5.11. Совместная работа элементов и программы управления твд

У ТВД одновальной схемы имеется два независимых регулирующих фактора – расход топливаG_ти угол установки лопастей винта_в. Это позволяет у них осуществлять независимое управление двумя параметрами. Такими параметрами могут быть частота вращения ротораnи температура газа перед турбиной. По указанной причине на максимальных режимах работы одновальных ТВД в высотно-скоростных условиях может быть реализована программа управления

n = n_max = const; и = = const. (5.14)

Наибольшее распространение у одновальных ТВД получили САУ, в которых частота вращения ротора регулируется путем изменения _в, а температура – изменениемG_т. Для обеспечения программы управления (5.14) в полете подбирается закон подачи топлива, обеспечивающий косвенное поддержание постоянства температуры газа перед турбиной.

Рабочая линия (РЛ) на характеристике компрессора при программе управления (5.14) определяется как для одновального ГГ при n = const и = const, т.е. с использованием уравнения

= const n_пр.

При этом расположение рабочей точки на РЛ зависит только от температуры .

Рис. 5.16. Рабочие линии на характеристике

компрессора одновального ТВД: при n = const,

= const (а); при дросселировании (б)

Дросселирование одновального ТВД при заданной температуре на входе может производиться с использованием различных РЛ в поле характеристик компрессора. Такими линиями, в частности, могут быть: линияa-б, соответствующая дросселированию при n = const, линия а-в, соответствующая одновременному снижению n и (что возможно, например, при_в = const), линия а‑б‑в – отвечающая дросселированию по комбинированной программе: вначале по n = const, а затем по _в = const и др. (рис. 5.16 б).

Наиболее выгодным, как показали исследования, является дросселирование одновальных ТВД при n=const, так как это обеспечивает быстрое снижение иN_экв практически при таких же значениях С_экв, что и дает дросселирование, например, по линии а-в. Снижение в случае дросселирования приn = const благоприятно влияет на показатели надежности работы двигателя, так как на пониженных режимах значительно снижается температура . При таком дросселировании улучшается приемистость двигателя, поскольку отпадает необходимость раскрутки ротора, но затрудняется запуск из-за большого момента инерции вращающихся масс.

У ТВД со свободной турбинойна максимальных режимах работы также возможно применение (в области отсутствия других ограничений) программы управления

n_в = n_в.max = const; и ==const. (5.15)

И в этом случае условие =constобеспечивается за счет подачи топлива –G_т, а условиеn_в=const– за счет установки лопастей винта –_в.

Изменение параметров ГГ по при этом сохраняется таким же, как у ГТД других типов и, в частности, в области низких температур возможно ограничение поn_{т.к.пр.max}, а на малых высотах и больших скоростях полета возникает ограничение по N_{e max}. Расчет характеристик ТВД (и ТВВД) с использованием характеристик ГГ является таким же, как для ТВаД (см.п.21.3).