Системы управления ТРДЦ. Надежность САУ
Прочие
Системы управления ТРДЦ. Надежность САУ

 

Системы управления ТРДЦ

 

 

Откачивающие насосы выключаются уже после останова двигателя для осушения масляных полостей. Суммарная производительность этих насосов должна быть в 2. .3 раза больше, чем производительность нагнетающего насоса, поскольку они откачивают из масляной полости смесь масла с воздухом.

Необходимые для разработки «электрического» ГТД технологии должны обеспечить возможность создания:

—    электроприводов с удельной массой < 0,5 . 0,8 кг/кВт;

—    высокооборотных электрогенераторов (с частотой вращения до 30000 об/мин, напряжением 270. .540 В, мощностью до 300 кВт),

—    высокоинтегрированной термостойкой (£раб > 125 °С) элементной базы, в том числе силовой, с интенсивностью отказов;

—    магнитных подшипников;

—    Smart-датчиков и Smart-исполнительных механизмов.

Состояние развития этих технологий позволяет рассчитывать на

возможность реализации рассмотренных систем в ближайшей перспективе.

Построение систем автоматического управления ГТД

Системы автоматического управления современных ТРДД выполняются цифровыми электронными типа FADECбез гидромеханического резервного регулятора или с простым регулятором такого типа, часто только для управления вручную. Система осуществляет в полном диапазоне условий полета функции управления и ограничения предельных значений параметров на всех установившихся и переходных режимах работы двигателя, защиты двигателя от помпажа, самоконтроль и диагностику САУ, контроль и диагностику состояния двигателя.

Система воздействует на имеющиеся на двигателе регулирующие органы (факторы): расход топлива в камере сгорания; углы установки лопаток ВНА компрессора; клапаны перепуска воздуха из компрессора; заслонки для управления отбором воздуха на охлаждение турбины и для управления зазорами в компрессоре и турбине, а также на ряд других вспомогательных органов.

Электронный регулятор имеет централизованную структуру, устанавливается обычно на двигателе (для больших двигателей) или на борту (для малоразмерных ТРДД). В нем применяется электронная элементная база с высокой степенью интеграции, высокой надежностью (Л < 10-8 1/ч) и термостойкостью (до +125 °С).

Современные методы управления и контроля обеспечивают решение задач адаптивного управления, интеграцию по каналам пн-

формационного обмена с системами самолета, компенсацию отказов. Система топливопитания, как правило, построена на базе подкачивающего центробежного насоса для предварительного повышения давления и шестеренного насоса высокого давления, приводимых от двигательной коробки приводов.

Один из вариантов комплекса программ, реализуемых в системе управления ТРДД, может быть представлен в следующем виде.

 

Надежность САУ

 

Надежность САУ должна быть такой, чтобы наработка на отказ, приводящий к выключению двигателя в полете, составляла до 106 ч. Высокие показатели требуются и по другим видам отказов.

Получение заданных показателей надежности обеспечивается в системе комплексом мероприятий: использованием элементной базы и других комплектующих, обладающих высокой надежностью; аппаратурным резервированием в электронном регуляторе и его элементах (двухканальная схема построения с отдельным комплектом датчиков и исполнительных механизмов для каждого канала); резервированием электрического питания (включая автономный генератор); программными средствами (встроенная система контроля и диагностики САУ, помехозащищенные алгоритмы управления); резервированием программ управления двигателем; реконфигурацией структуры при отказах и др.

Требования к точности регулирования зависят от выбранного комплекса программ управления. В процессе разработки системы управления определяются оптимальные сочетания требований к отдельным параметрам и датчикам, позволяющие реализовать необходимую точность поддержания тяги двигателя, экономичности, запасов ГДУ.

Характерные допустимые погрешности регулирования и ограничения основных параметров двигателя на установившихся режимах работы составляют:

Для получения такой точности регулирования погрешности измерения основных параметров, используемых при формировании программ и алгоритмов управления, не должны превышать для давления воздуха и газа ±0,5% от измеряемой величины (ИВ), температуры воздуха на входе в двигатель ±0,5. 1% ИВ, температуры газа 6. .10 К, частоты вращения 0,1% ИВ, положения лопаток ВНА ±0,5%.

На переходных режимах работы двигателя САУ должна обеспечивать регулирование (ограничение) с точностью, необходимой для выполнения требований по устойчивости рабочего процесса, ресурсу двигателя и длительности процессов управления.

В перспективе системы управления будут выполняться по схеме с распределенной структурой на базе Smart(интеллектуальных) датчиков и ИМ. Smart-датчики иSmart-ИМ, содержащие микропроцессорные устройства (МП) для преобразования и предварительной обработки сигналов измерения и управления, соединяются с вычислителем САУ двигателя, установленным на двигателе или на борту самолета, с помощью цифровых линий связи. Возможная схема такой системы показана.

Другим направлением в совершенствовании систем управления ГТД является применение «электрических» технологий, в рамках которых привод насосов и органов механизации проточной части двигателя осуществляется с помощью электродвигателей. Это позволит упростить системы и удешевить их обслуживание, снизить стоимость разработки, уменьшить массу и улучшить ряд других характеристик.

В частности, наиболее просто в этом случае решается проблема регулирования производительности топливных насосов путем управления их частотой вращения.

 

Читать всё о газотурбинном двигателе

Avia.pro

.

Новости

Лучшее в мире авиации

Сообщение в блоге
Авторские статьи
наверх