ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Эксплуатационные ограничения и особые случаи, связанные с работой силовой установки из "Практическая аэродинамика маневренных самолетов " Требования получения высоких удельных параметров силовых установок и связанное с этим все более сильное форсирование рабочего процесса двигателя значительно усложняют решение задачи обеспечения их устоР1чивой работы в условиях эксплуатации. Опыт эксплуатации современных самолетов с турбореактивными двигателями показывает, что у большинства из них имеются определенные зоны по высоте и скорости полета, а также по режимам работы двигателя, где наблюдается неустойчивая работа компрессора, воздухозаборника или камеры сгорания, перегрев лопаток, появляются опасные напряжения в деталях и узлах и т. п. Чтобы предупредить попадание самолета и его силовой установки в зоны опасных режимов, вводят специальные ограничения. [c.95] Следует иметь в виду, однако, что попадание самолета или двигателя в области ограничения не исключается в условиях боевой обстановки или при отказах в системе регулирования. Поэтому исключительно важное значение в подготовке летного состава имеет знание физической сущности явлений, вызывающих ограничения, и предвидение последствий, к которым может привести их невыполнение. Понимание этих вопросов позволяет летному составу правильно оценивать обстановку, принимать оптимальные решения и выполнять операции по ли1квидации возможных тяжелых последствий. В определенных случаях действия летчика должны быть очень быстрыми и четкими, так как промедление может стать не только роковым для боевой техники, но и опасным для жизни экипажа. [c.95] Рассмотрим основные типы существующих ограничений режимов работы силовых установок с ТРД и ТРДФ, причины, их обусловливающие, и действия летчика при попадании в области ограничений или при нахождении вблизи их границ. [c.95] Для защиты одновальных ТРД и ТРДФ с нерегулируемыми компрессорами от неустойчивой работы при низких значениях приведенных частот вращения используется открытие лент перепуска воздуха. При этом резко падает тяга двигателя и ухудшается его экономичность, что обычно делает полет на режимах с открытой лентой перепуска нецелесообразным или даже невозможным из-за недостатка тяги силовой установки. [c.96] Точки вин соответствуют достижению границ верхнего и нижнего срыва. Влево от точек 2 защита двигателя от неустойчивой работы достигается переходом на программу регулирования Ппр — == onst, а вправо от точек 1 — открытием ленты перепуска воздуха. Этот график сохраняет свой вид, если его относить к заданной высоте и в качестве режимного параметра рассматривать число М полета (как указано в скобках на оси абсцисс рис. 3.12), Это и понятно, так как температура 7 с ростом числа М полета при разгоне самолета на заданной высоте увеличивается. [c.96] Конструктивно невоэможным. Значительное выдвижение клина (конуса) и уменьшение площади горла, как правило, сопровождаются повышенной- неравномерностью потока на входе в компрессор. В таких случаях уборка РУД вызвала бы помпаж воздухозаборника или компрессора. Чтобы этого не случилось, обычно устанавливается ограничение или предусматривается специальное стопорное устройство, которое делает невозможным уборку РУД в указанных условиях полета ниже положения МАКСИМАЛ. [c.98] Как указывалось в 2.2, неустойчивая работа воздухозаборника может быть вызвана также рядом других факторов. Прежде всего к ним следует отнести полет при больших положительных и отрицательных углах атаки и полет со скольжением. Это обстоятельство является причиной ограничений по допустимым углам атаки или по перегрузке самолета. [c.98] Запас устойчивой работы воздухозаборника, как указывалось, может существенно снижаться при выключении форсажа на больших числах М полета, так как в этом случае наблюдается кратковременное повышение температуры газа перед турбиной и вызванное этим тепловое дросселирование двигателя, что может явиться причиной ограничений по выключению форсажа в определенной области чисел М полета. [c.98] У ряда двигателей имеются ограничения по устойчивой работе форсажных (реже — основных) камер сгорания. Сущность этих ограничений заключается в том, что, как указывалось в 2.4, на больших высотах полета ухудшаются условия сгорания и качество распыла топлива. Может возникнуть неустойчивость в процессе горения. Летчик обнаруживает это явление, которое называется пульсационным горением, по продольным толчкам и колебаниям частоты вращения ротора и температуры газа за турбиной. Могут возникнуть и более серьезные последс гвия в виде срыва пламени и самовыключения двигателя или форсажа. [c.98] Отмеченные особенности обусловливают определенные ограничения. У ряда ТРДФ при полете на очень больших высотах не разрешается дросселировать двигатель на форсаже или быстро (в темпе приемистости) переходить с режима Максимал на режим Форсаж , так как вызываемое этим резкое обеднение или обогащение смеси может привести к срыву пламени в форсажной камере. Особенно характерным для ТРДФ является ограничение по включению форсажа в зависимости от приборной скорости и высоты полета. Они указываются в виде соответствующих ограничений в инструкции летчику. [c.98] Включение форсажа запрещается также во время разбега самолета на взлете и сразу же после взлета. Это связано в первую очередь с опасностью невключения форсажа, что при открытых створках сопла приводит к значительному снижению тяги, недопустимому на малых скоростях и высотах полета. Даже при удачном включении форсажа опережение в открытии створок сопла по отношению к пода че форсажного топлива вызывает вначале провал тяги, опасный в этих условиях полета. [c.99] Наряду с ограничениями по устойчивой работе элементов силовой установки на существующих двигателях ные ограничения по условиям прочности ции. [c.99] Необходимость введения ограничений по условиям прочности вызвана тем, что при изменении условий полета и режимов работы двигателя значительно изменяются аэродинамические, механические, температурные и вибрационные нагрузки на элементы силовой установки, что приводит в отдельных неблагоприятных случаях к чрезмерному увеличению напряжений в некоторых деталях и узлах и к снижению запасов прочности. [c.99] Область ограничений по условиям прочности — это малые высоты и большие скорости полета. На малых высотах двигатель имеет большие расходы воздуха, которые возрастают с увеличением скорости полета самолета, что приводит к росту на указанных режимах полета аэродийамических и вибрационных нагрузок на лопатках компрессора и турбины, а также крутящего момента на валу двигателя. Высокое избыточное давление в воздухозаборниках и за компрессором при этих условиях полета приводит также к увеличению напряжений в корпусе двигателя и силовых оболочках входных устройств. [c.99] Строго говоря, каждый из элементов конструкции имеет свои наиболее опасные, требующие проверки условия нагружения. Исследования показывают, что достижение наиболее опасных нагрузок в основных элементах конструкции двигателя достаточно полно характеризует величина допустимого давления за компрессором / 2, которое и принимается за основной критерий ограничения по прочности двигателя. [c.100] Таким образом, ограничения по прочности двигателя записываются в виде условия Расположение области ограничения / 2гпах полз возможных режимов полбта показано линией 4 на рис. 3.13. Как видно, по своему расположению она близка к линии тах ограничения по прочности самолета. [c.100] Наконец, существует еще одно ограничение — по подаче топливных насосов. Оно не относится к ограничениям режимов полета и не является опасным с точки зрения прочности конструкции или устойчивости процесса, но в той области режимов полета, где оно действует, происходит существенное уменьшение тяги двигателя, что ухудшает разгонные характеристики и маневренные свойства самолета. Поэтому указанный тип ограничений является весьма нежелательным, особенно для силовых установок фронтовых самолетов. [c.101] Наибольшие расходы топлива у ТРД и ТРДФ соответствуют полету самолета на малых высотах с большими скоростями и при низкой температуре окружающего воздуха. Этим и определяется область ограничений, связанная с недостаточным количеством подаваемого топлива. С увеличением высоты полета потребный расход топлива быстро снижается и тяга восстанавливается до нормального уровня. Это нужно учитывать при выборе режима полета в условиях воздушного боя. [c.101] Значительная часть ограничений опасных и недопустимых режимов работы двигателя обеспечивается специальными автоматическими устройствами, предусмотренными в системе регулирования двигателя, а ряд ограничений— действиями летчика. При этом летный состав руководствуется инструкциями, составляемыми на основе результатов проведенных испытаний и опыта эксплуатации конкретной силовой установки. Инструкции предусматривают также действия летчика при отказах в системе регулирования. Быстрые и обоснованные действия летчика в указанных случаях требуют специальной подготовки летного состава. Прежде всего нужно четко знать, какие ограничения действуют на тех или иных режимах полета, какими средствами они обеспечиваются и каковы возможные последствия при несоблюдении ограничений из-за неисправностей системы регулирования или неправильных действий. [c.101] На рис. 3.14 в координатах высоты Н и числа М полета совмещены возможные области ограничений режимов работы ТРДФ с нерегулируемым осевым компрессором. [c.101] Вернуться к основной статье