НОМЕНКЛАТУРА РЕЖИМОВ РАБОТЫ АВИАЦИОННЫХ ГТД

Авиационные двигатели должны работать в широком диапазоне режимов. Для выполнения ЛА того или иного режима полета или маневра требуется различная тяга двигателя (силовой установки). Получение от двигателя требуемой тяги достигается установкой определенного режима его работы.

Режимом работы двигателяназывают его состояние, характеризуемое совокупностью значений тяги (мощности), а также контролируемых параметров, определяющих тепловую и динамическую напряженность его деталей (n или n_НД и n_ВД; или ; …).

Основными режимами работы авиационных ГТД (ГОСТ 23851‑79) являются:

Максимальный режим (М). Характеризуется максимальной величиной развиваемой тяги Р_max (или мощности N_{е max}) на земле или в полёте в течение ограниченного времени непрерывной работы.

Этот режим применяется при взлете (поэтому максимальный режим в условиях взлёта называется взлётным режимом), а также при быстром разгоне самолета и в воздушном бою.

Максимальный продолжительный режим (МП), называемый также номинальным (Н). Характеризуется пониженным по сравнению с максимальным режимом значением тяги Р_{max прод} (или мощности N_{е max прод}), частот вращения роторов и температуры газа перед турбиной, при которых двигатель должен в условиях эксплуатации работать с менее жестким ограничением по времени (в пределах установленного для этого режима суммарного времени работы). Обычно Р_{max прод} = 0,85…0,95)Р_max. Этот режим обычно применяется при наборе самолетом высоты.

Крейсерский режим (Кр) характеризуется еще более низкими значениями тяги, частоты вращения роторов и температуры газа перед турбиной, при которых двигатель может работать неограниченное время в пределах установленного ресурса. Обычно Р_кр = (0,5…0,8)Р_max. Тепловые и динамические нагрузки на элементы конструкции на этом режиме являются умеренными. Основным требованием, предъявляемым к крейсерскому режиму, является высокая экономичность. Крейсерские режимы (их может быть несколько) используются при полетах большой дальности и продолжительности.

Земной малый газ (МГ). Это установившийся режим работы на земле с минимальной тягой (мощностью) двигателя, при котором обеспечивается его устойчивая работа и хорошая приемистость. (Приемистостью называется способность двигателя при перемещении РУД достаточно быстро увеличивать тягу (мощность) вплоть до перехода на максимальный режим работы). Обычно для уменьшения длины пробега самолета при посадке, удобства руления и снижения износа тормозов тяга двигателя на режиме земного малого газа должна быть не более 3-5% от тяги на максимальном режиме. Из-за сравнительно высокой температуры газов перед турбирой и ухудшения эффективности охлаждения узлов двигателя время непрерывной работы на этом режиме может быть ограничено.

Полетный малый газ (ПМГ). На этом режиме при минимально допустимой частоте вращения роторов должны обеспечиваться требуемые данные по приемистости и величине тяги при заходе на посадку.

У ГТД прямой реакции, имеющих форсажную камеру сгорания, в дополнение к указанным устанавливаются еще следующие режимы.

Полный форсированный режим (ПФ). Характеризуется максимальным значением расхода топлива в форсажной камере сгорания при принятой программе управления (и соответственно предельно-допустимых значениях частот вращения роторов и температуры газа перед турбиной. На этом режиме обеспечивается таким образом наибольшая степень форсирования двигателя. По ограничению времени непрерывной работы он аналогичен максимальному режиму.

Минимальный форсированный режим (МФ). Характеризуется минимальным расходом топлива в форсажной камере и соответственно минимальным значением степени форсирования при максимальных или пониженных значениях температуры газа перед турбиной и частот вращения роторов. Тяга двигателя на этом режиме должна возможно мало отличаться от тяги на максимальном режиме, чтобы обеспечивалось почти непрерывное ее изменение в потребном диапазоне режимов полета самолета.

Частичный форсированный режим (ЧФ). Характеризуется промежуточными (между «ПФ» и «МФ») значениями расхода топлива (и соответственно степени форсирования) при максимальных или несколько пониженных значениях температуры газа перед турбиной и частот вращения роторов. Этот режим используется при длительном сверхзвуковом полете и в условиях воздушного боя.

В экстремальных ситуациях (например, при отказе одного из двигателей) на некоторых ГТД в эксплуатации допускается применение чрезвычайного режима работы (ЧР), который характеризуется повышенным по сравнению с максимальным или полным форсированным режимами значением тяги (мощности) двигателя и применяется только в чрезвычайных условиях в течение ограниченного времени.

При проектировании авиационных ГТД производится расчет параметров двигателя на каждом из рассмотренных режимов. Но, как правило, один из режимов, соответствующий конкретным (заданным) условиям полета, принимается за расчетный. В соответствии с этим расчетным режимом двигателя называют такой режим, для которого при заданных условиях полета выбираются параметры рабочего процесса и определяются размеры проходных сечений элементов проточной части.