Типовые системы управления режимами работы и регулирования авиационных ГТД

1.

Дисциплина:
«Эксплуатация и ремонт авиационного оборудования
самолетов и вертолетов»
Тема № 12. Электрические устройства систем управления режимами
работы авиадвигателя
Гр. занятие № 23. «Типовые системы управления режимами работы и
регулирования авиационных ГТД»

2.

Учебные цели занятия
ЗНАТЬ:
принципы построения и работу электрических систем
регулирования частоты вращения роторов ГТД и
ограничения
частоты
вращения
роторов
ГТД,
электрические регуляторы предельных температур газов за
турбиной.
Отводимое время на занятие 180 минут

3.

Учебные вопросы занятия
1. Электрические системы регулирования частоты
вращения роторов ГТД.
2. Электрические системы ограничения частоты вращения
роторов ГТД.
3. Электрические регуляторы предельных температур газов
за турбиной.
4. Электрические устройства противопомпажных систем.
5.Принципы
построения
систем
регулирования
и
ограничения температуры газов за турбиной двигателя.

4.

Литература на самоподготовку
1. Б.А. Бабин, В.П. Птухин, А.П. Фефелов, Ю.Б. Новиков, В.И. Дубровин
Конструкция реактивных двигателей,учебного пособия издательство
АВВАУЛ, Армавир, 1973г.стр.3-18.
2. В.Ф. Павленко, А.А. Дьяченко, В.И. Жулев. Б.К. Колпаков, А.П.
Назаров, В.А. Тихонравов, Боевая авиационная техника, М., Воениздат,
1984г., стр. 144-150.
3. Под редакцией д.т.н., профессора Ю.П. Доброленского, Авиационное
оборудование, М. Воениздат, 1989г., стр. 71-72.
4. Под редакцией Е.А. Румянцева, Авиационное оборудование, ВВИА
им. Н.Е. Жуковского, 1980г., стр. 44-54.

5.

ВОПРОС 1
Электрические системы регулирования частоты
вращения роторов ГТД.

6.

Схема работы электрического регулятора типа РРД при стабилизации заданной
частоты вращения ротора ГТД
На входе усилителя У1 осуществляется сравнение
заданного Uпз и текущего Un значений напряжений,
снимаемых с потенциометров R1 и R2.
Разность напряжений ΔUn усиливается
усилителями У1 и У2.

7.

Усилитель У2 является генератором прямоугольных импульсов
напряжения, длительность которых зависит от величины входного
напряжения.
Отношение длительности импульса τи к периоду их повторения Т
называется скважностью импульсов:
Qи = τи / T
где, T = τи + τпаузы, и для рассматриваемой схемы линейно зависит от
величины входного сигнала усилителя У2:
Qи 0,5 K 2 U 2
где, К2 - коэффициент усиления усилителя У2.
Изменение величины
напряжения ΔU2
скважности
пропорционально
Qи K 2 U 2 K1K 2 U n
где К1 - коэффициент усиления усилителя У1.
приращению

8.

изменение скважности импульсов ΔQи определяется суммой:
ΔQи = K2(K1ΔUn + K1ocK4KTn),
где, K1 и K1oc - коэффициенты усиления усилителя У1 для
напряжений соответственно ΔUn и Un=K4∙PT=K4KT n
K4 - общий коэффициент усиления элементов ИД, У4, РЗ;
КТ - коэффициент пропорциональности между частотой вращения n
двигателя и давлением PТ топлива.
U n U пз U n K з (nз n)
Поскольку
то
,
Qи K 2 [ K1 K 2 K 3 ( K1 K 3 K1ОC K 4 K T )n]
Выбирая величины коэффициентов из условия K1 K3=K1oc K4 KT,
получим:
Qи K1K 2 K3nз
т.е. статическая погрешность регулятора будет отсутствовать.

9.

Схема электрического регулятора режимов
e
U РTЗ U РТМ
t
R1C

10.

Максимальное в начальный момент после перемещения РУД значение
напряжения
затем уменьшается по экспоненциальному закону:
U pT
e
U РTЗ U РТМ
t
R1C
В соответствии с этим законом возрастает величина скважности
импульсов напряжения на обмотке ЭМКТ.
При этом устанавливается скорость нарастания количества подаваемого
в двигатель топлива, определяемая выражением:
d q
d
qз (1 e
dt
dt
t
R1C
)
qз
(1 e
R1C
t
R1C
) q M e
t
R1C
,
qм
- максимально допустимая скорость изменения подачи топлива,
определяемая из условий приемистости двигателя.
(qм
, устанавливается путем подбора определенных
сопротивления резистора R1 и емкости конденсатора C);
qз - заданное значение приращения величина подачи топлива.
величин

11.

ВОПРОС 2
Электрические системы ограничения
частоты вращения роторов ГТД.

12.

Схема электрической системы ограничения частоты
вращения роторов ГТД
На вход усилителя У5 подводится
разность напряжений ΔU5 = Unз - UR2
ΔU5 < 0

13.

Схема электрической системы ограничения частоты
вращения роторов ГТД
ΔU5 > 0
ΔUn = UR2 - Un

14.

На вход усилителя У5 подводится разность напряжений ΔU5 = Unз - UR2
Пока ΔU5 < 0 напряжение с потенциометра R1 РУД через нормально
замкнутые контакты реле P1 подводится к усилителю У1, где сравнивается с
напряжением Un, определяемым частотой вращения n. В этом случае
скважность импульсов Qи напряжения на клапане ЭМКТ определяется
положением щетки потенциометра R1 РУД, т.е. частота вращения ТРД равна n3
Если РУД передвинуть в сторону увеличения n3 так, что становится
ΔU5 > 0 то сработает реле P1, контакты которого переключают вход усилителя
У1 со щетки R1 на щетку R2. Теперь напряжение ΔUn на входе усилителя У1
уже определяется разностью ΔUn = UR2 - Un
т.е. происходит стабилизация максимально допустимой приведенной
частоты вращения ТРД. дальнейшее перемещение РУД вперед уже не
оказывает влияния на работу ТРД.

15.

ВОПРОС 3
Электрические регуляторы предельных
температур газов за турбиной.

16.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
МУ
МАГНИТНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ
ФЧУ
ФАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ
Т
УПТ
ИООС
Полупроводниковый симметричный ТРИГГЕР
УСИЛИТЕЛЬПОСТОЯННОГО ТОКА
ИНЕРЦИОННАЯ ОТРИЦАТЕЛЬНАЯ ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ
ПК
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ КЛЮЧ
ИМ
ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЗМ
ЗТ
ЗАДАТЧИК
БТ
БЛОК ТЕРМОПАР

17.

а) – функциональная схема
системы типа РТ
Схема электрического
регулятора предельных
температур газов за турбиной
б) – скважность импульсов на ИМ

18.

Схема контроля исправности цепи батареи термопар

19.

ВОПРОС 4
Электрические устройства
противопомпажных систем.

20.

21.

22.

ПО БЛИЗОСТИ К РАСЧЁТНОМУ РЕЖИМУ
РАБОТЫ РАЗЛИЧАЮТ:
РАСЧЁТНЫЙ РЕЖИМ
НЕРАСЧЁТНЫЙ РЕЖИМ
ГЛУБОКО НЕРАСЧЁТНЫЙ РЕЖИМ
Под расчётным режимом работы двигателя понимается режим его
работы, задаваемый при проектировочном расчёте.
Под нерасчётным режимом работы понимается такой режим, при
котором один или несколько параметров силовой установки
(температура газа на входе, частота вращения ротора двигателя и др.),
превышают предельно допустимые (расчётные) значения.

23.

Одним из примеров нерасчётных режимов
установки является ПОМПАЖ двигателя.
работы
силовой
ПОМПАЖ это неустойчивая работа двигателя, которая
проявляется в нарушении газодинамической устойчивости его работы.
Внешнее проявление помпажа:
хлопки в воздухозаборнике;
дымление выхлопа двигателя;
резкое падение тяги;
мощная вибрация.
Помпаж входных устройств возможен:
- при сверхзвуковых скоростях полета;
- при малой пропускной способности двигателя;
- при чрезмерно большой пропускной способности воздухозаборника.
Помпаж может привести к разрушению двигателя.

24.

25.

Структурная схема электрифицированной противопомпажной
системы типа БПС
СПП -сигнализатор появления помпажа; СМ - сигнализатор числа М; СВ - сигнализатор высоты; РТ -регулятор температуры;
ЛУ -логическое устройство; ЭМПП - электромагнит прекращения помпажа; АПД - автомат запуска двигателя; Кл - ключ;
АБУ - блок управления режимами; ВК - выходной коммутатор; ГИ - генератор импульсов; БК- боевая кнопка.

26.

Схема действия сигнализатора появления помпажа (СПП)
1,2 - мембрана; 3 - фильтр; 4 - жиклёр; 5 - пропускной канал
клапана; 6 - клапан; 7,8 - контакты

27.

ВОПРОС 5
Принципы построения систем
регулирования и ограничения температуры
газов за турбиной двигателя.

28.

Программа регулирования Т*4з = (аруд)

29.

Функциональная схема системы регулирования
температуры газов ТРДФ
сигнал рассогласования ΔU:
ΔU=Uу ( Т*4з ) - Uо.с.( Т*4 )