СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2019 года по МПК F02C9/00 

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно, к авиационным турбореактивным двигателям и способам их эксплуатации, в частности, к способам обеспечения газодинамической устойчивости двигателя.

Известен способ кратковременного увеличения запасов газодинамической устойчивости турбореактивного двигателя в экстремальных условиях его эксплуатации (RU 2261351 класса F02C 9/00, опубл. 27.09.2005 г.).

Основным недостатком данного способа является необходимость впрыска охлаждающей жидкости в проточную часть компрессора, а значит, необходимость наличия дополнительных баков и системы впрыска жидкости на борту самолета, что приведет к существенному увеличению веса самолета и потере его летно-технических характеристик.

Техническим результатом, достигаемым при использовании настоящего изобретения, является обеспечение газодинамической устойчивости двигателя при увеличении неравномерности воздушного потока на входе в двигатель.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе эксплуатации турбореактивного двигателя, включающем кратковременное увеличение запасов газодинамической устойчивости двигателя, предварительно для данного типа двигателя проводят испытания на максимальном и форсажном режимах работы двигателя, измеряют на них тягу R_исх, давление за компрессором низкого давления Р_КНДисх, суммарный расход воздуха через двигатель G_B∑исх, давление за компрессором высокого давления Р_Кисх, давление за турбиной Р_4исх, давление на входе в двигатель Р_вх, вычисляют отношения , , , затем последовательно изменяют величину степени расширения на турбинах π_Т∑ в сторону увеличения, по крайней мере дискретно не менее, чем при трех значениях π_Т∑, измеряют текущие значения вышеуказанных параметров и вычисляют вышеуказанные отношения, вычисляют величины отклонений текущих от исходных , , , строят по ним зависимости и , затем по предварительно заданной величине кратковременного повышения запасов газодинамической устойчивости и/или величине кратковременного снижения тяги при увеличении неравномерности воздушного потока на входе в двигатель определяют величину изменения δπ_Т∑ и вводят ее дополнительно в электронный регулятор двигателя как программу поддержания степени расширения на турбинах при увеличении неравномерности воздушного потока на входе в двигатель, а на форсажных режимах работы двигателя обеспечивают дополнительную подачу топлива в топливные коллекторы форсажной камеры для восстановления тяги двигателя.

Способ эксплуатации двигателя реализуют следующим образом.

Пример.

Предварительно для данного типа двигателя проводят испытания на максимальном и форсажном режиме работы, измеряют на них тягу R_исх, давление за компрессором низкого давления Р_{КНД исх}, суммарный расход воздуха через двигатель G_B∑исх, давление за компрессором высокого давления Р_Кисх, давление за турбиной Р_4исх, давление на входе в двигатель Р_вх, вычисляют отношения , , . Результаты приведены в таблице 1.

Затем на каждом из режимов последовательно увеличивают степень расширения на турбинах π_Т∑ на 0,1, измеряют текущие значения вышеуказанных параметров и вычисляют вышеуказанные отношения. Результаты определения параметров на максимальном режиме приведены в таблице 2, на форсажном режиме - в таблице 3.

Вычисляют величины отклонений текущих от исходных , , на максимальном режиме и форсажном режиме (таблица 4).

По полученным величинам строят зависимости и δπ_T∑=f(δR) на максимальном режиме (фиг. 1 и фиг. 2) и форсажном режиме (фиг. 3 и фиг. 4).

Затем по предварительно заданной величине кратковременного снижения тяги при увеличении неравномерности воздушного потока на входе в двигатель δR=-4% по фиг. 2 определяют величину изменения степени расширения на турбине на максимальном режиме δπ_T∑M=+3,6% (точка А), а по фиг. 4 определяют величину изменения степени расширения на турбине на форсажном режиме δ_πТ∑Ф=+3,1% (точка В), и вводят их дополнительно в электронный регулятор двигателя как программы поддержания степени расширения на турбинах при увеличении неравномерности воздушного потока на входе в двигатель на максимальном и форсажном режиме.

На форсажном режиме работы двигателя при изменении степени расширения на турбине δπ_T∑Ф=+3,1% обеспечивают дополнительную подачу топлива в топливные коллекторы форсажном камеры для восстановления исходного значения тяги двигателя.

Способ позволяет обеспечить газодинамическую устойчивость двигателя при увеличении неравномерности воздушного потока на входе в двигатель без применения дополнительных жидкостей и без потери тяги на форсажном режиме работы двигателя.

Способ эксплуатации турбореактивного двигателя относится к области авиадвигателестроения, а именно к методам обеспечения газодинамической устойчивости турбореактивных двигателей в экстремальных условиях эксплуатации. Предварительно для данного типа двигателя проводят испытания на максимальном и форсажном режимах работы двигателя, измеряют на них тягу R_иcx, давление за компрессором низкого давления Р_КНДисх, суммарный расход воздуха через двигатель G_B∑исх, давление за компрессором высокого давления Р_Кисх, давление за турбиной Р_4исх, давление на входе в двигатель Р_вх, вычисляют отношения , , , затем последовательно изменяют величину степени расширения на турбинах π_T∑ в сторону увеличения, по крайней мере дискретно не менее чем при трех значениях π_T∑ измеряют текущие значения вышеуказанных параметров и вычисляют вышеуказанные отношения, вычисляют величины отклонений текущих от исходных , , , строят по ним зависимости и затем по предварительно заданной величине кратковременного повышения запасов газодинамической устойчивости и/или величине кратковременного снижения тяги при увеличении неравномерности воздушного потока на входе в двигатель определяют величину изменения δπ_Т∑ и вводят ее дополнительно в электронный регулятор двигателя как программу поддержания степени расширения на турбинах при увеличении неравномерности воздушного потока на входе в двигатель, а на форсажных режимах работы двигателя обеспечивают дополнительную подачу топлива в топливные коллекторы форсажной камеры для частичного восстановления тяги двигателя. Способ позволяет обеспечить газодинамическую устойчивость двигателя при увеличении неравномерности воздушного потока на входе в двигатель без применения дополнительных жидкостей и без потери тяги на форсажном режиме работы двигателя. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 4 табл.

1. Способ эксплуатации турбореактивного двигателя, включающий кратковременное увеличение запасов газодинамической устойчивости двигателя при увеличении неравномерности воздушного потока на входе в двигатель, отличающийся тем, что предварительно для данного типа двигателя проводят испытания на максимальном и форсажном режимах работы, измеряют на них исходные значения параметров - тягу R_иcx, давление за компрессором низкого давления P_КНДисх, суммарный расход воздуха через двигатель G_BΣисх, давление за компрессором высокого давления P_Кисх, давление за турбиной P_4исх, а также давление на входе в двигатель P_вх, вычисляют отношения , , , затем последовательно изменяют величину степени расширения на турбинах π_TΣ в сторону увеличения, по крайней мере дискретно не менее чем при трех значениях π_ТΣ измеряют текущие значения вышеуказанных параметров и вычисляют вышеуказанные отношения, вычисляют величины отклонений текущих от исходных , , , строят по ним зависимости и δπ_TΣ =f(δR), затем по предварительно заданной величине кратковременного повышения запасов газодинамической устойчивости и/или величине кратковременного снижения тяги при увеличении неравномерности воздушного потока на входе в двигатель определяют величину изменения δπ_TΣ и вводят ее дополнительно в электронный регулятор двигателя как программу поддержания степени расширения на турбинах при увеличении неравномерности воздушного потока на входе в двигатель.

2. Способ эксплуатации турбореактивного двигателя по п. 1, отличающийся тем, что при кратковременном увеличении запасов газодинамической устойчивости на форсажных режимах работы двигателя обеспечивают дополнительную подачу топлива в топливные коллекторы форсажной камеры для восстановления тяги двигателя.