3. Программа управления двигателем на режимах «пф», «мф», «рпт».

3.1 Программа управления двигателем на режиме «пф».

Этот режим характеризуется наибольшими значениями тяги двигателя, развиваемой в данных условиях полёта.

С целью получения наибольшей тяги при наименьшем расходе форсажного топлива (G_T.Ф) включение любого форсированного режима и работы на нём двигателя производится при максимальном режиме работы турбокомпрессора, т.е. при значениях n_НД =mах и n_BД=mах, Т*_Г=mах.

Это объясняется тем, что чем выше давление газов, при котором подводится тепло в ФК, тем больше, соответственно, и степень расширения газов в выходном сопле π_С=Р*_с/Р_н и выше скорость их истечения из сопла, а, следовательно, и тяга двигателя.

По этой причине программа управления турбокомпрессорной частью двигателя на режиме «ПФ» полностью соответствует программе «М» режима.

n_BД=f₁(Т*_В) → с коррекцией по Р_В;

n_НД=f₂(T*_B) или T*_{T npед}=const; n_НД=f₂(T*_B).

Подача топлива в ФК на этом режиме производятся по закону G_ТФ./Ρ*_K⁼f₄(Т*_В), обеспечивающему практически неизменное значение температуры газов в ФК (T*_Ф=const).

Так при включении режима «ПФ» температура газов перед соплом T*_Ф становится намного выше, чем Т*_СМ на «М» режиме (Т*_ф=2050К), а соответственно, уменьшается и плотность этих газов. При неизменной F_KР рост Т*_ф будет сопровождаться ростом Р*_Ф и вследствие этого - ↑Р*_Т

Это приведёт к ↓π^*_ТНД и →↓n_НД. Для восстановления π^*_ТНД (и n_НД) необходимо раскрыть створки сопла ↑F_KР. Поэтому на форсированных режимах двигателя заданный закон изменения n_НД=f₂(T*_B) обеспечивается практически при тех же значениях π^*_ТНД, но при увеличенных в сравнении с «М» режимом величинах F_KР.

Рассмотрим, как осуществляется подача форсажного топлива G_TФ на «ПФ» режиме на различных участках программы.

1. Участок программы при Т*_В <288К.

При Τ в < 288К реализуется программа

n_{НД np}=const,

n_{ВД пр}=const,

G_ТФ./Ρ*_K⁼f₄(Т*_В), причём с ↓Т*_В величина G_ТФ./Ρ*_K растёт. Это объясняется следующими причинами.

При работе двигателя на подобных режимах сохраняются неизменными (m_в=const) и приведённые значения

Т*_{Г ПР}= Т*_Г(288/T*_B)=const; Т*_{К пр}= Т*_К (288/ T*_B)=const.

Поэтому в рассматриваемом диапазоне изменения Τ _в значения Т*_Г и Т*_К будут меняться пропорционально Т*_Β: Т*_Г=const ·Τ*_Β и T*_K=const Т*_Β. Но тогда и количество тепла, подводимого в ОКС к каждому килограмму расходуемого через первый контур воздуха, также будет изменяться пропорционально T*_B:Q=С_п(Т*_Г-Т*_К)=const Т*_Β

где С_п - условная теплоёмкость процесса подвода тепла в КС.

Таким образом, с ↓T*_B<288K→↓Q, т.е. увеличивается количество неиспользованного кислорода в газах, поступающих из ОКС в ФКС. Если при этом поддерживать G_ТФ./Ρ*_K =const, то топливно-воздушная смесь в ФКС будет обедняться (↑α_Σ).

Такое обеднение смеси ухудшает условия сгорания форсажного топлива, в результате чего уменьшается полнота сгорания, а это приведёт к ↓Т*_Ф и ухудшению тяговых и экономических характеристик двигателя.

Для обеспечения необходимого состава топливно-воздушной смеси в ФКС и поддержания Т*_Ф ≈ const и производится указанное увеличение G_ТФ/Р*_К по мере ↓Т*_В (см. рис. 2).

2. Участок программы при 288К<Т*_В<335К.

В диапазоне 288К < Т*_В < 335К реализуется программа

n_ВД=f₁(Т*_В),

n_НД=f₂(T*_B),

G_ТФ/Р*_К= const.

На этом участке Т*_Г и Т*_К меняются таким образом, что величина Q несколько возрастает с ↑Т*_В.

Однако с ↑Т*_В→↑m_в, поэтому увеличение продуктов сгорания в газах, поступающих в ФКС из 1-ого контура, компенсируется увеличением количества чистого воздуха, поступающего из II-ого контура. В этих условиях подача форсажного топлива по закону G_ТФ/Р*_К=const обеспечивает значение α_Σ = const (см. рис. 2).

3.1.3 Участок программы при Т*_В>335К.

При Т*_В > 335К реализуется программа

n_НД⁼f₂(Т*_В),

T*_{T npeд}=const,

G_ТФ/Р*_К=f₄(T*_B), причём ↑Г_В соответствует ↑G_ТФ/Р*_К·

Это объясняется тем, что с ростом ↑Т*_В→↑Т*_К, а величина Т*_Г ограничивается значением Т*_{Г пред}. В результате количество тепла, подведённого к воздуху в ОКС Q= С_п (Т*_{Г пред} - Т*_К), снижается и соответственно увеличивается количество неиспользованного кислорода в газах, поступающих в ФКС из 1-ого контура. Одновременно увеличивается и количество воздуха, поступающего из II-ого контура (из-за ↑m_в), поэтому топливно-воздушная смесь в ФКС обедняется. Чтобы поддержать необходимое значение α_Σ, требуется ↑G_ТФ/Р*_К, что и осуществляется программой. При этом обеспечивается некоторое ↑Т*_Ф с ↑Т*_В, чтобы получить требуемую тягу двигателя на предельных скоростях полёта.