Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах и улицах «Добрая дорога детства» 2
Скачать 346.67 Kb.
|
Методические указания Стремление к высоким значениям удельных тяг и мощностей, к уменьшению массы и размеров, а также к повышению эффективности ведет к непрерывному росту у современных авиационных ГТД температуры газа перед турбиной. Одной из важнейших систем высокотемпературных ГТД является система управления температурой газа перед турбиной. При изучении этой темы необходимо прежде всего четко уяснить возрастание роли САУ температурой газа современных авиационных двигателей. Далее следует рассмотреть принципы управления температурой газа с применением замкнутых и разомкнутых систем. При этом особое внимание обратите на структурные схемы систем управления, получивших наиболее широкое распространение в САУ современных ИД. В авиационных двигателях с регулируемой площадью выходного сечения сопла применяется программа с одновременным регулированием частоты вращения ротора и температуры газов перед турбиной. Рекомендуется подробно разобраться в совместной работе двух систем управления: частоты вращения и температуры газа. Завершить работу над учебным материалом темы следует изучением различий между регуляторами и ограничителями температуры газа. Вопросы для самопроверки: 1. Назначение САУ температурой газа перед турбиной ГТД. 2. По каким признакам и на какие типы классифицируются регуляторы температуры газа? 3. Требования к САУ температурой газа. 4. Чем отличается ограничитель температуры газа от всережимного регулятора? 5. Поясните принцип работы САУ температурой газа. Перечислите основные элементы, их назначение и принцип действия данной САУ. Тема 8. Автоматизация процессов приемистости и запуска авиационных ГТД. Необходимость автоматизации процессов приемистости и запуска. Обоснование оптимальных программ приемистости и запуска авиационных ГТД. Основные элементы САУ, обеспечивающие выполнение этих программ, принципиальные схемы и особенности их работы. Системы автоматизации процессов приемистости и запуска, эксплуатационные и метрологические требования к ним, основные принципы построения. Автоматы приемистости и запуска, их классификация и особенности работы. Функциональные и принципиальные схемы автоматов приемистости различных типов. Характерные неисправности и их влияние на безопасность полетов. Литература: [1, с. 254-260], [5, с. 228-234], [с.249-251]. Методические указания Задача управления авиационными двигателями в процессе запуска и приемистости состоит из двух частей: разработки оптимальной программы управления и создания специальных регуляторов или автоматов, способных осуществить такое изменение регулирующих факторов, чтобы параметры двигателя изменялись по возможности близко к оптимальному закону. При этом очень важно уметь представить рабочую линию двигателя на характеристике компрессора и объяснить допустимые границы изменения параметров. Далее необходимо рассмотреть схемы и работу САУ запуска и приемистости, основными элементами которых являются специальные регуляторы или автоматы. Особое внимание рекомендуется обратить на принципы действия автоматов приемистости (АП), работающих по внутренним параметрам. Кроме того, надо ознакомиться также с временными автоматами приемистости, включая гидрозамедлители. Далее следует изучить работу и устройство топливных автоматов запуска (ТАЗ) различных типов, их достоинства и недостатки. Особое внимание при этом следует уделить ТАЗ, регулирующему подачу топлива по давлению воздуха за компрессором. Обратите внимание на эксплуатационные регулировки, предусмотренные в существующих АП и ТАЗ. Вопросы для самопроверки: 1. Покажите на характеристике компрессора ГТД линию рабочих режимов, зоны разгона и торможения ротора, линии ограничения работы двигателя при приемистости, а также оптимальный закон изменения параметров двигателя на разгоне. 2. Обоснуйте оптимальный закон изменения параметров двигателя при запуске. 3. Нарисуйте моментную диаграмму запуска и покажите, от чего зависит время запуска. 4. Что такое приемистость и оптимальный закон приемистости? 5. Назначение автоматов приемистости и запуска. 6. Перечислите существующие типы АП и ТАЗ, отметьте их достоинства и недостатки. 7. Поясните смысл "холодного" и "горячего" зависания частоты вращения ротора ГТД при запуске. 8. Составьте функциональную схему АП и ТАЗ одного из современных двигателей ВС ГА. Тема 9. Автоматические системы осевых компрессоров. Характеристики компрессора, влияние расчетной степени повышения давления на положение рабочей линии, обоснование необходимости механизации компрессора. Задачи автоматизации осевых компрессоров, принцип работы АС осевых компрессоров и требования к ним. АС управления перепуском воздуха и поворотными лопатками. Законы управления, функциональные и принципиальные схемы, статические и динамические свойства, эксплуатационная оценка. Пример исполнения систем управления механизацией компрессоров, примеры их работы и отладка в эксплуатации. Характерные неисправности и их влияние на безопасность полетов. Литература:[1,с. 178-284], [4, с. 91-110]. Методические указания Положение рабочей линии ГТД на характеристике компрессора определяется его расчетными параметрами, принятой программой управления, а также условиями эксплуатации. С целью повышения устойчивости и эффективности работы двигателей на нерасчетных режимах компрессоры всех современных ГТД выполняются со специальной механизацией, обеспечивающей регулирование расхода воздуха и измерение углов установки спрямляющих аппаратов. Управление этой механизацией осуществляется с помощью отдельной автоматической системы. Эта система является комплексной, состоящей из нескольких самостоятельных САУ, число которых соответствует количеству управляемых элементов. Особое внимание при изучении темы следует уделить рассмотрению работы противопомпажных АС: систем управления клапанами перепуска и узлами установки спрямляющих аппаратов. Необходимо разобраться в особенностях исполнения гистерезисных устройств некоторых противопомпажных САУ существующих двигателей. Необходимо также четко знать, почему приведенную частоту вращения и степень повышения давления более предпочтительно применять в качестве задающего параметра в САУ осевых компрессоров по сравнению с физической частотой вращения. Завершить изучение темы рекомендуется рассмотрением работы и устройства противопомпажных САУ конкретных двигателей ГА. Вопросы для самопроверки: 1. Назовите САУ осевых компрессоров. Объясните их назначение и порядок работы. 2. Объясните необходимость гистерезиса в срабатывании противоположных автоматов. 3. К каким последствиям может привести отказ в работе или неправильная настройка противопомпажных автоматических устройств. 4. Изобразите структурную схему противопомпажных автоматов, работающих по разомкнутой схеме. 5. Изобразите графически гистерезис в срабатывании противопомпажных агрегатов (искусственный и естественный). 6. Составьте структурную схему системы автоматического управления углом установки направляющих лопаток осевого компрессора. 7. Приведите пример значений параметров некоторых конкретных двигателей при срабатывании противопомпажных САУ. Тема 10. Автоматические ограничители неуправляемых величин Автоматические системы ограничения неуправляемых параметров современных АГТСУ. Назначение ограничителей и их роль в обеспечении надежности работы авиационных силовых установок и безопасности полетов, эксплуатационные и метрологические требования к ограничителям. Классификация ограничителей. Применение ограничителей в разомкнутых и замкнутых САУ. Практическая реализация ограничителей на серийных ГТД, их эксплуатационные характеристики и отладка. Литература: [4, c. 138-152]. Методические указания Для предотвращения возможности превышения предельных по условиям прочности или газодинамической устойчивости значений неуправляемых величин рабочего процесса на современных авиационных ГТД устанавливаются специальные автоматические ограничители, облегчающие работу экипажа при управлении силовой установкой, повышающие надежность ее работы и безопасность полета. К основным ограничителям, применяемым на современных ГТД, относятся: ограничители частоты вращения одного из каскадов двигателя, температуры газов перед (за) турбиной, давления воздуха за компрессором, степени повышения давления в компрессоре, минимального давления и расхода топлива и др. Изучая настоящую тему, необходимо обратить внимание на особенности применения ограничителей при замкнутой и разомкнутой САУ. Рассмотрите также особенности их функциональных схем, уясните достоинства и недостатки работы ограничителей при использовании различных САУ. Завершить изучение темы следует рассмотрением работы и особенностей конструкции ограничителей некоторых конкретных авиационных ГТД. Вопросы для самопроверки: 1. Объясните необходимость применения ограничителей неуправляемых параметров в современных авиационных ГТД. 2. Какие параметры называются ограничиваемыми? 3. Замкнутые и незамкнутые ограничители. В чем состоит различие между ними? Каковы их достоинства и недостатки? 4. Вычертите функциональные схемы замкнутых и незамкнутых ограничителей параметров. 5. Классификация ограничителей. Перечислите основные ограничители, применяемые в авиационных ГТД. Тема 11. Системы управления устройствами реверсирования тяги авиационных ГТД Назначение реверса тяги в силовых установках самолетов ГА, классификация и особенности работы различных типов устройств реверсирования тяги. Ограничения, накладываемые на режим работы ГТД при использовании реверсивного устройства. Требования, предъявляемые к устройствам реверсирования тяги. Системы автоматического управления реверсом тяги в авиационных ГТД; состав, функциональные схемы, устройство и работа отдельных элементов, предъявляемые требования. Практическая реализация систем управления, устройства реверсирования тяги на ГТД, их эксплуатационные и эргономические характеристики, охрана труда при их эксплуатации. Литература: [10, с. 76-109]. Методические указания При изучении этой темы необходимо предварительно вспомнить основные сведения о реверсивных устройствах авиационных ГТД: назначение, классификация, работа и основные требования к ним. Выполнение этих требований в значительной мере определяется системой управления. Поэтому далее следует особое внимание обратить на работу систем управления реверсивными устройствами авиационных ГТД. Рекомендуется отдельно рассмотреть такие вопросы как сигнализация и блокировки в системах управления реверсивными устройствами различных типов, требования к системам управления, их структурные и функциональные схемы. Завершить изучение данной темы следует сравнительным анализом систем управления реверсивных устройств современных авиационных двигателей, обращая при этом внимание на их эксплуатационные, эргономические требования и вопросы охраны труда при их эксплуатации. Вопросы для самопроверки: 1. Что такое реверсивное устройство? Каково его назначение и основные характеристики? 2. Какие требования предъявляются к реверсивным устройствам? 3. Какие требования предъявляются к системам управления реверсивных устройств авиационных ГТД? 4. В чем суть блокировки системы управления реверсивным устройством и системы управления режимами работы двигателя? 5. Изобразите функциональную схему системы управления одного из рассмотренных Вами двигателей. Тема 12. Управление отдельными системами и устройствами авиационных силовых установок Система управления воздушным винтом ТВД. Устройства защиты двигателей от появления отрицательной тяги. Управление температурой масла. Назначение системы, требования, структура и принципиальные схемы. Особенности управления силовыми установками сверхзвуковых пассажирских самолетов. Принципы построения систем управления сверхзвуковых входных устройств, функциональные системы. Системы автоматического управления площадью критического и выходного сечений сопел СПС. Системы регулирования форсированного режима в газотрубных авиационных двигателях прямой реакции (ТРДФ, ТРДДФ). Системы формирования сигналов для задания режимов работы силовой установки. Литература: [1, с. 270-273, 280-285] , [4, с. 157-221]. Методические указания Кроме рассмотренных выше САУ авиационных ГТД, в состав современных АГТСУ входит еще ряд систем управления, которые не являются определяющими с точки зрения безопасности и надежности работы силовой установки либо встречаются не во всех, а лишь в некоторых типах авиационных силовых установок. К таким системам управления можно отнести системы управления воздушным винтом, входным и выходным устройствами силовых установок СПС, форсажной камерой, температурой масла в системе смазки двигателя и др. Рекомендуется коротко ознакомиться со всеми перечисленными выше системами управления, обращая особое внимание на те двигатели и их системы, которые наибольшим образом соответствуют профессиональному интересу студента. Закончить изучение настоящей темы следует рассмотрением САУ таких двигателей, как АИ-24, Д-ЗОКУ и НК-144. Тема 13. Электронные цифровые и аналоговые САУ авиационных ГТД Обоснование необходимости совершенствования существующих гидромеханических САУ ГТД и перехода к электронным автоматическим системам управления. Общие принципы построения электронных систем управления. Принципы действия систем регулирования диагностирования аналоговых и цифровых САУ. Согласующие устройства электронных САУ. Устройства отображения информации, бортовая ЭВМ и ее программное обеспечение для эффективной работы электронных САУ. Роль гидромеханических элементов в САУ с бортовой ЭВМ. Литература: [1, с. 285-305]. Методические указания Усложнение законов регулирования авиационных ГТД, а также повышение требований к статической и динамической точности процессов их управления вызвало необходимость перехода от обычных гидромеханических САУ к электронным системам управления. Причем, если первоначально электронные устройства управления использовались только для выполнения отдельных функций (ограничение температуры газов, частоты вращения роторов, управление механизацией компрессора и т.д.), то теперь стали применяться комплексные электронные регуляторы, выполняющие все функции управления силовой установкой. В первых электронных САУ использовались аналоговые вычислительные устройства, не требующие принципиального преобразования сигналов, поступающих от датчиков. К слабым сторонам таких электронных САУ можно отнести их недостаточные точность и надежность, а также трудность перенастройки на другие программы регулирования, ограничения и условия эксплуатации. В современных и перспективных авиационных ГТД с целью обеспечения их наибольшей эффективности и надежности эксплуатации на нерасчетных режимах и в различных окружающих условиях все шире стали применяться электронные цифровые САУ. Основным принципиальным отличием, характеризующим работу электронной цифровой системы автоматического регулирования по сравнению с непрерывной аналоговой, является наличие в такой системе специального преобразователя непрерывных сигналов в дискретные сигналы в виде цифрового кода. Далее при изучении этой темы следует разобраться в особенностях функциональных схем электронных систем управления и принципах их действия. Особое внимание следует обратить на роль гидромеханических элементов в САУ с бортовым электронным регулятором двигателя (РЭД). Вопросы для самопроверки: 1. Обоснуйте необходимость применения электронных систем управления современных авиационных ГТД. 2. Нарисуйте структурные схемы электронных САУ с аналоговыми и цифровыми вычислительными устройствами. 3. В чем принцип дискретизации непрерывных сигналов датчиков при применении в системах управления цифровых ЭВМ? 4. Назначение согласующих устройств в электронных системах управления. 5. Какова роль гидромеханических элементов при использовании на двигателе в качестве основной электронной САУ? 5. ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ И ИХ СОДЕРЖАНИЕ Лабораторные занятия - одна из основных форм учебной деятельности в системе обучения специалистов (специальность 160901). Лабораторные занятия проводятся в соответствии с рабочей программой дисциплины "Системы автоматического управления авиационных ГТД", учебным планом специальности и требованиями квалификационной характеристики инженера-механика по эксплуатации самолетов и двигателей ГА. К выполнению лабораторных работ в период зачетно-экзаменационной сессии студенты заочного факультета должны заранее подготовиться, изучив соответствующие темы дисциплин, описания всех лабораторных работ, выполнить контрольную работу. Контроль готовности к выполнению лабораторной работы проводится перед каждым занятием. Контроль проводится в виде индивидуальной беседы, по результатам которой дается допуск к выполнению работы. При изучении дисциплины "САУ авиационных ГТД" предусмотрено проведение следующих лабораторных работ: ЛБ.5.1. Элементная база гидромеханических САУ авиационных ГТД. ЛБ.5.2. Изучение работы, функциональной и принципиальной схем изодромных регуляторов (на примере изодромного регулятора двигателя Д-ЗОКУ), ЛБ.5.3. Система автоматического управления двигателя АИ-25. ЛБ.5.4. Система автоматического управления двухконтурного турбореактивного двигателя Д-З0КУ. Лабораторные занятия имеют целью углубление знаний, полученных в результате теоретического изучения материала, и получение практических умений по анализу САУ ГТД, установлению возможных причин их отказов и неисправностей, а также формулированию требований проведения отладки автоматических систем управления ГТД. СОДЕРЖАНИЕ 1. Цели и задачи дисциплины ”автоматическое управление авиадвигателями” .....................................................................................3 1.1.Роль и место дисциплины в системе профессиональной подготовки специалистов (специальность 160901)...................................................3 1.2. Перечень дисциплин и основных тем, необходимых для изучения дисциплины..............................................................................................5 1.3. Перечень дисциплин, в которых используется данная дисциплина..............................................................................................6 1.4. Целевая установка ..................................................................................6 2. Рекомендуемая литература...................................................................7 2.1. Основная учебная литература................................................................7 2.2. Дополнительная учебная литература .................................................. 7 2.3. Регламентирующая литература..............................................................7 2.4. Литература по конкретной авиационной технике................................8 3. Структура и учебный план дисциплины................................................8 4. Программа дисциплины и методические указания к изучению тем программы............................................................................................9 5. Лабораторные занятия и их содержание ................................................30 |
