ВОЗМОЖНЫЕ ОБЛАСТИ ОГРАНИЧЕНИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ГТД ПРЯМОЙ РЕАКЦИИ

Описанные выше ограничения недопустимых и опасных режимов работы двигателей относятся преимущественно к ТРДФ и ТРДДФсм. Одна их часть обеспечивается автоматикой двигателя, другая – действиями летчика в соответствии с инструкцией по летной эксплуатации самолета. Инструкции летчику составляются на основе летных испытаний и обобщения опыта эксплуатации с учетом индивидуальных особенностей конкретной силовой установки. Инструкции предусматривают также действия летчика при отказах в системе регулирования, а также в «особых случаях», когда отказ может приводить к опасным последствиям. К таким «особым случаям» относятся: помпаж воздухозаборника, неустойчивая работа компрессора, «зависание» оборотов, заглохание двигателя при пусках ракет, отказ в системах управления панелями воздухозаборника или створками реактивного сопла и др. Быстрые и обоснованные действия летчика в указанных случаях требуют специальной подготовки летного состава к пониманию физической сущности явлений, происходящих при ограничениях или отказах.

Прежде всего, нужно четко знать, какие ограничения наступают и действуют на тех или иных режимах полета, какими средствами они обеспечиваются и какие возможны последствия при их несоблюдении из-за отказов системы регулирования или неправильных действий летчика.

Рис. 47.1

На рис. 47.1 в координатах «число М_Н полета – высота полета» показаны возможные области ограничения режимов работы силовых установок сверхзвуковых самолетов с ТРДФ и ТРДДФсм. Вся область допустимых режимов полета ограничена слева минимальными (эволютивными) приборными скоростями полета V_{приб.эв}, сверху – линией статических потолков и справа – допустимыми значениями максимального числа М полета М_н.max и максимально допустимого (по прочности самолета) скоростного напора q_max. (Скоростной напор – ). Эти ограничения относятся к самолету. Здесь же показаны основные ограничения по двигателю и силовой установке.

Области, где включение форсажа запрещено, отмечены на рис. 47.1 штриховкой, расположенной слева и сверху, т.е. при малых скоростях и больших высотах полета. Область, где разрешен запуск в воздухе с режима авторотации, существенно более ограничена. Вертикальная линия 2-2 соответствует началу ограничения по устойчивой работе СВУ, когда уборка РУД ниже режима «максимал» запрещена. Это ограничение наступает обычно при М_н=1,5…1,7 и распространяется на всю область возможных режимов полета правее линии 2-2.

Эти ограничения записаны в инструкции летчику. Ряд ограничений обеспечивает автоматика двигателя. Ограничение по n_пр.max, соответствующее постоянству температуры на входе в двигатель, изображено на рис. 47.1 линией 1-1¢-1². Началу ограничений по условиям прочности двигателя соответствует линии 3-3, где = . Это ограничение наступает при больших скоростях и малых высотах полета и по характеру близко к ограничению по максимально допустимому (по прочности самолета скоростному напору q_max. Если линия q = q_max располагается левее линии = , то в этом случае специальное ограничение по условиям прочности для двигателя иметь не требуется, но оно все равно предусматривается на случай возникновения нестандартных ситуаций. Линия 4-4, как указывалось, соответствует условию и расположена в области запрещения включения форсажа.

Следует указать еще на то, что к числу прочностных ограничений по двигателю относится также ограничение по максимально допустимой температуре воздуха на входе в двигатель , соответствующее на рис. 47.1 линии 5-5¢-5². Данное ограничение связано с тем, что при повышении температуры на входе в двигатель увеличивается температура воздуха по всей его проточной части. Это приводит к снижению прочности лопаток компрессора и элементов двигателя, охлаждаемых воздухом, отбираемым от компрессора, в том числе лопаток газовой турбины, что опасно по условиям надежности работы двигателя. Ухудшаются также условия работы маслосистемы. При Н > 11 км условие (линия 5-5¢) соответствует М_н=const и может совпадать с ограничением по М_н.max для самолета. При Н < 11 км (на участке 5¢-5²) ограничение по не достигается в области дозволенных для самолета значений величин М_н и Н (см. рис. 47.1).

Следует еще отметить, что ограничение по скоростному напору q_max, обусловленное прочностью самолета, может являться одновременно ограничением по прочности сверхзвукового воздухозаборника, а иногда и компрессора, т.к. величина q_max характеризует газодинамические нагрузки на эти элементы.

Рис. 47.1 дает только качественное представление о расположении областей ограничения режимов работы силовых установок сверхзвуковых самолетов. В каждом конкретном случае эти области могут быть сдвинуты в ту или иную сторону, а некоторые из них вообще могут отсутствовать.