ТРЕБОВАНИЯ К ДИНАМИЧЕСКИМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ ГТД

Для обеспечения хорошей маневренности самолета двигатель должен обладать способностью быстро изменять режим работы при резком перемещении летчиком рычага управления двигателем (РУД). Процесс быстрого увеличения тяги (мощности) двигателя называют приемистостью.

Приемистость является важнейшей динамической характеристикой двигателя. Она характеризуется временем, потребным для перехода с режима малого газа на режим максимальной тяги. Это время, контролируемое при сдаточных испытаниях двигателя, называется «время приемистости» и обозначается t_п. У двигателей с форсажом, кроме того, контролируется время приемистости от режима «М» до режима «ПФ» и от режима «МГ» до режима «ПФ». Оно, естественно, больше, чем от режима «МГ» до режима «М».

Время приемистости влияет на маневренные свойства самолета в воздушном бою и на обеспечение возможности ухода самолета на второй круг при неудавшейся посадке. Тогда вслед за перемещением летчиком РУД двигатель должен быстро увеличить тягу, чтобы самолет мог успеть разогнаться и набрать необходимую высоту. ГТД в силу ряда причин имеет сравнительно плохую приемистость (t_п = 5…10 с) по сравнению с поршневыми авиационными двигателями. Для каждого типа двигателя устанавливаются свои нормы на время приемистости, которые подлежат проверке при испытаниях.

Сброс газа – это процесс быстрого снижения тяги (мощности) при резкой уборке РУД. Этот процесс у ГТД, как правило, не является лимитирующим. Если при сбросе газа, не дожидаясь выхода двигателя на установившийся пониженный режим работы, резко увеличить подачу топлива в камеру сгорания с целью немедленного увеличения тяги (мощности), то такой переходный процесс называется встречной приемистостью. Режим «встречной приемистости» может применяться, например в воздушном бою или при необходимости срочного ухода на второй круг при посадке самолета.

Запуск двигателя и выход его на режим «МГ» также является важнейшем эксплуатационным процессом в двигателе. Он должен быть быстрым и надежным. Время запуска при подготовке самолета к вылету влияет на приведение его в состояние боевой готовности. Надежный запуск двигателя в полете (после его выключения или заглохания по тем или иным причинам) чрезвычайно важен для возможности продолжения выполнения боевого задания и с точки зрения безопасности полетов.

Различают запуск на земле, когда начальная раскрутка ротора двигателя производится от постороннего источника мощности (аэродромного или бортового пускового устройства) и запуск в воздухе, когда роторы двигателя до подачи топлива вращаются под действием скоростного напора набегающего потока воздуха (режим авторотации). При этом иногда требуется дополнительная подкрутка ротора с помощью пускового устройства.

Время запуска нормируется в зависимости от типа самолета. Для маневренных боевых самолетов время запуска в стартовых условиях не должно превосходить 20…30 с.

В процессе приемистости, сброса газа, а также при запуске, включении форсажа или реверса тяги двигатель работает на неустановившихся («переходных») режимах, при которых все параметры двигателя (частоты вращения роторов, расход топлива, температура газа перед турбиной, степень повышения давления воздуха в компрессоре и т.д.) изменяются во времени. Правильная организация рабочего процесса двигателя на неустановившихся режимах с учетом требований хорошей приемистости, быстрого и надежного запуска, безотказного включения форсажа и т.д. является важным условием обеспечения его надлежащих эксплуатационных характеристик.

Требования к динамическим характеристикам двигателей непрерывно возрастают в связи с необходимостью улучшения динамических свойств маневренных самолетов. Время приемистости на высотах до 3 км от режима «ПМГ» до режима «М» по современным требованиям должно быть у двигателей таких самолетов не более 4…5 с, а от режима «ПМГ» до режима «ПФ» – не более 6…7 с.

Требуемые динамические свойства двигателя должны обеспечиваться системой его автоматического управления. При этом не должно происходить чрезмерной раскрутки роторов, потери устойчивой работы каскадов компрессора, срыва пламени в камерах сгорания, перегрева деталей двигателя и других вредных или необратимых явления в любых условиях полета и при любой скорости перемещения РУД летчиком.