Нулевой этап - Zero-stage

Реактивные двигатели и другие газовая турбина двигатели часто завышают, добавляя нулевой этап, иногда написано Стадия "0",^[1] перед компрессор.^[2]При заданном размере сердечника добавление ступени впереди компрессора не только увеличивает цикл. общий коэффициент давления, но увеличивает массовый расход ядра. Дальнейшее повышение рейтинга может быть выполнено путем добавления еще одной ступени перед ранее добавленной нулевой ступенью, и в этом случае новая ступень может называться нулевой ступенью.

Сравнение с другими способами повышения мощности существующего движка без радикальной переделки движка показано для конкретного случая, например то Роллс-Ройс / SNECMA M45H тяга могла быть увеличена на 25% с помощью компрессора низкого давления с нулевой ступенью или на 10% с помощью улучшенной турбины высокого давления или с впрыском воды.^[3]

Нулевой каскад также сочетается с другими модификациями, чтобы обеспечить повышенную тягу или более низкую температуру турбины.^[4] Это может потребоваться для увеличения веса существующего самолета или для нового применения, как показано на следующих примерах.

15-ступенчатая Роллс-Ройс Эйвон запитал Lightning F.1. Для Caravelle III была добавлена нулевая ступень вместе с новой турбиной (всего 16 ступеней). Для Caravelle VI была добавлена ступень нуля-нуля (всего 17 ступеней).^[4]

7-ступенчатая Snecma Atar D использовался в Mystere II. Была добавлена нулевая ступень (всего 8 ступеней) для E и G, используемых в Vautour и Super Mystere B.2. Ступень «ноль-ноль» (всего 9 ступеней) вместе с двухступенчатой турбиной была добавлена для Atar 8 и 9, используемых в Mirage III.^[5]

В Роллс-Ройс / Snecma Olympus 593 стартовал с 6-ступенчатого компрессора НД. По мере увеличения веса Concorde на этапе проектирования требования к взлетной тяге увеличивались. Двигатель получил нулевую ступень компрессора, модернизированную турбину и частичный перегрев.^[2]

Примерами нулевой ступени для наземных газовых турбин являются авиационная система GE LM2500 +.^[6] и сверхмощный GE MS5002B.^[7] Альтернатива нулевой стадии, используемая некоторыми OEM-производители нагнетает компрессор вентилятором с приводом от электродвигателя.^[8]

Нулевая стадия демонстрируется следующими отношениями:

${displaystyle w_ {2} = (w_ {2} {sqrt {T_ {3}}} / P_ {3}) * (P_ {3} / P_ {2}) * ({sqrt {T_ {2} / T_ {3}}}) * (P_ {2} / {sqrt {T_ {2}}}),}$

куда:

массовый расход активной зоны = ${displaystyle w_ {2},}$

размер ядра = ${displaystyle (w_ {2} {sqrt {T_ {3}}} / P_ {3}),}$

коэффициент полного напора керна = ${displaystyle (P_ {3} / P_ {2}),}$

обратное отношение температур сердечника к общему напору = ${displaystyle T_ {2} / T_ {3},}$ т.е. ( ${displaystyle P_ {3} / P_ {2},}$ )

полное давление на входе в керн = ${displaystyle P_ {2},}$

общая температура на входе в активную зону = ${displaystyle T_ {2},}$

Так что в основном увеличение ${displaystyle (P_ {3} / P_ {2}),}$ увеличивается ${displaystyle w_ {2},}$ .

С другой стороны, добавление ступени к задней части компрессора увеличивает общий перепад давлений и уменьшает размер сердечника, но не влияет на поток в сердечнике. Этот вариант также требует Турбина со значительно меньшей пропускной способностью для привода компрессора.

Обнуление компрессора также подразумевает увеличение скорости вала:

${displaystyle N_ {2} = (N_ {2} {sqrt {T_ {3}}}) * ({sqrt {T_ {3}}}),}$

куда:

Скорость вала ВД = ${displaystyle N_ {2},}$

"Безразмерная" скорость компрессора ВД (на основе общей температуры на выходе) = ${displaystyle (N_ {2} {sqrt {T_ {3}}}),}$

Общая температура на выходе компрессора ВД = ${displaystyle T_ {3},}$

Таким образом, если необходимо сохранить «безразмерную» скорость исходного компрессора, увеличивая ${displaystyle T_ {3},}$ увеличивается ${displaystyle N_ {2},}$ . Это означает увеличение уровней напряжений как лезвия, так и диска.

Если исходная частота вращения вала сохраняется, то увеличение степени сжатия и массового расхода от добавления нулевой ступени будет значительно уменьшено.

Хотя приведенные выше уравнения написаны с учетом нулевой ступени компрессора высокого давления, тот же подход применим к компрессору низкого или низкого давления.

Нулевой этап - Zero-stage

Рекомендации