118

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. А.Н.ТУПОЛЕВА (КАИ)

КАФЕДРА КОНСТРУКЦИЙ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

А.П.КЛЮШКИН

Силовые установки самолетов

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

КАЗАНЬ 2005 ГОД

Силовые установки самолетов. Учебное пособие. Клюшкин А.П. 2005г.

В учебном пособии представлены основные системы силовой установки самолетов, описана работа этих систем и ряда устройств. Изложенные основные принципы их расчета, при определенных упрощениях, позволяют получать адекватные результаты, необходимые при проектировании новых и проверке уже существующих систем.

Учебное пособие соответствует учебной программе курса «Силовые установки самолетов» специальности «Самолето-вертолето строение» - 160201 (1301.10) и предназначено для студентов авиационных ВУЗов этой специальности.

1. Введение

1.1 Состав силовой установки

Силовая установка предназначена для создания тяги на самолете и совершения безопасного и эффективного его полета. В силовую установку входят: авиадвигатель, создающий тягу или развивающий эквивалентную ей мощность; системы, устройства и некоторые элементы конструкции самолета, обеспечивающие заданный режим эксплуатации.

Система - это комплекс отдельных элементов и связей между ними, которые выполняют определенные функции. В системе обязательно перемещается рабочее тело, энергия или механические части агрегатов. Названия систем определяются их назначением.

Устройство - отдельный агрегат, который выполняет строго определенные функции (насос, кран, гидроусилитель и т.д.).

В силовую установку самолета входят следующие составные компоненты:

1. Двигатель со своими топливной и масляной системами, системами автоматики и запуска.

2. Топливная система самолета, предназначенная для размещения определенного количества топлива на борту и его бесперебойной подачи к двигателю на всех допускаемых режимах эксплуатации ЛА.

3. Масляная система самолета является внешней частью общей системы маслопитания двигателя и предназначена, в основном, для поддержания температурного режима двигателя; масло также служит рабочим телом в некоторых агрегатах рабочей системы.

4. Входные и выходные устройства. Входные устройства предназначены для преобразования кинетической энергии набегающего потока в потенциальную энергию (давление). Выходные устройства преобразуют оставшуюся часть энергии после турбины в кинетическую энергию вытекающих из сопла газов. При наличии дополнительных устройств могут создавать отрицательную тягу, изменять угол вектора тяги, служить форсажными устройствами, а также исполнять роль глушителей шума.

5. Система подвески (крепления) двигателей предназначена для восприятия всех массовых сил, сил тяги и передачи этих усилий на конструкцию ЛА с максимально большей возможностью уменьшения вибрации от двигателя на ЛА и исключения термических напряжения в узлах навески.

6. Винты изменяемого шага (ВИШ) самолета с турбовинтовым двигателем (ТВД) являются движителями - окончательным звеном, преобразующим энергию ТВД в работу, совершаемую самолетом во время полета.

7. Система управления и контроля работой силовой установки. Под управлением понимается изменение режима работы силовой установки самолета (по желанию оператора или по принятой программе).

Система контроля включает в себя комплекс приборов и сигнальных устройств, позволяющих оценить как основные параметры работы силовой установки, так и пороговые нарушения функционирования ее систем.

Бортовые приборы дают текущее значение замеряемого параметра.

Сигнальные устройства (в виде табло разного цвета) предупреждают о выходе контролируемого параметра за допустимые пределы (недостаточное количество масла в маслобаке, окончание топлива в том или ином баке и т.д.)

Применение бортовых вычислительных комплексов позволяет автоматизировать систему контроля, выводя необходимые (по условиям эксплуатации или запросу оператора) параметры на экран монитора. Это в значительной степени снижает психологическую нагрузку на пилота в прочесе полета.

8. Система запуска предназначена для предварительной раскрутки ротора ГТД и автоматического вывода двигателя на устойчивый режим малого газа и включает в себя:

- источники энергии (электроэнергия, сжатый воздух или газ, жидкость под давлением).

- пусковые устройства - двигатели с различными видами энергии: электро, пневмо, гидростартеры.

-систему автоматики - совокупность устройств, обеспечивающих выполнение отдельных этапов запуска в определенной последовательности без вмешательства летчика. Время запуска зависит от типа двигателя, их мощности или тяги и составляет от десятка до сотен секунд.