Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах и улицах «Добрая дорога детства» 2
Скачать 346.67 Kb.
|
Программы регулирования одновального ТРД, двухвального ТРД или ТРДД и ТВД. Изменение различных параметров двигателей при изменении внешних условий (например, температуры окружающего воздуха) для различных программ регулирования. Влияние программы регулирования на положение рабочей линии или линии рабочих режимов при дросселировании двигателя на характеристики компрессора. Литература: [1, с. 7-28] , [2, с. 7-28] , [7, с. 39-42]. Методические указания Как было показано, САУ АГТСУ - это комплексная система, в которой система управления турбокомпрессором или двигателем является составной частью, обеспечивающей ручное или автоматическое управление режимом работы двигателя и обязательно автоматическое поддержание или изменение установленного режима по заданной программе. При изучении второго раздела необходимо разобраться в том, что такое режим работы двигателей, какие параметры в основном определяют режим работы; какова номенклатура основных режимов работы авиационных ГТД в соответствии с ГОСТ 23851-79; какова роль САУ в обеспечении надежной и эффективной работы авиационных ГТД на различных режимах. Каждому режиму работы авиационного ГТД соответствует определенное сочетание различных физических величин, характеризующих рабочий процесс. Однако далеко не все физические величины или параметры можно использовать в качестве регулируемых параметров. Далее следует обязательно уточнить, что такое регулируемые параметры, требования, предъявляемые к ним, и знать, какие параметры принимаются в качестве регулируемых в различных двигателях ВС гражданской авиации. Средства воздействия на работу авиационных ГТД, с помощью которых можно обеспечить наиболее эффективное изменение регулируемых параметров данного двигателя, называются регулирующими факторами. Закон изменения основных регулируемых параметров двигателя в зависимости от внешних условий и положения РУД, осуществляемый системой регулирования, принято называть программой регулирования. Далее следует рассмотреть программы регулирования различных типов авиационных ГТД. Изучение этого учебного материала рекомендуется начинать с программ регулирования простейшего авиационного двигателя - одновального ГТД. Завершить изучение настоящей темы следует определением влияний внешних условий (и, в первую очередь, температуры окружающего воздуха) на изменение основных параметров двигателя при различных программах регулирования. Для физического толкования изменения режима работы и внешних условий следует привлекать характеристики компрессора с указанием на ней линии совместной работы турбины и компрессора. Вопросы для самопроверки: 1. Что такое САУ авиационного ГТД? Какова ее связь с системой автоматического управления АГТСУ? 2. Перечислите основные режимы работы АГТСУ, покажите их расположение на дроссельной характеристике двигателя, охарактеризуйте основные параметры работы двигателя на каждом из типовых режимов. 3. Дайте определение таких понятий, как регулируемый параметр, регулирующий фактор и программа регулирования. 4. Требования к регулируемым параметрам . 5. Каково количественное соотношение между числом регулируемых параметров, регулирующих факторов и систем автоматического управления? 6. Назовите основные управляющие органы различных ГТД. 7. Перечислите основные требования к регулируемым параметрам авиационных двигателей. 8. Назовите основные программы регулирования одновальных ТРД, двухвальных ТРДВ и одновальных ТВД. 9. Покажите изменение основных параметров авиационных ГТД (ТРД, двух-вальных ТРДД и ТВД) при изменении внешних условий для различных программ управления. 10. В чем особенность программы регулирования современных ТВД по сравнению с авиационными ГТД. Тема 3. Газотурбинные двигатели как объекты управления Динамические свойства ГТД по частоте вращения. Понятие о собственной устойчивости двигателя. Влияние температуры газов перед турбиной на динамические свойства и устойчивость авиационных ГТД. Самовыравнивание энергетического объекта. Признаки собственной устойчивости двигателя. Уравнение одновального ТРД как объекта регулирования при независимой системе подачи топлива. Определение коэффициентов дифференциального уравнения одновального ТРД с помощью, экспериментальных характеристик отдельных элементов. Влияние на устойчивость ГТД системы топливоподачи с приводным топливным насосом. Особенности уравнений ТВД и двухвальных ГТД как объектов регулирования. Литература: [1. с. 97-114] ,[2. с. 28-39.] Методические указания При проработке вопросов, связанных с собственной устойчивостью ГТД, необходимо обратить особое внимание на влияние характера протекания характеристик компрессора и турбины на собственную устойчивость двигателя, на физические причины самовыравнивания. Вывод уравнений различных ГУД как объектов регулирования основан на анализе уравнения движения ротора двигателя. Необходимо разобраться в том, от чего зависит избыточный момент ротора различных двигателей, и понять общие закономерности вывода уравнений ТРД, ТРДД и ТВД как объектов регулирования. Вопросы для самопроверки: 1. Что такое самовыравнивание двигателя? 2.Дайте определение собственной устойчивости авиационных газотурбинных двигателей. 3. Перечислите, какие вы знаете критерии собственной устойчивости ГТД, основанные на анализе характеристик турбины и компрессора. 4. Напишите уравнение динамики ротора ГТД. 5. Зависит ли устойчивость двигателя от режима работы? 6. Каково влияние температуры газов перед турбиной на устойчивость работы двигателя, на положение точки устойчивости работы двигателя по частоте вращения? 7. Напишите уравнения ТРД, ТРДД и ТВД как объектов регулирования и объясните основные положения вывода этих уравнений Тема 4. Элементная база гидромеханических САУ. Элементы системы питания двигателей топливом, влияющие на процесс управления работой ГТД. Клапаны, применяемые в САУ. Чувствительные элементы регуляторов и датчиков. Усилительные устройства. Стабилизирующие устройства САУ. Преобразующие устройства. Регулирующие органы САУ ГТД. Временные регуляторы как отдельные блоки регуляторов систем автоматического управления ГТД. Механизмы управления настройки элементов регуляторов. Литература: [1, с. 226-269] , [2, c. 10-15]. Методические указания Прежде чем приступить к изучению устройства и работы САУ современных АГТСУ воздушных судов ГА, необходимо рассмотреть основные элементы этих систем, разобраться в их назначении и работе при изменении внутренних параметров системы или окружающих условий. Начинать следует с изучения влияния элементов СПДТ (системы питания двигателей топливом), в частности, топливных насосов и форсунок на процесс регулирования АД. Следует изучить характеристики этих элементов, устройство, оптимальные условия работы, влияние на расход топлива через систему на подогрев топлива и т.д. Наибольшее распространение в САУ ГТД имеют различные клапаны. При изучении этой темы необходимо рассмотреть такие клапаны как перепускной (ограничение предельного давления), дифференциальный (клапан перепада давлений), распределительный, запорный (обратный), постоянного и минимального давлений. При рассмотрении чувствительности элементов регуляторов следует обратить внимание на работу и сравнительные характеристики механических, гидромеханических, гидравлических и электрических чувствительных элементов частоты вращения датчиков давления, перепада и отношения давлений, а также чувствительных элементов датчиков температуры. Далее следует перейти к изучению усилительных устройств, уделив особое внимание гидравлическим усилителям, получившим наибольшее распространение в САУ современных АГТСУ. В этом разделе темы следует рассмотреть золотниковые усилительные устройства, усилительные устройства с управляющим элементом типа "cопло - заcлонка" и струйные гидроусилители. С целью повышения устойчивости и быстродействия САУ в них применяются различные стабилизирующие и корректирующие устройства. Необходимо разобраться в способах улучшения динамических характеристик САУ и их влиянии на характеристики системы. В ряде случаев, особенно в многомерных САУ с несколькими регулируемыми параметрами, появляется необходимость в совершении определенных действий по совместному управлению двигателя с помощью нескольких входных параметров. При этом большое значение приобретают такие преобразующие устройства, как суммирующие и множительные механизмы, а также функциональные преобразователи. Особое внимание при изучении настоящей темы следует обратить на такие важнейшие элементы САУ ГТД, как регулирующие органы и временные регуляторы. Основными регулирующими органами ГТД являются регулирующие органы подачи топлива (наклонная шайба плунжерного насоса, дроссельная игла, дроссельный кран), а в некоторых двигателях и площади выходного сечения сопла. Из временных регуляторов надо обязательно разобраться в работе гидрозамедлителей, автоматов приемистости и запуска, без которых практически не обходится ни одна САУ ГТД. Завершить изучение темы рекомендуется рассмотрением механизма настройки и управления регуляторов. Вопросы для самопроверки: 1. Перечислите основные элементы, входящие в состав гидромеханических систем автоматического управления. 2. Особенности регулирования расхода топлива через двигатель при использовании различных типов топливных насосов. 3. Приведите примеры использования различных типов клапанов. 4. Нарисуйте схему и объясните работу клапана постоянного давления. Назначение клапана ПД. 5. Какой элемент САУ обеспечивает устойчивую работу ГТД на режиме малого газа при повышении высоты полета? 6. Назначение стабилизирующих и корректирующих устройств. Нарисуйте структурную схему САУ с использованием этих устройств. 7. Какие усилительные устройства применяются в гидромеханических САУ? 8. Нарисуйте схему регуляторов частоты вращения при центробежном, механическом и гидравлическом чувствительных элементах. 9. Классификация управляющих элементов усилительных устройств типа "сопло-заслонка". 10. Дайте сравнительную характеристику применяемым регулирующим органам расхода топлива в САУ АГТД. 11. Охарактеризуйте применяемые механизмы управления и настройки элементов регуляторов. Тема 5. Системы управления частотой вращения ротора ГТД Системы ручного управления частотой вращения ротора ГТД. Области их применения. Функциональные и принципиальные схемы систем ручного управления с регуляторами постоянной подачи топлива. Эксплуатационные свойства таких систем. Автоматические системы управления частотой вращения роторов ГТД. Назначение систем, эксплуатационные и метрологические требования к ним. Применяемые регуляторы: типы, сравнительная оценка, характеристики. АС управления частотой вращения роторов серийных ГТД с регуляторами, имеющими различные корректирующие устройства. Статические и динамические характеристики АС, способы их измерения и отладки. Характерные неисправности систем управления и их влияние на безопасность полетов. Мероприятия по повышению надежности и долговечности систем управления частотой вращения ротора ГТД. Литература: [1, с. 246-255], [4, с. 55-79] Методические указания Рекомендуется вначале рассмотреть работу систем ручного управления частотой вращения ротора ГТД с регуляторами постоянной подачи топлива. При этом необходимо уяснить различия в схемах таких регуляторов при работе с клапаном постоянного давления и клапаном постоянного перепада давлений на дроссельной игле (дроссельном клапане). При изучении автоматических систем управления частотой вращения рекомендуется вначале уяснить признаки классификации регуляторов частоты вращения, оценить достоинства и недостатки различных регуляторов частоты вращения, целесообразные области их применения. Завершить изучение регуляторов частоты вращения необходимо уяснением причин возможной неустойчивости системы, включающей указанный регулятор, на пониженных частотах вращения. Вопросы для самопроверки: 1. Какие эксплуатационные требования предъявляются к САУ частоты вращения роторов авиационных ГТД? 2. Почему возникает необходимость в разделении всего диапазона эксплуатационных частот вращения на два поддиапазона: поддиапазон ручного управления частотой вращения и поддиапазон автоматического управления? 3. Дайте сравнительную оценку САУ частотой вращения с регуляторами следующих типов: прямого действия, непрямого действия простейшей схемы, непрямого действия с жесткой обратной связью, непрямого действия с гибкой обратной связью. 4. Пользуясь принципиальной схемой САУ одного из ТРДД или ТВД гражданской авиации, составьте структурную схему его регулятора частоты вращения. 5. Изобразите настроечную характеристику регулятора постоянной подачи топлива прямого действия. Тема 6. Система управления степенью повышения (понижения) давления. Обоснование необходимости применения систем повышения (понижения) давления в авиационных ГТД. Пневматические датчики отношения давлений; принципиальное устройство характеристики, области существования возможных режимов, настройка (регулирование) датчика. Пневматический редуктор. Системы управления степенью повышения давлений в компрессоре авиационного ГТД. Функциональные и принципиальные схемы систем. Регулятор степени повышения давлений в компрессоре. Принципиальная схема, работа, достоинства и недостатки. Система автоматического управления степенью понижения давлений в турбине: назначение, возможные программы регулирования, регулирующие факторы. Регулятор степени понижения давлений в турбине: принципиальная схема, работа, достоинства и недостатки. Литература: [1, с. 264-269] Методические указания Одним из возможных регулируемых параметров в САУ авиационных ГТД является отношение давлений, т.е. степень повышения или понижения давлений в некоторых точках регулируемого объекта. Основой датчиков повышения (понижения) давления является пневматический редуктор. Необходимо разобраться в принципиальной схеме, устройстве и рабочих характеристиках пневматического редуктора. Степень повышения давления воздуха в компрессоре авиационного ГТД является одним из наиболее информативных параметров рабочего процесса, по которому можно судить о режиме работы двигателей. Кроме того, этот параметр наиболее полно характеризует устойчивость работы компрессора. Поэтому при изучении данной темы надо обратить особое внимание на устройство и работу датчиков степени повышения давлений в компрессоре. Завершить изучение данной темы рекомендуется рассмотрением датчиков степени понижения давления в турбине АГТД, особенностей их устройства, программы регулирования и регулирующих факторов в САУ с такими датчиками. Вопросы для самопроверки: 1. Каковы достоинства программы регулирования ГТД, обеспечивающей стабилизацию степени повышения давлений в компрессоре? 2. Укажите возможные области работы пневматического редуктора. 3. Вычертите структурную схему САУ степени повышения давления и поясните принцип ее работы. 4. Нарисуйте принципиальную схему датчика повышения давления в компрессоре. Тема 7. Системы управления температурой газа. Назначение систем управления температурой газа, эксплуатационные и метрологические требования к ним, области применения. Функциональные и принципиальные схемы систем управления температурой газа. Совместная работа систем управления частотой вращения и температурой газа. Практическая реализация систем управления температурой газа, их сравнительный анализ, оценка эксплуатационных свойств и регулировка. Характерные неисправности и их влияние на безопасность полетов. Литература: [1, с. 71-276] , [4, с.79-94]. |
