RU2792702C1

RU2792702C1 - Способ регулирования авиационного газотурбинного двигателя

Info

Publication number: RU2792702C1
Application number: RU2022119108A
Authority: RU
Inventors: Андрей Леонидович Киселев; Виктор Викторович Куприк; Евгений Ювенальевич Марчуков
Filing date: 2022-07-13
Publication date: 2023-03-23

Abstract

Изобретение относится к способам регулирования газотурбинного двигателя для обеспечения температуры газа перед турбиной, не превышающей максимально допустимых значений. Способ регулирования авиационного газотурбинного двигателя включает эксплуатационные ограничения максимальных значений частот вращения ротора (n_MAX) и температуры газов (Тг_ОГР) на максимальном режиме работы двигателя. Предварительно проводят испытания нескольких образцов исправных двигателей, при этом производят измерение частоты вращения ротора (n) и температуры газа перед турбиной (Тг), затем строят зависимость температуры газа перед турбиной Тг от частоты вращения ротора n, по этой зависимости определяют изменение температуры газа перед турбиной (ΔТг) при изменении частоты вращения ротора на 1%. При испытаниях конкретного образца двигателя осуществляют настройку ограничения максимальной частоты вращения (n_MAX), для чего выводят двигатель на режим частоты вращения ротора, соответствующий (90÷96)% от максимального режима, при этом измеряют частоту вращения ротора (n₀) и температуру газа перед турбиной (Тг₀), определяют максимальную частоту вращения ротора (n_MAX) по формуле

в соответствии с полученными данными производят регулировку ограничения максимальной частоты вращения ротора (n_MAX) в регуляторе двигателя. Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленного способа, является обеспечение надежности эксплуатации двигателя в течение заданного ресурса. 1 ил.

Description

Изобретение относится к способам регулирования газотурбинного двигателя для обеспечения температуры газа перед турбиной, не превышающей максимально допустимых значений.

Известен способ регулирования авиационного газотурбинного двигателя, включающий в себя поддержание эксплуатационных ограничений максимальных значений частот вращения роторов низкого и высокого давления и температуры газов на максимальном режиме работы двигателя (см. Ю.Н. Нечаев «Законы управления и характеристики авиационных силовых установок», Москва Машиностроение, 1995 г., страница 272, 273).

Данный способ регулирования авиационного газотурбинного двигателя не является оптимальным в силу того, что он не обеспечивает настройку ограничения частоты вращения ротора, при которой температура газа перед турбиной не превышает максимально допустимых значений, что не обеспечивает в дальнейшем надежность эксплуатации двигателя в течение заданного ресурса.

Задача изобретения заключается в обеспечении настройки частоты вращения ротора при максимально допустимой температуре газа перед турбиной.

Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленного способа, является обеспечение надежности эксплуатации двигателя в течение заданного ресурса.

Ожидаемый технический результат достигается тем, что в способе регулирования авиационного газотурбинного двигателя, включающем эксплуатационные ограничения максимальных значений частот вращения ротора (n_MAX) и температуры газов (Тг_ОГР) на максимальном режиме работы двигателя, предварительно проводят испытания нескольких образцов исправных двигателей, при этом производят измерение частоты вращения ротора (n) и температуры газа перед турбиной (Тг), затем строят зависимость температуры газа перед турбиной Тг от частоты вращения ротора n, по этой зависимости определяют изменение температуры газа перед турбиной (ΔТг) при изменении частоты вращения ротора на 1%, и при испытаниях конкретного образца двигателя осуществляют настройку ограничения максимальной частоты вращения (n_MAX), для чего выводят двигатель на режим частоты вращения ротора, соответствующий 90-96% от максимального режима, при этом измеряют частоту вращения ротора (n₀) и температуру газа перед турбиной (Тг₀), определяют максимальную частоту вращения ротора (n_MAX) по формуле:

где n_MAX - максимальное значение частоты вращения ротора по настройке ограничения; n₀ - частота вращения ротора; Тг_ОГР - максимальное значение температуры газов по эксплуатационному ограничению; Тг₀ - температура газа перед турбиной; ΔТг - изменение температуры газа перед турбиной при изменении частоты вращения ротора на 1%;

в соответствии с полученными данными производят регулировку ограничения максимальной частоты вращения ротора (n_MAX) в регуляторе двигателя.

Заявленное изобретение поясняется на графических материалах.

На фигуре представлен график зависимости температуры газа перед турбиной (Тг) от частоты вращения ротора (n).

Способ регулирования авиационного газотурбинного двигателя реализуется следующим образом.

Проводят испытания 5 исправных образцов газотурбинных двигателей, при этом выполняют измерение частоты вращения ротора (n) и температуры газа перед турбиной (Тг). Затем строят зависимость температуры газа перед турбиной Тг от частоты вращения ротора n (фиг. 1).

Из рассмотрения фиг. 1 следует, что при изменении частоты вращения ротора от n=99% до n=100%, при ограничении температуры газа перед турбиной Тгогр=1660 К изменение температуры газа перед турбиной составляет ΔТг=22 К.

Для безопасного выхода на максимальный режим (n_MAX) настройку двигателя, имеющего ограничение Тг огр=1660 К, определяют путем вывода двигателя на режим n=96%, при этом производят измерение температуры газа перед турбиной Тг=1582 К (фиг. 1), затем по формуле определяют максимальную частоту вращения ротора:

Далее полученную настройку n_MAX вводят в регулятор двигателя.

Таким образом, данный способ регулирования обеспечивает настройку максимальных значений частот вращения роторов, при которой температура газа перед турбиной не превышает максимально допустимых значений, и как следствие, обеспечивает надежность работы двигателя в течение заданного ресурса.

Claims

Способ регулирования авиационного газотурбинного двигателя, включающий эксплуатационные ограничения максимальных значений частот вращения ротора (n_MAX) и температуры газов (Тг_ОГР) на максимальном режиме работы двигателя, отличающийся тем, что предварительно проводят испытания нескольких образцов исправных двигателей, при этом производят измерение частоты вращения ротора (n) и температуры газа перед турбиной (Тг), затем строят зависимость температуры газа перед турбиной Тг от частоты вращения ротора n, по этой зависимости определяют изменение температуры газа перед турбиной (ΔТг) при изменении частоты вращения ротора на 1%, и при испытаниях конкретного образца двигателя осуществляют настройку ограничения максимальной частоты вращения (n_MAX), для чего выводят двигатель на режим частоты вращения ротора, соответствующий (90÷96)% от максимального режима, при этом измеряют частоту вращения ротора (n₀) и температуру газа перед турбиной (Тг₀), определяют максимальную частоту вращения ротора (n_MAX) по формуле
где n_MAX - максимальное значение частоты вращения ротора по настройке ограничения; n₀ - частота вращения ротора; Тг_ОГР - максимальное значение температуры газов по эксплуатационному ограничению; Тг₀ - температура газа перед турбиной; ΔТг - изменение температуры газа перед турбиной при изменении частоты вращения ротора на 1%;
в соответствии с полученными данными производят регулировку ограничения максимальной частоты вращения ротора (n_MAX) в регуляторе двигателя.