СПОСОБ ЗАПУСКА ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ САМОЛЕТА Российский патент 2003 года по МПК F02C7/26 

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к способам запуска авиационных турбореактивных двигателей.

Известен способ запуска турбореактивного двигателя самолета, заключающийся в запуске стартера, подключении его вала к ротору двигателя и после набора ротором заданной частоты вращения отключении от него вала стартера, а в аварийной ситуации при невозможности запуска двигателя в полете или при проверке работы систем самолета на земле в отключении вала стартера от двигателя и переключении его на работу в режиме вспомогательной силовой установки, причем в штатных условиях для запуска двигателя или при проверке систем самолета на земле в качестве стартера используют газотурбинный стартер [1].

Недостатком известного способа является ограниченный диапазон высоты полета, на которой может быть произведен запуск двигателя в случае его заглохания. Известно, что с увеличением высоты полета мощность на выходе газотурбинного стартера существенно снижается. Так, например, на высоте полета свыше 7 километров мощность газотурбинного стартера недостаточна для подкрутки ротора двигателя при признаках его заглохания, и запуск двигателя не гарантирован. Вместе с тем, обеспечение возможности такого запуска особенно актуально для современных сверхманевренных самолетов.

Раскрутка ротора двигателя газотурбинным стартером также затруднительна и при экстремальных условиях для запуска двигателя на земле (высокая температура окружающей среды, высокогорные условия и т.п.).

Кроме того, известным способом не всегда обеспечивается привод исполнительных агрегатов самолета в аварийной ситуации, и тем самым летчику не дается возможность ориентировать самолет в зону возможного катапультирования.

Предлагаемым изобретением решается задача обеспечения запуска двигателя на земле при любых условиях окружающей среды, в том числе и экстремальных, и в полете при признаках заглохания двигателя практически на любой высоте из области возможных полетов самолета и обеспечения аварийного режима работы исполнительных агрегатов самолета.

Для решения вышеуказанной задачи в способе запуска турбореактивного двигателя самолета, заключающемся в запуске стартера, подключении его вала к ротору двигателя и после набора ротором заданной частоты вращения отключении от него вала стартера, а в аварийной ситуации при невозможности запуска двигателя в полете или при проверке работы систем самолета на земле в отключении вала стартера от ротора двигателя и переключении стартера на работу в режиме вспомогательной силовой установки, причем в штатных условиях для запуска двигателя или при проверке работы систем самолета на земле в качестве стартера используют газотурбинный стартер, в экстремальных условиях для запуска двигателя и аварийных ситуациях в качестве стартера параллельно с газотурбинным стартером используют пороховой стартер, а в зоне негарантированного запуска газотурбинного стартера используют пороховой стартер.

Отличительные признаки предлагаемого способа заключаются в использовании для запуска двигателя в экстремальных условиях или в аварийных ситуациях параллельно с газотурбинным стартером порохового стартера, а в зоне негарантированного запуска газотурбинного стартера одного порохового стартера. Это позволяет произвести запуск двигателя практически в любых условиях на земле и на любой высоте зоны возможных полетов, а также дает возможность летчику в аварийной ситуации при невозможности запуска двигателя на протяжении некоторого времени (приблизительно 2 минуты) воздействовать на управляющие поверхности самолета и тем самым ориентировать самолет в зону возможного катапультирования.

Предлагаемое изобретение поясняется представленной на чертеже схемой системы запуска двигателя самолета.

Предлагаемый способ реализуется системой запуска турбореактивного двигателя самолета, которая содержит газотурбинный и пороховой (преимущественно многозарядный) стартеры 1 и 2, установленные параллельно друг другу. Оба стартера 1 и 2 соединены своими валами с узлами энергоснабжения систем самолета: с генератором 3 и плунжерным насосом 4. Стартер 1, генератор 3 и насос 4 обеспечивают энергоснабжение систем самолета на земле в испытательных целях, работая в режиме вспомогательной силовой установки. Для работы в режиме вспомогательной силовой установки вышеперечисленные агрегаты механически отсоединяются от вала двигателя 5 посредством одной управляемой муфты 6 или нескольких муфт. Оба стартера 1 и 2 соединены с валом двигателя через обгонные муфты (не показаны).

Способ запуска турбореактивного двигателя самолета осуществляется следующим образом.

Для обеспечения проверки систем самолета без использования наземных средств, а также для обеспечения комфортных условий в кабине летчика при крайних температурных условиях на боевом дежурстве включают режим вспомогательной силовой установки, для чего запускают газотурбинный стартер 1, крутящий момент от которого передается через обгонную муфту стартера 1 и набор шестеренчатых передач потребителям, при этом муфта 6 разомкнута. Газотурбинный стартер 1 выходит на установившийся режим и обеспечивает привод самолетных агрегатов и подачу воздуха на систему кондиционирования воздуха в течение заданного времени.

Для запуска двигателя на земле газотурбинный стартер переводят в режим запуска. По достижении определенной частоты вращения вала двигателя от газотурбинного стартера стартер отключают и дальнейший привод самолетных агрегатов осуществляют от двигателя. При экстремальных условиях для запуска двигателя на земле (высокая температура окружающей среды, высокогорные условия) параллельно с запуском газотурбинного стартера запускают пороховой стартер, дополнительный крутящий момент от которого передается на ротор двигателя, таким образом улучшая условия запуска.

Запуск двигателя в полете производится после его заглохания при включении зажигания и подаче топлива в диапазоне авторотации ротора двигателя и высоты полета, достаточных для запуска двигателя. При меньших оборотах авторотации, то есть при меньших приборных скоростях, до определенной высоты полета (до 7 км) для запуска двигателя используют подкрутку ротора двигателя газотурбинным стартером 1, который запускают по команде, выработанной в соответствии с приборной скоростью и признаками заглохания двигателя. При этом муфта 6 замкнута и крутящий момент от газотурбинного стартера 1 передается на вал двигателя 5. После запуска двигателя стартер 1 отключают.

Для уменьшения времени запуска двигателя подкрутку его ротора в полете в зоне гарантированного запуска газотурбинного стартера производят параллельно газотурбинным и пороховым стартером.

В области негарантированного запуска газотурбинного стартера (на высоте более 7 км) подкрутку ротора двигателя производят запуском порохового стартера.

В ситуации, когда запуск двигателя в полете невозможен (заклинивание, пожар и т. д.), для обеспечения условий катапультирования летчика, а также увода самолета в безопасную зону падения размыкают муфту 6 и запускают длительно работающую (2-3 минуты) ступень порохового стартера 2, крутящий момент от которого через обгонную муфту и шестеренчатые передачи передается на валы генератора 3 и насоса 4, обеспечивающих частичное питание гидравлических и электрических систем самолета на время 2-3 минуты. Если аварийная ситуация возникла в зоне возможной работы газотурбинного стартера, то параллельно с пороховым стартером 2 может быть включен газотурбинный стартер 1.

Предложенный способ позволяет расширить зону запуска двигателя и обеспечивает аварийный режим работы исполнительных агрегатов самолета.

Источник информации
Патент US 4461143 А, МПК F 02 С 7/26, 1984 г.

Способ запуска турбореактивного двигателя самолета заключается в запуске стартера, подключении его вала к ротору двигателя и после набора ротором заданной частоты вращения отключении от него вала стартера. В аварийной ситуации при невозможности запуска двигателя в полете или при проверке работы систем самолета на земле вал стартера отключается от ротора двигателя и стартер переключается на работу в режиме вспомогательной силовой установки. В штатных условиях для запуска двигателя или при проверке работы систем самолета на земле в качестве стартера используют пороховой стартер. В экстремальных условиях для запуска двигателя и в аварийных ситуациях в качестве стартера параллельно с газотурбинным стартером используют пороховой стартер. В зоне негарантированного запуска газотурбинного стартера используют пороховой стартер. Изобретение позволяет произвести запуск двигателя практически в любых условиях на земле и на любой высоте в зоне возможных полетов самолета и дает возможность летчику в аварийной ситуации ориентировать самолет в зону возможного катапультирования. 1 ил.

Способ запуска турбореактивного двигателя самолета, заключающийся в запуске стартера, подключении его вала к ротору двигателя и после набора ротором заданной частоты вращения отключении от него вала стартера, а в аварийной ситуации при невозможности запуска двигателя в полете или при проверке работы систем самолета на земле в отключении вала стартера от ротора двигателя и переключении стартера на работу в режиме вспомогательной силовой установки, причем в штатных условиях для запуска двигателя или при проверке работы систем самолета на земле в качестве стартера используют газотурбинный стартер, отличающийся тем, что в экстремальных условиях для запуска двигателя и в аварийных ситуациях в качестве стартера параллельно с газотурбинным стартером используют пороховой стартер, а в зоне негарантированного запуска газотурбинного стартера используют пороховой стартер.