САМОВЫКЛЮЧЕНИЕ И ЗАПУСК ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ В ПОЛЕТЕ

При полете на больших высотах не исключена возможность са­мовыключения газотурбинных двигателей, что объясняется суже­нием диапазона устойчивой работы камер сгорания с подъемом на высоту (рис. 26.5). По мере увеличения высоты понижаются давле­ние и температура воздуха на входе в камеры сгорания, уменьша­ется давление топлива перед форсунками и, следовательно, ухуд­шается качество распыла топлива Последнее является причиной уменьшения скорости его сгорания и повышения температуры газа, так как догорание топлива происходит ближе к турбине При этом снижается и полнота сгорания. В этих условиях на переходных ре­жимах, особенно при резком изменении положения РУД, когда коэффициент избытка воздуха меняется в широких пределах, мо­жет произойти срыв пламени

Причиной самовыключения двигателя в полете может также явиться и помпаж компрессора. Имели место случаи самовыключе­ния двигателей вследствие перехода в помпажиый режим при глу­боком дросселировании. Известно, что у ТРД с высоконапорными осевыми компрессорами харак­теристика совместной работы турбины и компрессора на ма­лых и средних частотах вра­щения близко подходит к гра­нице неустойчивой работы.

Неустойчивая работа двигате­ля на режиме малого газа мо­жет также вызываться изме­нением помпажных характери­стик в процессе эксплуатации двигателей или нарушением регулировки открытия ленты (клапанов) перепуска воздуха

из-за компрессора. рис 265 j>1тшв! ШС дщшона устоя-

Другими возможными при — чивой работы камер сгорания с подь — чинами самовыключения дви — ежмг на высоту гателей в полете могут явить — £K*&.SSS,. ІГЙЙЙ

ся: выключение ИЛИ отказ В emeu

3SI

работе насосов подкачки, резкие эволюции самолета особенно т кие, которые связаны с уменьшением подачи и а в КМс!“ сгорания, чрезмерное изменение положения peryj ирующей ИГ1Ы воздухозаборника, включение и выключение форсажных камер Во всех этих случаях так или иначе нарушается соотношение между количествами подаваемых в двигатель топлива и воздуха, что вы­зывает изменение коэффициента избытки воздуха а В тех случаях когда а выходит за пределы устойчивой работы камер сгораю] происходит срыв пламени.

Самовыключение двигателя может сопровождаться увеличением давления топлива перед форсунками и, следовательно, увеличением подачи его в камеры сгорания. Это объясняется стремлением цент­робежного регулятора сохранить заданное значение частоты вра щення В связи с этим при начавшемся срыве пламени в камерах сгорания п отсутствии специальных устройств не рекомендуется пытаться восстанавливать работу двигателя включением зажига­ния, так как это может вызвать сильный хлопок и даже разрыв ка­мер сгорания.

Рассмотрим условия запуска остановившегося двигателя в по­лете. В полете ротор остановившегося двигателя авторотнрует под действием энергии набегающего потока. Поэтому под запуском двигателя в полете понимается переходный процесс, при котором двигатель с режима авторотации переходит па режим малого газа за счет возобновления горения в камерах сгорания. На запуск дви­гателя в полете оказывают влияние давление, температура и ско­рость воздуха на входе в двигатель, коэффициент избытка воздуха Я качество распыла топлива форсунками. При этом, чем выше дав­ление и температура воздуха на входе в камеры сгорания на ре­жиме авторотации, тем благоприятнее условия смесеобразования, а следовательно, и запуска двигателя. Низкие температуры и дав­ление, наоборот, ухудшают условия запуска. Значения этих пара­метров в камерах сгорания па режиме авторотации мало отлича­ются от их значений в заторможенном набегающем потоке воз­духа и, следовательно, зависят от скорости и высоты полета. Боль­шие скорости воздуха в камере сгорания ухудшают условия воспла­менения топлива и создания устойчивою факела пламени.

На успех запуска двигателя в полете также оказывает влияние соотношение частоты вращения на режиме малого газа и частоты вращения при авторотации. При постоянной приборной скорости полета частота вращения ротора двигателя при авторотации п:,„т с увеличением — высоты возрастает, что объясняется увеличением пе­репада на последних ступенях компрессора н на турбине. Частота вращении на режиме малого газа пМ1. многих двигателей с систе­мами регулирования, обеспечивающими постоянный расход топтн-

и продолжительность запуска. При этом возникает грева двигателя.

Таким образом, условия за­пуска в полете ухудшаются по мере увеличения высоты как из-за понижения давления и температуры воздуха на входе в камеру сгорания, так н за счет увеличения диапазона ме­жду частотами вращения пыт и Лапт Учитывая также суже­ние диапазона устойчивой ра боты камер сгорания, для за­пуска двигателей на больших высотах требуется более точ­ная дозировка топлива Для этого нужны специальные ав­томатические системы При от­сутствии таких систем процесс запуска двигателя на больших высотах, как правило, более

замедленный, иногда сопровождается «зависанием частоты вра­щения», повышением температуры и в ряде случаев помпажоч Эго вызывается обогащением топливной смеси, низкой (полнотой сгорания, малыми перепадами давления на турбине. Макси­мальная высота надежного запуска серийных двигателей нахо­дится в пределах 9—10 км При наличии специальных устройств оиа может быть увеличена

Образование пускового факела и воспламенение основного топ­лива в значительной мере зависят от эффективности пускового воспламенителя. Основным недостатком существующих воспламе­нителей является зависимость их работы от условий полета (давле­ния, температуры окружающего воздуха и скорости в камере сгорания). Эффективность пускового воспламенителя зависит так­же от качества распыла топлива, определяемого давлением перед форсунками, типом форсунок н сортом топлива, от надежности ра­боты системы зажигания в высотных условиях.

Улучшение условий образования пускового факела может быть достигнуто следующими способами:

надежной дозировкой подаваемого топлива;

применением свечей поверхностного разряда, обеспечивающих большее выделение тепловой энергии при меньшем пробивном на­пряжении;

применением ямпульсатора топлива, который обеспечивает пуль­сирующую подачу топлива в пусковые форсунки в тем самым улуч­шает условия его воспламенения, особенно при низких температу­рах и на больших высотах;

электрообогревом пусковых форсунок;

применением форкамервых пусковых j стройств с кислородной подпиткой.

Остановимся

поел, днем из mix. Ранее зывалось, что низкие Давления п температуры, а акже ы. н кие скорости воздуха на входе в камеры сгорания затруди ют создание уст turns. (j;i, кела пламени пусковыми а роиствамн, так как условия смесеобразовании при этом ухудшаются, а набегающий с большой скоростью воздушный поток сдувает появляющееся пламя

В связи с этим возник­ла необходимость пусковое устройство выполнять в специальной форкамере (рис. 267), работающей независимо от окружающей среды В форкамеру пода­ют в необходимом количестве бензин и сжатый воздух от самосто­ятельных систем при определенных давленнях. В смесительной ка­мере с помощью специального устройства подготавливается го­рючая смесь, которая поджигается свечой. Образующийся факел пламени достаточно устойчив, от динамического действия набега­ющего потока он защищен юбкой форкамеры. Для повышения эффективности работы форкамерного пускового устройства иа боль­ших высотах предусматривается кислородная подпитка.

Однако создание надежного факела пламени нс может решить полностью проблему запуска двигателей на больших высотах, так как после зажигания основного топлива разгон двигателя с частоты вращения при авторотации до частоты вращения на режиме ма­лого газа, как указывалось выше, весьма затруднен. Это вынуж­дает в ряде случаев при останове двигателя на большой высоте снижаться до высоты надежного запуска Это пока является сла­бым местом существующих систем запуска двигателей в полете Решение этой проблемы возможно или путем разработки систем запуска с возможностью обеспечения подкрутки ротора двигателя в полете до необходимой частоты вращения, или применения си­стем регулирования, обеспечивающих частоту вращения на режиме малого газа пмг с подъемом на высоту постоянной

В заключение рассмотрим действия пилота при запуске выклю­ченного ТРД в полете. Запускать в полете разрешается только ис­правный двигатель, когда экипажу известна причина его остановки и то, что запуск не угрожает безопасности полета. После выклю­чении двигателя должна быть прекращена подача топлива перево­дом рычага управления двигателем в положение «Стоп» Если полет производился иа больших высотах, необходимо снизиться н " в зону высот надежного запуска для данного типа летать П0Н, И аппарата, установить рекомендуемые в руководстве по лет. ного плуатации скорость полета и частоту вращения гірн авто"0’1 ЭКС

•івіігатепя Перед запуском убедиться, что пожарный кран открыт, после чего нажать кнопку «Запуск в воздухе», через 3—5 с пере­вести рычаг управления двигателем из положення «Стоп» в поло­жение «Малый газ». О характере процесса запуска двигателя судят по росту частоты вращения и значению температуры газа

Обычно в начальный период запуска горение топлива происхо­дит при малых значениях и (богатых смесях), поэтому после вос­пламенения топлива и незначительного увеличения частоты враще­ния может возникнуть явление «зависания» частоты вращения, сопровождающееся высокими значениями температуры газа В свя­зи с этим при запуске двигателя в полете рекомендуется ручная корректировка подачи топлива путем перемещения рычага управ­ления двигателем из положения «Малый газ» в направлении поло­жения «Стоп» и обратно Этим пилот подбирает оптимальную пода­чу топлива. Кнопку «Запуск в воздухе» отпускают, когда частота вращения уверенно растет После выхода двигателя на режим ма­лого газа рекомендуется поработать на нем не менее одной минуты, а затем уже устанавливать необходимый для полета режим.

В том случае, когда в течение минуты с момента нажатия иа кнопку «Запуск в воздухе» частота вращения не увеличивается, запуск двигателя прекращают (отпускают кнопку) и убирают ры­чаг управления двигателем в положение «Стоп». Перед повторной попыткой запуска необходимо снизиться на меньшую высоту поче­та, двигатель продуть на режиме авторотации продолжительностью не менее 30 с и повторить запуск. Ранее отмечалось, что чем ниже высота полета, тем лучше условия дли запуска двигателей в полете. Однако по соображениям безопасности полетов на высотах ниже 2 км производить запуск двигателя не рекомендуется.

При запуске турбовинтового двигателя в почете выполняют в основном те же операции, что н для ТРД. Необходимо убедиться, что выключатель снятия винтов с упора находится в положении «Винт на упоре». После включения кнопки «Запуск в воздухе» через 3— 5 с винт выводят из флюгерного положения и по дости­жении частоты вращения, указанной в инструкции для данного тнгщ летательного аппарата, кнопку флюгирования отпускают.

Учитывая, что в процессе вывода впита из флюгерного положе­ния и запуска двигателя появляется отрицательная тяга, отчего будет создаваться крен и разворачивающий момент в сторону за пускаемого двигателя, необходимо заранее создать крен (8—10°) в противоположную сторону, а в процессе запуска парировать раз­ворачивающий момент.