Типы эксплуатационных характеристик

Этап 4. Расчет эксплуатационных характеристик авиационного ГТД

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

Эксплуатационными характеристиками вертолётных ГТД называются зависимости мощности и удельного расхода топлива от условий полёта и режима работы двигателя. Для вертолётных ГТД различают высотные, дроссельные и климатические характеристики.

Высотной характеристикой ТВаД называется зависимость мощности и удельного расхода топлива от высоты полёта на максимальном (с учетом эксплуатационных ограничений) режиме работы двигателя. Примерный вид высотной характеристики представлен на рис. 3.12.

Рис. 3.12. Высотная характеристика ТВаД

С ростом высоты полёта мощность двигателя на максимальном режиме снижается (если двигатель невысотный), хотя и в меньшей мере, чем давление . У высотного двигателя (с расчетной выстой висения ) на высотах ниже расчетной мощность двигателя (на максимальном режиме) ограничена, например, как показано на 3.12.

Удельный расход топлива с ростом высоты полёта уменьшается, так как при постоянной частоте вращения газогенератора температура изменяется (при отсутствии ограничения по мощности двигателя) незначительно. Поэтому степень подогрева рабочего тела в цикле двигателя существенно возрастает из-за снижения . Это ведет к увеличению внутреннего КПД цикла двигателя и, следовательно, к снижению удельного расхода топлива.

Если же двигатель высотный, то на высотах, где его мощность ограничена (ниже на рис. 3.12), частота вращения ротора ГГ снижается (см. рис. 3.9 и рис. 3.10), что ведет к снижению и соответственно . В результате внутренний КПД цикла двигателя снижается, а возрастает, как показано на рис. 3.12, где штриховые линии в области – это значения и , которые имели бы место при отсутствии ограничения .

Если на высотах, превышающих некоторую , возникает ограничение приведенной частоты вращения компрессора по соображениям газодинамической устойчивости, то здесь и соответственно режимы работы ТВаД при увеличении высоты полёта остаются подобными. Следовательно, здесь и соответственно . В результате с ростом Н более не снижается (остается неизменным), а падает быстрее (пропорционально ).

Дроссельной характеристикой ТВаД называется зависимость мощности и удельного расхода топлива от частоты вращения ротора газогенератора при заданных значениях высоты полёта (т.е. при значениях и , соответствующих этой высоте согласно ГОСТ 4401–81). Примерный вид дроссельной характеристики для двух высот полёта представлен на рис. 3.13.

Рис. 3.13. Дроссельные характеристики ТВаД

При снижении частоты вращения ротора газогенератора удельный расход топлива возрастает из-за снижения , снижения и обусловленного этим снижения , а мощность двигателя падает, как по той же причине, так и вследствие снижения расхода воздуха.

Климатической характеристикой ТВаД называется зависимость и от режима работы двигателя (частоты вращения ротора газогенератора) и температуры атмосферного воздуха на данной барометрической высоте полёта. Типичный вид климатической характеристики ТВаД представлен на рис. 3.14. Климатическая характеристика по сути дела представляет собой ряд дроссельных характеристик, соответствующих одной и той же барометрической высоте полёта (одному и тому же значению ), но различным значениям температуры атмосферного воздуха (от – 60 ^оС до + 60 ^оС). Отштрихованные линии на рис. 3.14 соответствуют отмеченным на них эксплуатационным ограничениям.

Рис. 3.14. Климатическая характеристика ТВаД

Расчет эксплуатационных характеристик ТВаД обычно ведётся с использованием характеристики газогенератора, характеристики свободной турбины и программы управления двигателя на максимальном режиме, сформированной с учетом всех эксплуатационных ограничений.

Дата добавления: 2014-12-27