Электрические системы управления тягой на форсажном режиме ГТД с изменяемой геометрией реактивного сопла

Здесь управление величиной тяги при максимальной скорости вращения турбокомпрессора и максимально допустимой температуре газов перед турбиной достигается плавным изменением площади сечения реактивного сопла и подачи топлива в соответствии с положением рычага управления двигателем РУД.

Система обеспечивает автоматическое выполнение следующих операций:

открытие створок реактивного сопла при запуске, закрытие их при достижении турбокомпрессором определенной скорости вращения;

гистерезис по скорости вращения турбокомпрессора в закрытии и открытии створок реактивного сипла;

блокировку включения форсажа как по скорости вращения ротора высокого давления, так и по положению гидрозамедлителя;

обеспечение необходимых задержек во времени открытия
створок реактивного сопла и подачи топлива в форсажную камеру;

плавное изменение положения створок реактивного сопла на форсаже от минимального до максимального значения при нении положения РУД,

включение полного форсажа;

аварийное включение и выключение полного форсажа при отказе системы плавного регулирования тяги.

В систему входят следующие основные агрегаты: блок управления БУ-4Б, пульт управления режимами тяги ПУРТ, коробка автоматики форсажа КАФ, коробка выдачи сигналов КВС, датчик реостатный ДР, датчик обратной связи ДОС, гидроагрегат ГА-164М управления сервомеханизмом створок реактивного сопла, электроклапаны ЭКТК топливных карбюраторов, пусковая катушка КНАФ форсажной камеры, электроклапан ЭКС стравливания воздуха.

Схема (рис. 1) работает следующим образом.

Перед запуском ГТД включается АЗС «Форсаж». При этом подводится напряжение к схеме управления. Створки реактивного сопла при наличии давления в гидросистеме полностью открываются, обеспечивая необходимые условия для запуска. Обычно створки уже находятся в этом положении при выключенном ГТД.С увеличением скорости вращения турбокомпрессора центробежный маятник топливного насос-регулятора увеличивает угол поворота оси блока управления БУ-4Б. На этой оси закреплены кулачковые шайбы, обеспечивающие последовательное срабатывание микровыключателей СТ, ВДТ, БФО₂, БФО₁ при скоростях вра­щения, равных соответственно ω_1, ω_2, ω_3, ω₄

При скорости ω₃ замыкаются контакты БФО₂, не вызывая изменений в схеме. При скорости ω₄ замыкаются контакты БФО₁ и включают реле 2Р, которое самоблокируется через контакты БФО₂ и 2Р₂,. Створки реактивного сопла закрываются и остаются в этом положении до включения форсажного режима.

Наличие двух микровыключателей БФО₁ и БФО₂ обеспечивает гистерезис в открытии и закрытии створок реактивного сопла по скорости вращения турбокомпрессора. Створки закрываются при скорости ω_4, когда замыкаются контакты БФО₁, а открываются лишь при скорости ω₃< ω₄, когда размыкаются контакты БФО₂.

Рис. 1. Графики изменения диаметра створок реактивного сопла и тяги ГТД в зависимости от скорости вращения турбокомпрессора и положения РУД

При замыкании контактов гидрозамедлителя ГЗ, которое происходит при скорости вращения турбокомпрессора ы₅, близкой к максимальной, подается напряжение на ПУРТ и становится возможным включение форсажного режима. В ПУРТ расположены четыре мпкровыключателя ПК, БФС, 4, Ф, управление которыми производится кулачковыми шайбами, находящимися на одной оси, жестко связанной с РУД. При установке РУД в положение «Максимал.» замыкаются контакты микровыключателя ПК и подают питание па реле ЗР. Реле ЗР контактами ЗГ, блокирует контакты ГЗ. С целью устранения возможности значительных изменений тем­пературы на турбине в момент включения форсажа производится согласование по времени моментов открытия створок реактивного сопла и подачи топлива в форсажную камеру. Это обеспечивается с помощью релейного автомата времени, расположенного в КАФ. Релейный автомат времени состоит из четырех реле времени, двух коммутационных реле и шести выключателей. Каждое реле времени обладает запаздыванием отпускание, равным 0,5 сек. В зависимости от положения выключателей автомат времени позволяет получать задержки во времени между отпусканиями реле равными 0; 0,5; 1; 1,5; 2 сек. Подготовка к работе или «взвод» автомата времени происходит в момент включения АЗС «Форсаж». Увеличение задержки в подаче топлива по отношению к открытию створок приводит к «провалу» температуры на турбине при включении форсажа. При установке РУД в положение «Минимальный форсаж» (МФ) замыкаются контакты микровыключателя БФС, которые включают реле 4Р. В запальном устройстве создается пусковой факел пламени.

Через заданные выдержки автомат времени замыкает контакты, включая реле. Так как щетка потенциометра датчика обратной связи ДОС занимает крайнее положение, соответствующее положению створок на режиме «Максимал», а щетка потенциометра датчика ДР переведена с помощью РУД в положение, соответствующее режиму «Минимальный форсаж», то мостовая схема оказывается разбалансированной. При этом срабатывает поляризованное реле ПР, включенное в диагональ мостовой схемы, Створки реактивного сопла открываются сервомеханизмом в положение «Минимальный форсаж», одновременно перемещается щетка ДОС, уравновешивая мостовую схему. В равновесном положении поляризованное реле ПР размыкает свои контакты _ъ По мере розжига форсажной камеры форсажный насос-.регулятор повышает давление топлива и при опреде­ленном его значении размыкает контакты С изменением положения РУД в сторону увеличения тяги до положения полного форсажа (ПФ) мостовая схема будет выдавать сигналы на дальнейшее открытие створок сопла.Происходящее при этом изменение давления в форсажной камере является сигналом для изменения производительности форсажного насос-регулятора. Плавное регулирование тяги на форсажном режиме происходит до момента постановки РУД в положение «Полный форсаж», когда замыкаются контакты микровыключателя Ф. При этом срабатывает электроклапан ЭКС и закрывает отверстие стравливания воздуха из полости мембранного чувстви­тельного элемента золотника сервомеханизма форсажного насос-регулятора, что вызывает резкое увеличение производительности насос-регулятора и, следовательно, тяги двигателя.

При обратном перемещении РУД в сторону уменьшения форсажа сначала размыкаются контакты микровыключателя Ф, вызывая открытие клапана ЭКС, а затем срабатывает поляризован­ное реле ПР. По мере перемещения РУД в положение минимального форсажа за счет работы следящей системы управления будут прикрываться створки сопла и будет уменьшаться подача топлива в форсажную камеру. При отказе следящей системы схема обеспечивает возможность включения только полного форсажа. Для этой цели необходимо замкнуть выключатель АФ аварийного включения форсажа.

В процессе эксплуатации производится периодический контроль правильности работы системы, а также соответствие положения створок реактивного сопла положению РУД. Временные задержки на подачу топлива в форсажную камеру и на открытие створок подбираются iij условия, чтобы при включении форсажа провал температуры газа за турбиной не превосходил определенной величины. Заброс температуры недопустим.

Дата добавления: 2015-01-03