6.2. Выбор режима работы винтомоторной группы при заданной потребной тяге

Как видно из сетки графиков на рис 6.1, получить потребную тягу P можно множеством способов назначения числа оборотов n и угла винта . Один них тот, который является в определенном смысле лучшим, если воспользоваться выбранным критерием.

Среди наиболее распространенных критериев, таких как минимум расходуемого топлива, максимум коэффициента полезного действия и др., остановимся на двух, рассматривающих задачу с разных сторон;

-критерий минимума расхода топлива.

-критерий максимального быстродействия при выходе на нужный режим.

Если рассматривать первый критерий, то ему соответствует решение задачи параметрический оптимизации, для которой нужно в алгебраической форме знать необходимые зависимости. Первой из них является формализованная зависимость , найденная из графиков на рис 6.1. При этом предварительно нужно внести поправку на то, что если в винтомоторный группе имеется m двигателей, то потребная тяга для одного двигателя должна быть уменьшена в раз по сравнению с исходной. Считая, что потребная тяга при посадке не превышает 50% от максимальной, а значит при невысоких оборотах это относится к большим значениям , линеаризуем эту зависимость формулой

(6.1)

Второй зависимостью является расходная характеристика , которая, если увеличение угла винта более существенно, увеличит расход топлива при большем числе оборотов . Эта зависимость может быть аппроксимирована формулой

(6.2)

Если из первой формулы(6.1) при заданной потребной тяге найти и затем подставить это значение в формулу(6.2), то можно записать однопараметрический критерий

(6.3)

Отсюда видно, что существует некоторая пара оптимальных значений , причем чем больше число оборотов, тем меньше оптимальный угол винта для создания нужной тяги. Итак, при малой потребной тяге, что характерно для посадочного режима, лучше использовать больший угол винта.

Этот вывод не вступает в противоречие с критерием максимального быстродействия, поскольку при увеличении числа оборотов тяга нарастает через 3÷5сек, а при изменении угла винта тяга увеличивается пусть на меньшую величину, но на порядок быстрее - через 0.3÷0.5сек, что весьма выгодно для высокодинамичного режима посадки. Поэтому при желании увеличить тягу лучше сначала увеличить угол винта, а если этой меры нехватает, то следует начать увеличивать число оборотов.

Высказанным соображениям соответствуют показанные на рис 6.2 графики, смысл которых состоит в том, что для различных значений потребной тяги есть участки, на каждом из которых либо увеличивается угол винта, либо число оборотов.

Рис 6.2 Графики зависимости уставок n и j от потребной теги

В частности, для трех показанных участков характерным является то, что назначение уставок в виде значений и можно произвести с помощью одних и тех же линейных зависимостей

при (6.3)

где b₁=0; c₁= 0; b₂>0; c₂>0; b₃=0 c₃>c₂

d₁>0; a₂>a₁; d₂<0; a₃>a₂ d₃>0

Формула(6.3) позволяет назначать уставки для различных силовых установок в общем виде, если для применяемой винтомоторной группы заранее знать параметры p₁, a_i, b_i, c_i, d_i, m, N.