Стр. 112 - Оценка мощности энергетических установок высокоскоростных судов

ОЦЕНКА МОЩНОСТИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ СУДОВ

110

h

N D

m

=

1 36

2

3 2

,

/

п

0

η

,

где

N

п

- мощность, затрачиваемая на поддув воздуха, кВт (

N

Q p

п

=

0 096

,

);

Q

- производительность вентилятора, м

3

/с;

p

- подкупольное давление, Па;

D

- линейный размер (например, диаметр поддувного контура), м;

m

0

- масса

аппарата, т;

η

- коэффициент, зависящий от формы сопла поддувного контура

(для круглого сопла

η

= 6,8 при коэффициенте истечения

β

= 0,6).

Для оценки энергетических затрат в режиме парения вводится параметр ка-

чества парения

M

, связывающий значение мощности с удельной нагрузкой.

Величина

M

является функцией высоты парения и конструктивных парамет-

ров аппарата [2]:

M

m

N

m

S

=

4 25

2

,

ρ

0

п

0

,

где

ρ

- плотность воздуха, кг/м

3

;

m

0

- масса аппарата, кг;

S

- площадь, ограни-

ченная соплом, м

2

.

Максимальное значение качества парения

M

S

h c

max

=

,

где

h

- высота подъема, м;

с

- периметр сопла, м. Чем выше параметр

М

max

, тем

выше пропульсивное качество аппарата. Параметр

M

дает возможность рассчи-

тывать мощность, требуемую для создания подушки при заданной массе и ра-

бочей площади аппарата.

Иллюстрацией использования статической воздушной подушки соплового

типа может служить проект ЭП “Колумбия” (США) взлетной массой 100 т [5],

представляющий собой катамаран с крылом малого удлинения. Энергетическая

установка состояла из шести ГТД мощностью по 1670 кВт (общая мощность

10020 кВт). Скорость полета 185 - 220 км/ч. Два ГТД - маршевые, работающие

на воздушные винты. Четыре - стартовые (на два вентилятора для создания

статической воздушной подушки). Вентиляторная ЭУ скомпонована таким об-

разом, что на один вентилятор работают два ГТД через общий редуктор. Мощ-

ность двигателя и производительность вентилятора выбраны из условия обес-

печения старта при работе лишь одного вентилятора. Когда скорость ЭП стано-

вилась достаточной для образования подъемной силы, равной весу ЭП, под-

дувные двигатели выключались. При скорости 187 км/ч и высоте полета