Собственная устойчивость ГТД

 

Под собственной устойчивостью понимается способность двигателя после случайного отклонения от заданного режима с течением временем самостоятельно возвращаться на этот режим при фиксированном положении регулирующего органа (РО).

Основным фактором, определяющим это свойство ГТД, является протекание статических характеристик зависимостей вращающего момента турбины ( М_т ) и момента сопротивлений компрессора ( М_к ) от частоты вращения ротора турбокомпрессора (ТК), показанных на рис. 10.

Если вблизи заданной частоты вращения ( n_о ), соответствующей равновесному режиму работы двигателя ( М_т = М_к ), эти характеристики протекают так, как это показано на рис. 10а, то двигатель является устойчивым объектом и в принципе может устойчиво работать без регулятора. Действительно, при таком протекании характеристик в случае отклонения частоты вращения ( n ) от ( n_о ) на валу двигателя возникает избыточный крутящий момент (Δ М_т ) такого знака, при котором с течением времени частота вращения ротора возвращается к значению ( n_о ).

Рис. 10. Статические характеристики ГТД

Если статические характеристики протекают так, как это показано на рис. 10б, то двигатель является неустойчивым объектом. При малейшем отклонении частоты вращения от ( n_о ) двигатель с течением времени будет все больше и больше уходить от исходного режима. Частота вращения будет либо непрерывно уменьшаться, если первоначально ( n < n_о ), либо непрерывно увеличиваться, если первоначально ( n > n_о ).

Протекание статических характеристик, в свою очередь, зависит от того, как при изменении частоты вращения изменяется соотношение между потребной ( G_Тпотр ) и располагаемой ( G_Трасп ) подачами топлива.

Под потребной подачей понимается такая подача топлива в двигатель, которая необходима для поддержания в конкретных полетных условиях равновесного режима работы двигателя на заданной частоте вращения.

Располагаемой подачей называется подача топлива, определяемая на заданном режиме положением регулирующего органа. В топливных системах, где используются нерегулируемые топливные насосы, роль регулирующего органа (РО) выполняют перепускные клапаны. Фиксированное положение такого клапана обеспечивает постоянство подачи топлива в двигатель независимо от частоты вращения ротора двигателя и производительности топливного насоса.

Типичные характеристики ( G_Тпотр ) и ( G_Трасп ) по частоте вращения ротора двигателя с нерегулируемым насосом изображены на рис. 11.

Из характеристик видно, что на всех режимах, расположенных справа от граничного по расходу режима ( n_3о ), двигатель является устойчивым объектом. На этих режимах при случайном отклонении частоты вращения от заданного значения на величину ( ±Δ n ) избыточная подача топлива (Δ G_Т = G_Тпотр - G_Трасп ) будет иметь знак, способствующий восстановлению заданного режима.

При увеличении, например, частоты вращения свыше заданной (+ Δ n ), располагаемая подача топлива в двигатель становится недостаточной, т.е. ( G_Тпотр - G_Трасп = − Δ G_Т ).

Рис. 11. К исследованию устойчивости ГТД по характеристикам потребных и располагаемых подач топлива

 

Это приводит к понижению температуры газа перед турбиной и, как следствие, к уменьшению вращающего момента турбины ( М_Т ). Одновременно с этим момент сопротивления ( М_К ) возрастает, вследствие чего на роторе двигателя возникает отрицательный избыточный момент «момент торможения» ( − Δ М_ТОРМ ). Очевидно, что при этом частота вращения ротора начнет уменьшаться, стремясь к исходному значению.

При случайном понижении частоты вращения на этих режимах, соответственно, подача топлива в двигатель станет избыточной и на валу двигателя возникнет положительный избыточный момент, что обеспечит восстановление частоты вращения до заданного значения.

На всех режимах, расположенных на графике слева от граничного режима ( n_3о ), двигатель является неустойчивым объектом, поскольку здесь значение избыточной подачи топлива при случайном отклонении частоты вращения способствует возникновению моментов, стремящихся увеличить это отклонение.

Следует также учитывать, что собственная устойчивость двигателя, как объекта регулирования (ОР), зависит не только от режима его работы, но и от полетных условий. При увеличении высоты полета, например, она существенно ухудшается. Поэтому получение удовлетворительных динамических характеристик САР с таким объектом регулирования представляет собой сложную задачу и требует широкого применения различного рода стабилизирующих устройств.

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Виброустойчивость станков. Виброустойчивость станков - это их способность оказывать сопротивление вибрациям, т.е. периодическим колебаниям большой скорости.
2. Газоустойчивость и устойчивость к проникающей радиации у растений.
3. Глава 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ УПРАВЛЕНИЯ ФИНАНСОВОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ ПРЕДПРИЯТИЯ.
4. Государство, спекулянты и устойчивость рыночного равновесия
5. Какова ваша собственная история о сотворении мира?
6. Курсовая неустойчивость или низкая стабильность рулевого механизма
7. Межрейсовые осмотры, промывка и очистка проточной части ГТД
8. Методы управления платежеспособностью и финансовой устойчивостью предприятия
9. НЕУСТОЙЧИВОСТЬ ГРАВИТАЦИОННОЙ ПОСТОЯННОЙ
10. Неустойчивость человеческого тела
11. Основные эксплуатационные режимы работы авиационных ГТД
12. Подобное поведение может быть у потерпевшей и при наличии у нее признаков психического инфантилизма (эмоциональная неустойчивость, незрелость суждений, решений, подчиняемость и др.).