СОВМЕСТНАЯ РАБОТА ЭЛЕМЕНТОВ И ПРОГРАММЫ УПРАВЛЕНИЯ ТРДФ

На этих режимах ТРДФ имеет три управляющих фактора: G_т, G_т.ф и F_кр. Управление расходом топлива в основной камере сгорания должно осуществляться так же, как и на бесфорсажных режимах, поскольку, как уже отмечалось, режим работы всех элементов ГГ при включении форсажа должен остаться неизменным. Управление площадью критического сечения сопла двигателя должно при этом осуществляться в соответствии с формулой (32.1). Остается рассмотреть программу управления расходом топлива в форсажной камере сгорания.

Одним из возможных законов управления подачей топлива в ФКС на режиме максимального форсирования двигателя может быть закон =const, где значение выбирается с учетом требований по прочности и по надежности охлаждения элементов конструкции форсажной камеры сгорания и сопла. Но при =const возможности форсирования двигателя далеко не исчерпываются, поскольку при этом величина суммарного коэффициента избытка воздуха существенно увеличивается с ростом температуры . Это следует из выражения

, (32.2)

где - условная средняя теплоемкость процесса подвода теплоты в двигателе, которое было рассмотрено в прошлом семестре при изучении процессов в камерах сгорания ГТД.

Значение с ростом при , как видно, уменьшается, а коэффициент избытка воздуха возрастает, как это следует из формулы

. (32.3)

Рис. 32.2

Увеличение α означает, что с ростом всё меньшая часть кислорода, содержащегося в воздухе, используется для повышения температуры в ФКС и соответственно для увеличения тяги двигателя. Поэтому для того, чтобы получить максимальную степень форсирования двигателя во всех условиях полета, нужно регулировать подачу форсажного топлива G_т.ф, исходя из условия не =const, а =const (если, конечно, это допустимо по условиям прочности и охлаждения ФКС и сопла). Практически, в ФКС можно обеспечить достаточно полное сгорание топлива при . Соответствующие значения в зависимости от температуры , а также значения при (в зависимости от ) показаны на рис. 32.2.

Однако, реализация того или иного изменения по затруднена сложностью (практически невозможностью) измерения температуры газового потока на выходе из форсажной камеры или значения . Поэтому на практике применяются программы управления, позволяющие обеспечит то или иное значение или косвенным путем.

Расход воздуха через компрессор и газа через турбину ТРДФ при равен

.

На максимальном и форсажном режимах работы двигателя и поэтому (так как практически ) .

Поэтому, если обеспечить подачу топлива в форсажную камеру сгорания по закону

или , (32.4)

то расход топлива в ФКС практически будет пропорционален расходу воздуха. Это обеспечит примерно постоянное значение .

Правда, коэффициент избытка воздуха в основной камере сгорания при этом будет несколько увеличиваться при повышении температуры вследствие уменьшения . За счет этого при возрастет также и , но не очень значительно, и поэтому приближенно будет и .

Аналогичная картина будет иметь место и при неполном форсировании двигателя, если значение константы в формуле (32.4) уменьшать по мере уборки РУД из положения «полный форсаж» в положение «Максимальный режим». Значение будет при этом соответственно увеличиваться.

При необходимости более точного выдерживания желательного закона изменения или закона изменения по в САУ двигателя должна быть заложена не программа , а программа , где функция подбирается такой, чтобы обеспечить, например, =const или =const.