Программа управления двигателем на режимах «ПФ», «МФ» и «РПТ»

3.1 Программа управления двигателем на режиме «ПФ».

Этот режим характеризуется наибольшими значениями тяги двигателя, развиваемой в данных условиях полёта.

С целью получения наибольшей тяги при наименьшем расходе форсажного топлива (G_T.Ф) включение любого форсированного режима и работы на нём двигателя производится при максимальном режиме работы турбокомпрессора, т.е. при значениях n_НД =mах и n_BД=mах, Т^*_Г=mах.

Это объясняется тем, что чем выше давление газов, при котором подводится тепло в ФК, тем больше, соответственно, и степень расширения газов в выходном сопле π_С=Р^*_с/Р_н и выше скорость их истечения из сопла, а, следовательно, и тяга двигателя.

По этой причине программа управления турбокомпрессорной частью двигателя на режиме «ПФ» полностью соответствует программе «М» режима.

– n_BД=f₁(Т*_В) → с коррекцией по Р_В;

– n_НД=f₂(T*_B) или T*_{T npед}=const;

– n_НД=f₂(T*_B).

Подача топлива в ФК на этом режиме производятся по закону G_ТФ./Ρ^*_K⁼f₄(Т^*_В), обеспечивающему практически неизменное значение температуры газов в ФК (T^*_Ф=const).

Так при включении режима «ПФ» температура газов перед соплом T^*_Ф становится намного выше, чем Т^*_СМ на «М» режиме (Т^*_ф=2050К), а соответственно, уменьшается и плотность этих газов. При неизменной F_KР рост Т^*_ф будет сопровождаться ростом Р^*_Ф и в следствии этого - ↑Р^*_Т .

Это приведёт к ↓ π^*_ТНДи →↓ n_НД. Для восстановления π^*_ТНД (и n_НД) необходимо раскрыть створки сопла ↑F_KР. Поэтому на форсированных режимах двигателя заданный закон изменения n_НД=f₂(T^*_B) обеспечивается практически при тех же значениях π^*_ТНД, но при увеличенных в сравнении с «М» режимом величинах F_KР.

Рассмотрим, как осуществляется подача форсажного топлива G_TФ на «ПФ» режиме на различных участках программы.

3.1.1 Участок программы при Т^*_В <288К.

При Τ_в <288К реализуется программа n_{НД np}=const, n_ВДпр=const, G_ТФ./Ρ^*_K⁼f₄(Т^*_В), причём с ↓ Т^*_Ввеличина G_ТФ./Ρ^*_K растёт. Это объясняется следующими причинами.

При работе двигателя на подобных режимах сохраняются неизменными (m=const) и приведённые значения:

Поэтому в рассматриваемом диапазоне изменения Τ_в значения Т^*_Г и Т^*_К будут меняться пропорционально Т^*_Β: Т^*_Г=const·Τ^*_Β и T^*_K=const Т^*_Β. Но тогда и количество тепла, подводимого в ОКС к каждому килограмму расходуемого через первый контур воздуха, также будет изменяться пропорционально T^*_B:Q=С_п(Т^*_Г-Т^*_К)=const Т^*_Β

где С_п - условная теплоёмкость процесса подвода тепла в КС.

Таким образом, с ↓ T^*_B<288K →↓ Q, т.е. увеличивается количество неиспользованного кислорода в газах, поступающих из ОКС в ФКС. Если при этом поддерживать G_ТФ./Ρ^*_K =const, то топливно-воздушная смесь в ФКС будет обедняться (↑α_Σ).

Такое обеднение смеси ухудшает условия сгорания форсажного топлива, в результате чего уменьшается полнота сгорания, а это приведёт к ↓Т^*_Ф и ухудшению тяговых и экономических характеристик двигателя.

Для обеспечения необходимого состава топливно-воздушной смеси в ФКС и поддержания Т^*_Ф ≈ const и производится указанное увеличение G_ТФ/Р^*_К по мере ↓Т^*_В (см. рис. 2).

3.1.2. Участок программы при 288К<Т^*_В<335К.

В диапазоне 288К<Т^*_В<335К реализуется программа n_ВД=f₁(Т^*_В), n_НД=f₂(T^*_B), G_ТФ/Р^*_К= const.

На этом участке Т^*_Г и Т^*_К меняются таким образом, что величина Q несколько возрастает с ↑Т^*_В.

Однако с ↑Т^*_В→↑m, поэтому увеличение продуктов сгорания в газах, поступающих в ФКС из 1-ого контура, компенсируется увеличением количества чистого воздуха, поступающего из II-ого контура. В этих условиях подача форсажного топлива по закону G_ТФ/Р^*_К=const обеспечивает значение α_Σ = const (см. рис. 2).

3.1.3. Участок программы при Т^*_В>335К.

При Т^*_В>335К реализуется программа n_НД⁼f₂(Т^*_В), T^*_{T npeд}=const, G_ТФ/Р^*_К=f₄(T^*_B), причём ↑Т_В соответствует ↑G_ТФ/Р^*_К·

Это объясняется тем, что с ростом ↑Т^*_В→↑Т^*_К, а величина Т^*_Г ограничивается значением Т^*_{Г пред}. В результате количество тепла, подведённого к воздуху в ОКС Q= С_п (Т^*_{Г пред} - Т^*_К), снижается и соответственно увеличивается количество неиспользованного кислорода в газах, поступающих в ФКС из 1-ого контура. Одновременно увеличивается и количество воздуха, поступающего из II-ого контура (из-за ↑m), поэтому топливно-воздушная смесь в ФКС обедняется. Чтобы поддержать необходимое значение α_Σ, требуется ↑G_ТФ/Р^*_К, что и осуществляется программой. При этом обеспечивается некоторое ↑Т^*_Ф с ↑Т^*_В, чтобы получить требуемую тягу двигателя на предельных скоростях полёта.

3.2 Программа управления двигателем на режиме «МФ».

Этот режим характеризуется наименьшим значением тяги на форсированных режимах (за счёт ↓Т^*_Ф примерно до 1050К). На двигателе РД-33 на этом режиме тяга всего на 10...12% превышает тягу на «М» режиме. Программа управления соответствует программе на «ПФ» режиме:

n_ВД=f₁(Т^*_В) →с коррекцией на Р_В;

n_НД=f₂(Т^*_В) или Т^*_{Т пред}=const G_ТФ/Р^*_К⁼f₄(Т^*_В),

с той лишь разницей, что меньшим значениям Т^*_Ф соответствуют меньшие значения G_ТФ/Р^*_К, F_KР и большие значения α_Σ.

3.3 Режим повышенной температуры (РПТ).

С целью улучшения разгонных и маневренных характеристик самолёта в области больших чисел Μ полёта, предусмотрена возможность дополнительного форсирования двигателя на режиме «ПФ» путём перехода на режим повышенной температуры. При переходе на этот режим уровень настройки горизонтального участка Τ^*_{Т npeд}=f(Т^*_В) устанавливается на 25 градусов выше, чем на режиме «ПФ» (соответственно возрастает и значение Т^*_Гпред), причём программная настройка n_BД=f₁(T^*_B), n_ΗД=f₂(Τ^*_Β), G_ТФ/Р^*_К=f₄(Τ^*_Β) на всех трёх участках программы остаётся без изменений.

Однако на III-ем участке программы (участке ограничения Т^*_Тпред) действительное значение n_BД вследствие более высокого уровня Т^*_Гпред увеличивается приблизительно на 2%. Поскольку в этом случае рост Т^*_Г сопровождается и ростом Т^*_ТВД, то для сохранения заданного закона изменения n_ΗД=f₂(T^*_B) производится уменьшением (в сравнении в с режимом «ПФ») F_KР с целью ↓ π^*_ТНД. Одновременно снижается и π^*_Т.

Чтобы обеспечить возможность перехода на РПТ, необходимо перед полётом включить выключатель РПТ (в нише левой стойки шасси). В этом случае переход на РПТ в полёте осуществляется автоматически при переводе РУД на упор «ПФ».

Поиск по сайту: