Регулятор πт*

Система управления π_Т* обеспечивает управление площадью критического сечения сопла двигателя с целью поддержания заданного значения степени понижения давления газа в турбине π_ТЗ*, формируемого в программно - задающем устройстве по сигналу электронного блока БПР.

Система управления π_Т* построена на принципе отклонения измеренной величины давления газа за турбиной от заданного значения.

Она включает в себя регулятор π_Т* с программно - задающим устройством и объект управления рис. 3. Роль управляющего органа объекта управления выполняют створки суживающейся части сопла. С целью стабилизации перекладки сопла во времени при изменяющихся условиях полёта и режимах работы двигателя. вызывающих изменение газовых сил, действующих на створки, питание гидропривода сопла осуществляется от насоса высокого давления с регулятором давления. Регулируемое давление Р_пит определяется в этом случае величиной давления Р_то топлива, поступающего в основную камеру сгорания.

В целом, регулятор π_Т* устанавливает рассогласование ΔΡ_Τ*=Ρ_Τ3* - Р_т что при определенном давлении Р_г* газа перед турбиной однозначно определяет степень понижения давления газа в турбине. Давление Р_к* подводимое к программно -задающему устройству регулятора π_Т*, отличается от давления Р_г* только на величину потерь в камере сгорания.

Поддерживая заданное значение степени понижения давления газа в турбине, регулятор π_Т* сохраняет требуемый режим работы турбокомпрессора при включении и выключении форсированных режимов.

При нерозжиге или самопроизвольном погасании пламени в форсажной камере регулятор π_Т* автоматически прикрывает сопло, предотвращая падение тяги менее значения на режиме "Максимал".

При отказе электронного блока регулятор π_Т* продолжает функционировать, осуществляя простейшую программу управления π_Т* =const. В этом случае он выполняет роль резервной системы управления соплом.

Рассмотрим устройство и работу регулятора π_Т*, используя принципиальную схему.

Роль программно - задающего устройства регулятора π_Т* выполняет воздушный редуктор, к которому подводится давление воздуха за компрессором. Он представляет собой сверхзвуковое сопло Лаваля, проточная часть которого образована цилиндрической втулкой 34 и профилированным телом (иглой 33).

Воздух от компрессора высокого давления подводится к игле 33 через дроссель 35, образующий первую ступень редуцирования. При протекании воздуха далее по сужающемуся каналу увеличивается его скорость и падает давление. В самом узком (критическом) сечении скорость потока становится равной скорости звука, расширение канала после критического сечения способствует дальнейшему разгону потока и падению давления. Втулка 34 содержит канал 32 отвода статического давления Р_к* за критическим сечением.

При изменении положения иглы 33 критическое сечение проточной части перемещается относительно неподвижного канала отбора статического давления Отношение давлений Р_к*/Р_к' (рис.5) будет определяться положением h иглы 33 При управлении давлением газа за турбиной Р_т* = Р_к' будет соблюдаться постоянство отношения Р_К*/Р_Т*≈ Р_т*/Р_т*= π_Т* при неизменном положении иглы 33. А величина π_Т*, есть степень понижения давления газа в турбине.

Перемещение иглы 33 осуществляется механизмом настройки регулятора π_Т*, который состоит из рычага 31, кулачка 30, шестерни 38, рейки 39, силового цилиндра с поршнем 42, Управление поршнем 42 силового цилиндра осуществляется дроссельным усилителем типа "сопло-заслонка", который состоит из дроссельного пакета 47, сопла 3, заслонки 2 и каналов передачи рабочей жидкости от источника питания (РПД) с постоянным давлением.

Усилитель "сопло-заслонка" связан с управляемой полостью (снизу от поршня 42) силового цилиндра через дроссельный пакет 48, производительность которого регламентирует скорость движения поршня 42.

Заслонка 2 управляется электромагнитом Э9 по сигналу электронного блока регуляторов предельных режимов. Сигнал представляет собой последовательность импульсов одной полярности и характеризуется коэффициентом заполнения импульсов или скважностью. Величина скважности определяет степень открытия сопла 3 заслонкой 2 и величину расхода жидкости через сопло 3.

Для улучшения качества переходного процесса при управлении от электронного блока введена корректирующая отрицательная обратная связь по положению поршня 42, а следовательно, и иглы 33 воздушного редуктора. Обратная связь осуществляется при помощи датчика обратной связи (ДОС) 46. Шток поршня 42 при помощи регулировочного винта 44 перемещает сердечник 45 ДОС, что вызывает изменение электрического сигнала, передаваемого в БПР.

Рассмотрим работу автоматической системы по поддержанию требуемого значения

степени расширения газа в турбине

При нарушении равновесия мембранного механизма, например, за счет увеличения Р_т* или уменьшения Р_тз* происходит прогиб мембраны 24 вверх, рычаг 23 поворачивается против часовой стрелки и заслонка 28 приоткрывает сопло 29. При этом давлении в управляемой полости сверху от поршня 5 падает, и он перемещает золотник 4 вверх, обеспечивая подвод рабочей жидкости от насоса МП полости гидроцилиндров на открытие сужающих створок сопла и слив из противоположных полостей.

При движении поршня 5 вверх при помощи штока 7, двух рычагов 19, 21 и ролика 20 производится удлинение пружины 17 обратной связи., увеличивается усилие, развиваемое ею, и рычаг 23 при помощи заслонки 28 прикрывает сопло 2V, Движение поршня 5 прекращается, золотниковый усилитель открыт па определённую величину, соответствующую разности.

Такому положению золотника однозначно соответствует определённая скорость перемещения поршней гидроцилиндров, а следовательно, и сужающих створок сопла. Но эта скорость не может превышать максимальную, определяемую производительностью насоса НП.

По мере увеличения площади F_KP критического сечения сопла будет падать давление Р_т*, мембрана 24 начнет возвращаться в исходное положение, сопло 29— прикрываться заслонкой 28, поршень 5 будет возвращать золотник 4 в нейтральное положение. Когда золотник 4 перекроет каналы, связывающие его с полостями силовых гидроцилиндров, перемещение створок сопла прекратится.

При отсутствии пружины 17 обратной связи возвращение золотника 4 в исходное положение происходило бы за счёт большего снижения давления Р_т* чем его значение на новом установившемся режиме, и возникновение по этой причине неустойчивого колебательного процесса было бы неизбежным.

При снижении давления Р_т* относительно заданного происходят процессы изменения параметров и положения элементов противоположного направления.

Регулировочные упоры золотника 4 снизу 37 и сверху 22 ограничивают площади открытия окон золотника и, следовательно, расход жидкости.