На максимальном режиме

Формирование программы управления двигателя

Полученная линия предельных режимов работы двигателя является основой для формирования программы управления ТВаД на максимальном режиме.

ТВаД обычно снабжаются системами измерения частоты вращения ротора , температуры воздуха на входе и температуры газа перед турбиной компрессора (если она невелика) или за турбиной , по которой можно косвенно следить за температурой газа перед турбиной .

Кроме того, на всех ТВаД имеется система измерения частоты вращения свободной турбины , а на многих ТВаД также система измерения крутящего момента на её валу (для контроля мощности, развиваемой двигателем) с целью недопущения превышения её максимально допустимого значения. На некоторых ТВаД измеритель крутящего момента отсутствует, но кроме измерения , измеряется также давление на входе в компрессор , а значение корректируется (снижается с ростом и с уменьшением ) с таким расчетом, чтобы мощность свободной турбины не превышала предельно допустимого значения.

С учетом показаний датчиков всех этих систем формируется программа управления газогенератором ТВаД на максимальном режиме в виде зависимости этих параметров от и с учетом эксплуатационных ограничений.

Температура может изменяться как из-за погодных условий, так и вследствие изменения высоты полёта. Соответственно принято рассматривать программы управления газогенератором ТВаД:

а) – по температуре атмосферы (прир_н=const);

в) – по высоте (при изменении иТ_нпо Н в соответствии с ГОСТ 4401-81).

На рис.3.9 показана примерная программа управления одновальным газогенератором ТВаД по температуре на максимальном режиме, учитывающая ограничения и . Она построена в соответствии с линией предельных режимов, изображенной ранее на рис. 3.8). Линия 1 (изменение по на максимальном режиме) соответствует здесь жирной (огибающей) линии изменения по на рис. 3.8, которая повторена на рис. 3.9 линией 2. При значение ограничено по соображениям поддержания заданного запаса устойчивости компрессора. Линия 3 показывает изменение температуры газов перед турбиной на максимальном режиме в зависимости от ,которая ограничена (по соображениям жаропрочности лопаток турбины) приt_н>t_н2. В диапазоне изменения от до частота вращения ротора ГГ поддерживается максимально допустимой по условиям его прочности.

Рис.3.9. Программа управления одновального ГГТВаД по (без учета ограничения )    

Рис.3.10. Программа управления одновального ГГТВаД по с учетом ограничения  

На эту программу могут (в зависимости от высоты полёта) накладываться также ограничения по мощности свободной турбины. И тогда в целом программа управления ТВаД по температуре при данной высоте полёта приобретает примерно вид, показанный на рис. 3.10.

Здесь в диапазоне от до поддерживается , в диапазонеот до – _ , а в диапазоне от до .

Этот рисунок соответствует случаю, когда максимальная мощность ТВаД достигается как раз при .

В данном случае при снижении , прежде, чем в газогенераторе могло бы наступить ограничение по условиям газодинамической устойчивости, мощность двигателя достигает максимально допустимого значения.Поэтому при дальнейшем уменьшении значение на максимальном режиме необходимо понижать, хотя и в меньшей мере, как показывают расчеты, чем при ограничении значения по соображениям газодинамической устойчивости. А ограничение по соображениям газодинамической устойчивости) при этом обычно не достигается.

Программа управления ТВаД по высоте строится в предположении, что с изменением высоты полёта температура и давление атмосферного воздуха изменяются так, как это предусмотрено стандартом (ГОСТ 4401–81).

Примерный вид программ управления по высоте для высотного ТВаД показан на рис. 3.11. При этом принято, что максимально допустимая мощность двигателя равна расчетной.

Рис. 3.11. Программа управления ТВаД по высоте

На высотах, меньших расчетной, здесь наступает ограничение . Причина этого состоит в том, что в общем случае при мощность ТВаД с увеличением высоты падает. Её снижение обусловлено тем, что из-за падения уменьшается и . Поэтому с увеличением высоты снижается расход воздуха через двигатель , хотя и в меньшей мере, чем , так как одновременно снижается и , а несколько возрастает вследствие роста . Мощность двигателя при этом снижается ещё в меньшей мере, так как вследствие уменьшения возрастает степень подогрева рабочего тела в термодинамическом цикле двигателя.

Поэтому на высотах, меньших расчетной, наоборот, вследствие роста при мощность двигателя превысила бы расчетное (в данном случае и максимального допустимое) значение, чем и обусловлена необходимость снижения при в программе управления двигателя по высоте.

При ограничения мощности двигателя уже нет. Температура газа при при этом обычно также несколько снижается (хотя и в меньшей мере, чем ). Поэтому с ростом высоты может возникнуть только ограничение при некоторой высоте (обозначенной на рис. 3.11 как ) по соображениям газодинамической устойчивости компрессора.

Третье обращение к программе расчета на ЭВМ (этап 3)

Для расчета линии предельных режимов и формирования программ управления двигателя следует в диалоговом окне программы на ЭВМ открыть этап «Расчет линии предельных режимов и программ управления». В появившемся следующем диалоговом окне ввести значения всех перечисленных в нем ограничиваемых параметров. По этим данным ЭВМ производит полный расчет линии предельных режимов и программ управления двигателя и выдает их результаты в виде графиков и таблиц.

Дата добавления: 2014-12-27