ОСОБЕННОСТИ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЕРТОЛЕТНЫХ ТУРБОВАЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Управление подачей топлива на многих вертолётных ТВаД осуществляется с помощью рычага «шаг-газ». Примерная программа управления такого ТВаД в зависимости от угла установки рычага «шаг–газ» (a_РШГ) представлена на рис. 41.8. В основном эксплуатационном диапазоне режимов работы двигателя (от a₂ до a₃) программа обеспечивает постоянство частоты вращения несущего винта и соответственно свободной турбины . При пилотировании вертолета летчик с целью регулирования тяги несущего винта изменяет угол установки (шаг) его лопастей, а в соответствии с этим САУ ГГ изменяет подачу топлива (газ) двигателя. При увеличении G_т возрастают n_т.к, , параметры газа перед свободной турбиной и повышается мощность на валу свободной турбины, которая через трансмиссию передается несущему и рулевому винтам.

Условие поддержания n_с.т = const диктуется требованиями удобства пилотирования. Это связано с тем, что при n_с.т = const обеспечивается возможность быстрого увеличения тяги несущего винта, т.к., как мы уже говорили, при этом не потребуется затрата времени на раскрутку несущего винта, имеющего очень большой момент инерции. И только на пониженных режимах, когда несущий винт становится на упор минимального шага (при a₂, см. рис.41.8) n_с.т начинает снижаться, а n_т.к уменьшается более быстро – вплоть до режима МГ (при a = a₁).

Рис.41.9

На рис. 41.9 представлена зависимость параметров двигателя (в диапазоне изменения a от a₂ до a₃) от угла установки несущего винта j_н.в. Её принято называть нагрузочной характеристикой несущего винта.

Например, при увеличении j_н.в нарушается баланс потребной и располагаемой мощностей на выходном валу, что приводит к снижению частоты вращения свободной турбины n_с.т. Входящий в состав САУ двигателя регулятор частоты вращения несущего винта реагирует на снижение n_с.т увеличением подачи топлива в камеру сгорания G_т. При этом ГГ переходит на повышенный режим работы, характеризуемый более высокими значениями параметров рабочего процесса n_т.к, и мощности N_е (см. рис.41.9). Происходит восстановление баланса мощностей, что приводит к восстановлению заданной частоты вращения свободной турбины.

Но существует (при данной высоте полёта) режим максимальной загрузки несущего винта j_н.в.max (при n_с.т=const), который характеризуется тем, что один из ограничиваемых параметров двигателя достигает предельно допустимой величины. Тогда дальнейшее увеличение j_н.в при соблюдении условия n_с.т = const становится недопустимым. Поэтому при дальнейшем увеличении шага (и соответственно загрузки) несущего винта в области j_н.в > j_н.в.max вступает в действие ограничитель, блокирующий работу регулятора n_с.т = const, и начинает осуществляться подача топлива из условия поддержания неизменного значения ограничиваемого параметра. Тогда n_с.т начинает падать, а мощность и остальные параметры двигателя остаются практически постоянными.