Эжекторные усилители тяги

[Dan B-Yallay]

Вложение:

eta.jpg

На рисунке выше схематически изображено одно из устройств, упомянутых в заголовке темы. За счёт смешения реактивной струи с окружающим воздухом увеличивается отбрасываемая турбореактивным двигателем масса, что приводит к увеличению тяги.

Правилно ли я понимаю, что полученный прирост будет приложен к валу А (обозначен красным цветом) ? По идее, больше не к чему, но могу ошибаться.
Означает ли это, что если ТРД изначально не предназначался для использования с эжектором, то присобачивать его туда не следует или же крепления вала делаются с хорошим запасом?

[amon]

Dan B-Yallay в сообщении #1722546 писал(а):

Правилно ли я понимаю, что полученный прирост будет приложен к валу А

Как я понимаю, эта штука аналогична коробке передач в автомобиле. Она увеличивает тягу за счет уменьшения скорости. В коробке передач "дополнительная сила" появляется не на двигателе, а на самой коробке. В случае эжектора эта сила частично приложена к раструбу эжектора. На валу (точнее, на лопатках турбины) усилие, навсидку, тоже возрастет. Насколько - считать (прикинуть) надо. Что касается вопроса о том, можно ли к любому ТРД присобачить эжектор, подозреваю, что тут считать надо почти всерьез. Гидродинамика - наука темная и местами контринтуитивная.

[Dan B-Yallay]

amon
Спасибо за разъяснения.

[Theoristos]

При чём тут вал? Особенно, если выходящая из ТРД струя - сверхзвуковая.

Сила будет прилагаться к обрамлению эжектора и его соплу.

Импульс пропорционален первой степени скорости, а кинетическая энергия - второй.
Поэтому, энергетически выгоднее отбросить бОльшую массу с уменьшенной скоростью.

[Dan B-Yallay]

Theoristos в сообщении #1722650 писал(а):

Сила будет прилагаться к обрамлению эжектора и его соплу.

То есть, если эжектор будет представлять из себя просто трубу постоянного сечения (без обрамления и сопла) то тогда тяга никак не увеличится?

[sergey zhukov]

Dan B-Yallay
Прямоточный двигатель

Конечно, дополнительная конструкция на выходе реактивного двигателя может лучше "согласовать" двигатель с атмосферой (в смысле увеличения тяги) и повысить его тягу. Не исключено, что прирост тяги может приходится даже только на лопатки двигателя, т.е. сам эжектор может не быть объектом приложения силы тяги.

Кстати, в двигателе есть еще лопатки статора. Тяга может возрастать за счет изменения давления на статорные лопатки, не только на роторные.

Например, я раньше думал, что механизм действия акустического рупора работает в основном так, что просто концентрирует звуковую энергию в заданном направлении. Оказалось, что это только часть механизма. Вторая часть в том, что рупор согласует источник звука с атмосферой, позволяя тому же источнику отдавать больше звуковой энергии, чем в отсутствии рупора.

[Dan B-Yallay]

sergey zhukov в сообщении #1722682 писал(а):

Кстати, в двигателе есть еще лопатки статора. Тяга может возрастать за счет изменения давления на статорные лопатки, не только на роторные.

И статор и ротор крепятся к валу, а тот к корпусу турбины через подшипники качения/скольжения или что там позволяет валу с крыльчатками вращаться. Если с помощью эжектора увеличить тягу на 35-40% ... Я так понимаю, что там самое слабое звено. Или крыльчатки могут посыпаться раньше?

[sergey zhukov]

Dan B-Yallay
Как это статор крепится к валу? Статор - это и есть по сути корпус, в котором внутри неподвижные лопатки понатыканы, как в пасти у акулы. В статоре на подшипниках ротор установлен. Нагрузка к двигателю прилагается на корпус, т.е. по сути на статор. Эта нагрузка далее распредеяется по лопаткам статора, стенкам проточной части статора и упорным подшипникам. Может случится так, что при подключении эжектора нагрузка на подшипники не изменится, а нагрузка на лопатки и стенки проточной части возрастет.

[Dan B-Yallay]

Собственно, моё любопытство возникло из следующего: есть компания PBS, которая производит малые турбореактивные двигатели. Есть один тягой 100 кгс и другой тягой 150 кгс. Физические размеры, такие как длина и диаметр, у них совпадают. Двигательна 100 кгс допускает налет до 300 часов, после чего надо обслуживать. А 150 кгс надо перебирать каждые 50 часов. Оба эти двигателя ставятся на экспериментальные самолеты. Но делать капремонт каждые 50 часов налёта это как-то грустно. Поэтому возник вопрос, почему бы не воспользаоваться эжектором для 100кгс двигателя.

Если эжектор может работать без увеличения эксплуатационных нагрузок на ТРД, то было бы просто замечательно. А если нагрузки возрастут и обслуживать придется тоже каждые 50 часов, то овчинка выделки не стоит.

-- Сб апр 18, 2026 22:57:00 --

sergey zhukov в сообщении #1722684 писал(а):

Как это статор крепится к валу?

Оговорка, прошу прощения.

[amon]

Dan B-Yallay в сообщении #1722685 писал(а):

Поэтому возник вопрос, почему бы не воспользаоваться эжектором для 100кгс двигателя.

IMHO, тут дьявол в деталях. Если бы все было так просто, эжекторы стояли бы на всех реактивных двигателях, однако не стоят. Если двигатель двухконтурный, то в нем уже встроен некий аналог эжектора. Если одноконтурный, то с эжектором он может просто не полететь так как скорость истечения газов будет слишком мала (она должна быть больше, чем скорость полета). IMHO, пришпандоривание эжектора может быть оправдано только для плохо спроектированного двигателя, либо в случае, когда тяга важнее скорости полета. При этом, конструкцию всяко нужно как-то просчитывать.

[sergey zhukov]

Dan B-Yallay
Тут наверняка все в комплексе нужно смотреть, и никакого однозначного "хуже/лучше" не получается. Если сделать так-то, то тут станет лучше, а тут станет хуже. Для одних режимов это хорошо, для других - плохо. Для тяги хорошо, для скорости - плохо (например). Вряд-ли можно надеятся, что этот эжектор прямо отовсюду хорош и все только улучшает. Смотря какую "целевую функцию" взять.

Я с этой идеей, впрочем, не знаком близко. Напомнило эжектроные ступени в водяных насосах для скважин (не погружных насосов). Благодаря тому, что часть воды из насоса (установленного наверху) возвращается в скважину и там приводит в действие эжекторную ступень, такой насос поднимает воду с глубин бОльших, чем классические 10 метров. За счет уменьшения расхода, конечно.

[wrest]

Dan B-Yallay
Интересный ролик на тему. Чуваки как раз пытаются увеличить тягу одноступенчатого ТРД, которая у него "паспортная" 300 ньютонов, приставлением "эжектора" (или как оно называется ими по-английски, "augmenter") очень похожего на картинку в старотом посте.



https://www.youtube.com/watch?v=u4CweN6_mLk
Попутно пытаются объяснить физику, и всё меряют. Итог: увеличить тягу не вышло.

Дополнительная сила, как я понял, должна быть приложена к "эжектору", так что на двигатель не влияет.

Но есть сомнения что это вообще работает. Чуваки, в частности, говорят что литературы хоть и немало, но она противоречивая. Дальше Ерик (это блоггер в этом видео) говорит что связывался с автором одной из статей, и тот ему сказал что такие штуки хорошо для ПуВРД или других типов импульсных реактивных двигателей, потому что там из-за завихрений трение о стенку эжектора будет в правильную сторону. Но у Эрика есть и ролик с ПуВРД где они приставляют этот же "эжектор" и результат тоже почти нет https://www.youtube.com/watch?v=nbVmArUT9Wo

-- 19.04.2026, 17:46 --

Dan B-Yallay в сообщении #1722685 писал(а):

Если эжектор может работать без увеличения эксплуатационных нагрузок на ТРД, то было бы просто замечательно.

Так что, нагрузку на ТРД не увеличивает, но похоже что и тяги не добавляет :)

[sergey zhukov]

wrest в сообщении #1722707 писал(а):

трение о стенку эжектора будет в правильную сторону.

Если там все на трении основано, а не на давлении, то это какой-то мизер мизерный, наверное.

[Dan B-Yallay]

amon в сообщении #1722703 писал(а):

Если одноконтурный, то с эжектором он может просто не полететь так как скорость истечения газов будет слишком мала (она должна быть больше, чем скорость полета).

Двигатель одноконтурный -- в диаметр 27 сантиметров второй контур городить нет смысла. Макcимальная эксплуатационная скорость 0,9М, то есть за тысячу км/ч. Пилотам FLS Microjet или Subsonex JSX-1 -- экспериментальных и самосборных самолётиков такие скорости ни к чему, максимум 400-450 км/ч. Если ради увеличeния тяги на 40-50% замедлить скорость истечения газов тоже раза в полтора - наверное максимальная скорость несильно пострадает? Тут я конечно пытаюсь гадать.

sergey zhukov в сообщении #1722704 писал(а):

Тут наверняка все в комплексе нужно смотреть, и никакого однозначного "хуже/лучше" не получается. Если сделать так-то, то тут станет лучше, а тут станет хуже. Для одних режимов это хорошо, для других - плохо. Для тяги хорошо, для скорости - плохо (например). Вряд-ли можно надеятся, что этот эжектор прямо отовсюду хорош и все только улучшает. Смотря какую "целевую функцию" взять.

Разумеется, я понимаю, что любая механическая приспособа даёт выигрыш в одном аспекте и проигрыш в другом.

wrest в сообщении #1722707 писал(а):

Интересный ролик на тему. Чуваки как раз пытаются увеличить тягу одноступенчатого ТРД, которая у него "паспортная" 300 ньютонов, приставлением "эжектора" (или как оно называется ими по-английски, "augmenter") очень похожего на картинку в старотом посте.

О, то что я как раз пытаюсь выяснить.

wrest в сообщении #1722707 писал(а):

Попутно пытаются объяснить физику, и всё меряют. Итог: увеличить тягу не вышло....
Но есть сомнения что это вообще работает. Чуваки, в частности, говорят что литературы хоть и немало, но она противоречивая.

Возможно, чуваки плохо старались. ))
Вот в этой книге на стр 7-8 описаны случаи применения эжекторных усилителей тяги для самолётов вертикального взлёта/посадки.
Авиационные эжекторные усилители тяги

[amon]

Dan B-Yallay в сообщении #1722720 писал(а):

Если ради увеличeния тяги на 40-50% замедлить скорость истечения газов тоже раза в полтора - наверное максимальная скорость несильно пострадает?

Я в технической аэродинамике дальше вертолетных винтов, слава богу, не ходил. Поэтому все, что я пишу - дилетантство. Если руки очень чешутся, я бы для начала на какой- нибудь Comsol'и попытался бы помоделировать. Двигатель - труба соответствующей формы. Задается входной и выходной поток, к ней приделываем другую трубу, и играемся с ее формой. Задача аксиально-симметричная, вроде худо-бедно численно решаться должна. Там, насколько я знаю, еще такие грабли. Турбина имеет довольно узкий рабочий коридор по давлению-производительности, и если сильно замедлить поток именно в турбине, можно попасть в нижний помпаж. Но все это - мои домыслы.