СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ АВИАЦИОННОГО ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2017 года по МПК F02C9/28 

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, в частности к способам регулирования турбореактивных двигателей (ТРД).

Известен способ регулирования авиационного ТРД с изменяемой геометрией сопла, включающий поддержание заданной степени расширения на турбине в зависимости от температуры воздуха на входе в двигатель (см. Ю.Н. Нечаев. Законы управления и характеристики авиационных силовых установок. М.: Машиностроение, 1995 г., стр. 265).

Данный способ не является оптимальным вследствие того, что он не обеспечивает оптимальной настройки программы поддержания заданной степени расширения на турбине при приемо-сдаточных испытаниях на форсажных режимах работы двигателя, и, как следствие, не обеспечивает устойчивой работы двигателя и получения оптимальных тягово-экономических характеристик двигателя при эксплуатации во всем диапазоне высот и скоростей полета самолета.

Ожидаемый технический результат - оптимальная настройка и поддержание заданной степени расширения на турбине на форсажных режимах работы двигателя, обеспечение устойчивой работы двигателя и получение оптимальных тягово-экономических характеристик во всем диапазоне высот и скоростей полета.

Ожидаемый технический результат достигается тем, что в известном способе регулирования авиационного ТРД с изменяемой геометрией сопла, включающем поддержание заданной степени расширения на турбинах в зависимости от температуры воздуха на входе в двигатель, согласно изобретению предварительно при приемо-сдаточных испытаниях двигателя на стенде выводят двигатель на максимальный режим при постоянном диаметре критического сечения реактивного сопла, затем изменяют диаметр критического сечения сопла до диаметра, превышающего минимальный диаметр на 0,1…0,2%, измеряют степень расширения на турбине и вводят ее в регулятор двигателя в качестве программы поддержания заданной степени расширения на турбине на форсажных режимах работы двигателя.

Сущность изобретения заключается в следующем.

При проведении приемо-сдаточных испытаний было отмечено, что оптимальные тягово-экономические характеристики, а также оптимальные запасы газодинамической устойчивости компрессора на форсажных режимах работы двигателя обеспечиваются при настройке поддержания заданной степени расширения на турбинах, соответствующей значению на максимальном режиме работы двигателя при минимальном диаметре критического сечения реактивного сопла. При настройке поддержания степени расширения на турбине на форсажных режимах ниже значения, соответствующего минимальному диаметру критического сечения реактивного сопла на максимальном режиме работы двигателя, компрессор может потерять газодинамическую устойчивость, что приведет к помпажу двигателя. А при настройке поддержания степени расширения на турбине на форсажных режимах на значение, существенно превышающее значение на максимальном режиме при минимальном диаметре критического сечения сопла, двигатель не будет обеспечивать оптимальные тягово-экономические характеристики.

Для оптимальной настройки поддержания степени расширения на турбинах на форсажных режимах работы двигателя при приемо-сдаточных выводят двигатель на максимальный режим работы двигателя, изменяют диаметр критического сечения сопла до диаметра, превышающего минимальный диаметр на 0,1…0,2% (не меньше точности измерения диаметра критического сечения сопла 0,1%, но не больше значения, которое может повлиять на тягово-экономические характеристики двигателя - 0,2%), измеряют степень расширения на турбинах и вносят полученное значение степени расширения на турбинах в регулятор двигателя. Это позволяет оптимально настроить программу поддержания заданной степени расширения на турбинах на форсажных режимах работы двигателя и таким образом обеспечить устойчивую работу двигателя и повысить тягово-экономические характеристики во всем диапазоне эксплуатации.

Пример

Для данного типа двигателя минимальный диаметр критического сечения реактивного сопла составляет D_PCmin=550 мм.

При проведении приемо-сдаточных испытаний двигатель выводят на максимальный режим работы. Диаметр критического сечения реактивного сопла при этом составляет D_PC=565 мм.

Затем для оптимальной настройки поддержания заданной степени расширения на турбинах π_Т на форсажных режимах работы двигателя изменяют диаметр критического сечения сопла до диаметра D_PC=551 мм, измеряют степень расширения на турбинах π_Т=7,7 и вносят в регулятор двигателя как программу поддержания заданной степени расширения на турбине на форсажных режимах работы двигателя.

Предложенный способ позволяет повысить устойчивость работы двигателя и его тягово-экономические характеристики во всем диапазоне высот и скоростей полета самолета.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к способам регулирования турбореактивных двигателей (ТРД) с изменяемой геометрией сопла. Предварительно при приемо-сдаточных испытаниях двигателя на стенде выводят двигатель на максимальный режим при постоянном значении диаметра критического сечения сопла, затем изменяют площадь критического сечения сопла до диаметра, превышающего минимальный диаметр на 0,1…0,2%, измеряют степень расширения на турбинах и вводят ее в регулятор двигателя в качестве программы поддержания заданной степени расширения на турбине на форсажных режимах работы двигателя. Технический результат изобретения – повышение устойчивости работы двигателя и получение оптимальных тягово-экономических характеристик во всем диапазоне высот и скоростей полета.

Способ регулирования авиационного турбореактивного двигателя с изменяемой геометрией сопла, включающий поддержание заданной степени расширения на турбине в зависимости от температуры воздуха на входе в двигатель, отличающийся тем, что предварительно при приемо-сдаточных испытаниях двигателя на стенде выводят двигатель на максимальный режим при постоянном значении диаметра критического сечения сопла, затем изменяют площадь критического сечения сопла до диаметра, превышающего минимальный диаметр на 0,1…0,2%, измеряют степень расширения на турбинах и вводят ее в регулятор двигателя в качестве программы поддержания заданной степени расширения на турбине на форсажных режимах работы двигателя.