Книга предназначена для инженеров и конструкторов авиационной промышленности.

В процессе эксплуатации авиационный двигатель подвергается влиянию большого числа разнообразных факторов, связанных как с внешними параметрами, характеризующими состояние атмосферы, так и с параметрами, обусловленными особенностями использования двигателя в системе силовой установки самолета. Все эти факторы можно объединить в понятие эксплуатационных. Сюда, в первую очередь, относятся такие параметры воздуха, как давление, температура, влажность, водность, а также параметры потока, поступающего в двигатель, такие, как неравномерность и нестационарность полей давлений и температуры, турбулентность и т. п., обусловленные условиями полета (углы атаки, скольжения, скорость и т. п.) и работой предшествующих и последующих данному элементу элементов силовой установки. Кроме этого при работе двигателя в системе силовой установки к нему могут быть предъявлены дополнительные требования в отношении отборов мощности от вала, отборов воздуха, использования хладоресурса топлива, приводящего к повышению температуры топлива и т. п.

Несмотря на то, что влияние каждого в отдельности эксплуатационного фактора на характеристики и эксплуатационные свойства ГТД в ряде случаев может быть небольшим по величине, при неблагоприятном стечении обстоятельств, когда влияние отдельных факторов действует в одном направлении, приходится сталкиваться с существенным ухудшением данных двигателя и соответственно летно-технических свойств самолета.

Нередко действие эксплуатационных факторов в определенных условиях эксплуатации оказывается настолько ощутимым, что может накладывать жесткие требования на выбор термодинамических параметров цикла при закладке двигателя, программ регулирования органов управления и подачи топлива в двигатель. Как показывает практика, отсутствие необходимых сведений о влиянии эксплуатационных факторов на характеристики двигателя и его элементов на стадии проектирования двигателя может существенным образом отразиться на его эффективности и удобстве в эксплуатации.

Расширение диапазона высот и скоростей полета летательных аппаратов, оснащенных газотурбинными двигателями, повышение требований к эксплуатационным характеристикам и надежности силовых установок сопровождается, как показывает опыт отечественного и зарубежного двигателестроения, значительным увеличением объема исследований ГТД и их элементов в условиях, максимально приближенных к эксплуатационным.

Естественно, что качество и надежность экспериментальных данных во многом определяются выбором методов исследования. Поэтому большое внимание уделяется совершенствованию методов экспериментального исследования характеристик ГТД и их элементов в системе двигателя и силовой установки, как на наземных, так и на высотных стендах. Немаловажное значение приобрели вопросы точности оценок характеристик ГТД в серийном производстве двигателей (с целью повышения стабильности характеристик ГТД и, соответственно, летательных аппаратов), потребовавшие более глубокого изучения влияния на характеристики ГТД изменения атмосферных условий, а также внутренней аэродинамики стендов для наземных испытаний.

Использование математических моделей в автоматизированных измерительно-вычислительных системах в практике исследований ГТД позволяет существенно повысить эффективность эксперимента. Согласование математической модели, в которой учитываются достаточно полно все известные связи между параметрами двигателя и используются близкие к реальным характеристики элементов, с результатами испытаний является одним из определяющих факторов, способствующих повышению информативности и точности эксперимента. Создание математической модели ГТД, описывающей с высокой точностью все многообразие возможных в эксплуатации режимов работы двигателя, потребовало проведения специальных экспериментальных и расчетных исследований. Целью этих исследований явилось уточнение закономерностей изменения характеристик двигателя и его элементов в высотно-скоростных условиях.

В книге, в основном, нашли отражение результаты исследований, связанных с изучением влияния эксплуатационных факторов (давления, температуры и влажности воздуха, неравномерности поля температур и давлений перед двигателем и т. п.) на эксплуатационные характеристики и свойства ГТД и их элементов, а также с анализом и изысканием путей совершенствования эксплуатационных характеристик и свойств ГТД.

• Особенности определения тяги ТРД в условиях H=0, M=0.
• Влияние атмосферных условий на точность определения характеристик ГТД.
• Методы имитации полетных условий.
• Определение основных параметров ГТД в высотно-скоростных условиях.
• Точность определения параметров при стендовых испытаниях ГТД.

Глава 10. Устойчивость ГТД.