СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВУХВАЛЬНОГО ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2011 года по МПК F02C9/48 

Изобретение относится к системам управления топливоподачей совместно с управлением другим параметром турбореактивного двигателя, а именно совместно с управлением реактивным соплом.

Известен способ регулирования двухвального турбореактивного двигателя, включающий определение на стенде диапазона частот вращения роторов с запасами устойчивости компрессоров ниже допустимых пределов и изменение во время эксплуатации двигателя площади критического сечения реактивного сопла (F_кр) и/или степени расширения газа на турбинах (π_т*) до достижения требуемых запасов устойчивости компрессоров (см. Ю.Н.Нечаев. Теория авиационных двигателей. Изд. ВВИА им.Жуковского, 1990 г., стр.451, 3-й абзац сверху).

Недостатком указанного решения является то, что изменение площади критического сечения реактивного сопла и/или степени расширения газа на турбинах приводит к изменению и, как правило, к ухудшению основных характеристик - снижению тяги и повышению температуры газа перед турбиной во всем рабочем диапазоне.

Задача изобретения - обеспечить максимальную эффективность двигателя за счет локального изменения F_кр и π_т* только на период работы двигателя в диапазоне частот вращения роторов с запасами устойчивости ниже допустимых пределов.

Указанная задача достигается тем, что в способе регулирования двухвального турбореактивного двигателя, включающем определение на стенде диапазона частот вращения роторов с запасами устойчивости компрессоров ниже допустимых пределов и изменение площади критического сечения реактивного сопла и/или степени расширения газа на турбинах до достижения требуемых запасов устойчивости компрессоров, в двигателе при нахождении режима работы в указанном выше диапазоне частот вращения роторов при положении рычага управления двигателем ниже упора, соответствующего максимальному режиму, увеличивают площадь критического сечения реактивного сопла, а при положении рычага управления двигателем на упорах, соответствующих максимальному и форсажному режимам, увеличивают перепад давления на турбинах до достижения требуемых запасов устойчивости соответствующих компрессоров.

Новым здесь является то, что в двигателе при нахождении режима работы в указанном выше диапазоне частот вращения роторов при положении рычага управления двигателем ниже упора, соответствующего максимальному режиму, увеличивают площадь критического сечения реактивного сопла, а при положении рычага управления двигателем на упорах, соответствующих максимальному и форсажному режимам, увеличивают перепад давления на турбинах до достижения требуемых запасов устойчивости соответствующих компрессоров.

Увеличение площади критического сечения реактивного сопла при положении рычага управления двигателем ниже упора, соответствующего максимальному режиму, позволяет повысить на крейсерских режимах полета самолета запасы устойчивости компрессоров до требуемого уровня.

А увеличение перепада давлений на турбинах до достижения требуемых запасов устойчивости компрессоров при положении рычага управления двигателем на упорах, соответствующих максимальному и форсажному режимам, позволяет увеличивать запасы устойчивости компрессоров уже на скоростных дозвуковых и сверхзвуковых режимах полета самолета.

Способ реализуют следующим образом:

На стенде определяют диапазон частот вращения роторов высокого и низкого давлений с запасами устойчивости компрессоров ниже допустимых пределов для компрессоров высокого и низкого давлений и формируют по этим испытаниям управляющие сигналы для системы управления двигателем.

Во время эксплуатации при нахождении режима работы двигателя в диапазоне частот вращения роторов с запасами устойчивости компрессоров ниже допустимых пределов и при положении рычага управления двигателем ниже упора, соответствующего максимальному режиму, система управления двигателем выдает сигнал, по которому исполнительные механизмы реактивного сопла увеличивают площадь критического сечения сопла до достижения требуемых запасов устойчивости компрессоров.

При нахождении режима работы двигателя в диапазоне частот вращения роторов с запасами устойчивости компрессоров ниже допустимых пределов и при положении рычага управления двигателем на упорах, соответствующих максимальному и форсажному режимам, система управления двигателем изменяет перепад давления на турбинах по определенному закону до достижения требуемых запасов устойчивости компрессоров.

Таким образом, способ обеспечивает высокие характеристики двигателя в рабочем диапазоне частот вращения роторов за исключением локальных довольно узких диапазонов работы двигателя, где главным является обеспечение требуемых по условиям безопасности полетов запасов устойчивости компрессоров.

Способ регулирования двухвального турбореактивного двигателя относится к системам управления топливоподачей совместно с управлением другим параметром турбореактивного двигателя, а именно совместно с управлением реактивным соплом, и позволяет обеспечить максимальную эффективность двигателя за счет локального изменения F_кр и π_т* только на период работы двигателя в диапазоне частот вращения роторов с запасами устойчивости ниже допустимых пределов. На стенде определяют диапазон частот вращения роторов высокого и низкого давлений с запасами устойчивости компрессоров ниже допустимых пределов и формируют по этим испытаниям сигналы для системы управления двигателем. Во время эксплуатации при нахождении режима работы двигателя в диапазоне частот вращения роторов с запасами устойчивости компрессоров ниже допустимых пределов и при положении рычага управления двигателем ниже упора, соответствующего максимальному режиму, система управления двигателем выдает сигнал, по которому исполнительные механизмы увеличивают площадь критического сечения реактивного сопла до достижения требуемых запасов устойчивости компрессоров, а при положении рычага управления двигателем на упорах, соответствующих максимальному и форсажному режимам, система управления двигателем увеличивает перепад давления на турбинах до достижения требуемых запасов устойчивости компрессоров.

Способ регулирования двухвального турбореактивного двигателя, включающий определение на стенде диапазона частот вращения роторов с запасами устойчивости компрессоров ниже допустимых пределов и изменение во время эксплуатации двигателя площади критического сечения реактивного сопла и/или степени расширения газа на турбинах до достижения требуемых запасов устойчивости компрессоров, отличающийся тем, что при нахождении режима работы двигателя в диапазоне частот вращения роторов с запасами устойчивости компрессоров ниже допустимых пределов, при положении рычага управления двигателем ниже упора, соответствующего максимальному режиму, увеличивают площадь критического сечения реактивного сопла, а при положении рычага управления двигателем на упорах, соответствующих максимальному и форсажному режимам, увеличивают перепад давления на турбинах до достижения требуемых запасов устойчивости компрессоров.