Вопрос № 16 Требования, предъявляемые к системам запуска
Запуском авиадвигателя называется процесс вывода двигателя на минимальный режим его устойчивой работы, т.е. на режим малого газа: в наземных условиях – из неподвижного состояния, в полете – от режима авторотации.
К системам запуска авиационных силовых установок предъявляются следующие специфические требования:
длительность запуска одного авиадвигателя должна составлять не более 1 мин для бомбардировщиков и 10—25 сек для истребителей;
автономность запуска, т. е. возможность запуска силовой установки от бортовых источников энергии; требование является обязательным для самолетов-истребителей;
высокий коэффициент полезного действия системы запуска (это требование вытекает из необходимости автономного запуска от бортовых аккумуляторных батарей);
возможность запуска на любой высоте полета при случайных самовыключениях авиадвигателя.
Системы запуска современных авиационных силовых установок состоят из следующих основных элементов:
пусковых топливных устройств (пусковых и подкачивающих электрических насосов, электромагнитных кранов, форсунок), обеспечивающих подачу пускового топлива к пусковым форсункам в период запуска двигателя; если основное топливо подается в двигатель турбоприводным насосом, то до выхода на режим малого газа работает электрический подкачивающий насос, обеспечивая подачу основного топлива к рабочим форсункам;
системы зажигания топлива;
стартера, обеспечивающего раскрутку ротора авиадвигателя до определенной скорости вращения;
системы автоматического управления процессом запуска;
источника энергии для приведения в действие всех элементов системы запуска.
В системах запуска самолетных ускорителей, работающих обычно на твердом топливе, стартеры отсутствуют.
Вывод: запуском авиадвигателя называется процесс вывода двигателя на минимальный режим его устойчивой работы, т.е. на режим малого газа: в наземных условиях – из неподвижного состояния, в полете – от режима авторотации.
К системам запуска авиационных силовых установок предъявляются следующие специфические требования:
длительность запуска одного авиадвигателя должна составлять не более 1 мин для бомбардировщиков и 10—25 сек для истребителей;
автономность запуска, т. е. возможность запуска силовой установки от бортовых источников энергии; требование является обязательным для самолетов-истребителей;
высокий коэффициент полезного действия системы запуска; это требование вытекает из необходимости автономного запуска от бортовых аккумуляторных батарей;
возможность запуска на любой высоте полета при случайных самовыключениях авиадвигателя.
Вопрос № 17
. Классификация систем запуска. Состав систем запуска. Способы запуска ГТД
Тип системы запуска определяется типом агрегата предварительной раскрутки ротора двигателя (типом стартера) и типом источника энергии. В качестве агрегатов предварительной раскрутки наиболее часто используются воздушные турбостартеры, работающие на топливе двигателя ЛА, и электростартеры.
Воздушный турбостартер – турбина осевого или радиального типа большой частоты вращения, которая соединена с валом двигателя через редуктор с большим передаточным отношением. Источником сжатого воздуха могут быть аэродромные или бортовые баллоны, аэродромные компрессорные установки или вспомогательные газотурбинные установки, размещаемые на самолете.
Турбокомпрессорный стартер – небольшой газотурбинный двигатель, который сам запускается от электростартера, а после выхода на рабочий режим раскручивает ротор запускаемого двигателя за счет избыточной мощности, развиваемой турбиной.
Наибольшее распространение для запуска современных газотурбинных двигателей находят системы запуска со стартер - генераторами.
Основное преимущество стартер - генератора состоит в том, что вместо двух агрегатов (стартера и генератора) на двигатель устанавливают один агрегат, который при запуске выполняет функции стартера, а после запуска двигателя – генератора.
Для запуска ГТД применяются однокаскадные и двухкаскадные стартеры. Однокаскадные стартеры раскручивают непосредственно вал турбокомпрессора.
К ним относятся - электрические, пороховые и пневматические стартеры.
Двухкаскадные стартеры состоят из двух последовательно работающих стартеров. Они используются главным образом для запуска мощных ГТД, имеющих большие моменты инерции. Стартер первого каскада служит для запуска стартера второго каскада, последний раскручивает вал турбокомпрессора двигателя.
В первом каскаде обычно используются электрические стартеры, во втором – турбостартеры.
Структурная схема системы запуска авиадвигателя с помощью двухкаскадного стартера приведена на рис. 1.
Рис. 1. Структурная схема системы запуска авиадвигателя с помощью двухкаскадного стартера |
Основными элементами системы являются:
источник питания 1, в качестве которого применяются бортовые или аэродромные источники электроэнергии;
пульт управления запуском 2, на котором размещается коммутационная и сигнальная аппаратура;
аппаратура управления 3, которая состоит из пусковых панелей или коробок и автоматов времени запуска, осуществляющих автоматическое управление процессом запуска;
электрический стартер 4, представляющий собой электродвигатель постоянного тока;
турбостартер 6, представляющий собой малогабаритный турбореактивный двигатель с агрегатами запуска и управления, к которым относятся система управления выходными заслонками 7, система зажигания 8, пусковая топливная система 9 (электромагнитные топливные клапаны, пусковые топливные насосы), электромагнитный клапан кислородной подпитки 10;
элементы механических передач вращающего момента от электростартера к турбостартеру 5 и от турбостартера к валу авиадвигателя 11; к ним относятся муфты свободного хода, предназначенные для разъединения валов, когда частота вращения запускаемого устройства становится больше частоты вращения стартера, редукторы, фрикционные или гидравлические муфты, предназначенные для ограничения передаваемого момента;
агрегаты запуска авиадвигателя 12, к которым относятся система зажигания 13, пусковая топливная система 14, электромагнитные клапаны подачи и отсечки топлива 15, кислородной подпитки 16, управления лентами или клапанами перепуска воздуха 17 и реактивными створками авиадвигателя 18. Система запуска, с однокаскадным стартером не содержит элементов 5 – 10. В качестве однокаскадных стартеров применяются, стартеры прямого действия или стартеры-генераторы, представляющие собой электрические машины, которые во время запуска работают в режиме электродвигателя, а после запуска – в режиме генератора.
В зависимости от условий, в которых находится летательный аппарат, различают несколько типов запуска авиадвигателя.
При запуске двигателя на земле возможны следующие виды запуска.
а). Запуск двигателя от аэродромного источника питания. Запуск производится с подкруткой роторов от стартера (электростартера, турбостартера, стартер - генератора, вспомогательной силовой установки).
б). Запуск двигателя от бортового источника электропитания (автономный запуск). Запуск производится с подкруткой роторов от стартера.
При автономном запуске необходимо учитывать то, что время запуска будет больше, чем при запуске от аэродромного источника электропитания. При этом температура газов за турбиной будет несколько выше, и возможен заброс ее более температуры малого газа, с последующим уменьшением до температуры малого газа.
Запуск в воздухе может осуществляться как с подкруткой от стартера, так и без подкрутки.
Запуск двигателя с подкруткой от стартера. Перед запуском установить обороты ротора турбокомпрессора и скорость полета согласно инструкции летчику для такого случая. Установить РУД на СТОП. Включить выключатель ЗАПУСК В ВОЗДУХЕ.
Вывод: Тип системы запуска определяется типом агрегата предварительной раскрутки ротора двигателя (типом стартера) и типом источника энергии. Наибольшее распространение для запуска современных газотурбинных двигателей находят системы запуска со стартер - генераторами.