Влияние конструктивных параметров двигателя на характеристики запуска

Ряд конструктивных параметров влияет на пусковые свойства:

1. Момент инерции ротора

на этапе запуска уравнение движения ротора т. к.:

N_ПУ + N_T-(N_К/_мех) -N_ОТБ

d_nk / dt = ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­––––––––––––––––––

J_K ( /30 )².n_к

J_К- полярный момент инерции вращающихся частей, приведенный к валу двигателя. Для двухвальных двигателей благодаря скольжению роторов, проявляющемуся в большей степени на пусковых режимах, изменения моментов роторов и их соотношения оказывают влияние на суммарную степень сжатия в двигателе за счет перераспределения мощностей между турбинами и тем самым определяют надежность и продолжительность запуска.

Момент инерции компрессора более эффективно влияет на продолжительность запуска, чем момент инерции вентилятора. Так уменьшение момента инерции компрессора позволяет обеспечить запуск при меньших избытках топлива, что приводит к росту К_У. Одновременно наблюдается меньшее и более кратковременное превышение Т_Г*. Отклонение момента ротора вентилятора от исходного значения практически не влияет на продолжительность запуска и не приводит к заметному изменению _К^* суммарному. Это объясняется незначительным G_B через двигатель при малых об/мин и наличием наружного контура двигателя.

2. Регулирование геометрии проточной части двигателя

В связи с тем, что уровень параметров двигателя и характер их изменения в процессе запуска зависит не только от расхода топлива, но и от G_B; согласование геометрических параметров узлов двигателя влияет на его пусковые свойства:регулирование направляющих аппаратов – при значительно отклонении положения НА от «0» до «-» (I_СТ=-25⁰ II_СТ=-20⁰) время запуска возрастает примерно на 6 сек при одновременном увеличении К_КУ, а характер изменения Т_Г* не меняется.

Влияние перепуска воздуха

Открытие перепуска воздуха приводит к значительному изменению характеристик компрессора:

• повышается КПД и характеристики сдвигаются в сторону увеличения G_B и p_K*.

- влечет за собой повышение Р_К, что приводит к росту G_T, дозируемого пропорционально G_B, а это влечет за собой более раннее снижение запасов DК_УК.

• уровень Т_Г* снижается за счет больших значений G_B.

• продолжительность запуска изменяется мало.

Необходимое расположение линии совместных режимов достигается путем перепуска воздуха за компрессором, в результате чего обеспечивается оптимальный уровень КПД и более быстрое возрастание степени расширения газов в турбине при умеренном уровне температуры.

При управлении только перепуском воздуха устойчивость работы компрессора во всем диапазоне запуска обеспечить затруднительно, поэтому целесообразно перепуск использовать на начальном этапе запуска и сочетать его с поворотом НА на последующих этапах.

Влияние изменения (регулирования) площади сопловых аппаратов (са)

В ТРДД регулирование площади СА позволило бы перераспределить работу между турбинами КНД и КВД с целью обеспечения необходимого качества процесса запуска. Из уравнения неразрывности G_{Г Т.К.}= G_ГТ.В. следует:

p_Т.К.т.к.* =F_CAТ.В.x q(l_CAТ.В.)/ F_CAТ.К.x q(l_CAТ.К.)_, где

l_Т.К.*- безразмерная удельная работа (отнесенная к энтальпии газа)

q(l_CAТ.В.), q(l_CAТ.К.) – безразмерная плотность тока в СА.

Раскрытие F_CAТ.В. увеличивает теплоперепад на турбине компрессора, что повышает темп приемистости, однако приводит к падению p_Т.В.*, снижению располагаемой работы турбины вентилятора, увеличению скольжения роторов из-за снижения темпа нарастания оборотов вентилятора, что приводит к снижению запасов DК_У компрессора. В принципе раскрытие САт.в. только на режиме вступления в работу АП позволило бы сократить время запуска на 4% при существенно меньшем снижении запасов DК_УК. (2,5 вместо 4%) из-за меньшего изменения скольжения роторов в процессе запуска.

Однако создание регулируемых СА представляет значительные трудности.