Основні експлуатаційні режими роботи авіаційних ВМД

Відповідно до основних вимог, що пред'являються до САУ (САР), повинна забезпечити можливість роботи двигуна на всіх режимах його експлуатації. Розглянемо коротко перелік таких режимів та вимоги, яким має задовольняти двигун на цих режимах.

Режим роботи двигуна– це стан працюючого ВМД (відповідно до ГОСТ 23851-79г.), що характеризується сукупністю певних значень тяги (потужності), а також параметрів при прийнятому законі регулювання, що визначають процеси, що відбуваються в ньому, теплову і динамічну напруженість його деталей

Режими роботи двигуна класифікуються за різними ознаками:

-за призначенням(робочі або експлуатаційні, та неробочі);

-близько до розрахункового режиму(розрахункові, нерозрахункові, глибоко нерозрахункові);

-характеру протікання у часі(усталені відповідно до ГОСТ 23851-79г. – це режим роботи ВМД, при якому його параметри не змінюються за часом; невстановлені відповідно до ГОСТ 23851-79г. – це режим роботи, при якому параметри ВМД змінюються за часом; Перехідні режими поділяються на повільні та швидкі. З використанням пускових пристроїв певну групу перехідних режимів становлять звані пускові режими;

-реверсований режим(режим зворотної тяги) відповідно до ГОСТ 23851-79г. – це режим роботи ВМД, що встановився, при включеному реверсивному пристрої. Використовується за наявності на двигуні реверсивного пристрою.

Найбільше значення мають, зазвичай, робочі (експлуатаційні) режими роботи двигуна. Їх назва зазвичай відображає будь-яку функцію, яку виконує двигун на літальному апараті, наприклад злітний, номінальний (режим набору висоти),крейсерський (один з основних польотних режимів), режим польотного малого газу (зниження та захід літального апарата на посадку), режим земного малого газу (керування літальним апаратом по аеродрому). У межах кожної групи експлуатаційних режимів можуть виділятися максимальні, мінімальні та проміжні режими, як, наприклад, мінімальний, максимальний та проміжні крейсерські режими

Тяга, вироблена двигуном, має діапазон від малого газу (МГ) до максимально сертифікованої тяги. У межах діапазону створюються основні рівні тяги. Ці рівні тяги називають режимами роботи двигуна. Рівень тяги визначається пілотом за допомогою положення РУД. А рівень тяги, що встановлюється пілотом, що знаходиться між основними режимами, зв. установкою тяги (положення РУД).

Розглянемо основні робочі (експлуатаційні) режими, що встановилися, це:

§Максимальний режим(MAX) < nmax=(101. 102) %> відповідно до ГОСТ 23851-79г.- Встановився режим роботи ВМД, що характеризується максимальною тягою (потужністю) на землі або полетів протягом обмеженого часу. Метою регулювання двигуна на максимальних режимах роботи двигуна є отримання максимальної в умовах тяги, що досягається при максимальних витратах повітря (максимальній частоті обертання роторів - nmax) і температурі газу в камері згоряння (Тг * max). На цьому режимі теплові та механічні навантаження на конструкцію близькі до граничних, у зв'язку з чим час роботи двигуна обмежений і становить (10...20)%. Режим (MAX) використовується при:

- зльоті літака доп = (5 ... 10) хв, nвзл = (1,0. 0,98) nmax;

У цьому режимі двигун має нижчу тягу та параметри робочого процесу (ПРП) порівняно з режимом (MAX). Режим використовується, наприклад, принаборі висоти;

Основне завдання регулювання двигуна цьому режимі є досягнення найкращої економічності, тобто. виконання умови (Суд→min). Час роботи в такому режимі зазвичай не обмежується, оскільки він є щадним за величинами навантажень на конструкцію. Основне призначення цього режиму – використання у тривалому польоті;

-режим земного (мінімального) малого газу(ЗМГ) змг=(0,03…0,05) Рmax> відповідно до ГОСТ 23851-79г. – це режим роботи ВМД на землі при мінімальній частоті обертання і тяги (потужності), при яких забезпечується його стійка робота і задана прийомистість. До режиму, що є мінімально стійким режимом роботи двигуна на землі, пред'являється вимога отримання мінімальної тяги при параметрах режиму роботи двигуна, що забезпечують заданий час прийому при необхідних запасах газодинамічної стійкості компресора і камери згоряння. Вимоги до величини тяги на режимі (ЗМГ) випливають з умов рулювання літака на аеродромі, де підвищена тяга призводить до більш інтенсивного зношування гальмівних пристроїв, протекторів коліс. Час роботи на такому режимі може бути обмежений за умовами збереження необхідного теплового стану вузлів двигуна у зв'язку з погіршенням охолодження;

-режим польотного (високого) малого газу(ПМГ) відповідно до ГОСТ 23851-79г. – це режим роботи ВМД, що встановився, при мінімально допустимій частоті обертання ротора, що забезпечує необхідну прийомистість і величину тяги при заході на посадку. Це мінімальний за тягою режим роботи двигуна в польоті. Величина тяги на режимах (ПМГ) повинна забезпечувати необхідну маневреність та посадкові характеристики літака. У тому числі час прийомистості. Вона залежить від типу та характеристик літака,і, наприклад, для надзвукових літаків параметри режиму (ПМГ) повинні вибиратися з урахуванням необхідності збереження стійкості газодинамічної повітрозабірника, коли обмеження ходу регулюючих органів повітрозабірника скорочує діапазон дроселювання двигуна.

P.S.В основному величина частоти обертання на малому газі не є постійною. Вона збільшується із зменшенням щільності повітря. У двигунів із системою FADEC мінімальна частота на МГ зазвичай є фіксованою величиною у широкому діапазоні температур зовнішнього повітря.

Перемикання між ПМГ та ЗМГ здійснюється завдяки логіці системи «повітря – земля».

§Повний форсований режим(ПФ).

У цьому режимі досягається найбільша тяга двигуна, що має форсажну камеру згоряння. Тут витрата палива у форсажній камері є максимальною, як і температура газу в ній. На режимі (ПФ) підтримується максимальний режим роботи газогенератора (Тг*=Тг*max, n=nmax), у зв'язку з чим час використання такого режиму обмежено. Він застосовується на таких ділянках польоту, як зліт, розгін, маневрування.

§Частковий форсований режим(ЧФ).

Відрізняється від режиму (ПФ) меншою величиною тяги. Він може бути реалізований як за максимального, і при зниженому режимі роботи газогенератора. Область використання режиму (ЧФ) – тривалий надзвуковий політ, маневрування. Допустима тривалість роботи на цьому режимі залежить від режиму роботи газогенератора.

§Режим мінімального форсування(МФ).

Вибирається так, щоб стійка робота форсажної камери забезпечувалася за мінімально можливої відмінності тяги на режимі (МФ) від тяги на режимі (MAX). Це дозволяє наблизити до монотонної залежності тяги відположення важеля керування двигуном (РУД), що полегшує процес керування польотом.

§Надзвичайний режим(ЧР).

У цьому режимі шляхом короткочасного збільшення значень параметрів робочого процесу (ПРП) досягають відповідного збільшення тяги. Тут: Р & gt; Рmax, (або Р & gt; Рпф), Тг * & gt; Тmax*. Застосування такого режиму може бути пов'язане з необхідністю вирішення завдань польоту в екстремальних ситуаціях, наприклад, при відмові одного двигуна.

Розглянемоперехідні режимироботи двигуна, це режими:

-прийнятості(відповідно до ГОСТ 23851-79г. – це процес швидкого збільшення тяги (потужності) ВМД за рахунок збільшення подачі палива при різкому переміщенні РУД);

-скидання газу(відповідно до ГОСТ 23851-79г. – це процес швидкого зменшення тяги (потужності) ВМД внаслідок зменшення подачі палива при різкому переміщенні РУД);

-дроселювання ВМД(відповідно до ГОСТ 23851-79г. – це процес швидкого зменшення тяги (потужності) ВМД внаслідок зменшення подачі палива при повільному та плавному переміщенні РУД);

-включення та вимикання форсажу.

Показники якості перехідних режимів визначають динамічні властивості двигуна, що характеризують його можливості часу зміни тяги в заданому діапазоні, а також впливають на його ресурс.

Режим прийомистості(відповідно до ГОСТ 23851-79г.) є процесом швидкого збільшення тяги (потужності) ВМД за рахунок підвищення витрати палива при швидкому переміщенні РУД (час переміщення не більше 0,5 с). Як основна характеристика цього режиму розглядається його тривалість, яка визначається часом досягнення 95% величини тяги, що відповідає новому режиму, що встановився (або 98…99% величин частотобертання роторів). Як правило, нормується час прийомистості у трьох діапазонах зміни тяги: від режиму (МГ) до режиму (MAX), від режиму (MAX) до режиму (ПФ) та від режиму (МГ) до режиму (ПФ).

Режим скидання газує характеристикою здатності двигуна зменшувати тягу.