Вопрос по авиационным двигателям

[dark_wing]

Может, кто подскажет? Или подскажет, где вопрос этот запостить...
Меня давно интересуют некоторые вопросы по конструкции авиационных двигателей, а вот кому их задать – не знаю. В то же время уверен, что вопросы мои относятся к "азам" авиационного двигателестроения, поэтому и рискну их задать на этом форуме, надеюсь, что мало-мальски осведомленный человек сможет меня просветить.
Для начала попытаюсь изложить (кратко), что мне уже известно, потом сформулирую сами вопросы.
Итак, о воздушно-реактивных двигателях (ВРД) мне известно, что это самый общий случай реактивного двигателя, использующего в качестве окислителя атмосферный воздух. Первыми ВРД были экспериментальные двигатели с подводом воздуха от внешнего источника (как правило, компрессора, приводимого от отдельного двигателя). В последствии появились ТРД и ПВРД (а также ПуВРД). Интересует ТРД – в нем часть энергии истекающей струи преобразуется в механическую энергию (турбиной) и расходуется на привод компрессора.
Вот первый вопрос – какова эта часть? Другими словами, если в двигатель, к примеру, АЛ-31Ф, подвести воздух от внешнего компрессора (с такими же параметрами – давление, расход воздуха и т.д. – как он получает от собственного компрессора), убрать турбину и собственный компрессор, то насколько вырастет его тяга? Максимальная и форсажная?

Тяга-то вырастет но где же брать привод для этого внешнего компрессора?

Второй вопрос – реально ли на определенных режимах изменять производительность собственного компрессора и "лишний" воздух отводить (я ниже напишу, зачем и куда)?

Что такое производительность? КПД? Степень повышения давления?
«Лишний» воздух, действительно, отводится, на то и предназначены противопомпажные окна, ленты и т.д.

При этом без существенного ухудшения характеристик двигателя на нормальных режимах? Просто читал как-то книжку по АЛ-31Ф, так там написано, что компрессор двигателя имеет переменную производительность – за счет изменяемого угла установки лопаток и каких-то закрылков на лопатках (может, я чего не так понял просто?).

В двигателе есть вращающиеся лопатки компрессора в рабочих колесах, и есть неподвижные лопатки в направляющих аппаратах. Неподвижные лопатки направляющих аппаратов могут быть поворотными. Это вопрос повышения газодинамической устойчивости двигателя.

Вот и возник вопрос, а можно ли добавить двигателю такой режим работы, когда расход воздуха через компрессор удваивается?

Невозможно, это уже совсем другой двигатель получится. И основная задача компрессора не «засасывать воздух» (это он только на земле или на низких скоростях это делает) на глубоком дозвуке в компрессор поступает столько воздуха сколько проходит через воздухозаборники. И ни чуть не больше. А с ростом скорости уже и «лишний» воздух прет из воздухозаборника в компрессор, его выбрасывают через окна перепуска.

Сколько при этом движок потеряет в тяге?
На самом деле, вопрос не с потолка.

Если расход воздуха с какого-то перепугу в компрессоре увеличится в 2 раза – будет помпаж и разрушение двигателя.

Прочел я о такой вещи, как ВФК – выносной форсажной камере, планировалось использовать ее на перспективной вертикалке – развитии Як-141. Как я понимаю, она представляет собой именно ВРД с внешним подводом воздуха. Воздух отбирается от маршевого движка (очевидно, из внешнего контура), и подается в ВФК, туда же подается топливо. Ценой повышенного расхода получаем кратковременный рост мощности СУ. Итак, ход моих рассуждений таков. На форсаже движок потр****ет X кг топлива в минуту и Y кг воздуха. Если увеличить расход воздуха до 2Y и отвести Y кг в ВФК, туда же подать X топлива, то тяга ВФК будет не меньше тяги маршевого (даже больше, турбины-то в ВФК нет, реактивная струя не отдает часть энергии турбине). Вот откуда эти два вопроса – если удвоим расход воздуха и половину его отведем в ВФК, то насколько упадет форсажная тяга самого маршевого движка?

Не удвоим мы расход. Сама идея отвода воздуха для некоей ВФК возможно и работоспособна но пока вижу больше минусов, чем плюсов, по отношению к подъемному вентилятору…
Да, турбине отдается внутренняя энергия рабочего тела, а не кинетическая энергия реактивной струи.

Вот на JSF снимают с вала турбины мощность на привод подъемного вентилятора – и тяга движка падает в половину. Но на работу компрессора с удвоенной производительностью потери тяги должны быть меньше. А также непонятно, можно ли без существенного ухудшения параметров движка кратковременно увеличивать ему производительность компрессора вдвое? Каковы будут потери на разворот потока (3 раза на 90 гр.), чтобы из направления "назад" перенаправить его "вниз" в расположенную впереди ВФК? Может лучше как у JSF – снимать механическую мощность с вала турбины, только расходовать ее на привод собственного компрессора ВФК (которая на самом деле ВРД)?

По-моему, все-таки лучше у JSF/

А если все-таки отводить именно воздух, то откуда это возможно? Из внешнего контура? Но там параметры потока, как я понимаю (скорость, давление) отличаются от оптимальных, с которыми воздух должен поступать в камеру сгорания (КС)? Или нет?

Не существует оптимального давления для камеры сгорания, существует скорость потока при которой полное сгорание топлива должно произойти в камере сгорания.

А можно ли увеличить производительность компрессора высокого давления, который, как я понимаю, гонит воздух именно в КС маршевого движка? И можно ли как-то отвести этот "дополнительный" воздух в ВФК?

Ерунда это. Выше уже отписал.

Как, кстати, вообще соотносятся тяга внутреннего контура к общей тяге на максимале и форсаже? Форсаж – это просто дожигание топлива в ФК, где смешиваются потоки внутреннего и внешнего контуров? Или на форсаже увеличивается расход воздуха через внешний контур?
В общем, знаний мне катастрофически не хватает. Объясните чайнику .

На форсаже смешиваются потоки из внутреннего и внешнего контура, и подается топливо для его сжигания. Правда, немало топлива догорает уже за соплом…