9.5. Номенклатура основных режимов работы ТРД

Максимальный (взлетный) режим

Параметры: RmM; Тг\пм ; птм

Используется при взлете, наборе высоты, боевом маневри­ ровании. Время работы на максимальном режиме ограничено, так как на элементы конструкции двигателя действуют макси­ мальные нагрузки.

Номинальный режим

Параметры: /?|ЮМ= (0,85...0,9)ЯПШ; «||0М= (0,96...1,0)и„га. Используется при наборе высоты в гражданской авиации

и как основной режим в истребительной авиации. На номиналь­ ном режиме двигатель должен проработать весь ресурс.

Крейсерский (максимальный крейсерский) режим

Параметры: /?кр = (0,7...0,75)Rnux =0,85Лиом ; лкр = 0,9лпш

Экономический (пониженный крейсерский) режим

Параметры: /?ж =(0,5... 0,6)RmM =(0,6...0,75)Л|ЮМ. Используется при полете на максимальную дальность

на наиболее экономичных скорости и высоте полета.

Параметры: й мг = (0,03...0,05)/?1пах; л?мг = (0,4... 0,6)л1ТО

Задача

Задана линия л* = / [г/(Лвх), д] на характеристике ком­ прессора (изобразить произвольно). Как изменится положение этой линии, если при программе регулирования п = const 1. Увеличивается площадь FCA на 10 %?

2.Уменьшается площадь F„, на 20 %?

10.ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРД

Общие положения

Важнейшими параметрами, характеризующими ТРД при его эксплуатации, являются тяга R и удельный расход топ­ лива cR.

Двигатель, установленный на летательный аппарат, экс­ плуатируется в широком диапазоне скоростей и высот полета, а также режимов работы от МГ до максимального. Важно знать, как изменяются R и cR при изменении скорости М , высоты И и режима работы двигателя ( п ).

Зависимости /?(М, Я , п) и ся(М, Я , п) называются экс­ плуатационными характеристиками (ЭХ) ТРД. Протекание ха­ рактеристик двигателя существенно зависит от особенностей

его схемы и программы регулирования двигателя и его узлов (ОК, ГТ. PC).

ние или уменьшение давления газа за турбиной (на входе в PC)

рт вызывает увеличение или уменьшение полной степени по­ нижения давления газа в реактивном сопле пс = рт/ р и, следо­ вательно, увеличение или уменьшение скорости истечения га­

rin вызывает изменение cR - l/r|n

Смена режима работы двигателя обычно связана с измене­

что также вызывает изменение Le, Т]е, Т|п(г|е), следовательно,

изменение R и cR.

10.1.Термодинамические основы регулирования ТРД

10.1.1.Основные понятия из теории регулирования

силовой установки

Задачи регулирования ТРД

1. В различных условиях полета (А/, Н) поддерживать та­ кие значения параметров (Г, р , с) и КПД отдельных узлов, при которых обеспечиваются оптимальные характеристики ВРД

исиловой установки (СУ) J1A в целом.

2.Обеспечение устойчивой работы ВРД на всех режимах,

иисключение механических и тепловых перегрузок в отдель­ ных узлах.

3.Автоматическое поддержание заданного режима работы СУ при заданном положении «РУД».

4.Обеспечение быстрого и устойчивого перехода с одного режима работы на другой.

Регулируемые параметры и регулирующие факторы

Режим работы двигателя, характеризуемый R и cR, опре­ деляется (при известных коэффициентах потерь) регулируемы­ ми параметрами (РП).

Активные РП: я*(л); Т*(мт, FKp); Гф(мт<ф) - для ТРДФ. Изменяя п\ Т*\ Гф, можно наиболее эффективно влиять на из­ менение тяги R и удельного расхода топлива cR.

Пассивные РП: ДК - обеспечение устойчивой работы ОК;

пс _ обеспечение расчетной степени расширения газа в ре­ активном сопле на всех режимах работы ТРД;

М в - обеспечение устойчивой работы СВЗ; т)* - обеспечение эффективной работы ОК.

На РП (для их изменения) воздействуют с помощью регу­

Так как все параметры ВРД взаимосвязаны, то изменение какого-либо одного РФ вызывает изменение всех его РП. Одна­ ко одним РФ можно воздействовать по заданному закону только на один РП. Следовательно, для регулирования двигателя по заданному закону число РФ должно равняться количеству РП.

При поддержании неизменными активных РП с изменени­ ем условий полета (М; Н ) пассивные РП могут изменяться и достигать недопустимых значений. В связи с этим на них ус­ танавливают ограничения, и называют ограничиваемыми РП. Ограничение осуществляется воздействием на РФ.

10.1.2. Основные программы регулирования ТРД и ТРДФ Программы регулирования (ПР)

Программа регулирования ТРД - это изменение активных РП при изменении внешних условий ( Т*ах, р*х ), осуществляемое автоматикой двигателя (САУ) при заданном неизменном поло­ жении «РУД».

Обеспечить закон регулирования Лт.,х можно с помощью ПР

Данные программы регулирования позволяют наиболее полно использовать возможности двигателя для получения мак­ симальной тяги.

Регулирование осуществляется изменением РФ Мт => п\

г,Р=>К> м тф => т ;.

Реализация приведенных ПР связана с трудностями быст­

рого и точного измерения Т* и так как отсутствуют без-

инерционные датчики достаточной точности для таких высоких температур. Поэтому на практике применяются ПР, позволяю­

M.Т.ф = const (г:;П1ах = const).

Рж

ПР для ТРД: «.ш* = const;

Кии, = const (г;1ШХ= const).

Для ТРД и ТРДФ с нерегулируемым соплом FKp = const

(применяется при изменении числа М полета в узком диа­ пазоне):

ПР для ТРД: nmM = const. ПР для ТРДФ:

«.шх = const;

Л* = const (Гф = const).

При некотором значении М = М тах запас устойчивости ОК станет минимальным Д/£Гу min и регулировать ТРД по данной ПР

при дальнейшем увеличении М нельзя, так как наступает огра­ ничение по ДЛ'у,,,!,, •

расходов (рис. 10.2), при этом увеличивается Т ДК .

Рис. 10.2. ПР: /1пр = const, Т* = const

При некотором значении М = М |ШХ Тн = /г|ШХ Регулиро­

вать ТРД по данной ПР при дальнейшем увеличении М нельзя, так как наступает ограничение по ип,.,х. Во всем диапазоне