2,5 Общие принципы построения систем автоматического регулирования трд.
При неизменных условиях полета тяга и удельный расход топлива ТРД зависят от πк* и температуры газов перед турбиной Т*г а в случае ТРДФ еще от температуры в форсажной камере Т*ф. Эти параметры процесса и являются основными регулируемыми параметрами этих двигателей.
Однако, вместо π*к более удобным оказался параметр п (частота вращения ротора), связанный с π*к . Вместо Т*г - часто берут Т*Т .
На рис11, представлена функциональная схема системы автоматического регулирования ТРДФ, состоящая из 3-х подсистем. Изменение режимов работы двигателя производится с помощью РУД через механизм объединенного управления (МОУ).
Рис.11 Функциональная схема системы автоматического регулирования ТРДФ
Показанные подсистемы являются весьма сложными и носят названия или по регулируемому параметру (например, САР частоты вращения), или по регулируемому (управляющему) фактору (например, САР сопла). Указанные САР могут быть замкнутыми по регулируемому параметру, как показана САР частоты вращения, а могут быть незамкнутыми, программными, как показана САР подачи топлива в форсажную камеру. Кроме приведенных на схеме регуляторов на двигателе могут быть ограничители некоторых параметров, например, ограничитель давления Р*к, ограничитель nпр , в случае 2-х роторного двигателя обязательно должен быть ограничитель частоты вращения второго ротора. В то же время в случае ТРД с нерегулируемым соплом отпадает необходимость в САР сопла.
В систему автоматического регулирования любого ГТД входят автоматы приемистости и запуска.
2,6 Принцип построения электрифицированных систем регулирования температуры газов за турбиной гтд. Назначение и классификация систем регулирования температуры газов за турбиной гтд.
Температура газа перед турбиной Т*г является одним из основных параметров, определяющих удельную тягу двигателя. В ряде случаев температура газа может превысить максимально допустимые значения. Для предотвращения недопустимых тепловых перегрузок турбины, а также для обеспечения надежной и экономичной работы двигателя осуществляется ограничение максимальной температуры газа или поддержание заданного ее значения на определенных режимах работы ГТД. В соответствии с этим различают системы ограничения и регулирования температуры газа
В зависимости от управляющего воздействия указанные системы подразделяются на системы, воздействующие на подачу топлива, и системы, воздействующие на выходное сопло.|
В связи с трудностями измерения температуры газа перед турбиной у большинства ГТД ограничение и регулирование температуры газа осуществляется за турбиной Т*т. Поле температур за турбиной более равномерно, температура на 200-300 К ниже, чем перед турбиной. Ограничение и регулирование температуры производится по программам, представляющим собой зависимости заданной температуры газа от угла установки РУД.
2.7. Функциональная схема.
Принцип построения систем рассмотрим на примере системы регулирования, воздействующей на выходное сопло двигателя. Регулирование осуществляется по программе, приведенной на рисунке ?. Программой задаются три уровня температуры газа за турбиной Т*тз в зависимости от режима работы двигателя (угла установки РУД). Наибольший уровень температуры допускается на максимальном режиме и режиме полного форсажа. Несколько ниже заданный уровень температуры на режимах минимального и частичного форсажей. Самый низкий уровень температуры соответствует крейсерским режимам.
Рис 12
Сигнал управления Uy(ТТЗ), пропорциональный заданному значению температуры, формируется в программном устройстве (ПУ) (см. рисунок 12).
Рис №13 Схема програмного устройства
Температура газа за турбиной измеряется с помощью термопар. Сигнал с датчика температуры (ДТ), представляющего собой блок термопар, в виде напряжения обратной связи, пропорционального температуре ТТ, по- дается на вход сравнивающего устройства (СУ), которое формирует сигнал рассогласования :
Усилитель (У) и широтно-импульсный модулятор (ШИМ) усиливают и преобразуют непрерывный сигнал рассогласования ΔU в импульсный сигнал переменной скважности Q. Импульсы напряжения подаются на обмотки исполнительного механизма (ИМ), в качестве которого используется электромагнитное устройство, обеспечивающее изменение настройки регулятора РП степени понижения давления газа на турбине π*Т.
Регулятор РП поддерживает заданное значение πТЗ, изменяя площадь сечения Fкр выходного сопла (ВС). Увеличение Fкр приводит к снижению Тт.
При соответствии температуры заданному программой сигнал рассогласования ΔU=0, скважность импульсов Q=0,5. Исполнительный механизм в этом случае не оказывает влияния на работу регулятора РП. Когда Т*Т > Р*ТЗ, то ΔU<0 и ИМ изменяет настройку РП так, что площадь Fкр, увеличивается до тех пор, пока не будет ликвидировано рассогласование (до ΔU=0, когда Т*Т = Р*ТЗ ). При Т*Т < Р*ТЗ система обеспечивает прикрытие сопла до равновесного положения, при котором Т*Т = Р*ТЗ
2,8.Особенности эксплуатации систем управления СУ.
Работоспособность электрических систем управления СУ в полете контролируется по световым табло, ПКРД и указателям положения регулирующих органов. Системы управления снабжаются устройствами встроенного контроля, которые в случае отказов систем автоматически переключают управление на дублирующие (резервные) каналы и обеспечивают необходимую сигнализацию об этом летчику. Предусматривается возможность ручного переключения на резервные каналы и перехода на ручное управление.
В процессе эксплуатации систем необходимо проверять, нет ли механических повреждений блоков, датчиков, коробок, убедиться в надежности их крепления, а также крепления ШР, обратить внимание на состояние электрической сети и качество монтажа электрожгутов, клеммных панелей, щеточных контактов переменных резисторов и концевых выключателей.
Особое внимание необходимо обратить на состояние контактных соединений в силовых цепях электростартеров.
Проверка основных выходных параметров и работоспособности систем и их отдельных элементов в объеме, достаточном для оценки их технического состояния и соответствия техническим требованиям, производится с помощью специальных пультов наземной проверки.
При обнаружении несоответствия характеристик систем техническим требованиям, а также после замены блоков и датчиков выполняется настройка систем на заданные программы. Такая настройка осуществляется с помощью винтов, расположенных на внешних панелях блоков и связанных с ползунками настроечных переменных резисторов, входящих в электрические схемы программных устройств.
Характерными отказами и неисправностями систем являются: обрывы и КЗ в электрических цепях датчиков и других элементов, обрывы проводов в местах их пайки, нарушение контактов ползунков переменных резисторов, подгар и разрушение контактов реле.