3.7 Система управления топливом всу

Вспомогательные ГТД широко используются для обеспечения систем самолета электроэнергией и сжатым воздухом, когда основные двигатели не работают. Такие же типы ГТД используются в качестве наземных силовых установок.

3.7.1 Пример системы Garret Company (GTR-30)

Топливные системы ВСУ полностью автоматические и не требуют применения рычага управления двигателем. После нажатия пускового переключателя топливная система обеспечивает подачу необходимого количества топлива для плавного разгона ВСУ до расчетной частоты вращения. Далее топливная система программирует подачу топлива для поддержания постоянной частоты вращения двигателя при изменяющихся отборе воздуха и электрической нагрузке (рис. 21).

Обратим внимание на термостат ускорения и перегрузки, управляющий утечкой, расположенный в выхлопном потоке. Обычно агрегат находится в закрытом положении и открывается в определенное время, чтобы сбросить часть сигнального давления диффузора, которое поступает на верхнюю часть сильфона ограничителя ускорения. Термостат расширяется, работая как защитное устройство, при наличии превышения температуры выхлопных газов и сбрасывает некоторое количество сигнального давления диффузора в выхлопной поток.

Рис. 21. Система автопилотирования G.E./Snecma CFM56-7B [4]

Это действие вызывает функционирование ограничителя ускорения. Диафрагма ограничителя ускорения управляет перепускным клапаном, который возвращает лишнее топливо на вход насоса и т.о. предотвращает перегрев двигателя во время разгона от 0 до 95 % оборотов двигателя.

Регулятор с центробежными грузами также управляет перепуском топлива для сохранения скорости в установившемся режиме, возвращая лишнее топливо на вход насоса. Этот регулятор предохраняет от заброса оборотов, преодолевая затяжку пружины ограничителя ускорения в диапазоне от 95 до 100% оборотов двигателя. Все время, пока грузики будут нагружены или вращаться под действием вращения ротора двигателя, скорость двигателя будет равна расчетной.

Последовательность подачи топлива:

- топливо течет из подкачивающего насоса самолета через фильтр низкого давления к главному топливному насосу, имея низкое давление;

- топливо под высоким давлением подается на регулятор и затем на топливные форсунки;

- топливо перепускается назад на вход главного насоса через ограничитель ускорения, если происходит заброс температуры, когда термостат ускорения и перегрузки расширяется чтобы сбросить управляющий поток воздуха наружу в выхлопной поток двигателя;

- топливо перепускается при оборотах ротора двигателя свыше 95% для управления скоростью двигателя в соответствии с заданным значением усилия пружины регулятора с центробежными грузиками;

- предохранительный клапан ограничивает давление топлива, подаваемого в камеру сгорания в случае отказа элементов перепуска системы;

- топливный соленоид открывается и закрывается при запуске и останове двигателя.

3.7.2 Запуск и работа

Принцип работы (рис. 22, 23) заключается в следующих этапах:

1. Оператор ставит выключатель створки ВСУ, в положение «авто» чтобы открыть створку сбоку, расположенную фюзеляжа;

2. Оператор перемещает ручку главного выключателя ВСУ на старт, цепи стартера и зажигания записываются;

3. Оператор выставляет переключатель запуска на «старт» при достижении определенных оборотов и начинают считываться данные о температуре выхлопных газов. Окончание процесса запуска и зажигания происходит автоматически примерно на 30% скорости двигателя;

Рис. 22. Система управления вспомогательной силовой установкой небольшого самолета (гидромеханический регулятор с пневматическим ограничением температуры) [4]

4. Примерно на 10% скорости двигателя автоматически открывается топливный соленоид, топливо начинает поступать в камеру сгорания и начинается процесс сгорания;

5. Ограничитель ускорения начинает получать перепускной воздух из компрессора, и перепуск топлива уменьшается, ускоряя разгон;

6. Термостат ускорения защищает от заброса температуры с помощью перепуска воздуха из компрессора на выхлоп, если температура выхлопных газов становится чрезмерно высокой во время процесса разгона от 0 до 95% оборотов двигателя;

7. На 95% оборотов двигателя, регулятор преодолевает усилие ограничителя ускорения и перепускает топливо, тем самым удерживает установившийся режим на 100% оборотов двигателя;

8. После включения генератора или если производится отбор воздуха, центробежные грузики регулятора сходятся к вершине тем самым, поставляя больше топлива для сохранения скорости двигателя;

9. После взлета, во время набора высоты ВСУ обычно выключается.