В космосе нет внешнего обтекания, а тяга есть. В полном соответствии с теорией

Не обязательно сопла. У F16 были простые поворотные щитки после неподвижного штатного сопла. Тоже отклоняли поток

...ака "газовые рули" на ракетах... немцы ах для Фау-2 изобрести сподобились...

Обсуждают сейчас не РД вообще, а куда тяга приложена у ВРД. Вон, уже и теорему Эйлера вспомнили применительно к Пегасусу. Там на этих поворотах и тяги, и потерь мама не горюй. Просто каждый случай индивидуален в этом деле.

"Теория и расчёт воздушно-реактивных двигателей" Под ред. С.М. Шляхтенко, 1987.

На стр.139: "Течение газа по тракту камеры сгорания сопровождается потерями полного давления, которые характеризуются значениями коэффициента гидравлических потерь. ... Коэффициент гидравлического сопротивления камеры сгорания представляет собой сумму коэффициентов для диффузора и жаровой трубы..."

В ответе на поставленный вами вопрос, постараюсь ответить, в том числе, и на ваши вопросы про включение форсажа и поворотные сопла.
Реактивная тяга (сила) воспринимается (создаётся) всеми узлами двигателя, в полном соответствии с определением силы тяги из ГОСТ 23851-79 "Двигатели газотурбинные авиационные. Термины и определения." и определениями из учебников по теории ВРД и ЖРД, которое звучит примерно одинаково во всех источниках так: "Реактивная тяга - это совокупность всех сил давления и трения действующих на все поверхности двигателя."
На детали узлов вентилятора и компрессора (а именно рабочие и статорные (направляющие) лопатки, диски, стенки разгрузочных полостей) действуют силы, которые в сумме дают силы направленные по полету ("положительная тяга"); силы действующие на диффузор основной камеры сгорания также положительны; на детали турбины (рабочие и сопловые лопатки, диски, заднюю опору (если она имеется)), действуют силы направленные против полёта ("отрицательная тяга"); на диффузор форсажной камеры - положительная тяга, на форсунки, топливные трубки форсажной камеры и стабилизаторы пламени камеры действует отрицательная сила; на цилиндрическую трубу форсажной камеры, в осевом направлении, действуют только силы трения, из-за их малости ими можно пренебречь; на поверхность сужающегося сопла всегда действует отрицательная сила, на внешние створки (расширяющаяся часть сопла Лаваля) двигателей с форсажной камерой действует сила направленная по полету, но суммарная сила всего такого сопла скорее всего (расчетов никогда не делал и не видел, в литературе не встречал) отрицательная или около нулевая.
Таким образом тяга - это положительная разность положительных и отрицательных тяг.
При включении форсажа растет температура перед соплом, следовательно растет удельный объем газа. Для того чтобы пропустить увеличенный объем газа через сопло без увеличения давления за турбиной (перед соплом), диаметр (площадь) сопла увеличивают. Если этого не сделать, давление за турбиной повысится, что приведет к помпажу компрессора. Т.к. давление за турбиной не изменяется и температура газа перед турбиной также не изменяется, параметры турбокомпрессора не изменяются, т.е. силы действующие на компрессор, КС, турбину, диффузор форсажной КС, топливную аппаратуру форсажной КС останутся не измененными. Конусность сопла уменьшится, следовательно отрицательная сила уменьшится. Например, у двигателя АЛ-31Ф на режиме "максимал" тяга ровна 7770 кгс. При включении режима "полный форсаж" перед соплом сохраняется давление и растет температура, что приводит к увеличению скорости истечения, что приводит к увеличению тяги до 12500 кгс. Фактически это означает, что отрицательная тяга действующая на створки сопла уменьшилась на 12500-7770= 4730 кгс.
У двигателя с поворотом вектора тяги на 90 градусов, между соплом (створками сопла) и диффузором ФК устанавливается механизм поворота, который строго говоря не является принадлежностью сопла. Геометрически механизм поворота - это труба с поворотом на 90°. Суммарная сила действующая на этот участок проточной части направлена по потоку (против полёта) под некоторым углом к оси двигателя. Осевая составляющая этой силы ровна силам действующим на турбокомпрессор и ФК и поэтому двигатель в осевом направлении остаётся неподвижным. Вертикальная составляющая действующая на механизм поворота направлена вверх и она больше силы действующей на створки сопла, которая направлена вниз. Положительная разница силы поворотного устройства и силы створок сопла и является вертикальной реактивной подъемной силой.

gorkos
В ответе на поставленный вами вопрос, постараюсь ответить, в том числе, и на ваши вопросы про включение форсажа и поворотные сопла.

Если короче, то:
в реактивном двигателе не скомпенсированным остаётся только давление в площади среза сопла. Сила = давление*площадь. Её направление - по оси сопла (возможно, что и перпендикулярно срезу) против направления истечения газов. Действует на все элементы, находящиеся в проекции среза сопла.

Я правильно вас понял, что в вашей формуле площадь - это площадь среза сопла, давление - давление в срезе сопла, а сила - это сила (тяга) всего двигателя?

Вроде правильно, поправьте, если что не так.

Согласно вашей формуле, при неизменной площади среза сопла процесс дросселирования двигателя, уменьшения тяги с режима "максимал" до режима "малый газ", должен произойти за счёт снижения давления в срезе сопла.
В действительности, например, в двигателях с большой степенью двухконтурности, как в двигателях с раздельными соплами, так и в двигателях со смещением потоков, стоят дозвуковые сужающиеся сопла. Располагаемое отношение давлений (отношение полного давления на входе в сопло к давлению окружающей среды) в соплах таких двигателей, так называемое, докритическое. Для воздуха докритическое значение равно 1, 89, для продуктов сгорания - 1, 85. В сужающихся соплах, при докритическом истечении, давление в срезе сопла всегда равно атмосферному. Например, при работе такого двигателя на земле на максимальном режиме, полное давление на входе в сопло равно 1, 7 кгс/кв.см (величина давления ориентировочная, но близка к реальной), давление в срезе сопла будет 1 кгс/кв.см. На режиме "малый газ" полное давление на входе в сопло будет 1, 1 кг/кв.см, в срезе сопла всё те же 1 кгс/кв.см, и это при уменьшении тяги более чем на порядок.
На основании изложенного: ваша формула и утверждение, что тяга это "не скомпенсированность давления в срезе сопла" не верны

gorkos
В сужающихся соплах, при докритическом истечении, давление в срезе сопла всегда равно атмосферному. Например, при работе такого двигателя на земле на максимальном режиме, полное давление на входе в сопло равно 1, 7 кгс/кв.см (величина давления ориентировочная, но близка к реальной), давление в срезе сопла будет 1 кгс/кв.см.

Откуда тогда берётся сила, сдувающая меня на расстоянии 20м от сужающегося на "Максимале" сопла и незаметная на расстоянии 50м? Не порождена ли она давлением реактивной струи?

Вы верно всё написали. Если бы давление на срезе сопла было 1, 7 - тяги бы не было. Всё уравновешено. А так, эти 1, 7 давят на противоположную соплу плоскость.

Огромная благодарность за ссылку. Информация очень полезная и профессиональная. Если бы ещё в методичке была схема и описание системы продувки полостей! Но и за это авторам спасибо.

Это ответ на оба ваших последних комментария.
По вашим вопросам видно, что вы не верите, что в срезе сопла может быть статическое давление равное атмосферному. Дальнейший диалог с вами затруднителен, если вы не ознакомитесь на стр. 245 в книге О.С. Сергель "Прикладная гидрогазодинамика" с режимами истечения из сужающихся сопел. По запросу в поисковике книгу можно скачать.

gorkos

Это ответ на оба ваших последних комментария.
По вашим вопросам видно, что вы не верите, что в срезе сопла может быть статическое давление равное атмосферному.

Повторюсь:
Вы верно всё написали. Если бы давление на срезе сопла было 1, 7 - тяги бы не было. Силы давления будут уравновешены. Никакой "реактивности".

Я правильно вас понял: вы предлагаете рассмотреть случай когда давления на входе и выходе из сопла одинаковы. Ну что ж, такой в принципе вариант возможен, если за направляющей лопаткой вентилятора установить короткий кольцевой канал с постоянной площадью, равной площади на выходе из направляющего аппарата. У такого движителя тяга тоже есть. Она возникает от разницы давлений на противоположных поверхностях профилей рабочих и направляющих лопаток, осевая составляющая сил от разницы давлений и является тягой, в полном соответствии с определением тяги из учебников. "Реактивность" у такого движителя есть. Причем подчёркиваю, тяга возникает и на неподвижной направляющей лопатке, для которой "неуравновешенность" давлений на сопле не нужна. Но только получить давление за направляющей лопаткой 1, 7 кгс/кв.см в одной ступени вентилятора в таком варианте движителя, скорее всего, не получится

gorkos
Я правильно вас понял: вы предлагаете рассмотреть случай когда давления на входе и выходе из сопла одинаковы.

Нет, не поняли. Газ с давлением 1.7 (Ваши цифры) давит вперёд, потому как сзади он истекает "без сопротивления" через сопло. Двигатель очень упрощённо я рассматриваю как цилиндр с передней стенкой. Задней стенки нет, это сопло. При давлении в таком цилиндре он будет двигаться вперёд.

Сначала вы пишите: "Если бы давление на срезе сопла было 1, 7 - тяги бы не было. Силы давления будут уравновешены." Уравновешенность сил в сопле может быть только если с двух сторон (вход и выход) статическое давление равны. Я как раз правильно понял вашу мысль. Потом вы пишите: " Газ с давлением 1.7 (Ваши цифры) давит вперёд, потому как сзади он истекает "без сопротивления" через сопло." Раз истекает без сопротивления значит на выходе давление ниже чем на входе. Вы описываете два абсолютно разных случая, но говорите что я не понял.
Ваше упрощённое определение: "Двигатель очень упрощённо я рассматриваю как цилиндр с передней стенкой.", привело вас к абсурдной формуле определения тяги. Понимаю, что совет: "Прежде чем делать такие упрощения, которые приводят к таким формулам, неплохо бы ознакомится с первоисточниками", воспринимается болезненно, но дискуссия пошла по третьему кругу, она становится бессмысленной

Я и не пытался определять тягу.

Силы давления и трения действующие на сужающиеся сопло ТРД и ТРДД направлены на любом режиме только назад ("вектор тяги сопла" направлен назад). Вектор силы действующей на створки сопла с переменной площадью у ТРДФ семейства Р11-300...Р25-300 направлен только назад. У ТРДДФсм семейства АЛ-31Ф на внутренние створки сопла действует сила направленная назад, на внешние створки - вперёд. Но, скорее всего, суммарная сила действующая на такое сопло у ГТД всё равно направлена назад, в отличии от ЖРД, там конечно суммарная сила сопла направлена вперед.
Например, у двигателя Р11Ф-300 при работе на земле тяга на максимальном бесфорсажном режиме ровна 3900 кгс. При включении режима "полный форсаж" тяга двигателя становится 5750 кгс. При включении форсажа топливная автоматика сохраняет обороты двигателя и температуру газа перед турбиной постоянными, а для сохранения давления за турбиной увеличивает площадь сопла. Получается, что сила, направленная вперёд, действующая на турбокомпрессор останется той же
самой, а сила действующая назад на створки сопла, у которых конусность становится меньше, уменьшится на величину 5750-3900=1850 кгс.
Не могли бы вы сообщить на каких двигателях вы видели "обечайку" сопла с "гармошкой

У вас упрощённое (скорее примитивное, уж извините) представление о точке (поверхности) приложения реактивной силы тяги. Наиболее точно и глубоко этот вопрос изложил astoronny в заметке от 30.06.2025 05.54. В дополнение к этой информации, чтобы мне не повторяется, почитайте мои ответы Санычу62 (они выше). Ну и приведу пример как на тягу влияет диск первой ступени ТВД двигателя ПД-14 (ссылка на этой ветке http://storage.mstuca.ru/jspui ... На рис. 22 изображен диск 1 ступени ТВД. В тексте описания можно прочитать, что воздух для охлаждения рабочей лопатки 1 ступени поступает из-за КВД, а для охлаждения рабочей лопатки 2 ступени - из-за 5 ступени КВД. Следовательно слева на диск (на взлетном режиме) действует давление, примерно, 38 кгс/кв.см, справа, ориентировочно, 25 кгс/кв.см. Площадь полотна диска между подзамковой частью диска до цапфы крепления диска ровна 1040 кв.см, и, поэтому, на эту часть полотна действует сила направленная назад в размере 13500 кгс. Размеры диска замерил по картинке на рис. 3 и пропорционально просчитал по известному открытому размеру 1900 мм диаметра вентилятора. Даже если я ошибся в 2 раза, из-за неточности замеров и взятого давления справа от диска, к этой силе надо добавить силы, действующие на замковую часть диска и перо рабочей лопатки, направленные в ту же сторону, поэтому суммарную силу, действующую только на облопаченный диск 1 ступени, можно считать соизмеримой общей силы тяги двигателя и направленной против неё. На диск 2 ступени действует примерно такая же сила и их сумма через вал КВД и барабан ротора КВД действует на шарик радиально упорного подшипника и, далее, через силовые статорные детали, сила воздействует на узел подвески двигателя т.е. на самолёт. Но расстраиваться об этой отрицательной силе не стоит. Потому что сила действующая на ротор КВД, и направленная вперёд, проектируется таким образом чтобы "чистая" сила от ротора была минимальна (читайте y astoronny). В вентиляторе та же картина: суммарная сила тяги от ротора НД минимальна, и причем это делается конструктивно с помощью полостей разгрузки. У вас должен возникнуть вопрос: как же так, рабочие лопатки "заставляют продвигаться газы" "проталкивают" воздух, а силу от этого проталкивания конструктора специально уменьшают? Дело в том, что на сколько сила на роторе уменьшится, на столько сила на стенке разгрузочной полости увеличится. Кроме того основная "чистая" сила тяги образуется на статорных (неподвижных) лопатках направляющих аппаратов компрессора (вентилятора) и диффузоре основной камеры сгорания. И если тяга наружного контура у ТРДД с большой степенью двухконтурности составляет 80-90% от общей тяги, то до 50% от этой тяги формируется на поверхности неподвижных лопаток направляющего аппарата вентилятора.
В заключении про ответ ИИ про силовую раму. Вам ИИ дал ответ не про точку (поверхность) формирования (приложения) силы тяги, а про точку подвески двигателя на самолёте. И причем точку подвески (точку передачи тяги) только двигателей ТРДД с большой степенью двухконтурности, которые крепятся под крылом на пилоне. ИИ ещё надо учится и учится. Точка передачи силы тяги на самолёт у ТРД находится стразу за компрессором. У ТРДДФсм с небольшой степенью двухконтурности боевых самолётов - на промежуточном разделительном корпусе между вентилятором и КВД