Система управления запуском ГТД с турбостартером

В систему запуска (рис. 122) входит электрический стартер небольшой мощности, турбостартер, пусковые агрегаты зажигания н топливной системы, аппаратура управления. Электрический стар-

107

тер служит для запуска турбостартера, а турбостартер — для запуска авиадвигателя. Система «электрический стартер — турбо­стартер» является первым каскадом запуска, а система «турбо­стартер — авиадвигатель» — вторым.

Турбостартер представляет собой небольшой двухвальный, с двумя турбинами газотурбинный двигатель мощностью 75 л. с. с максимальной скоростью вращения 56 000 об/мин. Одна турбина служит для привода компрессора турбостартера, а вторая (стар­товая турбина) — для привода турбокомпрессора авиадвигателя. Обе турбины не имеют между собой механической связи; вра­щающий момент на вторую турбину передается за счет газодина­мической связи.

Турбокомпрессор стартера при запуске быстро достигает рабо­чей скорости вращения, которая затем практически остается по­стоянной. Стартовая турбина работает в режиме постепенного уве­личения скорости вращения. Соединение стартовой турбины с авиадвигателем осуществляется через редуктор и механизм сцепле­ния, состоящий из обгонной и фрикционной муфт. На корпусе ре­дуктора турбостартера установлен центробежный выключатель (ЦВТ), который разрывает свои контакты при скорости вращения, обеспечивающей выход авиадвигателя на режим малого газа.

Работу турбостартера обеспечивает топливомасляный насос, который подает топливо к пусковым блокам и рабочим форсункам и масло для смазки подшипников турбостартера. Выходная улит­ка турбостартера закрывается заслонкой, перемещаемой электри­ческим механизмом М3 К-

В качестве электростартера используется электродвигатель — постоянного тока последовательного возбуждения мощностью

1,5 кет, с максимальной скоростью вращения до 20 000 об/мин. Вал электростартера соединяется с ротором турбокомпрессора через фрикционную и обгонную муфты.

На корпусе электростартера установлен центробежный выклю­чатель ЦВЭ, размыкающий свои контакты при скорости вращения электростартера, которая обеспечивает выход двигателя на режим малого газа.

Рассматриваемая схема системы запуска позволяет осуществить запуск авиадвигателя на земле и в воздухе, холодную прокрутку авиадвигателя и холодную прокрутку турбостартера. При этом схема работает следующим образом.

Запуск на земле. Для подготовки системы запуска к работе необходимо установить рычаг управления двигателем (РУД) в по­ложение «Малый газ», включить автоматы защиты сети IB, 2В, 4В, сдвоенный переключатель поставить в положение ЗД (запуск двигателя).

Автомат защиты 4В подает напряжение питания на электрогид­рокраны агрегата управления компрессором, обеспечивая этим са­мым открытие створок реактивного сопла, лент перепуска воздуха за ступенями компрессора, а также перестановку лопаток направ­ляющего аппарата компрессора на отрицательный угол. На рис. 122 эти цепи автомата защиты 4В не показаны.

Автомат защиты 1В включает реле 1Р, контакты 1Р1 которого подводят напряжение к кнопке запуска КЗ. При нажатии кнопки КЗ питание поступает на реле 2Р. Контакты 2Р1 блокируют кноп­ку запуска, 2Р2 включают реле ЗР, 2РЗ через замкнутые контакты сигнализатора давления СД включают реле 4Р, 2Р4, 2Р5 и подго­тавливают соответствующие цепи схемы.

Реле ЗР контактами ЗР1 самоблокируется, а контактами ЗРЗ включает электродвигатель МЗК, который открывает заслонку вы­ходного сопла турбостартера. Контакты 4Р1 разрывают цепь пи­тания контактора 2К до тех пор, пока давление воздуха за компрес­сором турбостартера не повысится до значения 0,04 кГ/см. Этим предупреждается преждевременное воспламенение топлива в тур­бостартере, что может вызвать пожар.

После полного открытия заслонки турбостартера концевой вы ключатель 2КВ размыкает цепь электродвигателя МЗК, а концевой выключатель 1КВ включает реле 5Р. (Контакты концевого выклю­чателя 1КВ замыкаются сразу же после начала открытия за­слонки турбостартера, подготавливая цепь на ее закрытие). Реле 5Р контактами 5Р1 снимает напряжение с кнопки запуска, а кон­тактами 5Р2 и 5РЗ включает в работу электродвигатель АВ авто­мата времени.

Через А сек (везде счет времени ведется от момента начала ра­боты автомата) замыкаются контакты АВ1, через которые включа­ются реле 6Р и контактор 1К.

Контакты 1К включают электростартер СТ, а 6Р1 — реле 7Р. Через контакты 7Р1 подается напряжение на катушку зажигания КП. Ч-2Д.

Через tz сек контакты АВ2 блокируют питание обмотки реле 5Р. Турбостартер быстро раскручивается. Как только давление за его турбокомпрессором достигнет величины 0,04 кГ/сл2, контакты сиг­нализатора СД размыкаются, обмотка реле 4Р1 подготавливает цепь контактора 2К.

Через t3 сек контактами АВЗ включается реле 8Р, которое кон­тактами 8Р1 подает напряжение на контактор 2К, 8Р2 — на реле 9Р, а 8Р4 — подготавливает цепь электрокрана ЖТ. Контакты 2К подключают насосный агрегат Н и электроклапан ЭКТТ пода­чи топлива в турбостартер. Образующаяся топливно-воздушная смесь воспламеняется и турбина турбостартера вступает в актив­ную работу. Контакты 9Р1 включают катушку КПН-4-2К системы зажигания топлива авиадвигателя и электродвигатель подкачиваю­щего насоса ПН.

Через U сек контакты АВЗ размыкаются. Но реле 8Р теперь заблокировано через контакты 2Р6 и остается включенным.

При достижении электростартером заданной скорости враще­ния размыкаются контакты ЦВЭ центробежного выключателя, обесточивая обмотки реле 6Р и контактора 1К. Это вызывает от­ключение электростартера СТ и катушки зажигания КПМ-2Д. Контакты 6РЗ замыкаются, включая электроклапан ЭКТ пуско­вого топлива авиадвигателя и обмотку реле ЮР. Контактами 10Р1 подключается электроклапан ЭКК подачи кислорода в зону запального устройства.

Топливно-кислородная смесь воспламеняется, образуется пуско­вой факел, воспламеняющий рабочее топливо, поступающее из ра­бочих форсунок двигателя.

Через U сек размыкаются контакты АВ1, дополнительно раз­рывая цепь обмоток 6Р и 1К.

Через t6 сек контакты АВ5 размыкаются, реле ЮР выключают обмотку электроклапана ЭКК, подача кислорода прекращается.

При заданной скорости вращения авиадвигателя контакты ЦВТ центробежного выключателя выключают реле 2Р. Контакты 2Р6 выключают питание реле 8Р, вследствие чего выключаются на­сос Н, электроклапан ЭКТТ, катушка КПН-4-2К, подкачивающий насос ПН, электроклапан ЭКТ.

Через t7 сек размыкаются контакты АВ6, дополнительно раз­рывая цепь обмотки реле 2Р.

Полный цикл работы автомата времени заканчивается после размыкания контактов АВ2, которые отключают реле 5Р и, следо­вательно, электродвигатель АВ автомата.

Для предотвращения включения автомата времени при непра­вильной полярности источника тока в цепи обмотки реле 5Р уста­новлены германиевые диоды.

При достижении авиадвигателем определенной скорости враще­ния от реле управления компрессором (РУК) поступает напряже­ние на обмотку реле HP. Контакты 11Р1 обесточивают обмотку реле ЗР. Механизм МЗК, получив питание через контакты ЗР2, за­крывает заслонку турбостартера. Концевой выключатель 1КВ вы­

ключает МЗК, а концевые выключатели 2КВ и ЗКВ занимают ис­ходное положение.

Запуск в воздухе. Сдвоенный переключатель может находиться в любом из трех положений. При нажатии на кнопку ЗВ (запуск в воздухе) срабатывает реле 12Р и самоблокируется контактами I2P3. Контакты 12Р1 включают реле 5Р и, следовательно, элек­тродвигатель АВ автомата времени. Контакты 12Р2 подают пита­ние на реле ЮР и 9Р, а также на электроклапан ЭКТ подачи топ­лива к пусковой форсунке. Реле 9Р контактами 9Р1 включают ка­тушку зажигания КПН-4-2К и подкачивающий насос ПН авиадви­гателя. Контакты ЮР1 включают подачу кислорода (ЭКК). Ав­томат времени работает в описанном выше порядке, но больше никакие агрегаты запуска не включаются, так как реле 2Р обесто­чено. Контакты АВ2 блокируют подачу питания на реле 5Р. Через t< сек контакты АВ5 выключают ЮР, прекращая подачу кислоро­да. Через h сек размыкаются контакты АВ7. Реле 12Р выключает электроклапан ЭКТ, катушку зажигания, подкачивающий насос. Автомат времени дорабатывает цикл до конца и выключается.

Холодная прокрутка двигателя. Сдвоенный переключатель уста­навливается в положение ПД (прокрутка двигателя). Этим от­ключаются цепи питания реле 9Р, ЮР, клапанов ЭКТ, ЭКК, катуш­ки зажигания КПН-4-2К, подкачивающего насоса ПН. В осталь­ном работа схемы аналогична случаю запуска на земле.

Холодная прокрутка турбостартера. Сдвоенный переключатель устанавливается нейтрально в положение ПТС (прокрутка турбо­стартера). Нажимается кнопка КЗ. Процесс работы автомата времени и электростартера при этом аналогичен случаю запуска на земле. Агрегаты запуска турбостартера и авиадвигателя не включаются.