2,3,9 Гтд как объект регулирования

ГТД как объект регулирования характеризуется уравнениями, связывающими регулируемые параметры с управляющими и возмущающими воздействиями.

Коэффициенты управления зависят как от конструктивных параметров двигателя, так и от режимов его работы в условиях полета.

Основными регулирующими параметрами, наиболее полно определяющие тяговую эффективность, экономичность и механическую нагрузку являются:

‑‑ степень повышения давления воздуха в компрессоре _к*

‑‑ температура газов перед турбиной и в форсажной камере

Изменяя эти параметры можно наиболее эффективно воздействовать на рабочий процесс двигателя – осуществлять его регулирование.

У ГТД определяется главным образом частотой вращения двигателя n. Поэтому, как правило, вместо _к* в качестве одного из основных регулируемых параметров ГТД используется n.

Основными регулирующими воздействиями является :

‑‑ подача топлива в основную G_T и форсажную G_TФ камеры сгорания

‑‑ площадь критического сечения выходного сопла F_с

У ТВД в качестве управляющих воздействий производится:

‑‑ подача топлива G_T

‑‑ измерение угла  установки лопастей винта.

Эти воздействия используются при задании режима работы и регулирования на дофорсажных и форсажных режимах работы.

К числу вспомогательных регулирующих воздействий относятся:

‑‑ поворот лопаток статора компрессора _ла и

‑‑ перепуск воздуха за определенными ступенями компрессора, характеризуемый площадью окон перепуска F_n

С их помощью улучшаются характеристики компрессора и турбины, которые определяют пусковые, дроссельные, высотно–скоростные характеристики двигателя и занос устойчивости компрессора.

Возмущающие воздействия подразделяются на внешние и внутренние. Являются случайными функциями времени и обусловлены высоты H и скорости V полета, а также турбулентности атмосферы. Обычно внешние возмущения сводят к изменению параметров заторможенного потока воздуха на входе в компрессор (давления Р_н и температуры Т*_i) и давление Р₅ , определяющего перепад давления в выходном сопле. Эти параметры определяются:

где Т_н и Р_н‑ температура и давление на высоте Н

М – число, характеризующее скорость полета относительно скорости звука;

_вх – коэффициент потерь энергии во входном устройстве.

Для современных ЛА давление Р₁* может изменяться более чем в 100 раз, а температура Т₁* ‑ более чем в 3 раза, давление изменяется в зависимости от Н полета. Влияние изменения Рн на работу ГТД проявляются лишь при дозвуковых скоростях течения газа в выходном сопле.

Внутренние возмущения связаны с непреднамеренными изменениями геометрии газового тракта, изменением механических КПД, коэффициентов полного сгорания топлива.

2,4 Классификация су

Системы управления режимами работы (с УРР) силовых установок классифицируют – по назначению и управляющему (регулирующему) воздействию. На современных ЛА находят применение системы управления:

‑‑ подачей топлива в основную камеру сгорания;

‑‑ подачей топлива в форсажную камеру сгорания;

‑‑ выходным соплом;

‑‑ поворотными лопатками статора компрессора;

‑‑ перепуском воздуха за определенными ступенями компрессора ;

‑‑ сверхзвуковым входным устройством;

‑‑ процессом запуска и разгоном двигателя;

В зависимости от регулируемого параметра различают системы регулирования и ограничения:

‑‑ частоты вращения;

‑‑ степени понижения температуры газа на турбине и т.д.

Для автоматического управления силовыми установками применяются непрерывные дискретные системы как с замкнутой, так и с разомкнутой структурой (построенные по принципу отклонения, по возмущающим воздействиям, комбинированные ), с различным характером изменения задающего воздействия (системы стабилизации и программного регулирования, следящие системы).

Различают автономные и комплексные системы управления режимами работы ГТД.

Автономные режимы регулирования и ограничения отдельных параметров двигателя связанны между собой только через силовую установку как объект управления.

При использовании комплексных систем управления осуществляется оптимальное согласование отдельных автономных систем (контуров), коррекция их программ в соответствии с изменением условий работы.

В зависимости от элементарной базы различают: гидромеханические, электрические, пневматические и комбинированные системы управления режимами работы силовых установок.