Основные режимы работы ГТД
Программа управления – зависимость основных параметров рабочего процесса двигателя (регулируемых параметров) от условий полёта и положения РУД.
1. Полный форсированный режим – режим максимальной частоты вращения nmax и максимальных температур газа в основной T ٭ г max и форсажной T ٭ ф max камерах сгорания, соответствующих αΣ min.
Где αΣ – коэффициент избытка воздуха.
2. Частичный и минимальный форсированные режимы – режимы с частотой вращения ротора n ≤ nmax, температур газа T ٭ г ≤ T ٭ г max,
T ٭ ф ≤ T ٭ ф max и αΣ > αΣ min.
3. Максимальный режим – режим максимальной тяги (мощности) на земле и в полёте при nmax, T ٭ г max. Используется как взлётный режим (На ТРДФ и ТРДДФ может осуществляться с включённой форсажной камерой).
Режимы 1, 2, 3, обычно ограниченны по времени.
4. Максимальный продолжительный режим – на этом режиме n < nmax, T ٭ г < T ٭ г max, обеспечивается 0,85…0,9 тяги максимального режима. Время работы ограничено временем общей наработки.
5. Крейсерский режим – режим пониженных, по сравнению с максимальным продолжительным режимом, значениях n и T ٭ г, обеспечивает 0,5…0,85 тяги максимального режима, при T ٭ г соответствующей оптимальной экономичности. Время работы не ограничено.
6. Режим земного и полётного малого газа, используемого при заходе на посадку, осуществляется при минимальной частоте вращения ротора, обеспечивающим заданную тягу, устойчивую работу и требуемую приёмистость двигателя. При высоких значениях T ٭ г ≈ T ٭ г max время работы ограничено.
Режим работы двигателя определяется положением РУД.
САУ АГТСУ должна обеспечивать тягу от ПФ до МГ, при максимально возможной экономичности.
Максимальный режим обеспечивает взлётные характеристики и скороподъёмность самолёта. Минимальные расходы топлива на крейсерском режиме увеличивают дальность полёта.
ГТД характеризуются следующими диапазонами полных давлений и температур на входе:
- ТВД, ТРДД с большой степенью двухконтурности, вертолётные ГТД:
p٭н = 0,1…1,37; T٭н = 0,75…1,1;
- высокотемпературные ТРД: p٭н = 0,1…2,4; T٭н = 0,75…1,2;
- высокотемпературные ТРДФ и ТРДДФ: p٭н = 0,05…4,9; T٭н = 0,75…3,2.
Этот диапазон может несколько изменяться от климатических условий и турбулентности атмосферы.
Регулируемые параметры и регулирующие воздействия.
Важнейшими параметрами ГТД, определяющими его хар-ки, являются πк, Gв, T٭г, а для форсажа добавляется T ٭ф. Нужные πк и Gв достигаются изменением n. Температура в форкамере зависит от коэффициента избытка воздуха αΣ. Поэтому при регулировании двигателя значения πк и αΣ можно рассматривать как параметры рабочего процесса.
Обычно основные параметры рабочего процесса являются регулируемыми параметрами. Воздействуя на основные параметры – сохраняя их, или изменяя по определённому закону, получают необходимые статические характеристики двигателя.
Частота n удобный параметр регулирования, определяющий, при данных условиях, не только тягу и удельный расход топлива, но и допустимость режима по условиям прочности деталей двигателя. Часто удобнее пользоваться приведенной частотой вращения nпр = n √¯288/T ٭ вх , где T ٭ вх - температура торможения воздуха на входе в компрессор. В дальнейшем за nпр принимаем пропорциональную ей величину n/√T ٭ вх. При неизменной геометрии двигателя и закритическом перепаде давления на реактивном сопле каждому значению nпр соответствует своё πк. Поэтому вместо nпр регулируемым параметром можно принять πк.
Значение регулируемых параметров изменяются с помощью регулирующих воздействий – факторов. К ним относятся изменение Gт и геометрических величин двигателя Fс, αна, αса и др. Каждый регулируемый параметр требует своего регулирующего фактора и регулятора.
Если регулирующих факторов меньше, чем основных параметров рабочего процесса, то не все параметры могут быть регулируемыми. Например, в ГТД неизменной геометрии на два регулируемых параметра n и T٭г имеется только один регулирующий фактор – Gт. Поэтому один из параметров не может быть регулируемым и работает на ограничителе. При Tн ≤ Tпр=15°С САР регулирует n, а T٭г работает на ограничителе. При Tн ≥ Tпр=15°С САР меняет программу регулирования – переходит на регулирование T٭г, а n переключается на ограничитель. Если же ГТД имеет регулируемое сопло, то за счет появления этого второго регулирующего фактора появляется возможность регулирования обоих параметров n и T٭г.
Изменение скорости Mн и высоты полёта ведут к изменениям p٭н и T٭н. В этом случае применение программы регулирования n = const и T٭г = const ведёт к изменения Gв и изменению режима и устойчивости работы компрессора. Для сохранения устойчивости применяют перепуск воздуха из компрессора и изменение αна – механизацию компрессора. Механизация компрессора – дополнительный регулирующий фактор.
ОДНОВАЛЬНЫЕ ТРД И ТРДФ