Компоненты системы запуска

Запуск и зажигание

Для того, чтобы сделать возможным запуск двигателя, на ГТД установлены две системы: система запуска и система зажигания. Данные системы всегда применяются совместно для наземного запуска двигателя, но в типовом описании систем в руководствах по технической эксплуатации (РТЭ) они описаны в отдельных главах.

7.1. Система запуска

Общие сведения

У больших ГТД системы запуска, главным образом, пневматические. Преимуществом системы данного типа является очень низкий вес стартера и других компонентов по сравнению с электрической системой запуска. Двигатели самолета Boeing 787 не имеют системы отбора воздуха для предотвращения снижения КПД двигателя во время использования системы отбора. Отбор воздуха понижает термический КПД двигателя. Поэтому на этом новом самолете традиционная пневматическая система, соединенная с двигателями, отсутствует. Вся энергия, которой в данном случае двигатели обеспечивают самолет, является электрической. Запуск двигателей осуществляется от двух генераторов, установленных на каждом двигателе. Они сконструированы как стартер-генераторы. Для обеспечения систем самолета необходимы большие генераторы, они не добавляют дополнительный вес к системе запуска двигателя.

У большинства двигателей коробка вспомогательных приводов приводится каскадом высокого давления через передающий (приводной) вал. Т.о. стартер мотор (или просто стартер), установленный на коробке приводов, способен активировать каскад ВД. Последовательность запуска двигателя, показанная на рис. 7.1, начинается с разгона каскада ВД до скорости, достаточной для создания воздушного потока через камеру сгорания, позволяющего сформировать воспламеняемую топливно-воздушную смесь (ТВС). Это безопасно осуществимо на относительно низких скоростях ротора, примерно равных 20%.

Рис. 7.1 Ускорение каскада ВД во время последовательности запуска. Показаны типичные частоты, важные во время запуска

После достижения скорости вала для безопасного зажигания, открывается отсечной клапан ВД, и топливо начинает подаваться в форсунки. На несколько процентов ранее или одновременно с достижением частоты каскада ВД активируется зажигание и происходит воспламенение, когда топливо достигает камеры сгорания. На данной низкой частоте ротора крутящий момент ТВД слишком низкий для дальнейшего разгона каскада. Поэтому стартер продолжает работать после начала зажигания. Ускорение в комбинации с раскруткой от стартера и ТВД продолжается до частоты ротора с которой двигатель способен ускоряться без дальнейшей помощи стартера. Частота отключения стартера находится выше частоты самоподдержания двигателя. На частоте отключения стартера электронный блок управления (ЕЕС) отключает стартер и зажигание, и двигатель ускоряется до малого газа.

После начала зажигания EGT начинает расти. Показатель достигает своего пика до того, как частота каскада ВД достигает значения отключения стартера. Для бесперебойной последовательности запуска важно открыть расход топлива непосредственно или выше значения частоты вращения ротора, соответствующей данному этапу. Иначе существует риск помпажа компрессора на высокой EGT. Даже при отсутствии помпажа компрессора EGT может быть превышена, если расход воздуха, а соответственно и крутящий момент ТВД, слишком низкий.

Компоненты системы запуска

Типичная пневматическая система запуска содержит следующие компоненты:

· Канал стартера для соединения стартера с пневматической системой ВС;

· Стартер;

· Клапан стартера для отсечки подачи воздуха с соответствующей проводкой;

· Органы управления и индикации в кабине.

Рис. 7.2 Канал стартера и стартер V2500-A5. Стартер установлен на передней стенке коробки приводов

Компоненты системы, установленные на двигателе, обычно являются элементами монтажного комплекта, необходимого для адаптации двигателя к самолету.

Канал стартера

Канал соединяет стартер с пневматической системой самолета. В зависимости от размера двигателя и расположения клапана стартера, канал состоит из двух или более сегментов, как показано на рис. 7.2. Он установлен на корпусе двигателя с помощью нескольких соединительных элементов. Верхний сегмент устанавливается после закрепления двигателя на пилоне самолета.