Автоматика ТРДД ПС-90А

Кидрасов И. Р.

Введение

Газотурбинные двигатели (ГТД) за семьдесят лет своего развития стали основным типом двигателей для воздушных судов современной гражданской авиации. Газотурбинные двигатели - классический пример сложнейшего устройства, детали которого работают длительное время в условиях высоких температур и механических нагрузок. Высокоэффективная и надежная эксплуатация авиационных газотурбинных силовых установок современных воздушных судов невозможна без применения специальных систем автоматического управления (САУ). Крайне важно отслеживать рабочие параметры двигателя, управлять ими для обеспечения высокой надежности работы и длительного срока его эксплуатации. Следовательно, огромную роль играет выбор автоматической системы управления двигателем.

В настоящее время в мире широко используются воздушные суда, на которых устанавливаются двигатели V поколения, оборудованные новейшими системами автоматического управления типа FADEC (Full Authority Digital Electronic Control). На авиационных газотурбинных двигателях первых поколений устанавливались гидромеханические САУ.

Гидромеханические системы прошли долгий путь развития и совершенствования, начиная от простейших, основанных на управлении подачей топлива в камеру сгорания (КС) при помощи открытия/закрытия отсечного клапана (вентиля), до современных гидроэлектронных, в которых все основные функции регулирования производятся с помощью гидромеханических счётно-решающих устройств, и только для выполнения некоторых функций (ограничение температуры газа, частоты вращения ротора турбокомпрессора и др.) используются электронные регуляторы. Однако сейчас этого не достаточно. Для того, чтобы соответствовать высоким требованиям безопасности и экономичности полетов, необходимо создавать полностью электронные системы, в которых все функции регулирования выполняются средствами электронной техники, а исполнительные органы могут быть гидромеханическими или пневматическими. Такие САУ способны не просто контролировать большое число параметров двигателя, но и отслеживать их тенденции, управлять ими, тем самым, согласно установленным программам, задавать двигателю соответствующие режимы работы, взаимодействовать с системами самолета для достижения максимальной эффективности. Именно к таким системам относится САУ FADEC.

Серьезное изучение устройства и работы систем автоматического управления авиационных ГТД является необходимым условием правильности оценки технического состояния (диагностики) АС управления и их отдельных элементов, а также безопасной эксплуатации САУ авиационных газотурбинных силовых установок в целом.

Электронно-цифровая система управления двигателем с полной ответственностью

Электронно-цифровая система управления двигателем (ЭСУД) с полной ответственностью (англ. Full Authority Digital Engine Control system, FADEC) — система автоматизированного управления параметрами впрыска топлива, воздуха и зажигания в работе авиадвигателя для поддержания оптимальных характеристик работы авиадвигателя с минимальным расходом топлива [1]. ЭСУД двигателя ПС-90, устанавливаемого на самолеты Ил-96 и Ту-204 состоит из двухканального электронного управляющего модуля (ECU), гидромеханического модуля (HMU) и выделенных сенсоров. Двухканальный электронный управляющий модуль ECU получает сигналы частоты вращения ротора двигателя, сигналы о давлении и температуре внутри двигателя. Эти сигналы вместе с сигналами от самолётной системы управления двигателем используются для отслеживания и вырабатывания управляющих сигналов для смонтированных на двигателе механизмов, обеспечивая:

работу автомата тяги и управление тягой двигателя;

управление расходом топлива;

автоматический и ручной запуск двигателя;

поддержание малого газа;

управление временем приёмистости и сброса газа;

управление потоком воздуха в компрессоре (за счёт поворотных лопаток статора и клапанов перепуска воздуха);

активное управление зазором между ротором и статором каждой из турбин (высокого давления и низкого давления) двигателя;

управление системой охлаждения масла (топливо-масляным радиатором со сбросом топлива в крыльевой бак) электрического генератора со встроенным приводом (IDG);

управление системой реверса тяги.

Электронный модуль также обеспечивает защиту от превышения наибольших допустимых частот вращения вентилятора, турбокомпрессора и от помпажа двигателя. Сигналы о главных параметрах работы двигателя вырабатываются этим же модулем и пересылаются средствам отображения на дисплеях в кабине пилотов. ЭСУД обеспечивается электропитанием от выделенного генератора переменного тока (с возбуждением от постоянного магнита), расположенного на коробке приводов двигателя. Также возможно питание от самолётной сети постоянного тока напряжением 28 Вольт в случаях, когда питание от выделенного генератора недоступно, для запуска двигателя и как запасное питание для проверок двигателя без запуска.

Преимущества интегрированной системы управления перед гидромеханической системой управления заключаются в следующем:

система FADEC имеет два независимых канала управления, что значительно повышает её надежность и исключает необходимость многократного резервирования, снижает её вес;

система FADEC осуществляет автоматический запуск, работу на установившихся режимах, ограничение температуры газа и скорости вращения, запуск после погасания камеры

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать