
Ãëàâà 9 - Âûõîäíûå óñòðîéñòâà ÃÒÄ
596
ãàçîäèíàìè÷åñêîé óñòîé÷èâîñòè êîìïðåññîðà ïðè
âêëþ÷åíèè è âûêëþ÷åíèè ÔÊ,
óâåëè÷åíèè
è óìåíüøåíèè ôîðñèðîâàííîãî ðåæèìà: ðàñêðûòèå
ñîïëà îïåðåæàåò ïðîöåññ ðîçæèãà è îòñòàåò ïðè
ñíèæåíèè ðåæèìà è âûêëþ÷åíèè ÔÊ.
Ýòî ðàññîãëàñîâàíèå ïðèâîäèò ê âîçíèêíîâå-
íèþ íåðàñ÷åòíûõ ðåæèìîâ òå÷åíèÿ, õàðàêòåðèçó-
þùèõñÿ ïîÿâëåíèåì íåñòàöèîíàðíûõ âîçìóùåíèé
èç-çà íàëè÷èÿ çîí íåóñòîé÷èâîãî òîðìîæåíèÿ, îò-
ðûâà ïîòîêà, ìåñòíûõ ñâåðõçâóêîâûõ çîí ñ çàìû-
êàþùèìè ñêà÷êàìè óïëîòíåíèÿ, êîòîðûå â ñîâî-
êóïíîñòè ñ ïîäâèæíûìè ýëåìåíòàìè ïðîòî÷íîé
÷àñòè ìîãóò, åñëè íå ïðèíÿòü ñïåöèàëüíûõ ìåð,
ïðèâåñòè ê çíà÷èòåëüíûì äèíàìè÷åñêèì íàãðóçêàì
íà äåòàëè êîíñòðóêöèè è äàæå ê åå ðàçðóøåíèþ.
Ïî-âèäèìîìó, âïåðâûå ñòîëêíóëèñü ñ ýòîé
ïðîáëåìîé, êîãäà â ïðîòî÷íîé ÷àñòè ñîïëà ïîÿâèë-
ñÿ âòîðîé ðÿä ñòâîðîê, â êîíöå 50-õ ãîäîâ ïðîøëî-
ãî âåêà ïðè äîâîäêå ñîïëà äâèãàòåëÿ J-79 [9.12.12].
Ïåðâàÿ ïóáëèêàöèÿ íà ýòó òåìó ïîÿâèëàñü â 1965
ãîäó [9.12.13].
Áûëè îïèñàíû òðè òèïà àýðîäèíàìè÷åñêîé íå-
óñòîé÷èâîñòè:
- áàôòèíã ïðè áîëüøîé ñòåïåíè ðàñøèðåíèÿ
ñîïëà;
- âèáðàöèè ïðè ìàëîé ñòåïåíè ðàñøèðåíèÿ;
- àêóñòè÷åñêèå êîëåáàíèÿ ïðè íèçêèõ
ππ
ππ
π
ñ
∗∗
∗∗
∗
.
Ïåðâûé òèï íåóñòîé÷èâîñòè – áàôòèíã – íà-
áëþäàëñÿ òîãäà, êîãäà
ππ
ππ
π
ñ
∗∗
∗∗
∗
áûëà íåäîñòàòî÷íà äëÿ
ïîëíîãî ðàñøèðåíèÿ. Òîãäà ïîä äåéñòâèåì çàìû-
êàþùåãî ñêà÷êà óïëîòíåíèÿ ïðîèñõîäèë îòðûâ
ïîòîêà, ïðè ýòîì áûëî îáíàðóæåíî ÿâëåíèå ãèñòå-
ðåçèñà â ðàñïðåäåëåíèè äàâëåíèÿ â çàâèñèìîñòè îò
íàïðàâëåíèÿ èçìåíåíèÿ
ππ
ππ
π
ñ
∗∗
∗∗
∗
(÷òî ÿâëÿåòñÿ óñëîâè-
åì âîçíèêíîâåíèÿ àâòîêîëåáàíèé).
Âòîðîé òèï íåóñòîé÷èâîñòè – «âèáðàöèÿ ïðè
ìàëîé ñòåïåíè ðàñøèðåíèÿ ñîïëà» – âîçíèêàë, êîã-
äà â êàíàëå ðåàëèçîâûâàëèñü çîíû êàê óñêîðåíèÿ,
òàê è òîðìîæåíèÿ ïîòîêà.
È òðåòèé òèï íåóñòîé÷èâîñòè – àêóñòè÷åñêèå
êîëåáàíèÿ ïðè íèçêèõ
ππ
ππ
π
ñ
∗∗
∗∗
∗
. Ýòî ÿâëåíèå àíàëîãè÷-
íî ãåíåðèðîâàíèþ çâóêà â îðãàííûõ òðóáàõ.
 äàëüíåéøåì ñ ïðîáëåìîé àýðîäèíàìè÷åñ-
êîé óñòîé÷èâîñòè ÐÑ ñòîëêíóëèñü ïðè äîâîäêå ÂÓ
äâèãàòåëåé J-93 [9.12.14], J-85-GE-13 [9.12.15,
9.12.16] è îòå÷åñòâåííûõ ÀË-21Ô, Ð15 ÁÔ2-300
[9.12.17].
«Àâòîìîäåëüíàÿ» êîíñòðóêöèÿ ñîïëà íå ñïà-
ñàåò îò ýòîé ïðîáëåìû. Ýòî ïîäòâåðäèë îïûò äî-
âîäêè ñîïëà YF-101 [9.12.18], ÐÄ-33 è äð.
Êîíñòðóêòèâíûå ðåøåíèÿ ìîæíî ñâåñòè ê äâóì
ãðóïïàì:
1 – àýðîäèíàìè÷åñêîå äåìïôèðîâàíèå;
2 – ìåõàíè÷åñêîå äåìïôèðîâàíèå.
Àýðîäèíàìè÷åñêîå äåìïôèðîâàíèå ðåàëèçóåò-
ñÿ ñîåäèíåíèåì ïðîòî÷íîé ÷àñòè ñ ïîëîñòüþ ìåæ-
ñòâîð÷àòîãî ïðîñòðàíñòâà ñ ïîìîùüþ ïðîäîëüíûõ
(J-79-5), êîëüöåâûõ ùåëåé (J-79-10, J-93) èëè îòâåð-
ñòèé â ïðîñòàâêàõ (ñåðèéíûé J-93),
ïåðåêðûâàåìûõ
íà êðåéñåðñêîì ðåæèìå ñòâîðêàìè [9.12.14].
Òàêîå ðåøåíèå íåèçáåæíî óõóäøàåò õàðàê-
òåðèñòèêè.Óñòàíîâêà ïðîñòàâîê âòîðîãî ðÿäà ñ
âîçìîæíîñòüþ îáðàçîâàíèÿ ìåæäó ñòâîðêàìè è
ïðîñòàâêàìè ùåëåé, îòêðûâàþùèõñÿ è çàêðûâà-
þùèõñÿ ïîä äåéñòâèåì ïåðåïàäà äàâëåíèÿ, êàê íà
ÐÄ-33 [9.12.19], à òàêæå çàêðûòèå îòâåðñòèé â ïðî-
ñòàâêàõ àýðîäèíàìè÷åñêè óïðàâëÿåìûìè êëàïàíà-
ìè [9.12.20, 9.12.21], êàê íà Ä-30Ô6, óñòðàíÿåò ýòîò
íåäîñòàòîê, õîòÿ è óñëîæíÿåò êîíñòðóêöèþ.
Ñîåäèíåíèå ïðîòî÷íîé
÷àñòè ñ ìåæñòâîð÷à-
òûì ïðîñòðàíñòâîì ñòàáèëèçèðóåò ïîëîæåíèå ñêà÷-
êà óïëîòíåíèÿ, âûðàâíèâàÿ äàâëåíèÿ ïåðåä ñêà÷-
êîì è çà íèì; óìåíüøàåò ãàçîäèíàìè÷åñêèé ìîìåíò
íà çàêðûòèå ñòâîðîê çà ñ÷åò ïåðåïóñêà âîçäóõà èç
ìåæñòâîð÷àòîãî ïðîñòðàíñòâà â çîíû ñ ïîíèæåí-
íûì äàâëåíèåì.
Ê àýðîäèíàìè÷åñêîìó ðåøåíèþ ìîæíî îòíå-
ñòè óâåëè÷åíèå ìèíèìàëüíîé ñòåïåíè ðàñøèðåíèÿ
ñîïëà F
âûõ
/F
êð
(ñ 1,47 äî 1,53 íà J-85; c 1,09 äî 1,15
íà YF-101; ñ 1,037 äî 1,232 íà ÀË-21Ô). Ðåøåíèå
îñíîâàíî íà èñêëþ÷åíèè âîçìîæíîñòè îáðàçîâà-
íèÿ áèêîíè÷åñêîãî ñóæàþùåãîñÿ êàíàëà, â êîòîðîì
«ãîðëî» îáðàçóåòñÿ æèäêèì êîíòóðîì íà âûõîäå èç
ïåðâîãî êîíóñà (ïåðâîãî ðÿäà ñòâîðîê), à äàëåå
ñâåðõçâóêîâîé ïîòîê òîðìîçèòñÿ â ñóæàþùåìñÿ
âòîðîì êîíóñå (âòîðîì ðÿäå ñòâîðîê) ñ âîçíèêíî-
âåíèåì íåóñòîé÷èâîãî [9.12.22, 9.12.23] çàìûêàþ-
ùåãî ñêà÷êà óïëîòíåíèÿ [9.12.24] è íåîïðåäåëåí-
íîñòüþ ïîëîæåíèÿ êðèòè÷åñêîãî ñå÷åíèÿ. Ýòî
ðåøåíèå òàêæå ïðèâîäèò ê óõóäøåíèþ ïàðàìåòðîâ.
Êðîìå òîãî â ñîïëàõ ñ áîëüøîé ñòåïåíüþ ðàñøè-
ðåíèÿ (êàê íà Ä-30Ô6), ãäå êðèòè÷åñêîå ñå÷åíèå
íà áåñôîðñàæíûõ ðåæèìàõ ðàñïîëîæåíî íà âûõî-
äå èç âòîðîãî ðÿäà ñòâîðîê, îíî íåïðèìåíèìî, êàê
ãîâîðèòñÿ, ïî «îïðåäåëåíèþ».
Ìåõàíè÷åñêîå äåìïôèðîâàíèå – ââåäåíèå
â
êîí
ñòðóêöèþ ÐÑ ýëåìåíòîâ ñ ñóõèì òðåíèåì, ðàñ-
ñåèâàþùèõ ýíåðãèþ êîëåáàíèé. Ïîïûòêà ðåøèòü
ïðîáëåìó òîëüêî çà ñ÷åò ìåõàíè÷åñêîãî äåìïôèðî-
âàíèÿ òðåáóåò ìîùíûõ äåìïôåðîâ ñóõîãî òðåíèÿ
(80…100 êãñ íà Ð-15-ÁÔ2-300). Ñîçäàíèå òàêèõ äåì-
ïôåðîâ, íàäåæíî ðàáîòàþùèõ ïðè òåìïåðàòóðå äî
800°Ñ, – íåïðîñòàÿ çàäà÷à.
Ïðèìåíåíèå êîìáèíèðîâàííîãî ðåøåíèÿ – ñî-
âìåñòíî àýðîäèíàìè÷åñêîãî è ìåõàíè÷åñêîãî äåì-
ïôèðîâàíèÿ – ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü íàäåæíûå
äåìïôåðû ñ îòíîñèòåëüíî íåáîëüøèì óñèëèåì òðå-
íèÿ (4…8 êãñ íà Ä-30Ô6) è îáåñïå÷èòü ì
èíèìàëü-