Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

L10 sld

  • Login to see the comments

  • Be the first to like this

L10 sld

  1. 1. Тема 5 Системы и программы автоматического регулирования ГТД на установившихся режимах Лекция 10 Системы и программы автоматического регулирования ГТД
  2. 2. Слайд 10.1 Назначение системы автоматического регулирования Управление ГТД заключается в установлении режимов работы, обеспечивающих изменение R в соответствии с программой полёта ЛА. Управление ГТД по заданной программе, называемой программой регулирования, обеспечивает система автоматического регулирования (САР) ГТД.
  3. 3. Слайд 10.2 Основные функции САР 1 Управление ГТД, т.е. установление требуемого режима работы. 2 Сохранение режима работы, или его изменение по заданной программе при меняющихся условиях. 3 Исключение возможности выхода на опасные для ГТД режимы работы, на которых недопустимо снижаются запасы прочности деталей или же может нарушиться устойчивость процессов в компрессоре, КС или выходном устройстве. 4 Обеспечение быстрого и безопасного перехода ГТД на другие режимы работы при управлении ГТД при резком изменении внешних условий. 5 Обеспечение автоматического запуска ГТД с выходом на режим МГ при всех заданных эксплуатационных условиях.
  4. 4. Слайд 10.3 Регулирующие факторы и регулируемые параметры • САР воздействует через управляющие воздействия - регулирующие факторы на регулируемые параметры. Регулируемыми параметрами обычно являются основные параметры рабочего процесса ГТД. К регулирующим факторам относится Gт и некоторые геометрические характеристики ГТД (Fрс, α РНА и α СА), за счёт изменения которых достигается изменение или сохранение регулируемого параметра.
  5. 5. Слайд 10.4 Основные типы САР ГТД • • • • • • • • В настоящее время различают три типа САР: а) гидромеханическую; б) гидромеханическую с электронными ограничителями параметров; в) электронную. В гидромеханической САР рабочим телом является топливо. Гидромеханическая САР с электронными ограничителями параметров является комбинированной САР и содержит, помимо гидромеханических элементов, электронные логические элементы. В комбинированной САР её гидромеханическая часть обеспечивает запуск ГТД и работу его на режимах ниже максимального, а предельное управление осуществляет электронная часть САР. В электронной САР основой является специализированный вычислитель, работающий в реальном масштабе времени. Вычислитель сопряжён с датчиками параметров и исполнительным механизмом (ИМ).
  6. 6. Слайд 10.5 Термодинамические основы автоматического регулирования • • При неизменных внешних условиях регулируемый параметр при ГТД неизменной геометрии ГТД однозначно определяет все другие параметры рабочего процесса. Изменение режима работы ГТД производится изменением подачи топлива в КС, которое является регулирующим фактором. ГТД как объект регулирования обладает собственной устойчивостью, что видно из рассмотрения статических моментных характеристик турбины и компрессора ВД (рисунок 5.1). Каждая моментная характеристика Tг*= Const дважды пересекает моментную характеристику компрессора, т.е. при некоторой Tг* ГТД имеет два установившихся режима. • Рисунок 5.1 Статические моментные характеристики турбины и компрессора • Установившийся режим с меньшей n (точка 1 на рисунке 5.1) является неустойчивым; случайное отклонение n в сторону уменьшения приведёт к превышению Mкр компрессора над Mкр, развиваемым турбиной, и дальнейшему уменьшению n и, наоборот. случайное увеличение n приведёт к превышению Mкр турбины над Mкр компрессора и увеличению n до точки 2. При этой n2 ГТД будет устойчив, т.к. всякое случайное отклонение n будет приводить к появлению разности Mкр турбины и Mкр компрессора, обеспечивающей устранение этого случайного отклонения.
  7. 7. Слайд 10.6 Определение программы регулирования • Под программой регулирования ГТД понимают принятую зависимость изменения основных параметров рабочего процесса ГТД от условий полёта и режима работы ГТД (положения РУД), определяемую положением органов управления. При использовании нескольких регулируемых параметров может быть и несколько законов регулирования, каждый из которых соответствует определённому сочетанию внешних условий.
  8. 8. Слайд 10.7 Основные агрегаты САР ТРДД НК-86 САР ТРДД НК-86 представляет собой комбинированную САР, включающую гидромеханическую систему с электронными ограничителями параметров. Гидромеханическая часть САР включает следующие агрегаты: 1) агрегат дозировки топлива – АДТ; 2) агрегат управления клапанами перепуска воздуха (КПВ) – АУП-25 (КПВ); 3) агрегат управления положением лопаток РНА – АУП25(РНА); 4) ограничитель степени сжатия вентилятора – ОСС; 5) агрегат управления реверсом тяги - АУР; 6) командный агрегат управления охлаждением статора турбины – КАУ. Электронные ограничители параметров объединены в электронную систему управления двигателем (ЭСУД). В ЭСУД входят следующие агрегаты: 1) электронный регулятор оборотов – ЭРО; 2) регулятор средней температуры – РСТ.
  9. 9. Слайд 10.8 Агрегат дозировки топлива АДТ АДТ является одним из основных регуляторов гидромеханической системы и выполняет следующие функции: а) поддержание заданной nвд на всех режимах работы ТРДД: МГ, 0,4МП ... взлётном и на режимах R обр ; б) ограничение Gт на указанных в пункте "а" режимах; в) поддержание заданного времени полной и частичной приёмистости, г) запуск ТРДД, д) поддержание заданного Gт на участке воспламенения топлива. При выполнении функций по пунктам "а" и "б" АДТ одновременно ограничивает максимальную nвд max, а также максимальный и минимальный расход топливаа Gт max и Gт min.
  10. 10. Слайд 10.9 Поддержание заданной nвд по режимам • Поддержание заданной nвд по режимам осуществляется центробежным регулятором nвд (ЦБР), входящим в состав АДТ, по регулируемой характеристике ЦБР nвд = f(α РУД) (рисунок 5.2). Рисунок 5.2 Характеристика ЦБР nвд = f(α РУД )
  11. 11. Слайд 10.10 Ограничение Gт по режимам работы • Ограничение Gт по режимам работы реализуется кулачком расхода топлива АДТ по характеристике Gт = f(α РУД) (рисунок 5.3). • Gт Рисунок 5.3 Характеристика кулачка расхода топлива Gт = f(α РУД )
  12. 12. Слайд 10.11 Агрегат управления клапанами перепуска воздуха (КПВ) –АУП25(КПВ). Агрегат АУП-25 (КПВ) управляет закрытием КПВ при увеличении режима и открытием КПВ при снижении режима работы ТРДД. Закрытие и открытие КПВ происходит при nНДпр = 2800 ± 75 об/мин.
  13. 13. Слайд 10.12 Агрегат управления положением лопаток РНА–АУП-25(РНА) Агрегат АУП-25 (РНА)– управляет перекладкой лопаток РНА из пускового положения в рабочее и обратно. Перекладка лопаток РНА происходит при nНДпр=2150±75 об/мин.
  14. 14. Слайд 10.13 Ограничитель степени сжатия вентилятора – ОСС • Агрегат ОСС ограничивает максимальную степень сжатия воздуха в вентиляторе πв* max.
  15. 15. Слайд 10.14 Агрегат управления реверсом - АУР Агрегат АУР управляет перекладкой створок реверса из положения "прямая тяга" в положение "обратная тяга" и обратно. Перекладка створок реверса в положение "обратная тяга" происходит при α РУД = 21±1 град. АУР осуществляет также блокировку увеличения режима работы ТРДД при перекладке створок реверса в положение "обратная тяга". Регулировка блокировки увеличения режима осуществляется ограничением перемещения РУД в сторону уменьшения упором валика обратной связи АУР.
  16. 16. Слайд 10.15 Командный агрегат управления охлаждением статора турбины – КАУ • Агрегат КАУ осуществляет включение и отключение охлаждения статора турбины на заданном режиме работы ТРДД, а также блокировку включения охлаждения статора турбины при отсутствии сигнала на высоте H=3 км.
  17. 17. Слайд 10.16 Электронный регулятор оборотов – ЭРО ЭРО выполняет следующие функции (рисунок 5.4): 1) поддерживает постоянную nНДпр на взлётном режиме; 2) ограничивает максимальную nНДmax; 3) ограничивает максимальную nНДвыс в высотных условиях (H ≥ 3км). nНДпрH=0 на взлётном режиме (земная настройка ЭРО), nНДвыс, ..(nНДпр (высотная настройка ЭРО) и nНДmax регулируются H=3) соответствующими винтами. В ЭРО предусмотрена контрольная настройка n контр, жёстко связанная с уровнем nНДmax зависимостью nконтр= f(nНДmax -А), где А – постоянная величина разности между значениями nНДmax и nконтр. Рисунок 5.4 Характеристика регулятора частоты вращения ЭРО
  18. 18. Слайд 10.17 Регулятор средней температуры – РСТ РСТ имеет три уровня настройки по ограничению Tт* и выполняет следующие функции: 1) ограничивает Tт* на запуске; 2) ограничивает Tт* на МП режиме; 3) ограничивает Tт* на взлётном режиме; 4) ограничивает Tт* на режиме R обр max. Максимальные Tт* при запуске Тзап, на МП режиме (номинальная настройка Тном) и на взлётном режиме (взлётная настройка Твзл) регулируются соответствующими винтами.
  19. 19. Слайд 10.18 Программа регулирования ТРДД на взлётном режиме – Программа регулирования ТРДД на взлётном режиме обеспечивает: – - близкое к постоянному значение R в диапазоне T1* = 233 - 303 К; – - снижение R при T1* = 303 К не более 2 % относительно её значения при САУ, – - ограничение из условий прочности предельных значений nНД, nВД, Tг*. – Для обеспечения R = const на взлётном режиме при T1* =- 233- 303К поддерживается постоянное значение nНДпр (nНДпр=Const). При T1* ≥ 303 К взлётный режим ограничивается nвдmax или Tт*max, ограничивающего предельное значение nвд и Tг* соответственно. Дополнительно, в случае отказа или завышенной настройки регуляторов nвд max или Tт*max, ограничен Gт max. На высокогорном аэродроме «раскрутка» ТРДД (увеличение nНД из-за уменьшения плотности воздуха) ограничивается π в*max и nНД max. Указанную программу регулирования реализуют регуляторы ЭРО (nНДпр = Const, nНД max ), ЦБР АДТ (nвд max = Const), РСТ (Tт*max =Const), АДТ (Gт max = Const), ОСС (π в* max).
  20. 20. Слайд 10.19 Программа регулирования ТРДД на установившихся режимах Рисунок 5.5 Программа регулирования ТРДД
  21. 21. Слайд 10.20 Программа регулирования ТРДД на режимах 0,4МП…МП и на режиме максимальной обратной тяги – На режимах 0,4МП…МП и на режимах R обр max поддерживается – nвд = Const (рисунок 5.5), причём каждому режиму соответствует своё значение nвд, определяемое положением РУД на характеристике nвд=f(α РУД). Однако из-за значительного увеличения R при низких Т1*, приводящих к увеличению осевых усилий в ТРДД, режим ограничивается при Т1* < 278 К постоянным значением Gт (Gт = Const) для каждого режима, которое определяется положением РУД на характеристике Gт =f(α РУД). Указанную программу регулирования реализуют регуляторы ЦБР АДТ (nвд = Const) и АДТ (Gт = Const).
  22. 22. Слайд 10.21 Программа регулирования на режиме малого газа – На режиме МГ поддерживается nвд = Const. Режим ограничивается Gтmin = Const (рисунок 5.6). Указанную программу регулирования реализуют регуляторы ЦБР (nвд = Const) и АДТ (Gт = Const).

×