книги из ГПНТБ / Конструкция и эксплуатация турбореактивных двигателей типа М-701 учеб. пособие

§3. Режимы работы двигателя

Для двигателей типа М-701 установлены следующие основные режимы работы:

Максимальный режим (взлетный) соответствует максимально допустимому числу оборотов (п=15400 об/мин), а следовательно,и наибольшей тяге двигателя.

Узлы и детали трансмиссии двигателя при работе на макси­ мальном режиме подвергаются наибольшей нагрузке (особенно ло­ патки турбины), поэтому время непрерывной работы на этом ре­ жиме не должно превышать 6 мин.

ростью. Время непрерывной работы на этом режиме не ограничено.

оборотов, на которых двигатель работает устойчиво. Тяга на этом режиме должна быть минимальной и не превышать 70 кГ, чтобы не увеличилась длина пробега самолета при посадке.

Время непрерывной работы двигателя на земле на режиме ма­ лого газа, вследствие ухудшения условий работы термически на­

72

Указанные в табл. 3 числа оборотов, тяги, удельного расхода топлива и температуры газов приведены к стандартным атмосфер­ ным условиям (барометрическому давлению окружающего возду­ ха Вст =760 мм рт. ст. и температуре

ГС Т = 288°К).

Приведение замеренных основных параметров к стандартным ат­ мосферным условиям производится по следующим формулам:

а) приведенное число оборотов двигателя

288

——. об/мин;

/

б) приведенная тяга двигателя

760

в) приведенный удельный расход топлива

288

/

т кг/кГ тягиі- ч;

г) приведенная абсолютная температура газов

73

§4. Установленные ограничения и их обоснование

1.При запуске не допускается установка рычага управления двигателем в положение выше упора «малый газ», так как будет резко возрастать температура перед турбиной.

2.В случае неудачного запуска повторный запуск разрешается

Впротивном случае может произойти взрыв в двигателе.

3.Повторный запуск или прокрутку разрешается производить только после полной остановки ротора двигателя. При невыполне­ нии этого требования можно вывести из строя муфту свободного хода и зубчатые зацепления коробки приводов.

4.На земле разрешается выполнять не более трех запусков двигателя подряд с двухминутным перерывом между ними. После

5.На земле от бортового аккумулятора разрешается без под­ зарядки произвести только два запуска. При невыполнении этого требования аккумулятор разрядится ниже допустимого предела и третий запуск будет проходить вяло, что, в свою очередь, может привести к отказу системы запуска.

6.Повторный запуск в полете разрешается производить после

газа в зависимости от высоты полета должны соответствовать обо­ ротам, указанным на графике рис. 54.

8. Полет при отрицательных перегрузках не должен превышать

димо прекратить выполнение задания и произвести посадку само­ лета в течение 10 мин.

12. Время непрерывной работы на максимальном режиме не должно превышать 6 мин. Повторное использование максималь­ ного режима может быть осуществлено только после охлаждения двигателя при работе на пониженных режимах (не выше крей­ серского) в течение 3 мин.

,74

д од/мин

\Щ8% 15520

О -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -НО - К -50 -55 -60 t°t

Рис. 57. График изменения диапазона максимальных оборо­ тов двигателя при отрицательной температуре воздуха на земле

13. Максимальные обороты двигателя на земле при низких температурах наружного воздуха должны находиться в пределах, указанных на графике рис. 57.

§5. Характеристики двигателя

Вусловиях летной эксплуатации двигатели работают на раз­ личных режимах, скоростях и высотах полета самолета. Измене­ ние условий полета влияет на изменение тяги двигателя и удель­ ного расхода топлива.

Чтобы сравнить между собой данные различных двигателей или судить о качестве конкретного двигателя при различных ус­ ловиях полета самолета, необходимо знать, как изменяются тяга и удельный расход топлива от изменения этих условий.

Характеристиками ТРД называются зависимости тяги и удель­ ного расхода топлива от числа оборотов двигателя, скорости и высоты полета.

Х А Р А К Т Е Р И С Т И К И Д В И Г А Т Е Л Я М-701 П О Ч И С Л У О Б О Р О Т О В

Характеристики по числу оборотов представляют собой зави­ симость тяги и удельного расхода топлива от числа оборотов дви­ гателя при постоянном значении скорости и высоты полета.

75

и турбины.

Расход воздуха увеличивается приблизительно пропорциональ­ но числу оборотов.

Степень повышения давления при увеличении числа оборотов быстро растет. Объясняется это увеличением работы, передаваемой компрессором воздуху, то есть увеличивается работа, затрачивае­ мая,на сжатие каждого килограмма воздуха, проходящего через компрессор.

Температура газов перед турбиной с увеличением оборотов

76

вначале уменьшается, а затем начинает расти и достигает наи­ большего значения при максимальных числах оборотов. Такой ха­ рактер изменения температуры перед турбиной объясняется услови­ ями совместной работы компрессора и турбины, то есть каждому

.равновесному числу оборотов соответствует вполне определенная температура газов перед турбиной (более подробные объяснения характера изменения характеристик, а также параметров двигате-

Следовательно, с увеличением числа оборотов тяга двигателя •увеличивается. Это происходит как вследствие увеличения секунд­ ного расхода воздуха, так и вследствие увеличения удельной тяги.

Зависимость удельного расхода топлива от числа оборотов в основном определяется изменением степени повышения давления

итемпературы газов перед турбиной.

Сувеличением степени повышения давления уменьшается удельный расход топлива. Увеличение температуры перед турби­

а степень повышения давления растет, то удельный расход топлива уменьшается интенсивно. В дальнейшем с ростом оборотов интен­ сивность падения удельного расхода топлива уменьшается, по­ скольку температура перед турбиной (Т3) начинает увеличиваться. На оборотах п=14 000 об/мин и выше (до максимальных) удель­ ный расход топлива остается почти без изменения.

Объясняется это взаимным влиянием степени повышения дав­ ления, температуры газов перед турбиной и к. п. д. компрессора. На рис. 58 отмечены основные режимы работы двигателя: макси­ мальный, номинальный, крейсерский и малый газ.

Параметры двигателя, замеренные на основных режимах при

.проведении контрольного испытания на стенде испытательной стан­ ции, после их приведения записываются в раздел I I I формуляра каждого двигателя.

Х А Р А К Т Е Р И С Т И К И ДВИГАТЕЛ - Я М-701 П О С К О Р О С Т И П О Л Е Т А

Характеристиками по скорости полета называется зависимость тяги и удельного расхода топлива от скорости полета на данной высоте при постоянном числе оборотов двигателя. На рис. 59 и 60 изображены характеристики двигателя М-701 по скорости полета

.на различных высотах.

77

Рассмотрим характеристики на оборотах «=15 400 обJмин (мак­ симальный режим).

Из приведенных характеристик видно, что тяга двигателя на

Такая зависимость тяги объясняется характером изменения по скорости полета основных действующих факторов:

—секундного расхода воздуха;

—удельной тяги двигателя. Согласно формуле (стр. 55) :

Расход воздуха с увеличением скорости полета возрастает, что объясняется увеличением давления и плотности воздуха на вса­ сывании и во всем тракте двигателя. При 7"3=const расход возду­ ха увеличивается пропорционально увеличению давления перед турбиной.

Удельная тяга с увеличением скорости полета непрерывно уменьшается.

78

Как видно из формулы (стр. 55)

Со — О) g

Из-за того что скорость истечения С5 растет медленнее, чем ско­ рость полета Со, разница С5 —С0 непрерывно уменьшается, а зна­ чит, удельная тяга также падает.

Удельный расход топлива с увеличением скорости полета непре­

порционален количеству тепла, подведенному к 1 кг воздуха, и обратно пропорционален удельной тяге.

Количество подводимого тепла с увеличением скорости полета из-за увеличения температуры воздуха за компрессором уменьша­ ется, но это уменьшение до самой максимальной скорости незна­ чительное и составляет несколько процентов.

Удельная тяга уменьшается весьма значительно. Так, например,,

чем количество тепла, получаемого от сгорания топлива на 1 кг воздуха.

ВЫСОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ М-701

Высотными характеристиками называются зависимости тяги и

Как видно из приведенных характеристик, тяга двигателя с уве­ личением высоты полета до Н = Н ООО быстро падает. Удельный рас­ ход топлива также уменьшается, но в меньшей степени. На высо­ тах более 11 км тяга падает еще интенсивнее, а удельный расход топлива остается постоянным.

Для того чтобы объяснить характер изменения тяги в зависи­ мости от высоты полета, необходимо предварительно рассмотреть, как же изменяются по высоте удельная тяга и расход воздуха.

Согласно формуле (стр. 55)

Я = Я у д . О в .

79

Удельная тяга двигателя до 11 км увеличивается, а после-эгай аысоты остается практически постоянной. Это объясняется тем, что удельная тяга зависит как от степени повышения давления, так и от степени подогрева воздуха в двигателе.

С ростом высоты степень повышения давления и степень подо­ грева увеличиваются за счет уменьшения температуры окружаю-

щего воздуха, а это приводит к увеличению удельной тяги. После 11 км температура окружающего воздуха не изменяется, следова­ тельно, и удельная тяга остается постоянной.

Расход воздуха с ростом высоты быстро падает, так как умень­ шается его плотность. Но падение расхода воздуха происходит не пропорционально уменьшению его плотности,, поскольку идет повышение степени повышения давления. После 11 км степень по­ вышения давления остается постоянной, поэтому падение расхода происходит прямо пропорционально плотности окружающего воз­ духа. Тяга двигателя вследствие более быстрого уменьшения рас­ хода воздуха, по сравнению с ростом удельной тяги, падает.

Удельный расход топлива до высоты 11 км незначительно сни­ жается. Объясняется это увеличением степени повышения давле-

80