11.觀察到的渦輪螺槳發動機的性能也按國際標準大氣條件進行修正。但由于額定功率是軸馬力,而不是以磅推力計,因此系數不同。例如,對軸馬力的修正是:式中Po=大氣壓力(英寸汞柱)(觀察值) T0=大氣溫度,℃(觀察值) 30=國際標準大氣海平面標準壓力(英寸汞柱) 273+15=國際標準大氣海平面標準溫度,K 273+To=大氣溫度,K 實際上,在渦輪螺槳發動機的總的輸出中。總有一數量的噴氣推力,因此,必須將它加到軸馬力上。對噴氣推力的修正與第10段中的做法相同。
12.為了對這二種功率輸出加以區分,通常將它稱作軸馬力和推力馬力(t.h.p.)。總當量馬力用(t.e.h.p.)(有時候用e.h.p.)來表示。是軸馬力加上凈噴氣推力的軸馬力當量。用于估算時,它采用在海平面靜態條件下,1軸馬力約相當于2.6磅的噴氣推力。因此:
總當量馬力=軸馬力+排氣推力(磅)/2.6
13.噴氣推力對軸功率的比受多種因素的影響。例如,飛機飛行速度越大,所要求的以噴氣推力形式總輸出中所占的比例可能就越大。另一方面,如果要求軸上提供的功率在總功率中超過一定的比例,就可能需要額外的渦輪級。一般來說,渦輪螺槳飛機為每產生1磅推力需具備3.5至5馬力。
15.推力馬力表示為FV/550英尺/秒
F=磅推力
V=飛機速度
用于1馬力相當于550英尺磅/秒,550英尺/秒相當于375英里/小時,從上面公式可以看出,1磅推力等于375英里/小時時的1推力馬力。人們還常常將速度以節(海里/小時)來表示,1節等于1.1515英里/小時,或1磅推力等于325節時的1推力馬力。
14.因為渦輪噴氣發動機是以推力而渦輪螺槳發動機是以軸馬力計算的,因此,如果沒有一個功率轉換系數,就不能在這二者之間直接比較。然而,由于渦輪螺槳發動機主要從螺旋槳得到推力,將這種發動機產生的馬力轉換成推力或將禍輪噴氣發動機產生的推力轉換成推力馬力,就可加以較了;這就是說,將功轉換成力或將力轉換成功。為此,必須考慮飛機的速度。
推力和馬力之間的比較
Performance
FV15. The t.h.p. is expressed as
550 ft. per sec . where F = lb. of thrust
V = aircraft speed (ft. per sec.) Since one horse-power is equal to 550 ft.lb. per sec. and 550 ft. per sec. is equivalent to 375 miles per hour, it can be seen from the above formula that one lb. of thrust equals one t.h.p. at 375 m.p.h. It is also common to quote the speed in knots (nautical miles per hour); one knot is equal to 1.1515 m.p.h, or one pound of thrust is equal to one t.h.p. at 325 knots.
16. Thus if a turbo-jet engine produces 5,000 lb. of
net thrust at an aircraft speed of 600 m.p.h. the t.h.p. 5,000 x 600
would be = 8,000
375 However, if the same thrust was being produced by a turbo-propeller engine with a propeller efficiency of 55 per cent at the same flight speed of 600 m.p.h., then the t.h.p. would be 100
8,000 x = 14,545
55 Thus at 600 m.p.h. one lb. of thrust is the equivalent of about 3 t.h.p.
ENGINE THRUST IN FLIGHT
17. Since reference will be made to gross thrust,
momentum drag and net thrust, it will be helpful to
define these terms:
from Part 20, gross or total thrust is the product of the
mass of air passing through the engine and the jet
velocity at the propelling nozzle, expressed as:
WvJ
(P . P0)A +
g
The momentum drag is the drag due to the momentum of the air passing into the engine relative WV
to the aircraft velocity, expressed as where
gW = Mass flow in lb. per sec. V = Velocity of aircraft in feet per sec. g = Gravitational constant 32.2 ft. per sec. per sec. The net thrust or resultant force acting on the aircraft in flight is the difference between the gross thrust and the momentum drag.
18. From the definitions and formulae stated in para, 17; under flight conditions, the net thrust of the
16.因而,若飛機速度為600英里/小時時渦輪噴氣發動機產生5,000磅的凈推力,那么推力馬力將是……
然而,如果在600英里/小時的相同飛行速度時,螺旋槳效率為55%的渦輪螺槳發動機產生相同的推力,那么推力馬力將是……
因而在600英里/小時時,1磅推力大約相當于3推力馬力。
圖21-2 力的平衡和推力及動量阻力的表達
式中:W=質量流量,以磅/秒為地位 V=飛機的速度,以英尺/秒為單位
g=重力常熟,32.3英尺/平方秒
凈推力或作用在飛行中的飛機上的合力就是總推力和動量阻力之間的差。
19.由于涉及“沖壓比”和馬赫數,茲將這些術語定義如下:
沖壓比是發動機壓氣機入口處空氣總壓與進氣道入口處空氣靜壓之比。
馬赫數是一種衡量速度的附加手段,定義為一個物體的速度對當地聲速之比。因此馬赫數1.0表示速度等于當地聲速。
前飛速度的影響
18.從第17段中敘述的定義和公式可以看出,在飛行條件下,發動機的凈推力,簡化之后可表示為:……
圖21-2用圖表作了說明。
Performance
20.從第18段的推力方程可以看出,很顯然,如果噴氣速度保持不變,不受飛機速度影響,那么當飛機速度增加時,推力就成比例減小。然而,由于飛機前飛速度造成的“沖壓比”的影響,更多的空氣進入發動機,這樣,質量流量和噴氣速度均隨著飛機速度增大。這種影響有助于補償由于前飛速度產生的額外的進氣道動量阻力,這樣,凈推力的總損失在飛機度增大時部分得以恢復。圖21-3所示的是表示這一點的典型曲線。顯然,“沖壓比”的影響,或在壓氣機入口處壓力上升所獲得的回報與不可避免的進氣阻力交換,對渦輪噴氣發動機來說相當重要,尤其是在高速時。在馬赫數高于1.0時,于在進氣道處形成激波的結果,如不對進氣道適當設計(第23章),這種壓力上升率將迅速下降;為了從沖壓比效應中獲得最大好處,設計出一種高效率進氣道是必要的。
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