10. Характеристики и методы регулирования трд, трдф и газогенераторов.

10.1. Характеристики авиационных двигателей и их связь с регулированием

Если подсчитать число неизвестных и число уравнений мат.модели совместно с уравнениями характеристики, то окажется, что число неизвестных даже для простейшего ТРД или газогенератора на 2 больше числа уравнений. Таким образом, для однозначного решения требуется 2 дополнительных уравнения.

Дополнительные условия, накладываемые на систему уравнений, называют законом управления. Закон управления включает в себя закон и программу регулирования.

10.2. Совместная работа компрессора, камеры сгорания и турбины одновального трд при различных законах регулирования.

Запишем уравнение совместной работы компрессора камеры сгорания и турбины, используя уравнения баланса расходов.

G_г = G_в(1 – _отб) (1+q_т)

Запишем уравнения расхода через компрессор и турбину

Выразим через ^*_к

Определим

q(_CA)=const, в соответствии с характеристикой турбины

Примем также, что при изменении условий полета и режима работы двигателя не изменяются m_кр(1-_отб)(1+q_т), m_кр.г, F_в.

Тогда подставляя все в уравнение и собирая все постоянные величины в одну получим

Если площадь соплового аппарата не является регулирующим фактором, то

Мы получили условие совместной работы в виде зависимости ^*_к от q(_B), которую можно нанести на характеристику компрессора. Для разных значений Т^*_г мы получим семейство линий, пересекающих напорные ветви характеристики компрессора.

Постоянную С₂ определим по известным значениям параметров ТРД на расчетном режиме. Для этого на характеристике компрессора выберем расчетную точку, в которой параметры компрессора соответствуют значениям на расчетном режиме. Из анализа характеристики следует, что любая т очка может быть определена заданием двух параметров – n_пр и Т^*_г.пр.

Рис.10.1. Характеристика компрессора с линиями Т^*_г.пр=Const.

=============================================

Л.19

=============================================

Из условия баланса мощностей компрессора и турбины

полагая, что F_с.кр=const, F_са=const, независимости от условий работы механического к.п.д., _м и комплексов , получим уравнение совместной работы компрессора и турбины

Уравнение совместной работы компрессора, камеры сгорания и турбины и совместной работы компрессора и турбины определяют совместную работу узлов ТРД при изменении режима работы и условий полета.

10.3. Регулирование трд.

Регулирование по одному параметру.

точку.

По известным параметрам в расчетной точке определяется С₄, а затем для различных n_пр определяют рабочие точки, которые затем объединяют в линию рабочих режимов (ЛРР). На рис.10.2 приведена характеристика высоконапорного компрессора с нанесенной на нее ЛРР.

Рис. 10.2. ЛРР при законе регулирования ТРД n=Const

Рис. 10.3. Изменение ^*_к q(_в) и _к при законе регулирования n=Const

Рис. 10.4. Изменение запаса устойчивости по помпажу при законе регулирования ТРД n=Const

Рис. 10.5. Изменение Т*_Г при законе регулирования ТРД n=Const

Рис. 10.X. Рабочая точка при законе регулирования ТРД n_пр =Const

Рис. 10.2. Относительное изменение Т^*_г и n при законе регулирования ТРД n_пр=Const

Регулирование по двум параметрам.

В качестве законов регулирования могут использоваться следующие:

n=Const, T^*_Г=Const при ограничении K_yK_ymax;

n_пр=Const, T^*_Г=Const при ограничении nn_max;

Более предпочтителен закон регулирования n=Const, T^*_Г=Const, т.к. он обеспечивает поддержание постоянных максимальных оборотов и максимальной температуры, а следовательно максимальной тяги.

В обоих законах в качестве регулирующих факторов выступают расход топлива G_T и площадь критического сечения сопла F_кр.