Построение линии предельных режимов работы двигателя

Этап 3. Построение линии предельных режимов и формирование программы управления двигателя на максимальном режиме

Все эти результаты необходимо сохранить в ранее созданной папке для хранения результатов расчетов.

На современных вертолётах лётчик управляет подъемной силой несущего винта с помощью так называемого рычага общего шага (РОШ) или рычага «Шаг-газ». При этом частота вращения несущего винта (и частота вращения непосредственно связанного с ним через трансмиссию и редуктор вала свободной турбины) в широком диапазоне эксплуатационных режимов поддерживается (автоматикой двигателя) неизменной. В результате лётчик, управляя углами атаки лопастей несущего винта, получает возможность быстро изменять его подъемную силу, не затрачивая времени на изменение скорости его вращения.

В то же время система управления двигателя должна автоматически ограничивать максимально допустимые режимы работы всех его элементов, чтобы не допустить их повреждения в эксплуатации. Для формирования соответствующей программы управления двигателя на максимальном режиме удобно использовать так называемую линию предельных режимов работы двигателя, которая определяет максимально допустимые значения приведенной частоты вращения компрессора в зависимости от условий на входе в двигатель.

Линия предельных режимов строится с учетом основных ограничений, которые могут накладываться на параметры, характеризующие условия работы элементов двигателя или силовой установки ЛА в целом.

Для ТВаДэто ограничения:

а) по прочности его роторов – , а также ;

б) по жаропрочности лопаток турбины – ;

в) по газодинамической устойчивости – или (что связано со значительным увеличением углов атаки в последних ступенях компрессора на рабочих режимах при ).

Кроме того, для ТВаД к ним добавляется еще ограничение по прочности трансмиссии или редуктора несущего винта и соответственно по мощности свободной турбины – .

Изменение температуры на входе в двигатель (практически равной для ТВаД температуре атмосферы) может быть вызвано как изменением высоты полёта, так и погодными (климатическими) условиями. Повышение при поддержании может стать причиной недопустимого превышения значения .Но развиваемая двигателем мощность при этом будет только падать.

Причиной превышения максимально допустимой мощности двигателя может стать только снижение температуры атмосферы или значительное повышение атмосферного давления. Но такое повышение практически наблюдается только у так называемых «высотных» ТВаД, рассчитанных на обеспечение возможности висения вертолёта с полной нагрузкой на значительной высоте.

Поэтому линия предельных режимов работы ТВаД обычно строится в виде зависимости предельно допустимого значения приведенной частоты вращения компрессора от температуры атмосферы в широких пределах её изменения (от минус 60 ^оС до плюс 60 ^оС), При этом учитываются только ограничения, соответствующие пунктам а), б) и в) из указанных выше.

Затем на неё наносятся линии ограничений по предельно допустимой мощности для нескольких барометрических высот (т.е. высот, определенных по атмосферному давлению в соответствии с ГОСТ 4401–81), – равной и меньших расчетной высоты висения, как показано на рис. 3.8.

Рис. 3.8. Линия предельных режимов работы ТВад

1 – ; 2 – ; 3 – при ; 4 – при .

Здесь линия 1 соответствует максимально допустимым значениям , соответствующим , линия 2 – максимально допустимым значениям , соответствующим , а линия 3 – ограничению по . Огибающая их (жирная линия на рис. 3.8) и является линией предельных режимов работы (ЛПР) двигателя при отсутствии ограничения по мощности свободной турбины. А линия 4 – это линия ограничения по мощности свободной турбины для некоторой конкретной высоты полёта .

Дата добавления: 2014-12-27