регулирование двигателя

регулирование двигателя
Силовая установка с ТРДДФ для сверхзвукового самолёта. Регулируемые элементы:1 — поверхность торможения воздухозаборника;2 — створки перепуска воздуха;3 — направляющий аппарат вентилятора;4 — направляющий аппарат компрессора;5 — основная камера сгорания;6 — топливный коллектор форсажной камеры;7 — створки дозвуковой части сопла;8 — створки сверхзвуковой части сопла.

Рис. 1. Силовая установка с ТРДДФ для сверхзвукового самолёта.

регули́рование дви́гателя — процесс поддержания постоянства или преднамеренного изменения режима работы двигателя. Требуемые для полёта летательного аппарата значения тяги двигателя, надёжная и устойчивая работа силовой установки во всём диапазоне изменения условий эксплуатации обеспечиваются при соответствующем Р. д., которое осуществляется системой автоматического регулирования (САР). Она устанавливает и поддерживает определенные связи между параметрами двигателя (законы регулирования), что позволяет свести задачу управления режимами работы двигателя к изменению только одного параметра — угла установки рычага управления двигателем. Законы регулирования формируются с учётом требований к тяге и удельному расходу топлива, ограничений по прочности, необходимой точности поддержания параметров и других факторов. С учётом непрерывного роста требований к лётно-техническим характеристикам летательного аппарата Р. д. должно рассматриваться как часть единой комплексной задачи оптимального управления силовой установкой и летательным аппаратом в целом, целью которой могут быть минимизация расхода топлива на всех участках полёта, экономия ресурса двигателей (например, взлёт недогруженного самолёта на пониженных режимах работы двигателя), наилучшее согласование работы двигателя и сверхзвукового воздухозаборника и т. д. В наиболее полном объёме функции оптимального управления системой «летательный аппарат — силовая установка» можно осуществить при использовании бортовых цифровых вычислительных машин. Примером сложного объекта регулирования является современная силовая установка с турбореактивным двухконтурным двигателем с форсажной камерой, предназначенная для сверхзвукового самолёта, в которой САР управляет расходами топлива в основной и форсажной камерах сгорания, створками до- и сверхзвуковой части реактивного сопла, углами установки регулируемых направляющих аппаратов вентилятора и компрессора, положением регулируемых поверхностей торможения воздухозаборника (панелей клина) и створок перепуска воздухозаборника и другими элементами (рис. 1).

Авиационные двигатели эксплуатируются на различных режимах. Для форсированных двигателей (турбореактивный двигатель с форсажной камерой, турбореактивный двухконтурный двигатель с форсажной камерой) наиболее важными являются режимы полного и частичного форсирования двигателей, максимальный, номинальный и крейсерский режимы, режим малого газа. К наиболее напряжённым относится режим полного форсирования, на котором в заданных условиях полёта реализуется максимальная тяга Pф max.

Оптимальные значения Tг* (температуры газа перед турбиной), Tф* (температуры газа на выходе из форсажной камеры), площади критического сечения сопла и других параметров, соответствующие условию Pф = Pф max определяются из анализа тяговых характеристик с учётом ограничений, связанных с допустимой теплонапряжённостью и необходимой прочностью конструкции двигателя, возможными пределами регулирования, запасами устойчивой работы вентилятора и компрессора и другими факторами. Полученные в результате этого теоретические условия, связывающие параметры рабочего процесса двигателя со скоростью и высотой полёта, САР реализует, управляя другими параметрами, косвенно связанными с Tг*Tф*, Gв (расходом воздуха через двигатель), но более удобно или точно измеряемыми. Так, расход топлива Gт в основной камере сгорания обычно определяется частотой вращения (физической или приведённой к стандартным атмосферным условиям) какого-либо ротора. Для управления створками сопла турбореактивного двухконтурного двигателя с форсажной камерой можно воспользоваться такими параметрами, как πт*Σ (суммарная степень понижения давления в турбине), πв* (степень повышения давления в вентиляторе), отношением статического давления к полному давлению потока воздуха (р/р*) в канале наружного контура и др. Расход форсажного топлива часто связывается с давлением воздуха в каком-либо характерном сечении тракта двигателя, например в сечении за компрессором. Выбранные параметры выдерживаются САР в соответствии с программами, предусмотренными для типичных условий полёта. В качестве примера на рис. 2 приведены зависимости, необходимые для реализации программы регулирования двухвального турбореактивного двухконтурного двигателя с форсажной камерой при Pф = Pф max. На этом режиме работы САР поддерживает значения регулируемых параметров — частоту вращения роторов вентилятора (nв) или компрессора (nк), отношение расхода форсажного топлива к давлению воздуха за компрессором (Gт.ф/pк), суммарную степень понижения давления в турбине (πт*Σ) — в соответствии с температурой торможения воздуха Тн* на входе в двигатель. На графике зависимости Тг* от Тн*/288 можно выделить четыре участка:
1) ограничение приведенной частоты вращения вентилятора в = const в условиях полёта с пониженной температурой воздуха на входе в двигатель (Тн* < 288 К);
2) поддержание в = const, что соответствует росту Тг* при увеличении Тн* и способствует лучшему протеканию тяговых характеристик по скорости полёта;
3) ограничение частоты вращения ротора компрессора значением к max = 1,015, что сопровождается слабым ростом Тг* при увеличении Тн*;
4) понижение к при соответствующем уменьшении Тг* в связи с ограниченной механической прочностью турбины.

Важное практическое значение имеет точность регулирования авиационных газотурбинных двигателей, которую можно характеризовать значениями возможных отклонений тяги от номинальных значений, вероятностью возникновения недопустимых увеличений частоты вращения и температуры газа, степенью согласованности работы всех элементов силовой установки. Точность регулирования зависит не только от присущих конкретным САР погрешностей выполнения программ, но и от выбора закона управления. См. также статью Система автоматического управления ГТД.

Литература:
Теория автоматического управления силовыми установками летательных аппаратов. Управление ВРД, под ред. А. А. Шевякова, М., 1976;
Югов О. К., Селиванов О. Д., Дружинин Л. Н., Оптимальное управление силовой установкой самолёта, М., 1979;
Черкасов Б. А., Автоматика и регулирование воздушно-реактивных двигателей, 3-е изд., М., 1988.

Л. Н. Дружинин.

Зависимости, необходимые для реализации программы регулирования ТРДДФ (H — высота полёта; M∞ — число Маха полёта);символы с чёрточкой означают относительные величины (в данном случае — относительно их значений при стандартных атмосферных условиях).

Рис. 2. Зависимости, необходимые для реализации программы регулирования ТРДДФ.


Энциклопедия «Авиация». - М.: Большая Российская Энциклопедия. . 1998.

Поможем решить контрольную работу

Полезное


Смотреть что такое "регулирование двигателя" в других словарях:

  • Регулирование двигателя — процесс поддержания постоянства или преднамеренного изменения режима работы двигателя. Требуемые для полёта летательного аппарата значения тяги двигателя, надёжная и устойчивая работа силовой установки во всём диапазоне изменения условий… …   Энциклопедия техники

  • регулирование двигателя — 3.5 регулирование двигателя: Физическая процедура настройки двигателя для получения на нем мощности, соответствующей различным сочетаниям параметров окружающей среды, например путем перемещения упора подачи топлива, пересогласования… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • регулирование двигателя — Рис. 1. Силовая установка с ТРДДФ для сверхзвукового самолёта. регулирование двигателя — процесс поддержания постоянства или преднамеренного изменения режима работы двигателя. Требуемые для полёта летательного аппарата значения тяги… …   Энциклопедия «Авиация»

  • регулирование — 3.34 регулирование: Деятельность, направленная на поддерживание заданного состояния чего либо (например, объекта, системы). Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • регулирование (скорости двигателя) переключением с последовательного на параллельное возбуждение — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN series parallel field control …   Справочник технического переводчика

  • регулирование возбуждения двигателя — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN motor field control …   Справочник технического переводчика

  • регулирование скорости двигателя — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN motor speed control …   Справочник технического переводчика

  • Турбина газотурбинного двигателя — узел ГТД, предназначенный для преобразования энергии газа в работу на валу, затрачиваемую на привод компрессора двигателя и в зависимости от назначения ГТД, других устройств (воздушный винт, несущий винт, вспомогательные агрегаты). Применяются в… …   Энциклопедия техники

  • Векторное регулирование — калька с нем. Vektorregelung . Метод управления скоростью вращения и/или моментом электрического двигателя с помощью воздействия преобразователем электропривода на векторные составляющие тока статора электродвигателя. В русскоязычной литературе в …   Википедия

  • Автоматическое регулирование возбуждения — (АРВ)         процесс изменения по заданным условиям тока возбуждения электрических машин. Осуществляется на синхронных генераторах, мощных синхронных двигателях, синхронных компенсаторах, на генераторах и двигателях постоянного тока и на других… …   Большая советская энциклопедия

Книги



Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»