвующих подхода к проектированию, материалов и технологий, впрыск же - относительно дешёвое и простое решение, которое можно прменить
на серийном изделии без существенных доработок.
Впрочем и без особых знаний тоже - это вспомнились местные стритсракеры. "Бензин, обогащенный кислородом..." - это один к одному.

В качестве предела развития охлаждения при помощи впрыска можно привести калильные авиамодельные двигатели и
двигатели для спидвея. И те и другие работают на спиртомасляной (метанол) смеси, расход горючего никого не интересует,
достигаются выдающиеся параметры: для 2,5 кубикового мотора до 3 л.с. на валу. Ресурсом также никто не интересуется.

Радиаторы тоже отличились: в конце 70-х годов с двигателя Порше формулы 1 рабочим обьёмом 1499 кубиков было снято 1270 л.с.
Насчёт ресурса немцы также не сильно волновались. И да: насчёт волшебного горючего для формулы 1 - 130 октановая смесь на
основе бензола. Подошёл бы и авиабензин Б-130/150.

В небе, с развитием реактивной техники, после 50-х годов серийные ПД ничем особенным уже не выделялись, хотя к этому времени были
созданы выдающися серийные модели, вполне конкурентоспособные с ТВД до середины 70-х годов.
Ещё более высокими параметрами обладали опытные изделия. На гражданских изделиях к тому времени про впрыск и думать забыли,
на военных - применялся исключительно на старых моделях разработанных в 40-е годы.

Несколько неожиданно впрыск водно-спиртовой смеси возродился на МиГ-25: 220 литров смеси 50/50 выливаются в каналы воздухозаборников при взлёте.
Цель всё таже - максимум тяги с единицы веса/обьёма двигателя.

Учите матчасть, мужики.

С увжением к сообществу.

[Vasya]

Сообщение от Dragon104

Василий, вы посты внимательно читаете? Или сразу - по клавишам молотить, абы что и как? И какой это ТРД в КС имеет температуру 650?
Один был - Turbocraft U-22 с форсажной тягой в 4,5 кг.

Ладно, проехали.

......................

Зачем вам делать мне умный вид?
Или я не так что выше написал про основную причину использования
впрыска метанола с водичкой?
Я прочитал всю вашу простыню, ничего нового не узнал.
Я задал вопрос о не совсем точной реализации метанольной вакцыны
в Иле и специалист по моторам мне подтвердил мои мысли об
ограничении высотного применения этого форсажного устройства.
Мнения Грифа мне вполне достаточно.
Работу же двс на больших высотах и в холод вообще пока не трогали.
Хотя переохлаждение - несомненно так и проситься в Ил.
Вопрос лишь в упёртости держателей акций.
------------------------------------------------------
По ТРД.
http://library.voenmeh.ru/cnau/IrScqLmCSIIvUSS.pdf
http://avia-simply.ru/kamera-sgoranija-gtd/

Далее расположена зона смешения (или разбавления). В этой зоне в жаровую трубу через все те же спецотверстия в ней поступает вторичный воздух, который уже не участвует в процессе горения. Он, перемешиваясь с газом, формирует окончательную температуру на выходе из камеры сгорания и поле ее распределения (поле температур).

Другая важная функция вторичного воздуха — это охлаждение элементов камеры сгорания. Во время процессов в жаровой трубе достигаются температуры продуктов сгорания 2000-2200°С. Однако, для обеспечения нормальной работоспособности и долговременной надежности температура стенок жаровых труб не должна превышать величины 900-950°С (градиент не более 50°С/см).

Эти условия выполняются за счет охлаждения вторичным воздухом. На современных ГТД используется так называемое комбинированное конвективно-пленочное воздушное охлаждение. Часть воздуха выполняет свои функции с использованием конвективного охлаждения.

Для обеспечения достаточного ресурса жаровых труб в двигателе они никогда не находятся под силовой нагрузкой, то есть не включены в силовую схему двигателя. При этом материалы, из которых они изготовляются имеют высокие характеристики жаростойкости и жаропрочности. Кроме того такие материалы удобны в обработке, стойки к газовой коррозии и вибрациям.

Обычно это специализированные хромоникелевые сплавы. Для российской металлургии –это типы Х20Н80Т,ХН60В, ХН70Ю, ХН38ВТ, Х24Н25Т. Если камеры сгорания работают при температурах до 900°С, то могут применяться сплавы типа Х20Н80Т, ХН38ВТ, ХН75МВТЮ. А для температур 950-1100°С – сплав ХН60В.

Так как в Иле считывается температура жаропрочных стенок , то и выразился не совсем "адекватно".
Вот дефолтный мотор Юмо.
Максимальная температура 640 градусов.

[Jumo004A]
  HorsePowers 1.0
  BoostFactor 1.0
  TowFactor 1.0
  Thrust 950.0
  RPMMin 0.00
  RPMNom 3480
  RPMMax 3480
  RPMMaxAllowed 5040
  Reductor 1.0
  PropDiameter 43.65
  PropAnglerType 0
  PropAnglerSpeed 1.0
  PropAnglerMinParam 280
  PropAnglerMaxParam 3480
  PropPhiMin 0.0
  PropPhiMax 1.0
  PropAoA0 11.0
  CompressorPMax 2.0
  CompressorAltitude0 6000.0
  CompressorMultiplier0 0.8
  CompressorRPMP0 1600.0
  CompressorRPMPMax 3480.0
  CompressorMaxATARPM 2.0
  CompressorSpeedManifold 1.0
  TESPEED 0.015
  TWATERMAXRPM 575
  TOILINMAXRPM 40
  TOILOUTMAXRPM 100
  MAXRPMTIME 140
  MINRPMTIME 999
  TWATERMAX 640
  TWATERMIN 0
  TOILMAX 120
  TOILMIN 0

--------------------------------------
И это:
по клавишам вам молотил последний раз - больше отвечать не буду.
Прошу не утруждать себя и не обращаться ко мне!
Надеюсь на понимание!