Задачи управления ТРД и ТРДФ. Понятие о программах управления.

Задача управления авиационного двигателя состоит, прежде всего, в том, чтобы:

· поддержать такие значения параметров процесса и КПД отдельных элементов, которые обеспечивали бы наивыгоднейшее протекание характеристик двигателя и всей СУ в различных условиях полета;

· исключать на всех режимах работы двигателя возможность возникновения механических и тепловых перегрузок в отдельных элементах и узлах конструкции;

· реализовать автоматическое подержание в условиях полета того или иного режима работы двигателя при заданном положении ;

· обеспечить достаточно быстрый и в то же время устойчивый перевод двигателя с одного режима на другой при изменении положения РУД.

Тяга и экономичность ТРД при заданных условиях полета и при известных значениях коэффициентов, характеризующих потери в его элементах, определяются заданием двух основных параметров процесса: степени повышения давления в компрессоре и (для ТРДФ еще - ). Изменяя эти параметры, можно наиболее эффективно воздействовать на рабочий процесс двигателя – осуществлять его управление. Такие параметры принято называть основными регулируемыми (управляемыми) параметрами.

Для ТРД - однозначно определяет . При этом точнее и проще измерить. и определяют тепловые нагрузки на элементы двигателя. Обычно, вместо измеряют , а в замен берут комплекс .

Кроме основных параметров управления в современных ТРД имеется ряд вспомогательных управляемых параметров, обеспечивающих устойчивую и эффективную работу основных элементов:

· управление направляющими аппаратами одной или нескольких ступеней компрессора;

· управление воздухозаборником, путем изменения площади горла и угла ;

· регулирование площади и .

В качестве управляющих факторов обычно применяют:

у ТРДФ у ТРД

; .

;

;

, (коэффициент запаса устойчивости компрессора).

Так как параметры выполненного двигателя являются взаимосвязанными, то по этой причине изменение какого-либо одного управляющего фактора вызывает изменение всех его параметров. Например, приводит к , но при этом изменяется и т.п.

Следовательно, каждым управляющим фактором в отдельности можно изменять любой из управляемых параметров. Но одним управляющим фактором можно независимо по заданному закону воздействовать только на один управляемый параметр. Поэтому для независимого изменения всех управляемых параметров нужно иметь число управляющих факторов, равное числу управляемых параметров.

К внешним условиям, от которых зависят и относят .

Закон изменения основных управляемых параметров в зависимости от внешних возмущающих воздействий и положения РУД (режима), осуществляемый системой управления данного двигателя, принято называть программой регулирования.

Программы управления

Для получения максимальной тяги двигателя нужно обеспечить и . Это достигается для ТРД . При изменении внешних условий эта программа выдерживается автоматически. Для ТРДФ:

На современных двигателях встречаются и более сложные программы управления. Например, основной задачей управления двигателем на наивыгоднейшую экономичность является обеспечение наименьших удельных расходов топлива при требуемом в условиях полета значении тяги двигателя.

Реализация той или иной выбранной программы управления осуществляется системой регулирования, которая, помимо этого, должна обеспечивать хорошие динамические характеристики двигателя и удовлетворять предусмотренным ограничениям. Эти вопросы изучаются в курсе автоматического управления ВРД.

Для определения условий совместной работы элементов двигателя при заданной программе управления нужно иметь характеристики его элементов. Условия совместной работы элементов ТРД и ТРДФ удобнее всего начинать с рассмотрения совместной работы турбины и выходного сопла, а затем определять режимы совместной работы компрессора, камеры сгорания и турбины и в последнюю очередь рассматривать совместные режимы воздухозаборника с остальными элементами двигателя.