ТЕМА № 12. «СИСТЕМЫ ТОПЛИВОПИТАНИЯ И АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОДАЧЕЙ ТОПЛИВА В ГТД». ЗАНЯТИЕ №1. «ГТД, как объект автоматического управления»

ЗАНЯТИЕ №1. «ГТД, как объект автоматического управления».

Время: 2 часа (лекция)

Цель занятия: Изучить программы регулирования, эксплуатационные ограничения авиационных ГТД и общую характеристику авиационного двигателя, как объекта автоматического управления

Изучаемые вопросы:

1.Программа регулирования авиационных ГТД.

2.Эксплуатационные ограничения авиационных ГТД.

3.ГТД, как объект автоматического управления.

1.Программа регулирования авиационных ГТД.

В процессе эксплуатации авиационный двигатель работает в широком диапазоне режимов, при этом изменяются параметры рабочего процесса и основные параметры двигателя - тяга и удельный расход топлива.

Задачей регулирования авиационного двигателя является поддержание в различных условиях полёта таких значений параметров процесса и к.п.д. отдельных элементов, которые обеспечили бы наивыгоднейшее для данного летательного аппарата протекание характеристик двигателя и всей силовой установки. Вместе с тем, должна обеспечиваться устойчивая работа двигателя на всех режимах и исключаться возможность появления механических и тепловых перегрузок в отдельных его элементах.

Тяга и удельный расход топлива определяются заданием основных параметров процесса π^*_κ (или частоты вращения n), Т^*_г и Т^*_ф. Эти параметры в процессе регулирования поддерживаются постоянными или изменяются по определённому закону и называются регулируемыми параметрами. Значение регулируемых параметров контролируется с помощью регулирующих факторов, основными из которых являются G_T, F_KР, G_т.ф.

Каждым регулирующим фактором можно изменять любой регулируемый параметр, но одним регулирующим фактором можно независимо воздействовать только на один регулируемый параметр. Поэтому число регулирующих факторов должно соответствовать числу регулируемых параметров.

В современных ТРДФ чаще всего G_T→n; F_KР→T*_r; G_TФ→T*_Ф.

Закон изменения регулируемых параметров (или регулирующих, факторов) в зависимости от условий полёта и положения рычага управления двигателем (РУД) называется программой регулирования.

Для получения хороших разгонных и взлётных характеристик самолёта необходимо, чтобы двигатель на различных режимах создавал максимальную тягу.

Максимальная тяга двигателя получается при максимальной частоте вращения (наибольшем расходе воздуха), максимальной температуре газа перед турбиной и, в случае включённого форсажа, при наибольшей температуре Т^*_ф. Поэтому одной из основных программ регулирования двигателя является:

для ТРД n_макс = const; Т^*_{г макс} = const;

для ТРДФ n_макс = const; Т^*_{г макс} = const; Т^*_{Ф макс} = const, или n_макс= const;

π^*_τ = const (F_KР= var.).

Поддержание π^*_τ = const при включении и работе на форсаже обеспечивает неизменность режима работы турбокомпрессора, т.е. при форсировании двигателя режим работы турбокомпрессора максимальный (n = n _МАКС;

Т^*_г = Т^*_{г макс}), что обеспечивает наименьшее значение G_Т.Ф. для получения тех же значений тяг, т.е. позволяет наиболее полно реализовать возможности двигателя по тяге Ρ на этом режиме.

Поэтому, выбор той или иной программы регулирования, а возможно и их сочетание, определяется типом двигателя и предназначением летательного аппарата.

Рассмотрим законы управления двухвального двигателя с форсажем, который имеет три независимых регулируемых параметра:

► Частота вращения РНД - n_НД;

► Температура газов за турбиной - Т^*_т;

► Температура газов в форсажной камере - Т^*_ф.

При этом возможна реализация следующих законов управления:

Выполнение этого закона позволяет полностью использовать возможности двигателя по температуре и обуславливает очень интенсивный рост тяги при увеличении числа М. Последнее очень важно для сверхзвуковых истребителей.

Заекон В n_НД= const

Выполнение этого закона позволяет полностью использовать возможности двигателя по температуре и обуславливает очень интенсивный рост тяги при увеличении числа М. Последнее очень важно для сверхзвуковых истребителей

Закон Г n_НД= const; Т*_т = const;

При выборе программ регулирования подачи топлива в форсажную камеру стремятся обеспечить приемлемый закон изменения Т*_ф в полёте из условия надёжности конструкции.

Очевидно, что с ростом Τ*_Β температуру Т*_ф необходимо снижать, т.к. ухудшаются условия охлаждения элементов форсажной камеры. Это может быть достигнуто, например, изменением G_TФ по закону G_TФ/P_K⁼const при α_руд=const (или изменением G_TФ по закону π*_Т=const как это сделано на Р25-300).

Закон G_TФ/P_K⁼const удобен простотой его реализации, а также тем, что степень форсирования при α_руд=const остаётся постоянной. То есть управление двигателем на форсированных режимах осуществляется путём изменения степени форсирования.

Для получения нужных параметров и характеристик двигателей часто используют комбинации выше рассмотренных законов.

Дата добавления: 2014-08-09; просмотров: 614; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!