Через произведение массы ( она практически неизменна ) на скорость удобно считать. Но физики за этим нет... Физику явления возникновения тяги, на мой взгляд, определяет давление. Вот, пример...
***
«Тяга двигателя возникает в результате взаимодействия его стенок с потоком воздуха (газа). Она представляет собой результирующую осевых составляющих всех газодинамических сил (давления и трения), приложенных к внутренним и наружным поверхностям двигателя.»
***
Попрбуем рассмотреть образование тяги двигателя не по формуле, а по физике её возникновения. Свои соображения по распределению давления в входном устройстве, я изобразил на рисунке ниже. Здесь схематически изображён сдвоенный входной канал и вентилятор – пропеллер в канале.
Полное давление ( в данном случае ) состоит из двух составляющих –
статического давления и
динамического давления
( скоростного напора, величина которого пропорциональна квадрату скорости потока ). В своих рассуждениях я использую и те, и другие величины давления, с указанием на это.
Синий диск – вентилятор в канале. Красной линией изображено
распределение статического давления по длине канала
( примерное, для упрощения рассмотрения, взятое как для пропеллера в кольце ). В точках 1 и 3 и далее по каналу до среза, давление равно атмосферному. От т.1 до т.2 статическое давление меньше атмосферного.
Жёлтыми полосками отмечены области с давлением, создающим силу, направленную по движению ЛА – результирующую тягу. Это проекции распределённого
полного давления.
Синими полосками отмечены области ( А и Б ) с давлением, создающим силу, направленную против движения ЛА. Эти силы создают дополнительное сопротивление. Это так же, проекции распределенного
полного давления.
Посмотреть вложение 527328
Изображённые величины распределённого давления на элементах входных каналов
не отражают реальные значения, но схематически отражают качественную картинку, какой она мне представляется.
Полагаю, что такое распределение давления сохраняется на этапе
от нулевой скорости движения ЛА до некоторой скорости полёта. При достижении этой скорости, статическое давление, соответствующее точке 1, устанавливается близко к плоскости пропеллера. Можно сказать, что атмосферное давление «затекает в канал и достигает плоскости пропеллера». Это связано с разгоном ЛА и появлением добавки давления от скоростного напора.
*( В учебной литературе по воздушно реактивным двигателям, для этого процесса приводят такие данные
: «На участке от сечения ( т.1
) до входа в воздухозаборник процесс торможения зависит от отношения скорости полета Vп к скорости воздуха во входном отверстии Свх. Желательную величину Свх при неизменных Vп и расходе воздуха Gв получают выбором соответствующей площади Fвх. Наивыгоднейшим является режим сжатия воздуха в атмосфере, до воздухозаборника, происходящий без потерь и для дозвуковых ( скоростей )
обеспечиваемый при Свх = 0,5 Vп . При этом примерно 75% сжатия воздуха за счет использования скоростного напора происходит вне воздухозаборника.»)
Теперь, перед входом в воздухозаборник, воздух сжат и
статическое давление в точке 1 больше атмосферного. Это можно изобразить смещением красной диаграммы на отрезке т.1 – 2 вверх в поле рисунка на величину dP.
Посмотреть вложение 527329
По мере «затекания значения атмосферного давления» в каналы входного устройства,
предполагаю, что
уменьшается величина тормозящих распределённых сил давления ( синие области А ). В области поверхности канала Б происходит изменение величины давления и на тормозящей, и на тянущей поверхностях канала.
Одновременно с ростом статического давления в канале воздухозаборника, НЕ происходит увеличение скорости ( а значит и массовый расход постоянен ). В левой части от плоскости диска пропеллера, значение давления уменьшается на величину dP ( из-за уменьшения разности статического давления в т.2 по отношению к атмосферному ). Но, в правой части ( т.3 ) за пропеллером, увеличивается на величину dP. Таким образом, сила от распределённого давления на площадь в сечении пропеллера не изменяется. Однако, полагаю, что сумма всех распределённых сил давления в канале ( тяга ) возрастает. Добавка тяги при разгоне ЛА компенсирует рост сопротивления. При этом,
обороты пропеллера не изменяются (!?)
Предполагаю, что прирост тяги становится заметным с момента, когда в результате «скоростного сжатия воздуха», значение статического давления на входе в воздухозаборник достигает атмосферного. С этого момента ( с этой полётной скорости ) начинается «затекание» добавочного давления в канал.
Здесь, считаю уместной аналогию с наддувом в поршневых моторах. В канале повышается давление, что приводит к росту тяги без увеличения оборотов пропеллера.
Поскольку
скорость воздушного потока в канале не зависит от роста скорости полёта, то рассмотрение физики процессов в канале через параметры скорости не даст ответ на вопросы, связанные с «необычным» поведением пропеллера, заключённого в канал. Только рассматривая изменение давления и его распределение по характерным элементам канала, можно сделать заключения о причине неизменности оборотов вентиляторной мото-установки от скорости полёта, а так же, о явлении прироста тяги при достижении некоторой скорости после взлёта…
Воспринимайте моё рассуждение выше, как предложение к обсуждению обрисованной схемы распределения давления в канале. Ожидаю ваши замечания по схеме и пониманию физики процесса…
