ДЛЯ ЗАДАНИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ.

СИСТЕМА ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ

 

1.ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМЫ.

 

Система формирования сигналов обеспечивает:

Ø управление режимами работы двигателей из кабины самолета;

Ø согласованное изменение задающих воздействий по частоте вращения РВД

Ø n_ВДз, частоте вращения РНД n_НДз, подаче топлива в форсажную камеру сгорания G_ТФз в зависимости от требуемого режима работы двигателя и условий полета;

Ø -изменение настройки ограничителей температуры газа за турбиной Т_Тз^*,частоты вращения РНД n_НДз и площади критического сечения реактивного сопла F_крз, а также регулятора степени понижения давления газа в турбине π_Т^*;

Ø формирование сигналов, характеризующих условия полета и режимы работы двигателя;

Ø логическую обработку и селектирование проходящих сигналов;

Ø выдачу управляющих сигналов на исполнительные устройства электроавтоматики.

Выполнение перечисленных функций обеспечивают следующие устройства (рис.16.10.1):

ü рычаг управления двигателем (РУД);

ü механизм объединенного управления;

ü блок предельных команд (БПК);

ü блок регуляторов предельных режимов (БПР);

ü автомат пуска двигателя (АПД);

ü кнопка "Запуск на земле";

ü выключатель "Запуск в воздухе (ЗВ);

ü боевая кнопка (БК);

ü выключатель системы прекращения помпажа (СПП);

ü выключатель "Предельные режимы";

ü выключатель "Аварийное выключение форсажа";

ü программные задающие устройства (ПЗУ) регуляторов частоты вращения РВД n_ВД; степени понижения давления газа в турбине π_Т^*; подачи топлива в форсажную камеру G_ТФ; площади критического сечения сопла F_кр;

ü сигнализаторы температуры воздуха на входе, давления воздуха на входе; давления воздуха в компрессоре; температуры топлива; давления в противообледенительной системе; появления помпажа; температуры газов за турбиной, барометрической высоты и числа Μ для канала АПЗ;

ü электромагнитные клапаны Э-1, Э-2, Э-3, Э-4₅ Э-5, Э-6, Э-7, Э-8, Э-9, Э-12,Э-13.

Рычаг управления двигателем, расположенный в кабине самолета, кинематически связан с механизмом объединенного управления на двигателе, который обеспечивает взаимодействие топливной и электрической автоматики. Через механизм объединенного управления перемещение РУД передается на стоп-кран, ПЗУ регулятора n_ВД, ПЗУ регулятора F_кр, ПЗУ регулятора форсажа. Кроме этого, от двух микровыключателей, расположенных в механизме управления, подаются дискретные команды "М" и "МГ" на БПК, селектор БПР и АПД.

Автомат пуска двигателя выдает электрические сигналы по времени на включение агрегатов пуска при запусках двигателя на земле и в воздухе. Начало вступления его в работу обеспечивается нажатием кнопки "Запуск на земле", включением выключателя "Запуск в воздухе", системой автоматизированного запуска.

БПК выдает электрические сигналы на АПД для обеспечения запуска двигателя на земле и в воздухе.

Назначение БПР и выполняемые им функции рассмотрены ранее. При включении выключателя "Аварийное выключение форсажа" выдается сигнал на закрытие форсажного крана.

Программные задающие устройства регуляторов и ограничителей формируют заданные значения управляемых и ограничиваемых величин, а также некоторых управляющих факторов (G_ТФ, F_кр). Датчики обеспечивают формирование следующих сигналов:

§ ДАТ-2,5 - по давлению воздуха на входе в двигатель;

§ ДЧВ-2500 - по частоте вращения РНД;

§ ДЧВ-2500 - по частоте вращения РВД;

§ П-97М - по температуре воздуха на входе в двигатель;

§ -ТДК-59А - командного давления топлива, пропорционального температуре воздуха на входе в двигатель;

§ -ДАТ-8 - по давлению в противообледенительной системе;

§ СПТ-88 - появления помпажа двигателя для включения в работу противопомпажной защиты двигателя;

§ ДАТ-40 - по давлению воздуха за компрессором;

§ Т-99 - по температуре газа за турбиной;

§ ДПИ-1500 - розжига форсажа "рф";

§ МСТ-70 - заполнения третьего топливного коллектора форсажа "ЗК";

§ МСТ-10А - по включению форсажа ("ВФ").

Электромагнитные клапаны, будучи исполнительными устройствами электроавтоматики, предназначены:

Э-1 - для управления дозирующим краном от регуляторов частоты вращенияn_ВД или ограничителей частоты вращения n_НД и температуры Т_Т* газа за турбиной;

Э-2 - для управления направляющими аппаратами компрессора высокого давления при появления помпажа и на спецрежимах;

Э-3 - для уменьшения расхода топлива в основной камере сгорания при помпаже и на спецрежимах;

Э-4 - для обеспечения площадки "Минимальный форсаж" при запуске форсажной камеры;

Э-5 - для обеспечения закрытия форсажного крана при аварийном выключении форсированных режимов;

Э-6 - для обеспечения подачи топлива от дозатора при запуске форсажной камеры;

Э-7 - для обеспечения требуемой настройки гидромеханического регулятора по сигналу "Отказ БПР";

Э-8 - для обеспечения перенастройки топливного автомата запуска;

Э-9 - для обеспечения настройки регулятора π_Т^*;

Э-12 - для прекращения подачи топлива в основную камеру сгорания при помпаже;

Э-13 - для осуществления сброса топлива, поступающего в основную камеру сгорания, при помпаже.

 

2. ФОРМИРОВАНИЕ СИГНАЛОВ ДЛЯ ЗАПУСКА ДВИГАТЕЛЯ.

 

Запуск двигателя на земле осуществляется постановкой РУД из положения "Стоп" в положение "Малый газ" и нажатием кнопки "Запуск на земле". При этом включаются в работу АПД, системы раскрутки и зажигания.

При частоте вращения n_ВД =6-8% давлением топлива от качающего узла агрегата НР-59 открывается запорный клапан агрегата РТ-59 и топливо поступает в I контур форсунок. Воспламенение топливовоздушной смеси приводит к дальнейшей раскрутке ротора. При этом дозирование топлива на начальном этапе (n_ВД < 35%) осуществляется топливным автоматом запуска агрегата НР-59.

При n_ВД = 35% возрастание давления топлива приводит к открытию распределительного клапана агрегата РТ-59, и топливо, открыв запорный клапан, поступает во второй контур форсунок. Приблизительно с этого же момента топливный автомат запуска выключается из работы, а дозирование топлива продолжает осуществлять автомат приёмистости.

При достижения частотой вращения n_ВД значения, соответствующего настройке регулятора, автомат приемистости выключается, и двигатель выходит на установившийся режим малого газа.

При температуре воздуха на входе в двигатель Т_В* < 15°С расход топлива на режиме "Малый газ" будет определять настройка ограничителя минимального расхода топлива G_Tмин = 335 кг/час и частота вращения n_ВД будет выше настройки регулятора n_ВД.

Если в течение 50 с частота вращения двигателя n_ВД не достигнет 50%, цикл запуска прекращается.

Для надёжного запуска в воздухе к свечам зажигания подводится кислород. При этом необходимо, чтобы частота вращения n_ВД была не меньше 12%.

При запуске в воздухе на высотах Η > 6 км, для обеспечения устойчивой работы компрессора высокого давления производится перенастройка топливного автомата запуска на снижение расхода топлива. Перенастройка обеспечивается включением электромагнитного клапана Э-8. Его выключение происходит по сигналу БПК при достижении n_ВД = 85%, либо по перемещению РУД в положение "Максимал" при замыкании микровыключателя в механизме управления агрегата НР-59.

 

3. ФОРМИРОВАНИЕ СИГНАЛОВ НА ДРОССЕЛЬНЫХ РЕЖИМАХ.

 

Изменение режима работа двигателя от малого газа до максимального производится путём перемещения РУД в диапазоне от (α_руд =13-17° (площадка малого газа) до α_руд = 64 - 68° (площадка "Максимал"). При этом осуществляется перенастройка регулятора частоты вращения n_ВД в соответствие с программой

управления n_ВД = n_ВД (α_руд, Т_в*) Если расход топлива на режиме малого газа определяется ограничителем G_{Т мин}, то перемещение РУД вначале не приводит к увеличению частоты вращения n_ВД, пока настройка регулятора n_ВД по расходу топлива не достигнет значения, соответствующего настройке ограничителя G_Тмин:

G_{Т мин} ⁼ G_{Т мин} (Р*_В)

Заданное значение приведенной частоты вращения n_{НД пр} ротора низкого давленая формируется в устройстве БПР в зависимости от приведенной частоты вращения n_{ВД пр} и температуры воздуха на входе в двигатель Т_в*.

n_{НД пр} =n_{НД пр} (n_{ВД пр},Т_в*)

 

При перемещении РУД в положение крейсерских режимов гидромеханический регулятор n_ВД устанавливает требуемую частоту вращения ротора высокого давления воздействием на расход топлива в основной камере сгорания. Устройство БПР получает сигнал от датчиков частоты вращения n_ВД (ДЧВ-2500) и температуры Т_в* воздуха на входе (П-97М), вычисляет приведенную частоту вращения n_{ВД пр} и по ее значению формирует заданное значение приведенной частоты вращения n_{ВД пр з} с учетом температуры Т_в*. Кроме того, БПР получает сигнал от датчика частоты вращения n_НД (ДЧВ-2500), вычисляет приведенную частоту вращения n_{НД пр}, сравнивает ее со значением n_{НД пр з} и при наличии отклонения выдает сигнал на Э-9. Это приводит к перемещению иглы воздушного редуктора агрегата РС-59, что изменяет настройку регулятора π_Т^*.

Регулятор π_Т^* обеспечивает управление площадью критического сечения F_Kp реактивного сопла. Установившийся режим наступает при равенстве n_{НД пр} ⁼ n_{НД пр з}· Если n_{НД пр} < n_{НД пр з} то F_KР увеличивается и наоборот.

 

4. ФОРМИРОВАНИЕ СИГНАЛОВ НА МАКСИМАЛЬНОМ И ФОРСИРОВАННЫХ РЕЖИМАХ

 

При установке РУД на площадку "Максимал" происходит замыкание микро-выключателя В-322 и обеспечивается настройка гидромеханического регулятора n_ВД на 2-3% выше настройки канала управления n_ВД в устройстве БПР. С этого момента частота вращения n_ВД будет находиться под контролем БПР и поддерживаться с точностью ± 0,6%. Получая сигналы от датчиков n_ВД (ДЧВ-2500) и температуры воздуха Т_В* (П-97М), БПР осуществляет управление дозирующим краном агрегата НР-59 при помощи электромагнита Э-1. Установившийся режим наступает при равенстве n_ВД = n_{ВД з} (Т_В*)

В случае превышения температурой газа за турбиной Т_Т* или частотой вращения n_НД своих предельных значений БПР осуществляет управление дозирующим краном по одному из законов:

Т_Т*=Т_ТЗ*(Т_В*);

n_НД = n_{НД з} (Т_В*)

При превышении давления р*_к воздуха за компрессором своего предельного значения ограничитель р_к*_пред агрегата НР-59 обеспечит управление дозирующим краном таким образом, чтобы р*_к < 35,5 кгс/см (р*_к = 3,55 МПа).

В канале управления частотой вращения n_НД по сигналу микровыключателя В-322 будет осуществлен переход на программу n_НД = n_{НД з} (Т_В*) с воздействием на площадь критического сечения F_KР сопла.

Описанный характер управления частотами вращения n_ВД и n_НД сохраняется и при перемещении РУД в область форсированных режимов. Кроме этого происходит запуск форсажной камеры сгорания, а дозирование топлива - гидромеханическим регулятором РСФ-59 по программе

G_ТФ = G_{ТФ з}(α_руд, р*_к, Т_В*)

Управление запуском форсажной камеры сгорания осуществляет канал логики включения форсированного режима устройства БПР.

При переводе РУД в положение форсированных режимов обеспечивается открытие дозирующих кранов форсажного топлива и подача командного давления жидкости на открытие запорного клапана первого коллектора. От этого давления срабатывает сигнализатор МСТ-10А агрегата РСФ, вырабатывающий сигнал "Включение форсажа (ВФ)" для БПР и на включение зажигания форсажной камеры.

В устройстве БПР происходит смещение программы n_{НД з} ⁼ n_{НД з} (Т_В*), фактическое значение частоты вращения n_НД оказывается меньше заданного n_{НД з}, и канал управления n_НД выдает сигнал на раскрытие сопла. При этом уменьшается P_T^*, и повышается запас устойчивости компрессора низкого давления.

При наблюдающейся в этом случае раскрутке ротора низкого давления возможно вступление в работу канала ограничения n_НД, воздействующего на расход топлива в основной камере сгорания. Это может привести к снижению частоты вращения n_{НД з} ⁼ n_{НД з} (Т_В*).

При осуществлении запуска форсажной камеры срабатывает датчик ДПИ, выдавая сигнал "Розжиг форсажа (РФ)". После этого сигнала через 0,6 с снимается смещение программы.

При подключении второго и третьего коллекторов форсунок форсажного топлива сигнализатором МСТ на агрегате РТФ вырабатывается электрический сигнал "Заполнение коллекторов (ЗК)", по которому также происходит смещение программы n_{НД з}(Т_В*) на время существования этого сигнала с дополнительной задержкой на 0,4 с.

При появления сигнала "ВФ" устройство БПР выдает сигнал на электромагнит Э-4 агрегата РСФ для осуществления запуска форсажной камеры при значениях площади критического сечения сопла и расхода топлива в форсажной камере, соответствующих режиму "Минимальный форсаж". По сигналу ВФ включается в работу дозатор запуска форсажной камеры сгорания с помощью электромагнита Э-6.

После фактического запуска форсажной камеры сгорания по сигналу от ДПИ Э-4 и Э-6 отключаются.

При включения выключателя "Аварийное отключение форсажа" устройство БПР выдает сигнал на электромагнит Э-5, воздействующий на гидрозамедлитель, с помощью которого обеспечивается закрытие форсажных кранов и прикрытие реактивного сопла.

При увеличении скорости полета выше допустимого значения предусмотрен автоматический перевод двигателя на режим "Минимальный форсаж" по электрическому сигналу из самолетной системы на электромагнит Э-4.

 

При выключении выключателя "Предельный режим" изменяется настройка регуляторов и ограничителей БПР. При этом на форсированных и максимальном режимах производится смещение вниз III участка программы управления

n_ВД = n_{ВД з} (Т_В*) на 3%, III участка программы управления n_НД = n_{НД з} (Т_В*) на 4%; горизонтального участка программы ограничения Т_Т^* = Т_ТЗ^* (Т_в*) на 50°. Данный выключатель располагается в левой нише шасси.

Там же располагается тумблер "Режим повышенной температуры (РПТ)". Его включение производит смещение горизонтального участка программы ограничения Т_Т^* = Т_ТЗ^* (Т_в*) на 25° вверх.

С целью исключения перегрева двигателя на больших высотах Η > 13 км по дискретному сигналу производится смещение вниз горизонтального участка программы Т_Т^* = Т_ТЗ^* (Т_в*) на 30°

На случай отказа БПР предусмотрено ограничение диапазона его воздействия по частоте вращения n_ВД до значения 79 ± 2%, если отказ сопровождается снижением расхода топлива. Если отказ сопровождается увеличением расхода топлива, то происходит переход на гидромеханический регулятор n_ВД воздействием на электромагнит Э-7 агрегата НР-59. При этом обеспечивается снижение настройки гидромеханического регулятора n_ВД до требуемого значения.