6.4. Эксплуатационные характеристики трд

6.4.1. Основные виды характеристик трд

Характеристики ТРД и ТРДФ представляют собой зависимости тяги и удельного расхода топлива от числа М полета, высоты полета и режима работы двигателя, задаваемого положением РУД.

Характеристики служат для анализа основных свойств двигателя, их используют для сравнения двигателей между собой, для оценки применения летательного аппарата.

Протекание характеристик двигателя зависит от многих факторов и, в частности, от особенностей схемы двигателя, его расчетных параметров, принятой программы регулирования, внешних условий.

По характеристике независимыми переменными являются внешние условия (высота Н, скорость полета V, температура Т и давление р наружного воздуха) и параметры, характеризующие режим работы. Все остальные параметры являются переменными, они изменяются при изменении внешних условий и режима работы. Так, например, при перестановке РУД изменяется подача топлива в камеру сгорания, из-за чего становятся другими температура газа перед турбиной, частота вращения ротора и связанные с частотой вращения расход воздуха через двигатель и степень повышения давления компрессора. В свою очередь, это ведет к изменению скоростей газа в элементах двигателя и КПД узлов. Таким образом, изменение режима работы влечет за собой рост или уменьшение большого числа параметров, от которых зависят тяга и удельный расход топлива.

6.4.2. Номенклатура основных режимов работы

Номенклатура основных режимов работы двигателя включает их наименование, допустимое на этих режимах время непрерывной работы, значения контролируемых параметров (частота вращения, температура газов перед турбиной и др.), а также гарантируемые на каждом режиме значения тяги и удельного расхода топлива.

Наиболее типичной является следующая номенклатура основных режимов ТРД.

М а к с и м а л ь н ы й р е ж и м. Этот режим соответствует наибольшим в каждых заданных условиях полета значениям тяги и достигается при максимальных значениях частоты вращения и температуры газов перед турбиной. Он характерен значительными тепловыми и силовыми нагрузками, поэтому время непрерывной работы на нем ограничено (от 5 до 30 мин – в зависимости от назначения двигателя и высоты полета). При пробе двигателя на земле из-за плохих условий охлаждения это время ограничивается еще более жестко (15-30 с). Максимальный режим используется при взлете и разгоне самолета.

Н о м и н а л ь н ы й р е ж и м. Этот режим соответствует тяге от 0,8...0,85 максимальной, и частоте вращения от 0,95...1,0 максимальной. Как правило, время непрерывной работы на номинальном режиме не ограничено в пределах установленного ресурса. Режим используется наиболее часто при наборе высоты.

К р е й с е р с к и е р е ж и м ы. Их устанавливается несколько. Они характеризуются пониженными значениями тяги. Обычно крейсерские режимы составляют от 0,5...0,8 максимального. Время работы двигателя на этих режимах не ограничено в пределах установленного ресурса. Крейсерские режимы являются основными режимами двигателя при полетах большой продолжительности или дальности, поэтому к ним предъявляются требования высокой экономичности.

Р е ж и м м а л о г о г а з а. Он характеризуется прежде всего малым значением развиваемой тяги - не более 3-5% от максимальной, причем невыполнение этого требования может привести к увеличению длины пробега самолета, затруднить управление самолетом при рулении, повысить износ тормозов. Из-за высокой температуры газов перед турбиной и ухудшения эффективности охлаждения турбины время непрерывной работы на режиме малого газа в ряде случаев ограничено 10-20 мин. Другим важным требованием является быстрый выход с режима малого газа на максимальный, поэтому целесообразно иметь высокую частоту вращения ротора на режиме малого газа. У современных двигателей обычно обороты малого газа составляют 0,4...0,6 от максимальных, что достигается соответствующим их регулированием.

Для ТРДФ, которые применяются на сверхзуковых самолетах, помимо указанных, устанавливаются режимы полного, частичного и минимального форсажа.