Системы запуска с турбостартерами

Для запуска газотурбинных двигателей, имеющих большие *п}ги (мощности), применяются системы с турбостартерами. Последние представляют собой малогабаритные высокооборотиые газотурбин­ные двигатели. Турбостартеры имеют обычно центробежные комп­рессоры, приводимые в действие одно — или двухступенчатыми тур­бинами, и отличаются между собой типом и формой камер сгора­ния, способом передачи крутящего момента на вал запускаемого двигателя, размерами и техническими характеристиками.

Передача крутящего момента от турбостартера к двигателю мо­жет осуществляться либо при помощи различных муфт (в том чис­ле и гидравлических), либо за счет газовой связи между двумя турбинами. В последнем случае одна из турбин устанавливается на

ротор стартера, а другая дол жиа быть связана с ротором запускаемого двигателя При запуске двигателя стартером, не имеющим кинематической связи с запускаемым двигате­лем, турбокомпрессор старте­ра основную часть времени ра­ботает на остановившемся ре­жиме (кроме времени разго­на), а турбина, установленная на запускаемом двигателе, ра­ботает при непрерывно увели­чивающейся частоте вращения, обеспечивая плавную раскрутку ротора двигателя Расход газа при этом через стартовую турбину остается постоянным, а крутящий момент при увеличении частоты вращения уменьшается (кривая 1 на рис 15.6) У турбостартеров, имеющих кинематическую связь с ротором двигателя (гидромуф­ту), величина крутящего момента при изменении частоты враще­ния остается постоянной (кривая 2 на рис. 15.6), что обеспечива­ется топливным насосом-регулятором турбостартера.

К достоинствам систем запуска с газотурбинными стартерами следует отнести- возможность получения при сравнительно неболь­ших габаритах и массе стартера значительной мощности, много­кратных автономных запусков, что объясняется малыми расходами электроэнергии и пускового топлива. Одиако по надежности рабо­ты эти системы запуска, как правило, уступают электрическим. Усложняется и техническое их обслуживание. Объясняется это мно­гообразием агрегатов л сложностью систем запуска в цепом Вся система запуска по существу включает две системы: систему

запуска турбостартера и вывода его на режим рабочей частоты вра­щения и систему запуска основного двигателя. Система автомати­ческого регулирования процесса запуска двигателя управляет агре­гатами многих систем: топливной, масляной, электрической, пнев­матической и др. Автоматическое регулирование осуществляется по частоте вращения. Так как процессы запуска турбостартера и основного двигателя совершаются последовательно, то общий цикл запуска продолжается обычно не менее 2 мин.

Запуск двигателя турбостартером осуществляется в следующей последова­тельности (рис 15.7) При нажатии на кнопку запуска 14 ток от бортовой сета через реле максимальных оборотов 13 поступает к электростартеру 1 и одно­временно к пусковой катушке и свечам 12 турбостартера 2 Электростартер всту­пает в работу, начинает вращать ротор турбостартера 2, а следовательно, и топ­ливный насос-регулятор (ТНР) Ю Последний через открытый клапан 11 подает топливо из бачка 15 к форсункам пускового блока, где оно поджигается, в ре­зультате чего соадается пусковой факел пламени. По мере повышения частоты вращения ротора турбостартера, а следовательно, я ТНР повышается давление топлива, в результате чего вступают в работу основные (рабочие) форсунка. С этого момента начинает работать турбина, и дальнейшая прокрутка ротора стартера некоторое время продолжается совместно электростартером и турбиной При достижении заданной частоты. вращения. ротора турбостартера реле махсл-

рис 157 Блок-схема системы запуска с турбостартером

мйльиых оборотов ІЗ отключает электростартер и систему зажигания 12 Даль­нейшая прокрутка ротора турбостартера до «выхода на рабочий режим произво­дится турбиной. Гидромуфта 3 при определенной частоте вращения постепенно вхлючаясь, обеспечивает сцепление ротора турбостартера и ротора основного двигателя С ротором двигателя жестко соединен тахогенератор 6 напряжение которого пропорционально частоте вращения ротора ГТД

Дальнейший процесс запуска двигателя автоматически правляется при по мощи тахогенератора и коробки реле 7 Тахогенератор по мере увеличения час тоты вращения ротора ГТД повышает создаваемое им напряжение и при дости женин заданных его значений срабатывают определенные реле в коробке 7 ко торые подают соответствующие команды на исполнительные элементы агрегатов системы запуска На ‘первом этапе прокрутки ротора ГТД включается система зажигания 8 «и топливная пусковая система 9 При этом создаются в камерах сгорания пусковые факелы тамени Несколько позже тотнвнын автомат эзпус ка 5 начинает подавать топливо к рабочим форсункам, дозируя его по величине давления воздуха за компрессором Турбина основного двигателя вступает в ра боту, и дальнейший процесс прокрутки ротора производится совместно с турбо стартером. На этом этапе запуска двигателя уже отпадает надобность в работе пусковой системы. Поэтому реле коробки 7 при достижении задаиной чзстош вращения ротора двигателя отключает топливную пусховую систему, г затем с некоторым интервалом отключает и систему зажигания Последняя отклю­чается позже с целью обеспечения «необходимого временя для тренировке све­чей, что создает более благоприятные условия для последующего запуска Когда мощность турбины возрастает до такой величины, при которой от падает надобность в работе турбостартера, последний отключается. В этом слу чае от реле «коробки 7 подается команда на закрытие клапана // гоплкэвого «V соса-регулятора Дальнейшее увеличение частоты вращения ротора двигатели н вывод его иа режим малого газа обеспечивается за счет собственной турбюш.