Некоторые размышления об особенностях горения различных топлив в различных двигателях периодического действия.

[Stak]

Добавление вторичного воздуха мера вынужденная, как я выше писал, из-за ограничений стойкости по температуре деталей турбины. Если бы ГТДшникам можно было подать на турбину ВЕСЬ объем первого контура с температурой как в КС они бы на органы себя бы продали.

Вывод - для того, что бы поднять температуру в КС - и тягу - надо избавиться от турбины. Но тогда вопрос - чем крутить компрессор?

В ракетной технике есть безгазонераторная схема, когда привод ТНА осуществляется от горючего, испарившегося в процессе регенеративного охлаждения КС.
Однако, в воздухе есть еще и балластный азот, так что может не сложиться по энергобалансу (это можно немножко компенсировать подводом доп.мощности к ТНА от электродвигателя, а тут уже проблема в удельных характеристиках аккумуляторов - однако, для кратковременного использования - может сгодиться).
Да и водород как топливо тоже не подарок (хотя тут возможна замена на метан - в криогенном виде, он уже неплохо освоен на наземном транспорте)).

Есть и еще один потенциально интересный способ получить энергоресурс на привод компрессора, без использования турбины, но тут я пока помолчу).

 

[JohnDoe]

Вывод - для того, что бы поднять температуру в КС - и тягу - надо избавиться от турбины. Но тогда вопрос - чем крутить компрессор?

В ракетной технике есть безгазонераторная схема, когда привод ТНА осуществляется от горючего, испарившегося в процессе регенеративного охлаждения КС.
Однако, в воздухе есть еще и балластный азот, так что может не сложиться по энергобалансу (это можно немножко компенсировать подводом доп.мощности к ТНА от электродвигателя, а тут уже проблема в удельных характеристиках аккумуляторов - однако, для кратковременного использования - может сгодиться).
Да и водород как топливо тоже не подарок (хотя тут возможна замена на метан - в криогенном виде, он уже неплохо освоен на наземном транспорте)).

Есть и еще один потенциально интересный способ получить энергоресурс на привод компрессора, без использования турбины, но тут я пока помолчу).

Для гтд массу газа/воздуха наращивать выгоднее, экономичнее, чем температуру. От температуры зависит скорость истечения, но не линейно(там всякого типа роста теплоемкости газа с ростом температуры и тд), а от массы/массового расхода линейно. Жрд чтука канешна мощная, но неэкономичная.¯\_(ツ)_/¯
Имху

 

[Stak]

Для гтд массу газа/воздуха наращивать выгоднее, экономичнее, чем температуру. От температуры зависит скорость истечения, но не линейно(там всякого типа роста теплоемкости газа с ростом температуры и тд), а от массы/массового расхода линейно. Жрд чтука канешна мощная, но неэкономичная.¯\_(ツ)_/¯
Имху

емнип, где-то читал что непосредственно в КС у ГТД избыток воздуха околонулевой, а добавляют - уже после, что бы турбину не пожечь.
так что если нет ограничения на температуру турбины, при том же массовом рассходе воздуха - можно сжечь больше топлива, и получить в итоге большую тягу.

 

[JohnDoe]

емнип, где-то читал что непосредственно в КС у ГТД избыток воздуха околонулевой, а добавляют - уже после, что бы турбину не пожечь.
так что если нет ограничения на температуру турбины, при том же массовом рассходе воздуха - можно сжечь больше топлива, и получить в итоге большую тягу.

Я об этом и писАл.)))
В ГТД в КС горит слегка обогащенная смесь(это обеспечивает лучшую устойчивость факела пламени), вторичный воздух подмешивается чуть позже, "по дороге" охлаждая стенки кс, дожигая всякое и разбавляя факел до терпимых для турбины температур.

ЗЫ. Сжигать больше топлива в "избыточном" воздухе можно за турбиной в форсажной камере. Растет температура, скорость, тяга, да.... Но это невыгодно с тз экономичности. Расход топлива подскакивает в разы, а тяга растет едва на 15-20%. Можете глянуть, например,тягу и удельный расход на форсаже и без у ал-31. Понятно, что в фк процесс хуже, чем в кс, но все таки.
Имху

 

[Stak]

ЗЫ. Сжигать больше топлива в "избыточном" воздухе можно за турбиной в форсажной камере. Растет температура, скорость, тяга, да.... Но это невыгодно с тз экономичности. Расход топлива подскакивает в разы, а тяга растет едва на 15-20%. Можете глянуть, например,тягу и удельный расход на форсаже и без у ал-31. Понятно, что в фк процесс хуже, чем в кс, но все таки.

В ФК за турбиной - давление уже сильно иеньше, чем в КС, поэтому и экономичность никакая.

 

[JohnDoe]

В ФК за турбиной - давление уже сильно иеньше, чем в КС, поэтому и экономичность никакая.

Так и есть. Все равно, в общем случае, трд тем экономичнее(кг/кгс*ч), чем выше степень двухконтурности.
А так то давно была идея мотокомарессорного рд. Можно возродить: малый ГТД/ТвВД для привода большого/основного компрессора воздух из которого сжигается в отдельной "ракетной" КС с "ракетным" же соплом. Теоритически можно получить тягу жрд с уи гтд.)))

 

[JohnDoe]

В общем побеседовал на эту тему с ии. Вывод: классический трд будет экономичнее, трд с форсажной камерой самый неэкономичный, но с бОльшей тягой, мотокомпрессорный будет между ними по экономичности при равной, или даже большей тягой с трдф.

 

[JohnDoe]

Вся засада в том, что скорость истечения/тяга пропорциональна корню квадратному из температуры.(((