Bmw-rumyancevo.ru

БМВ Мастер — Автожурнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Помпаж (авиация)

Помпаж (авиация)

Помпа́ж (фр. pompage — колебания, пульсация ) — срывной режим работы авиационного турбореактивного двигателя, нарушение газодинамической устойчивости его работы, сопровождающийся хлопками в газовоздушном тракте двигателя из-за противотока газов, дымлением выхлопа двигателя, резким падением тяги и мощной вибрацией, которая способна разрушить двигатель. Воздушный поток, обтекающий лопатки рабочего колеса, резко меняет направление, и внутри турбины возникают турбулентные завихрения, а давление на входе компрессора становится равным или бо́льшим, чем на его выходе. В зависимости от типа компрессора помпаж может возникать вследствие мощных срывов потоков воздуха с передних кромок лопаток рабочего колеса и лопаточного диффузора или же срыва потока с лопаток рабочего колеса и спрямляющего аппарата.

Содержание

  • 1 Описание
  • 2 Причины возникновения
  • 3 Борьба с помпажом
  • 4 Предотвращение помпажа
  • 5 См. также
  • 6 Примечания
  • 7 Литература

Описание [ править | править код ]

Возникающие при срыве потока со спинок лопаток вихри неустойчивы и имеют тенденцию к самовозрастанию. Образующаяся вихревая пелена, распространяясь в межлопаточном канале, уменьшает эффективное сечение потока, в результате чего расход воздуха значительно уменьшается. Наступает момент, когда вихри полностью заполняют межлопаточные каналы, подача воздуха компрессором при этом прекращается. В последующее мгновение происходит смывание вихревой пелены, при этом возможен выброс воздуха на вход в компрессор. Повторное и многократное поджатие одной и той же порции воздуха в компрессоре при помпаже приводит к повышению температуры воздуха на входе в компрессор (в результате многократного подвода энергии к одной и той же массе воздуха) [1] .

Работа двигателя в режиме помпажа быстро приводит к его разрушению из-за недопустимого повышения температуры газов перед турбиной и потери прочности её лопаток, поэтому при его возникновении двигатель должен быть переведен в режим «малый газ» (на котором помпаж исчезнет сам собой) или отключен. Рост температуры газов может достигать нескольких сот градусов в секунду, и время принятия решения экипажем ограничено.

Одним из первых термин «помпаж» по отношению к реактивному двигателю применил академик Б. С. Стечкин в 1946 году [2] .

Причины возникновения [ править | править код ]

Помпаж вызывается сильными отклонениями в работе двигателя от расчетных режимов:

  • вывод самолета за критические углы атаки;
  • разрушение и отрыв лопаток рабочего колеса (например, из-за старости);
  • попадание в двигатель постороннего предмета (птицы, снега, фрагмента бетонного покрытия ВПП);
  • попадание в воздухозаборник пороховых газов при стрельбе из пушек или пусках ракет на боевых самолетах;
  • попадание в воздухозаборник продольного вихря.
  • ошибками, допущенными при проектировании или сбоями в работе системы управления двигателя и (или) управляемого воздухозаборника;
  • сильным боковым ветром при запуске двигателя на аэродроме (ранние модели двигателей JT9D);
  • низким давлением окружающего воздуха при высокой температуре (в жаркую погоду в горах), характерно, например, для двигателя АИ-24.
  • помпаж входного устройства может возникнуть на больших сверхзвуковых скоростях полета при значительном увеличении количества воздуха, подводимого к двигателю, по сравнению с расходом воздуха через двигатель, то есть когда пропускная способность диффузора значительно превышает потребности двигателя в расходе воздуха.

Борьба с помпажом [ править | править код ]

Основным способом борьбы с помпажом является применение нескольких соосных валов в двигателе, вращающихся независимо друг от друга с различными скоростями вращения. Каждый из валов несет часть компрессора и часть турбины. Первая (от воздухозаборника) часть компрессора (компрессор низкого давления, КНД) соединяется с последней частью турбины (турбина низкого давления). Современные двигатели имеют обычно два или три вала. Валы более высокого давления вращаются с более высокими скоростями, сообщая воздуху высокого давления требуемую кинетическую энергию. Кроме того, предусматривают механизацию компрессора:

  • поворотные лопатки направляющего аппарата компрессора (регулируемый направляющий аппарат, РНА), ограничивающие на переходных режимах расход воздуха на входе в компрессор, а в некоторых двигателях (ТВ3-117, НК-8) обеспечивающие оптимальный угол натекания воздуха на лопатки (улучшая обдувку спинок лопаток, на которых и образуется срыв);
  • клапаны перепуска воздуха (КПВ), сбрасывающие избыточное давление на промежуточных ступенях компрессора двигателя, облегчая прохождение воздуха через компрессор на нерасчётных режимах (расчётным режимом считается работа на номинальной мощности).

Практически на всех двигателях антипомпажные меры приняты комбинированно: например, ТВ3-117 имеет лишь один вал (вал свободной турбины, приводящей трансмиссию вертолёта, в работе самого двигателя не участвует), но РНА имеют целых 4 первых ступени компрессора (из 12), а за 7-й ступенью установлен КПВ. На двигателях семейства Д-36 РНА настраиваются и фиксируются при испытаниях двигателя на стенде и в полёте не регулируются, но имеются клапаны перепуска как за КНД, так и за КВД, управляются раздельно.

Предотвращение помпажа [ править | править код ]

На современных двигателях предусмотрена противопомпажная автоматика, обеспечивающая автоматическое, без участия экипажа, устранение помпажа путём обнаружения помпажных явлений через измерение давления и пульсаций давления на разных участках газовоздушного тракта; кратковременного (на доли секунды) снижения или прерывания подачи топлива, открытия перепускных заслонок и клапанов, включения аппаратуры зажигания двигателя, восстановления подачи топлива и восстановления режима работы двигателя. Устанавливается сигнализация на приборных досках экипажа и производится запись в бортовых регистраторах параметров полета.

Например, на двигателях Д-36 (двигатель самолётов Ан-72, Ан-74, Як-42), Д-136 (двигатель тяжёлого вертолёта Ми-26), Д-436 (Ан-148, Бе-200) устанавливается сигнализатор помпажа ПС-2-7, по конструкции схожий с вариометром: его контакты замыкаются при большой скорости изменения давления за компрессором и зажигают табло «Помпаж», кроме того, на Ан-72 и Ан-74 режим работы двигателя автоматически снижается до 0,7 номинального, на вертолёте Ми-26 открываются клапаны перепуска воздуха из-за КНД.

На самолёте Ту-22М3 в системе электронного управления двигателями ЭСУД-25 имеется канал АПФ — автоматика помпажа и форсажа, которая в случае появления противотока газов в газовоздушном тракте двигателя (который определяется блоком термопар и штатными датчиками двигателя) автоматически, за время менее 1 с отключает подачу топлива и производит перезапуск двигателя, с зажиганием табло «Помпаж». На взлёте эта автоматика блокируется.

Имени профессора н.Е. Жуковского

кафедра ТЕОРИИ АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ (№ 17)

(полное наименование кафедры)

Начальник кафедры № 17

полковник И. Лещенко

ТЕОРИЯ АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

(полное наименование дисциплины)

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ Эксплуатация самолетов, вертолетов и авиационных двигателей.

КАФЕДРАЛЬНЫЙ ТЕКСТ ЛЕКЦИИ

РАЗДЕЛ 1. Параметры и характеристики элементов

авиационных силовых установок

Лекция № 21

Входные устройства авиационных силовых установок

Обсуждено на заседании ПМК

УЧЕБНЫЕ И ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ ЦЕЛИ:

Ознакомиться с неустойчивыми режимами работы СВУ и задачами их регулирования.

Изучить влияние регулирования и внешних факторов на характеристики сверхзвукового входного устройства.

Время: 2 часа

ПЛАН ЛЕКЦИИ:

Тема №11. Входные устройства авиационных силовых установок (продолжение).

Неустойчивые режимы работы сверхзвуковых входных устройств

Задачи и способы регулирования сверхзвуковых входных устройств

Читать еще:  Щелканье в двигателе причины

Характеристики регулируемых сверхзвуковых входных устройств. Программы регулирования

Влияние на характеристики СВУ места размещения на планере и изменения углов атаки и скольжения самолета

Литература:

Теория авиационных двигателей. Часть 1. Под ред. Ю.Н. Нечаева. М.: ВВИА им. Н.Е. Жуковского, 2006., стр. 289-308.

8. Неустойчивые режимы работы сверхзвуковых входных устройств

Рассмотрим подробнее виды, причины и характер проявления неустойчивых режимов работы СВУ.

Помпаж СВУ представляет собой автоколебательный процесс изменения давления и расхода воздуха во внутреннем канале, который обусловлен периодическим разрушением и восстановлением системы косых скачков уплотнения головной волной. Возникновение

помпажа возможно только на сверхзвуковых скоростях полета (при Mн>1,4…1,5) и докритических режимах работы СВУ, на которых из-за недостаточной пропускной способности двигателя создаются условия для переполнения внутреннего канала сжатым воздухом.

Если СВУ работает на докритическом режиме (с головной волной на входе), то при дросселировании головная волна перемещается против потока и частично разрушает систему косых скачков уплотнения, как показано на рис. 10.13, а. Течение перед плоскостью входа становится существенно неравномерным, так как во внутренний канал втекают струи с различным уровнем полного давления. Периферийная струя воздуха I проходит лишь через один прямой скачок и имеет наибольшие потери полного давления. Средняя струя II проходит через косой и прямой скачки, поэтому полное давление в ней оказывается более высоким. Еще большее полное давление имеет струя III, поскольку она проходит через два косых и прямой скачки. Но непосредственно у поверхности торможения полное давление резко снижается из-за потерь в пристеночном пограничном слое.

Наличие струй воздуха с различным уровнем полного давления приводит к тому, что перед плоскостью входа образуются «ослабленные» зоны течения (в которых 1 / 4 1 2 3 4 > Следующая > >>

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

УАЗ Патриот 2019 — первый тест-драйв серийной машины

– Сань, ну совсем другая машина!

Это первое, что выпалил наш испытатель Денис Панов, выходя из-за руля модернизированного Патриота. А ведь на первый взгляд два наших Патриота словно близнецы-братья — даже цвет совпадает. Разнится лишь рисунок колесных дисков. Главные изменения скрыты от глаз.

Про-качка
Патриот уже немолод — четырнадцатый год на конвейере! Изрядно даже по российским меркам, хотя на фоне заслуженных ветеранов марки — Хантера и тем более «буханки» — наш Патриот еще зеленый салага. А вот по части модернизаций и рестайлингов он многим даст фору. Последнее обновление пришлось на конец прошлого года и привнесло главное — двигатель ЗМЗ-Про, известный по грузовичку УАЗ Профи.

С тех же 2,7 бензиновых литров, что и у 409‑го двигателя, сняли 150 л.с. и 235 Н·м. Не бог весть какие показатели. Важнее то, что пик крутящего момента съехал почти на 1500 оборотов. И это отличная новость, ведь раньше крутящий момент достигался почти на 4000 об/мин. на первой половине шкалы тахометра мотор был откровенно дохлым, а теперь — другое дело!

Обновленный Патриот с уверенностью отрывается от старой машины во всем диапазоне скоростей. Конечно, ждать спринтерских талантов от двухтонного внедорожника со 150‑сильным мотором было бы наивно. Но впервые за полтора десятилетия под педалью появился хоть запас тяги!

Новая характеристика крутящего момента со съехавшим к средним оборотам «горбом» в наибольшей мере проявляется на старте. Врубаю первую и бросаю педаль сцепления. Патриот и не думает глохнуть — срывается с места! Прежде такой номер не проходил, Патриот позорно глох. Теперь же спокойно можно трогаться со второй передачи. И педаль сцепления «полегчала».

Затяжной скользкий подъем. В начале подъема я ухожу на четвертую передачу, и обороты мотора падают до тысячи. Внаглую пытаюсь заехать: стрелка тахометра проседает еще на 200 об/мин, салон наполняет дрожь, но машина всё же вскарабкалась в гору. На старом Патриоте пришлось бы подо­ткнуть третью передачу — иначе никак.

Механизм переключения передач тоже подшаманили. Об эталонной избирательности речь не идет, но на фоне предшественника ход рычага короче, а находить нужную передачу стало проще. Конечно, третью и пятую передачи нужно было развести подальше — пару раз я ошибался.

А что с экономичностью? На трассе — не меньше 12 литров 92‑го бензина на сотню, вне зависимости от мотора. На пересеченке — раза в два больше. Может, поэтому данных о среднем расходе топлива нет в меню трип-компьютера — чтобы не расстраивать клиента?

Не зуди!

Асфальт УАЗ не любил никогда — шасси у него ни разу не городское. И в кои-то веки его радикально модернизировали!

Передние и задние амортизаторы обрели новые калибровки. Задний стабилизатор уменьшили в диаметре, рессоры стали двухлистовыми (на лист меньше) и менее жесткими. В рулевое управление внедрили демпфер, а заодно избавили баранку от вибрации, что особенно заметно на грейдере и разбитом асфальте. Вот только демпфер открыт всем ветрам и камням. Это мы отмечали еще в ходе теста опытного образца модернизированного Патриота (ЗР, № 10, 2018). Ульяновцы обещали установить защиту демпфера, но в предпраздничной суете про нее, видать, забыли.

Шумовой и вибрационный фон в салоне стал на порядок слабее — во многом благодаря новой изоляции моторного отсека и демпферу рычага коробки, который отсёк трансмиссионный зуд. Не скажу, что наступила блаженная тишина, но разница ощутима.

На поперечных швах и стыках модернизированный УАЗ явно жестче. Не последнюю роль в этом играют 18‑дюймовые шины против 16‑дюймовых у старой машины. Но энергоемкость подвески — на прежнем заоблачном уровне: можно гнать во весь опор вне зависимости от степени убитости дороги.

Повышенная жесткость на мелочевке — смешная плата за асфальтовую покладистость. Понятно, что рамный внедорожник с неразрезными мостами не в состоянии держаться в поворотах, как легковой кроссовер, но улучшения в части управляемости есть. Новый Патриот хоть проходит поворот, а для «дореформенного» автомобиля извилистая дорога сродни криптониту для Супермена.

Еще больше новичок понравился на прямой. Я не поверил своим рукам: больше не нужно судорожно сучить руль, дабы удержать Патриот в полосе. Быстро пересаживаюсь в старую машину — и… Прóпасть! Чтобы комфортно ехать на дорестайлинговом Патриоте, ширина полосы должна быть метров десять — с ростом скорости динамический коридор достигает пугающих значений.

На парковке выяснилось, что новый Патриот маневреннее. С открытыми поворотными кулаками диаметр разворота сократился почти на метр. Разворот, который дался легко новому УАЗу, от старого потребовал на два маневра больше! И вновь мы нашли конструктивный недостаток: резиновые пыльники ШРУСов переднего моста ничем не прикрыты, как и рулевой демпфер, — их можно повредить на жестком бездорожье.

Читать еще:  Вибрации двигателя на схеме

Операция «Глубокий снег»

Зима — не осень с раскисшими грунтовками. Но снежная целина по пояс — тоже отличный полигон для любого вездехода. Тут разницы между двумя Патриотами практически нет. Внедорожный арсенал у обоих автомобилей одинаков: трансмиссия по схеме «парт-тайм» с жестко подключаемым передним мостом, понижающая передача и блокировка заднего межколесного дифференциала.

Предварительно задействовав весь инвентарь наших героев, отправляемся в лес. Порой слой снега доходит до полуметра, а то и больше! А под белым покрывалом скрывается основательно изъезженная Уралами грунтовка с преглубокой колеей. То, что надо!

Оба УАЗа уверенно пробивают себе дорогу там, где еще не ступала гусеница снегохода. , а бездорожье родная стихия Патриота. Модернизированная машина и тут оказалась чуть лучше — двигатель с «беспровальной» характеристикой позволяет увереннее двигаться внатяг. На старом Патриоте приходится активнее играть газом и сцеплением.

На фоне невиданного улучшайзинга шасси я чуть не забыл про обновления интерьера. Точнее — одно обновление, но какое! На передних и средних стойках кузова появились удобные поручни. Забираться в высоченный внедорожник стало проще. Это еще одна причина, по которой пересаживаться в старый автомобиль совсем не хотелось.

В остальном салон тот же. Подогнанный местами абы как жесткий пластик, автобусная посадка, просторный задний ряд и бездонный багажник. И гектары неосвоенного пластика по всему салону — ни карманов, ни крючков, ни тайников. Столько места пропадает зря!

Еще послушник

Парадокс! Получив в наследство от грузовика мотор и некоторые настройки, Патриот стал менее «грузовым». Он нуждается в твердой руке, но теперь этой руке повинуется!

Конечно, Патриот безнадежно далек от современных внедорожников. Проблем масса — от грубо отесанных петель двери багажника и глюков мультимедийной системы до более серьезных, связанных с пассивной безопасностью. Но в ездовых манерах Патриота появилась гармония — вот почему такая модернизация гораздо важнее бесконечных обновлений салона.

Теория газотурбинных двигателей

Книга может оказаться полезной при изучении принципа работы, конструкции и эксплуатации газотурбинных авиационных двигателей.

Оглавление

  • Входные устройства
  • Компрессор

Приведённый ознакомительный фрагмент книги Теория газотурбинных двигателей предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.

© В. М. Корнеев, 2019

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Назначение и принцип работы

Входные устройства предназначены для подвода к компрессору двигателя потребного количества воздуха.

Воздухозаборники должны обеспечивать:

а) большие значения коэффициента сохранения полного давления;

б) малое внешнее сопротивление воздухозаборника;

в) равномерность потока на входе в компрессор двигателя;

г) устойчивую работу двигателя на всех режимах полета и работы ГТД.

Повышение давления происходит частично в воздухозаборнике и в компрессоре.

Принцип действия воздухозаборника заключается в следующем. Самолет перемещается относительно воздушного потока, а поток перемещается относительно двигателя с этой же скоростью. Поток тормозится, кинетическая энергия его уменьшается, что будет сопровождаться повышением давления и температуры воздуха.

Увеличение скоростей полета воздушных судов приводит к повышению значения воздухозаборников. При дозвуковых скоростях полета повышение давления от скоростного напора в воздухозаборнике незначительно.

На сверхзвуковых скоростях полета значительно повышается давление воздуха во входном устройстве за счет скоростного напора. Газодинамические процессы в воздухозаборниках стали более значительно влиять на на ее устойчивую работу двигателя.

При увеличении скорости полета роль воздухозаборника в общем сжатии воздуха значительно возрастает. Так например, при М полета больше 4 степень сжатия воздуха во входном устройстве настолько велика, что эффективная работа двигателя может быть достигнута без компрессора.

Воздухозаборники современных самолетов имеют систему регулирования, обеспечивающую согласованную работу воздухозаборника и компрессора двигателя. В результате регулирования воздухозаборников обеспечивается получение максимальной тяги и устойчивая работа в широком диапазоне режимов работы двигателя. На сверхзвуковых скоростях полета задача регулирования состоит в том, чтобы удержать систему скачков (особенно замыкающий прямой скачок) в оптимальном положении. Это достигается перепуском излишнего воздуха в атмосферу и изменением площади поперечного сечения воздухозаборника. Перепуск лишнего воздуха в атмосферу осуществляется открытием специальных створок, установленных в воздухозаборнике.

При взлете и малых скоростях полета несмотря на полностью раскрытый воздухозаборник воздуха для нормальной работы двигателя не хватает. Чтобы не нарушить нормальной работы двигателя на этих режимах полета дополнительно открываются перепускные створки и воздух, минуя воздухозаборник, напрямую поступает к двигателю. Возможны и другие способы регулирования, например, изменением углов центрального конуса.

Воздухозаборник сверхзвукового воздушного судна состоит из воздухозаборника, перепускных и противопомпажных створок и сложной автоматики.

Для предотвращения попадания в двигатель пыли, песка, и других предметов в двигатель во входном устройстве установлены защитные приспособления.

Попадание мелких предметов уменьшает ресурс двигателя, приводит к снижению тяги, увеличению удельного расхода топлива, а в отдельных случаях может вызвать выход двигателя из строя.

Чем больше расход воздуха и чем ближе двигатель расположен к поверхности взлетно-посадочной полосы, тем вероятнее попадание в него посторонних предметов.

Для защиты двигателя в воздухозаборнике устанавливают неубирающиеся или убирающиеся после взлета решетки и сетки. Такие защитные устройства увеличивают массу и лобовое сопротивление двигателя.

Для защиты турбореактивных двигателей от попадания посторонних предметов применяют также воздушную завесу, заключающуюся в том, что отбираемый от двигателя воздух через специальные сопловые аппараты под давлением (в виде струи) отсекает вертикальный поток воздуха, идущий с земли. Эта система отключается при уборке шасси.

Эффективность торможения воздуха в воздухозаборнике авиадвигателя определяется потерями давления воздуха при торможении потока и потерями, обусловленными силами трения воздуха о стенки воздухозаборника.

Коэффициент сохранения полного давления входного устройства оценивает газодинамические потери в процессе торможения воздушного потока. Он представляет собой отношение полного давления за воздухозаборником (на входе в двигатель) к полному давлению воздуха в набегающем потоке перед ним.

Суммарное внешнее сопротивление входного устройства складывается из сопротивления обечайки воздухозаборника и сопротивления средств перепуска воздуха.

Коэффициент расхода воздуха характеризует производительность входного устройства и определяется как отношение действительного расхода воздуха через воздухозаборник к максимально возможному расходу.

Условием совместной работы входного устройства и компрессора двигателя является согласование их расходов воздуха.

Обеспечение устойчивой работы воздухозаборника является важнейшим требованием, так как связано с надежностью работы двигателя и безопасности полетов.

Пристального внимания требуют вопросы размещения двигателя на летательном аппарате. Это объясняется тем, что входное устройство двигателя интерферирует с планером воздушного судна и оказывает влияние на его аэродинамическое качество и подъемную силу.

Воздушный поток, возмущенный элементами воздушного судна, может иметь значительную неравномерность перед входом во входное устройство двигателя, особенно при эволюциях самолета. В этом случае выбор места расположения двигателя должен обеспечивать его эффективную работу в широком диапазоне углов атаки. Образующиеся при обтекании поверхностей воздушного судна пограничные слои и вихревые структуры не должны попадать внутрь воздухозаборника двигателя и оказывать отрицательное влияние на его внутренние процессы.

Читать еще:  Что такое кампенсатор в двигателе

Дозвуковые входные устройства

Дозвуковые входные устройства большинства двигателей имеют сужающийся профиль проточной части, что обеспечивает равномерное поле скоростей на входе в компрессор и снижает вероятность образования вихрей и отрыва потока от стенок воздухозаборника.

Параметры рабочего процесса в воздухозаборнике определяются состоянием окружающего воздуха, скоростью полета самолета, режимом работы двигателя и геометрическими характеристиками проточной части двигателя.

Дозвуковое входное устройство имеет переднюю часть с плавными очертаниями входной кромки. Плавное очертание входной кромки воздухозаборника необходимо для предотвращения срыва потока и создания равномерного поля скоростей на входе в компрессор двигателя. Дальнейшее движение воздуха по расширяющемуся каналу приводит к уменьшению его скорости и увеличению его давления.

При околозвуковых скоростях полета характеристики дозвуковых входных устройств ухудшаются.

Особенно высокие требования предъявляются к воздухозаборникам двухконтурных двигателей. Это вызвано тем, что при небольшой степени повышения давления в наружном контуре двигателя даже небольшое увеличение потерь во входном устройстве уменьшает тягу и ухудшает экономичность двухконтурного двигателя.

Сверхзвуковые входные устройства

На двигателях современных сверхзвуковых самолетов применяются воздухозаборники, которые различаются принципом организации процесса торможения сверхзвукового потока (числом скачков и их расположением), формой поперечного сечения входных устройств, расположением их на летательном аппарате и рядом других признаков.

Торможение набегающего потока в воздухозаборниках двигателей сверхзвуковых самолетов осуществляется в специально организованной системе скачков уплотнения воздуха. С этой целью применяются профилированные поверхности, при обтекании которых образуется несколько последовательных или пересекающихся скачков уплотнения, заканчивающихся обычно прямым скачком.

Сверхзвуковые входные устройства можно разделить на три типа:

— входные устройства внешнего сжатия;

— входные устройства смешанного сжатия;

— входные устройства внутреннего сжатия.

Они различаются местом расположения скачков уплотнения. В первом случае косые скачки уплотнения воздуха располагаются перед плоскостью входа входного устройства. Во втором случае часть скачков уплотнения воздуха располагается вне и часть внутри воздухозаборника. В третьем — все скачки уплотнения находятся внутри воздухозаборника.

Значительное удаление прямого скачка уплотнения от плоскости входа воздухозаборника вызывает помпаж двигателя. При критических режимах работы входного устройства появляются высокочастотные пульсации потока воздуха, получившие название «зуда».

Изменение углов атаки оказывает значительное влияние на характеристики и запас устойчивости сверхзвуковых входных устройств.

Наибольшее влияние изменение углов атаки на сверхзвуковые входные устройства наблюдаются у осесимметричных воздухозаборников.

В результате возникновения окружной неравномерности потока воздуха происходит уменьшение коэффициента расхода воздуха, коэффициента сохранения полного давления воздуха и уменьшается запас устойчивости входного устройства. При этом значительно уменьшается расход воздуха через двигатель и его тяга.

Изменение направления потока воздуха, обтекающего входное устройство, в точности соответствует изменению угла атаки только у лобовых воздухозаборников.

При расположении воздухозаборников двигателя у боковых поверхностей фюзеляжа изменение углов набегающего потока на входное устройство оказывается большим, чем изменение улов атаки воздушного судна из-за местных возмущений потока, создаваемых фюзеляжем самолета.

Чтобы не допускать снижения коэффициента запаса устойчивости входного устройства при полете воздушного судна с большими углами атаки применяют выдвижение конуса у осесимметричного или клина у плоского воздухозаборника.

Помпаж авиадвигателя возможен при сверхзвуковых скоростях полета самолета и на таких режимах, при которых либо мала пропускная способность авиадвигателя, либо чрезмерно велика пропускная способность входного устройства.

Помпаж авиадвигателя проявляется в том, что возникают колебания давления и расхода воздуха по всему газовоздушному тракту двигателя.

Помпаж входного устройства авиадвигателя недопустим. Резкие колебания давления и расхода воздуха в воздухозаборнике могут вызвать помпаж компрессора и повышение температуры газа перед турбиной или самовыключение двигателя.

Возникновению помпажа двигателя на самолете способствуют все факторы, приводящие к переполнению воздухом входного устройства двигателя. Для устранения помпажа необходимо уменьшить противодавление за воздухозаборником, что может быть сделано сбросом избытка воздуха из входного устройства через створки перепуска, переводом двигателя на режим с большим расходом воздуха путем увеличения режима работы двигателя, а также снижением пропускной способности входного устройства путем его регулирования. Эффективным средством прекращения помпажа воздухозаборника двигателя является снижение скорости полета самолета.

«Зуд» входных устройств двигателя наблюдается при снижении противодавления за воздухозаборником. Такое явление возникает всякий раз, когда пропускная способность входного устройства оказывается меньшей, чем требуется для двигателя. В результате возникают высокочастотные пульсации потока воздуха с частотой колебаний от десятков до сотен герц и с амплитудой, меньшей, чем при помпаже. Интенсивность пульсаций при «зуде» определяется, в основном, режимом работы двигателя.

Возникающие пульсации давлений воздуха снижают запас устойчивости компрессора. Но «зуд» менее опасен, чем помпаж двигателя, и может допускаться в эксплуатации на некоторых режимах.

Задача регулирования сверхзвуковых воздухозаборников состоит в обеспечении согласования работы входного устройства и двигателя.

Программа регулирования сверхзвукового воздухозаборника подбирается под заданные характеристики двигателя. С этой целью вначале определяются потребные значения расхода воздуха режимах работы двигателя. Эти потребные значения параметров воздухозаборника обеспечиваются затем надлежащим его регулированием.

Изменение температуры окружающего воздуха вызывает рассогласование режимов работы входного устройства и двигателя. Снижение температуры приводит к увеличению пропускной способности воздухозаборника.

При увеличении углов атаки основная задача регулирования состоит в обеспечении достаточных запасов устойчивости входного устройства.

Если для осесимметричных входных устройств, выдвижением конуса не удается обеспечить весь диапазон потребного регулирования воздухозаборника, то после полного выдвижения конуса, согласование работы входного устройства и двигателя осуществляется открытием противопомпажных створок.

Регулирование сверхзвуковых входных устройств осуществляется автоматической системой регулирования. Она должна обеспечивать получение необходимой тяги двигателя и гарантировать его устойчивую работу на всех режимах.

Следствием помпажа входного устройства является значительное повышение уровня нестационарности потока перед компрессором двигателя, приводящее к нарушению устойчивой работы компрессора. В отдельных случаях помпаж компрессора может возникать и на режимах «зуда» входного устройства.

Запас газодинамической устойчивости входного устройства по помпажу зависит, с одной стороны, от условий совместной работы воздухозаборника и компрессора, а с другой, — от числа М полета (числа Маха) и угла атаки самолета. Эти факторы учитываются программами регулирования сверхзвуковых воздухозаборников.

Однако сложно обеспечить требуемый диапазон регулируемых параметров для всех возможных сочетаний режимов полета и работы двигателя. Это заставляет вводить ограничения, осуществляемые экипажем или обеспечиваемые с помощью блокировок, вводимых в систему автоматического регулирования.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector