3.8 Настройка системы управления топливом

Техническое обслуживание системы управления топливом на стоянке обычно ограничивается снятием и заменой агрегата системы управления топливом и подрегулировкой управляющих настроек. Настройки включают в себя удельный вес, обороты малого газа и максимальную мощность в гидромеханической и гидропневматической системах управления. На двигателях с полностью электронной системой управления и программирования или системой FADEC не требуется дополнительных регулировок т.к. система способна к саморегулированию и самокоррекции.

3.8.1 Настройка удельного веса

Когда производится опробование при проверке рабочих характеристик двигателя должно использоваться топливо, рекомендованное разработчиком, потому что величина Британской тепловой единицы, как и удельного веса, могут отличаться при использовании других видов топлива. В этом случае точность выполнения проверки может быть оспорена.

В другом случае настройка удельного веса может быть выполнена (рис. 24). Это производится с помощью регулировки натяжения пружины клапана регулятора перепада давлений внутри топливного регулятора с использованием альтернативного топлива при проведении эксплуатационных испытаний двигателя (рис. 24).

Рис. 23. ВСУ самолета больших размеров [4]

3.8.2 Проверка эксплуатационных характеристик (ТРД и ТРДД)

Регулировка (рис. 25). Регулировка применяется при корректировке скорости малого газа и максимальной тяги во время проверки эксплуатационных характеристик. Она осуществляется на двигателе, установленном на самолете либо на тестовом стенде. Регулировка скорости малого газа аналогична от одного двигателя к следующему и заключается в установке скорости малого газа соответствующей максимально экономичному диапазону, установленному производителем. Скорость малого газа используется в такие периоды работы, когда тяга не требуется. В зависимости от конкретного двигателя выполнение максимальной процентной регулировки по частоте вращения или по отношению давления за турбиной к давлению на входе двигателя гарантирует, что двигатель вырабатывает нужную тягу. Эта величина тяги относится к гарантируемой производителем расчетной тяге, но иногда сокращенно называется расчетная тяга.

Рис. 24. Регулировка удельного расхода топлива [4]

Большинство производителей рекомендуют все заключительные регулировки производить в направлении повышения, с целью стабилизировать все кулачки, пружины и звенья внутри топливного регулятора. Если произошло чрезмерное натяжение, процедура должна быть выполнена повторно. Необходимо сначала уменьшить натяжение ниже нужного значения, а затем снова увеличить до необходимой величины.

Регулировка должна производиться после определенных регламентных работ, установленных производителем, и когда есть подозрение на разрегулировку. Работами, требующими выполнения регулировки, могут являться, например: замена двигателя, замена агрегата, замена топливного регулятора. Также время от времени регулировку требуется производить из-за ухудшения характеристик двигателя с течением времени. Проводка самолета со временем растягивается, вызывая разрегулировку системы управления двигателем из кабины и потери амортизации РУД. В этом случае требуется регулировка натяжения.

Проверка приемистости. Вместе с проверкой натяжения выполняется проверка времени приемистости, как дополнительный тест характеристик двигателя. После проверки натяжения на квадрант РУД ставится метка о взлетном положении. Затем РУД перемещается из положения МГ во взлетное и замеряется время приемистости по отношению к опубликованным допускам. Время для большого газотурбинного двигателя довольно мало и лежит в диапазоне 5…10 секунд (рис. 26).

Рис. 25. Регулировка натяжения [4]

Проверка амортизации и отдачи РУД. Другой важной частью проверки натяжения является проверка амортизации и отдачи РУД (рис. 27). Оператор перед и после проверки натяжения перемещает РУД до упора вперед и отпускает его. Расстояние возвращения рычага под действием пружины замеряется и сверяется с допусками. Например, на пассажирском самолете это расстояние равно четверти дюйма или более. Когда натяжение возвратной пружины корректно, топливный регулятор достигнет внутреннего ограничителя раньше, чем квадрант достигнет своего переднего ограничителя. Если значение вне допуска, требуется проведение техническим персоналом регулировки системы управления самолетом, связанной с топливным регулятором.

Амортизация – это расстояние в дюймах между взлетным положением и крайним верхним положением РУД.

Амортизация дет возможность пилотам использовать не только взлетный режим, но и более высокий режим работы двигателей в чрезвычайной ситуации.

Рис. 26. Зависимость тяги от времени разгона [4]

Рис. 27. Проверка амортизации и отдачи [4]

3.8.3 Регулировка дроссельного режима

С целью уменьшить износ двигателя, а также для сохранения топлива, на двигателях, в которых параметром тяги является отношение давления на входе к давлению за турбиной и на двигателях, в которых параметром тяги является частота вращения ротора, обычно выполняется регулировка натяжения на режиме меньше взлетного. Эта процедура включает в себя закрытие всех клапанов отбора воздуха для потребителей на самолете, чтобы предупредить потери компрессора и установки механического заграждения на траектории звена рычага управления топливом, называемого регулировочный упор для работы на дроссельном режиме. РУД перемещается до ограничителя во время натяжения и регулировки натяжения в положение, примерно равное режиму максимальной продолжительной тяги. Для стабилизации внутренних звеньев топливного регулятора регулировка натяжения производится в направлении повышения мощности. После регулировки ограничитель убирается для проведения проверки тяги на взлетном режиме.

3.8.4 Два вида процесса регулировки натяжения - на двигателях в которых параметром тяги является степень повышения давления и на двигателях в которых параметром тяги является частота вращения ротора

В ГТД используют как регулировку по уровню коэффициента отношения давлений, так и по скорости ротора. Если двигатель сконфигурирован по уровню степени повышения давления, пилот использует приборы, замеряющие эту величину для установки необходимого ему режима. В соответствии с выполненной регулировкой натяжения, двигатель относится к двигателям, в которых параметром тяги является степень повышения давления. Если двигатель не оборудован системой расчета отношения давлений, его регулировка натяжения производится по отношению к частоте вращения ротора, и пилот выставляет требуемый режим, пользуясь тахометром. В соответствии с выполненным натяжением двигатель относится к двигателям, в которых параметром тяги является частота вращения ротора.

Замечание: Проверки мощности для турбовинтовых и турбовальных двигателей будут рассмотрены в этой главе.

Степень повышения давления в двигателе. Самолет использует для определения тяги индикатор степени повышения давления. Этот индикатор считывает величину степени повышения давления, поделив величину давления за турбиной на давление на входе в компрессор и скорректировав результат относительно изменений условий окружающей среды. Система расчета степени повышения давления будет полнее рассмотрена в этой главе и в главе 11.

Пример: Если давление на выходе турбины равно 58,2 дюймов ртутного столба при правильной регулировке двигателя и давление на входе равно 30,0 дюймов ртутного столба, степень повышения давления рассчитывается следующим образом:

Степень повышения давление, на выходе турбины/ давл. на входе компрессора = 58,2/30,0=1,94

Если индикатор в кабине показывает значение не выше приемлемого 1.94, значит оба двигателя и их системы индикации степени повышения давления работают удовлетворительно.

Процедура регулировки для двигателей, в которых параметром тяги является степень повышения давления. Во многих двигателях с осевым распределением потока существует более точная зависимость между внутренними давлениями и тягой, чем между частотой вращения и тягой. Фактически, в некоторых двухкаскадных двигателях последние 10% диапазона частоты вращения могут увеличить тягу так же как и 30%. Для таких двигателей степень повышения давления является боле быстрой мерой тяги, чем графики частоты вращения.

Поворачивая регулятор максимального натяжения, расход топлива и величина тяги будет уменьшаться или увеличиваться (рис. 25). Это в свою очередь будет влиять на отношение между давлением на входе в компрессор и на выходе из турбины. Т.о. если последнее будет увеличиваться с увеличением расхода топлива, то степень повышения давления также будет расти при постоянном давлении на входе в компрессор.

4. СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ CFM56-3