Как измеряется тяга двигателя

Тяга двигателя

Смотреть что такое «Тяга двигателя» в других словарях:

тяга двигателя — Результирующая всех гидродинамических сил (давления), приложенных к внутренней и наружной поверхностям двигателя в предположении, что давление на наружной поверхности равно атмосферному. Примечание. В случае турбовинтового двигателя тяга… … Политехнический терминологический толковый словарь

тяга двигателя — тяга двигателя — реактивная сила, являющаяся результирующей газодинамических сил давления и трения, приложенных к внутренней и наружной поверхностям двигателя. Различают внутреннюю тягу (реактивную тягу) P — результирующую всех… … Энциклопедия «Авиация»

тяга двигателя — тяга двигателя — реактивная сила, являющаяся результирующей газодинамических сил давления и трения, приложенных к внутренней и наружной поверхностям двигателя. Различают внутреннюю тягу (реактивную тягу) P — результирующую всех… … Энциклопедия «Авиация»

тяга (двигателя или винта) — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN thrust … Справочник технического переводчика

удельная тяга двигателя — Тяга, развиваемая двигателем, отнесенная к секундному весовому расходу воздуха через двигатель … Политехнический терминологический толковый словарь

лобовая тяга двигателя — Отношение тяги двигателя к его лобовой площади. Примечание. Под лобовой площадью понимается площадь максимального сечения двигателя … Политехнический терминологический толковый словарь

тяга ЖРД (камеры ЖРД) — тяга двигателя (камеры) Равнодействующая реактивной силы ЖРД (камеры ЖРД) и сил давления окружающей среды, действующих на его (ее) внешние поверхности, за исключением сил внешнего аэродинамического сопротивления. Обозначения: тяга ЖРД R тяга… … Справочник технического переводчика

Тяга — В Викисловаре есть статья «тяга» Тяга: Тяга (авиация) сила движителя самолёта. Реактивная тяга кинетичес … Википедия

Тяга судов — по внутренним водным путям (на морях и больших озерах суда передвигаются исключительно паровою силою или под парусами, а лодки при небольших переходах на веслах) производится разнообразными способами. При движении вниз по течению пользуются силою … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

приведенная тяга — Тяга двигателя, приведенная к стандартным атмосферным условиям … Политехнический терминологический толковый словарь

Источник

Как найти силу тяги

Что такое сила тяги

Сила тяги — сила, прикладываемая к телу для поддержания его в постоянном движении.

Действие силы тяги

Множество сил, действующих на движущийся объект, для упрощения вычислений делят на две группы: силу тяги и силы сопротивления.

Её прекращение

Когда действие силы тяги прекращается, движущееся тело замедляется и постепенно останавливается, так как на него воздействуют силы, мешающие продолжать двигаться, например, трение.

1 закон Ньютона о действии

Согласно этому закону в формулировке самого Ньютона, любое тело остается в покое или равномерно движется по прямой, пока на него не воздействуют силы, заставляющие его изменить это состояние.

В современной физике в формулировку внесены уточнения:

Чтобы переместить неподвижный предмет, на него должна воздействовать некая сила. Чтобы изменить скорость движения предмета, также необходимо воздействие силы, замедляющей его или ускоряющей. Так как предметы обладают разной массой и соответственно разной инертностью, силы, достаточные для эффективного воздействия, тоже будут различаться.

Состояние ускорения после воздействия силы тяги

Когда движение равномерное, сила тяги и сила трения совершают одинаковую работу, уравновешивая друг друга. Воздействие силы на тело в направлении движения придает ему ускорение. Если направить ту же силу в противоположном направлении, она замедлит движение тела, что можно назвать отрицательным ускорением.

Формулы для определения силы тяги

При нахождении тела на горизонтальной поверхности сила тяжести и сила реакции опоры уравновесят друг друга. Но если транспортное средство движется в гору или под гору, придется учесть влияние уклона. Тогда формула может выглядеть так: \(F_т-\;F_с-\;mg\;\times\;\sin\alpha=m\;\times\;a.\)

Какое условие должно соблюдаться

Сила тяги всегда должна быть больше противодействующих ей сил.

Формула через мощность

Измерение и обозначение силы тяги

Как определить силу тяги двигателя. Примеры решения задач

Задача 1

Автомобиль может разгоняться до 216 км/ч. Максимальная мощность двигателя равна 96 кВт. Определите максимальную силу тяги двигателя.

Читайте также:  Двигатель для пылесоса sd9420

Решение

Переведем киловатты в ватты, а километры в час — в метры в секунду:

\(F_т\;=\;\frac N v = \frac<96000> <60>= 1600 Н\)

Задача 2

Троллейбус весом 12 тонн за 5 секунд проезжает по горизонтальной дороге 10 метров. Сила трения равна 2,4 кН. Определите силу тяги, которую развивает двигатель.

Решение

Переведем тонны в килограммы, а килоньютоны в ньютоны:

Чтобы определить ускорение а, воспользуемся формулой \(s\;=\;\frac2\)

Подставив численные значения величин, получаем:

Задача 3

Решение

Сделаем проекции на координатные оси:

Подставим значение \(F_<тр>\) в уравнение \(OX\) и определим \(F_т\) :

Источник

Тяга самолета. Тяга двигателя самолета. Тяга реактивного двигателя.

Тяга – сила, выработанная двигателем. Она толкает самолет сквозь воздушный поток. Единственное, что противостоит тяге – лобовое сопротивление. В прямолинейном горизонтально установившемся полете они сравнительно равны. Если летчик увеличивает тягу путем добавления оборотов двигателя и сохраняет постоянную высоту, тяга начинает превосходить сопротивление воздуха. Летательный аппарат (ЛА) при этом ускоряется. Очень быстро сопротивление увеличивается и снова уравнивает тягу. ЛА стабилизируется на постоянной высокой скорости. Тяга – один из самых важных факторов для определения скороподъемности самолета, а именно насколько быстро ЛА может подняться на определенную высоту. Вертикальная скорость зависит не от подъемной силы, а от запаса тяги, которым обладает самолет.

Тяга реактивного двигателя самолета

Сила тяги двигателя, или его движущая сила, равноценна всем силам давления воздуха на внутреннюю поверхность силовой установки. Тяга некоторых видов реактивных двигателей зависит от скорости и высоты полета. Для вычисления силы тяги реактивного двигателя часто приходится определять тягу на конкретной высоте, у земли, на взлете и во время какой-либо скорости. Для ЖРД сила тяги равноценна произведению массы исходящих газов на скорость, с которой они вылетают из сопла двигателя.

Для ВРД (воздушно-реактивный двигатель) сила тяги измеряется как результат массы газов на разность скоростей, а именно скорости воздушной струи, выходящей из сопла двигателя, и скорости поступающего воздуха в двигатель. Проще говоря, данная скорость уравнивается к скорости полета самолета с реактивным двигателем. Тяга ВРД обычно измеряется в тоннах или килограммах. Важным качественным показателем ВРД является его удельная тяга. Для турбореактивного двигателя – тяга, отнесенная к конкретной единице веса воздуха, который проходит через двигатель в секунду. Этот показатель позволяет понять, насколько высока эффективность эксплуатации воздуха в двигателе для образования тяги. Удельная тяга измеряется в килограммах тяги на 1 кг воздуха, расходуемого за секунду. В некоторых случаях применяется другой показатель, который также называется удельной тягой, показывающей отношение количества топлива, которое расходуется, к силе тяги за секунду. Естественно, что чем выше показатель удельной тяги ВРД, тем меньше поперечный вес и размеры самого двигателя.

Показатель полетной или тяговой мощности – это сила, которая задействует реактивный двигатель при конкретной скорости полета. Как правило, измеряется в лошадиных силах. Величина лобовой тяги говорит о степени конструктивного оптимума реактивного двигателя. Лобовая тяга – это отношение наибольшего показателя площади поперечного сечения к тяге. Лобовая тяга равна тяге, в кг поделенной на площадь в метрах квадратных.

В мировой авиации наиболее ценится тот двигатель, который обладает высокой лобовой тягой.

Чем совершеннее ВРД в конструктивном отношении, тем меньший показатель его удельного веса, а именно общий вес двигателя вместе с приборами и обслуживающими агрегатами, поделенный на величину собственной тяги.

Реактивные двигатели, как и тепловые вообще, отличаются друг от друга не только по мощности, весу, тяге и другим показателям. При оценивании ВРД огромную роль играют параметры, которые зависят от собственной экономичности, а именно от КПД (коэффициент полезного действия). Среди данных показателей главным считается удаленный расход топлива на конкретную единицу тяги. Он выражается в килограммах топлива, которое расходуется за час на образование одного килограмма тяги.

Источник

Понятие тяги двигателя

Для правильного решения методических вопросов, связанных с измерением тяги воздушно-реактивных двигателей на наземных и высотных стендах, важно конкретизировать понятие тяги двигателя. В расчетных и экспериментальных исследованиях используется значение тяги по внутренним параметрам, соответствующее уравнению

которую можно выразить в другой форме, через импульс потока в выходном сечении сопла:

Определение тяги при Н=0 и М=0

При этом предполагается, что потери полного давления в воздухозаборнике отсутствуют и полное давление на входе в двигатель равняется давлению окружающей среды, которое для условий Н=0, М=0 обозначается р, т.е. равняется атмосферному давлению.

Читайте также:  Коробка передач вас 2107

Компоновку, показанную на рис. 5.4, а, на практике осуществить нельзя, поэтому она заменяется компоновкой с лемнискатным входом (рис. 5.5), в которой воздух на вход в двигатель подается из всего окружающего пространства. Выбрав площади контрольных сечений 1, 2 бесконечно большими и применяя уравнение количества движения для контура, ограниченного сечениями 1, 2, с, найдем, что и в этом случае сила, действующая на силоизмерительное устройство стенда, находится по уравнению (5.7).

Компоновка, показанная на рис. 5.5, реализуется на открытом стенде с коротким хорошо спрофилированным входным устройством, потери полного давления в котором близки к нулевым. На таком стенде сила, измеряемая силоизмерительным устройством стенда, равняется тяге двигателя. При этом важно отметить, что полное давление на входе в двигатель равняется давлению окружающей среды p.

Открытые стенды из-за трудностей обслуживания и вредного шумового излучения не получили широкого распространения. Как правило, испытания проводятся на закрытых стендах, воздух к двигателю подается через входную шахту, а выхлопные газы выбрасываются через выхлопную шахту (рис. 5.6). Условия течения во входном устройстве двигателя и условия его обтекания на таком стенде отличаются от условий работы на открытом стенде.

Рис. 5.5. Схема входного устройства в условиях открытого стенда

Рис. 5.6. Схема установки двигателя на закрытом стенде

Расход воздуха через бокс складывается из расхода воздуха через двигатель Gв и расхода воздуха Gобд, обдувающего двигатель, входное устройство, подмоторную раму, коммуникации со скоростью до 15 м/с, что приводит к появлению дополнительных сил и усложнению определения тяги на таких стендах. Давление в начальном сечении бокса р1 и конечном сечении р3 из-за потерь в шахте меньше атмосферного, при этом может наблюдаться градиент давления по длине бокса и давления р1 и р3 не равны друг другу. Скорости обдувающего воздуха в сечениях 1, 3 также могут различаться между собой.

Выберем контур, ограниченный начальным сечением бокса и сечением, проходящим через выходную плоскость сопла. При таком выборе контура учитываются все силы, действующие на двигатель, входное устройство, защитную сетку, коммуникации, подмоторную раму, динамометрическую платформу со стороны воздуха, проходящего через двигатель и бокс. Эти силы воспринимаются силоизмерительным устройством. Их сумму обозначим Рст. Применив уравнение количества движения для выбранного контура, ограниченного сечениями 1. 3, получим

(5.8)

Силой трения о стенки Ртр можно пренебречь или при необходимости вычислить ее по скорости и коэффициенту трения на стенке. Первые два члена в уравнении (5.8) по форме представляют собой тягу двигателя на открытом стенде при давлении окружающей среды p, равном полному давлению на входе р*в:

Количественно указанное соответствие будет выполняться, если отличие давления в окрестности реактивного сопла р3 на закрытом стенде от полного давления на входе р*в не оказывает влияния на внутренние параметры двигателя, что справедлива, если степень понижения давления в сопле выше критической. Тогда из (5.8) и (5.9) следует

Поправка к измеренной величине силы Fс(р*в3) учитывает отличие давления р3 от р*в. Поправка DРаэр связана с аэродинамикой стенда и учитывает отличие условий работы двигателя на закрытом стенде от условий открытого стенда:

Если степень понижения давления в сопле докритическая, то необходимо учитывать поправку DРреж, связанную с изменением режима работы двигателя вследствие отличия полного давления на входе от давления окружающей среды рн, в итоге

Поправка DРаэр находится при аттестации испытательного стенда путем подробного измерения полей давлений и скоростей в характерных сечениях бокса. Поправку DРреж можно найти либо расчетным путем по математической модели двигателя, либо экспериментальным при испытаниях двигателя на высотном стенде, где можно произвольно менять отношение давлений р*в/ р3. Сравнительными испытаниями одного и того же экземпляра двигателя на открытом и наземном стендах можно определить суммарную поправку

В качестве эталонного стенда вместо открытого можно использовать также и высотный стенд.

Источник

Разберёмся в вопросе, что такое сила тяги. Как следует из самого названия – это сила, которую необходимо прикладывать к телу, чтобы оно находилось в состоянии постоянного движения.

Если её убрать, то тело, будь то автомобиль, электровоз, космическая ракета или санки, со временем остановится. Это произойдёт потому, что на тело всегда действуют силы, которые заставляют его стремиться к состоянию покоя:

Первый и второй законы Ньютона

Обратимся к законам Ньютона, которые хорошо описывают механическое движение тел. Из школьной программы мы знаем, что есть первый закон Ньютона, который описывает закон инерции. Он гласит, что любое тело, если на него не действуют силы, или если их равнодействующая равна нулю, движется прямолинейно и равномерно, или же находится в состоянии покоя. Это означает, что тело, пока на него ничто не действует, будет двигаться с постоянной скоростью v=const или пребывать в состоянии покоя сколько угодно долго, пока какое-то внешнее воздействие не выведет тело из этого состояния. Это и есть движение по инерции.

Читайте также:  Крутящие моменты двигателей таблица

Надо сказать, что этот закон справедлив лишь в так называемых инерциальных системах отсчёта. В неинерциальных системах отсчёта этот закон не действует и нужно использовать второй закон Ньютона. В таких системах отсчёта тело тоже будет двигаться по инерции, но оно будет двигаться с ускорением, стремясь сохранять своё движение, т.е. на него также не будут действовать никакие внешние силы, кроме силы инерции, стремящейся двигать тело в том направлении, в каком оно двигалось до воздействия. Тут мы приходим к рассмотрению второго закона Ньютона, который также справедлив в инерциальных системах отсчёта, т. е. в таких системах отсчёта, в которых тело движется с постоянной скоростью либо находится в покое.

Этот закон утверждает, что для того, чтобы вывести тело из состояния покоя или равномерного движения, к нему необходимо приложить силу, равную F=m•a, где m — это масса тела, a — ускорение, сообщаемое телу. Зная эти законы, можно рассчитать силу тяги (двигателя автомобиля, ракетного двигателя или, например, лошади, тянущей нагруженную повозку).

Примеры из жизни

Насколько вы сильны?

Когда вы решили покатать своего ребёнка, вы прикладываете силу тяги (Fтяги) к санкам с ребёнком. Когда вы начинаете тянуть санки, возникает сопротивление движению, вызванное силой трения (Fтр.), направленной в противоположную сторону. Это так называемая сила трения покоя. Когда тело не движется, она равна нулю. Стоит потянуть за санки — и появляется сила трения покоя, которая меняется от нуля до некоторого максимального значения (Fтр. max). Как только Fтяги превысит Fтр.max, санки с ребёнком придут в движение.

Чтобы найти Fтяги, применим второй закон Ньютона: Fтяги – Fтр.max = m•a, где a – ускорение, с которым вы тянете санки, m – масса санок с ребёнком. Допустим, вы разогнали санки до определённой скорости, которая не изменяется. Тогда a = 0 и вышеприведённое уравнение запишется в виде: Fтяги – Fтр. max = 0, или Fтяги = Fтр.max. Есть известный закон из физики, который устанавливает определённую зависимость для Fтр.max и N. Эта зависимость имеет вид: Fтр.max = fmax • N, где fmax – максимальный коэффициент трения покоя.

Если в эту формулу подставить выражение для N, то мы получим Fтр.max = fmax•m•g. Тогда формула искомой силы тяги примет вид: Fтяги = fmax•m•g = fск•m•g, где fск = fmax – коэффициент трения скольжения, g – ускорение свободного падения. Допустим, fск = 0,7, m = 30 кг, g = 9,81 м/с², тогда Fтяги = 0,7 • 30 кг • 9,81 м/с² = 206,01 Н (Ньютона).

Насколько силён ваш автомобиль?

Допустим, вы разогнали свой автомобиль до скорости v за какое-то время t, проехав расстояние s. Тогда Fтяги будет легко рассчитана по формуле: Fтяги = m•v/t. Как и в примере с санками, справедлива также такая формула: Fтяги = f•m•g, где f – коэффициент трения качения, который зависит от скорости автомобиля (чем больше скорость, тем меньше этот коэффициент).

Допустим, вы разогнали свой автомобиль до скорости v = 180 км/ч, а мощность его двигателя N = 200 л. с. (лошадиных сил). Чтобы вычислить Fтяги двигателя, необходимо прежде перевести указанные единицы измерения в единицы СИ, т. е. международной системы измерения. Здесь 1 л. с. = 735,499 Вт, поэтому мощность двигателя составит N = 200 л. с. • 735,499 Вт/л. с. = 147099,8 Вт. Скорость в системе СИ будет равна v = 180 км/ч = 180 • 1000 м/3600 с = 50 м/с. Тогда искомое значение будет равно Fтяги = 147099,8 Вт/50 (м/с) = 2941,996 Н

2,94 кН (килоньютона).

0,98 кН. Полученное для автомобиля значение Fтяги больше веса штанги в 2,94/0,98 = 3 раза. Это равносильно тому, что вы будете поднимать штангу массой в 300 кг. Такова сила тяги двигателя вашего автомобиля (на скорости 180 км/ч).

Таким образом, зная школьный курс физики, мы можем с лёгкостью вычислить силу тяги:

В нашем видео вы найдете интересные опыты, поясняющие, что такое сила тяги и сила сопростивления.

Источник

Ответы на популярные вопросы