СУПЕРМОТОР КЛИМЕНКО

Газодинамический расчет компрессорной части ТРД без спрямляющих аппаратов с противовращением ступеней

где: U - окружная скорость профиля лопатки
V - скорость потока перед диском
W - теоретическая скорость потока после диска в спокойной среде
R - результирующая скорость потока после диска

Перед первой ступенью V₁=0, за ней поток воздуха имеет определенную скорость V₂, которая вычисляется методом "треугольника скоростей". Вектор V₂, как и все остальные (V₃, V₄ и V_R), направлен не прямолинейно, а под действием закручивающего момента имеет окружную составляющую ∆U. В результате противовращения вектор ∆U предыдущей ступени всегда направлен против направления вращения следующей ступени. Это является положительной особенностью предложенной схемы, поскольку приводит к уменьшению угла атаки и увеличению относительной окружной скорости U на величину ∆U, а в итоге дает прирост скорости потока V на величину ∆V.

Газодинамический расчет компрессорной части ТРД традиционной конструкции (параметры те же)

Спрямляющий аппарат выравнивает закрученный поток лишь частично, поэтому за неподвижной решеткой поток воздуха всегда имеет окружную составляющую ∆U. Направление вектора ∆U всегда совпадает с направлением вращения рабочих колес. Это очень вредный фактор, поскольку приводит к увеличению угла атаки и уменьшению относительной окружной скорости U на величину ∆U, что в свою очередь отрицательно сказывается на скорости потока V, уменьшая ее на величину ∆V.

Сравнивая результаты расчета двух конструкций ГТД, напрашиваются следующие выводы:
1. Скорость потока воздуха перед камерой сгорания V_R в предложенном двигателе на 50% больше, чем V_R в двигателях обычной конструкции.
2. За исключением первой ступени углы атаки в новом двигателе всегда меньше, чем в традиционных конструкциях, вследствие чего полностью устраняется опасность наступления срывных режимов, создаются идеальные условия для устойчивого течения газодинамического потока, многократно повышается надежность и отказобезопасность работы двигателя.

Предложенный расчет не учитывает множество других факторов. Чтобы сделать окончательный вывод необходимо отметить, что неподвижные спрямляющие аппараты имеют и другие отрицательные свойства:
1. В движущемся потоке неподвижная решетка является препятствием, которое в результате трения приводит к значительным потерям скорости.
2. При развороте закрученного потока в межлопаточном пространстве спрямляющего аппарата возникает противодавление, на преодоление которого тратится часть энергии.
3. В традиционных конструкциях ГТД, в отличие от предложенной, поток движется по винтовой траектории, что приводит к возрастанию индуктивного сопротивления и перетеканию воздуха через торцы лопаток.

Указанные факторы позволяют сделать вывод, что по самым скромным расчетам эффективность нового компрессора на 100-120% выше эксплуатируемых сегодня.

Аналогичный вывод можно сделать и относительно турбинной части ТРД, надо только учесть, что потери на сопловых решетках еще более значительны за счет больших скоростей потока рабочего тела.