Свободная турбина

Турбина компрессора

Камера сгорания

Компрессор

Воздух из атмосферы через входное устройство на вертолете всасывается осевым двенадциступенчатым компрессором. Проходя воздушный тракт компрессора, воздух постепенно сжимается и поступает в камеру сгорания.

В камеру сгорания непрерывно впрыскивается 12 топливными форсунками топливо. Топливо полностью сгорает при небольшом избытке воздуха, обеспечивает непрерывный факел пламени и высокую температуру в зоне горения. Из камеры сгорания поток газов с высокой температурой и повышенным давлением поступает в турбины двигателя.

На лопатках сопловых аппаратов турбины компрессора энергия потока газа частично преобразуются в кинетическую энергию газов (Ек).

На рабочих лопатках турбины компрессора энергия газов преобразуется в механическую работу, передаваемую на вал турбины компрессора в виде крутящего момента и далее на привод ротора компрессора, коробку приводов и нижний масляный агрегат.

Оставшаяся часть энергии потока газа аналогичным образом преобразуется на лопатках сопловых аппаратов свободной турбины в кинетическую энергию (Ек). Эта энергия преобразуется в механическую работу и передается на вал, где используется для создания крутящего момента для привода редуктора ВР-14 и вращения валов несущего и хвостового винтов, для привода агрегатов, установленных на редукторе.

Совместная работа двух двигателей ТВ3-117ВМ

Изменение режима работы производится путем изменения шага винта и одновременной перенастройкой системы регулирования на подачу топлива, соответствующей новому значению мощности двигателя.

Соединение двигателей с редуктором осуществляется посредством специального узла и муфты свободного хода (МСХ), которая обеспечивает самовращение несущего и хвостового винтов при отказе и заклинивании двигателей.

Частота вращения свободной турбины (несущего винта - Nнв) на рабочих режимах поддерживается постоянной насосом-регулятором НР-3ВМ путем изменения подачи топлива в камеру сгорания.

Так, при самопроизвольном увеличении частоты вращения несущего винта регулятор уменьшает подачу топлива, что приводит к уменьшению температуры газа перед турбиной компрессора, уменьшению частоты вращения турбокомпрессора и уменьшению мощности, развиваемой свободной турбиной. При этом частота вращения несущего винта восстанавливается до заданной.

Режимы работы двигателя ТВ3-117ВМ

Для двигателя ТВ3-117ВМ выделяют следующие основные режимы работы:

· - режим малого газа - режим, при котором двигатель работает устойчиво и надежно на минимальной частоте вращения;

· - I и II крейсерские режимы - режимы, при которых гарантируется наибольшая мощность при непрерывной и надежной работе двигателя в течение всего срока службы;

· - номинальный режим - основной расчетный режим работы двигателя;

· - взлетный режим - режим, при котором двигатель развивает максимальную мощность при непрерывной работе в течение времени, ограниченного по условиям прочности деталей.

· - чрезвычайный режим - режим, который используется только в случае отказа одного из двигателей.

Основные параметры двигателя ТВ3-117ВМ (tн=15 °С, Рн=760 мм.рт.ст., V=0)

1. Указанные параметры не учитывают потери от загрузки вертолетных агрегатов.

2. 100% по указателю частоты вращения ротора турбокомпрессора - 19537,48 об/мин.

3. 95,4% по указателю частоты вращения несущего винта соответствуют 15000 об/мин или 100% Nст.

Максимально допустимые замеренные значения параметров двигателя по режимам

Максимально допустимые замеренные значения параметров работы двигателя

ТВ3-117ВМ на всех высотах и скоростях полета из условия прочности должны быть не выше:

Примечание: При отказе на взлетном режиме электронной части системы регулирования максимально допустимая замеренная частота вращения ротора ТК составляет 102,5%.

Дроссельная характеристика двигателя ТВ3-117ВМ

Дроссельная характеристика двигателя (H=0, V=0) показывает зависимость эффективной мощности Nе на валу свободной турбины и удельного расхода топлива G e от частоты вращения ротора турбокомпрессора Nтк.

Из характеристики видно, что с увеличением частоты вращения ротора турбокомпрессора мощность двигателя возрастает, а удельный расход топлива уменьшается.

С увеличением частоты вращения Nтк растут массовый расход воздуха, проходящего через компрессор Gв и степень повышения давления воздуха в компрессоре. Увеличение этих параметров, вместе с увеличением температуры газа tг, проводит к увеличению мощности Nе.

Уменьшение удельного расхода топлива с увеличением частоты вращения Nтк происходит вследствие увеличения удельной мощности Nе.уд, зависящей от степени повышения давления воздуха в компрессоре и температуры газа, которые, как указывалось, при увеличении частоты вращения турбокомпрессора непрерывно растут.

Повышение температуры газа tг при увеличении частоты вращения Nтк, предусмотренное законом регулирования, необходимо для сохранения равенства между мощностью, необходимой для вращения компрессора (и агрегатов), и мощностью турбины компрессора (без повышения tг мощность турбины была бы меньше мощности, потребляемой компрессором и агрегатами).

Высотная характеристика двигателя ТВ3-117ВМ

Высотная характеристика показывает зависимость эффективной мощности Nе и удельного расхода топлива Се от высоты полета Н при заданной программе регулирования.

На рисунках приведены высотные характеристики двигателя при стандартных атмосферных условиях с работающим пылезащитным устройством (ПЗУ).

Мощность чрезвычайного режима до высоты Н=1,5 км несколько повышается, а при дальнейшем наборе высоты заметно понижается.

Взлетная мощность повышается до высоты Н=1,9 км, а при дальнейшем наборе высоты понижается.

Мощность на номинальном и крейсерском режимах, начиная с земли, поддерживается постоянной до высот 4,7 и 5,5 км соответственно, а затем понижается.

При наборе высоты удельный расход топлива на всех режимах непрерывно понижается, начиная с земли.

Зависимости частоты вращения турбокомпрессора от атмосферных условий

Зависимость частоты вращения ротора турбокомпрессора от температуры воздуха на входе в двигатель (Н=0, V=0, Рн=760мм.рт.ст.) и максимально допустимой частоты вращения ротора турбокомпрессора при Рн менее 760 мм.рт.ст.

Примечания:

1. Ограничение частоты вращения ТК на взлетном и чрезвычайном режимам - автоматическое, в зависимости от температуры и давления наружного воздуха.

2. Частота вращения ротора ТК на взлетном режиме для каждого конкретного двигателя определяется по графику «Аэрд», приложенному к формуляру двигателя, с точностью ±0,5 %.

3. При полетах с высокогорных площадок максимально допустимая частота вращения ротора ТК на взлетном и чрезвычайном режимах определяется в зависимости от фактической температуры наружного воздуха по графику с учетом поправки на давление наружного воздуха, но не должны превышать передельных значений, указанных для Рн менее 760 мм.рт.ст.

Зависимости Nтк и Tг на режиме малого газа от атмосферных условий

Зависимость частоты вращения ротора турбокомпрессора на режиме малого газа и максимальной температуры газов перед турбиной при запуске от температуры наружного воздуха

Дата добавления: 2014-12-25