Максимально допустимые обороты турбокомпрессоров и температура газа перед турбиной компрессора

Режимы работы двигателя	Температура газа перед турбиной компрессора, °С	Число оборотов комп­рессора, %
Взлетный Номинальный Крейсерский	880 860 810	101 100 98

Максимально допустимая замеренная температура газа пе­ред турбиной компрессора на взлетном режиме при работе дви­гателя на земле должна быть не выше 875° С.

Высотные характеристики двигателя ТВ2-117А. Мощность любого газотурбинного двигателя зависит от температуры и давления окружающей среды. В общем случае при увеличении атмосферного давления мощность увеличивается за счет увели­чения расхода воздуха через двигатель за единицу времени, при уменьшении давления — мощность уменьшается. При уве-

личении температуры воздуха мощность двигателя уменьшает­ся, так как уменьшается количество воздуха, проходящего че­рез двигатель за единицу времени. С подъемом на высоту тем­пература воздуха и его давление уменьшаются. Уменьшение температуры приводит к увеличению мощности, а уменьшение давления — к уменьшению. Степень воздействия давления на

N0, л. с. 1600 то 1200 1000 800 600 400

					Се, кгс/лд.1, 0,38 0,36 0,34 0,32 0,30 0,28
«------ .		к'				-90%
п=98	А	-^ 96%	\			И
		~~—■ — —	—					К
		■95%	Ч
п=91						%^	«^
					■у

1 2 3 4/1, км

а) б)

Рис. 33.

Высотные характеристики двигателя ТВ2-117А в стандартной атмосфере:

а—зависимость мощности на валу свободной турбины от высоты полета и оборотов турбокомпрессора; б—зависимость удельного расхода топлива от высоты полета и числа оборотов турбокомпрес­сора; А—область взлетных режимов-. Б—область номинальных ре-ж'имов; В—область крейсерских режимов; 1—ограничение по рас­ходу топлива; 2—ограничение по степени повышения полного дав­ления в компрессоре

уменьшение мощности с подъемом на высоту больше, чем влия­ние температуры на увеличение мощности, поэтому с увеличе­нием высоты мощность двигателя уменьшается.

Двигатель ТВ2-117А является не высотным, но у него пре­дусмотрены такие законы регулирования и автоматический поворот лопаток входного направляющего аппарата (ВНА) и на­правляющих аппаратов (НА) первых трех ступеней компрессо­ра, что мощность по высоте уменьшается незначительно, особен­но в области номинальных и крейсерских режимов работы дви­гателя.

На рис. 33 представлены высотные характеристики двигателя ТВ2-117А по мощности и удельному расходу топлива в зависи­мости от оборотов турбокомпрессора в условиях стандартной •атмосферы (ВСА-64). Если рычаг управления насоса-регулято­ра НР-40ВР находится в положении, соответствующем макси­мальной подаче топлива по лимбу, в двигатель поступает такое количество топлива, что он развивает у земли взлетную мощ-

7а

ность, равную 1500 л. с. При этом температура газов перед тур­биной компрессора, степень повышения давления на последних ступенях компрессора и обороты турбокомпрессора ниже мак­симально допустимых (Г_г=850°С, л:_к = 6,2, Аг_Тк = 98,5%). При подъеме на высоту подача топлива не меняется, степень повы­шения давления, температура газов и обороты турбокомпрес­сора увеличиваются, при этом мощность двигателя на валу сво­бодной турбины также увеличивается. При достижении высоты 1400—1500 м обороты компрессора, температура газов перед турбиной и степень повышения давления воздуха могут достичь своих расчетных пределов (7_г = 880°, я_к = 7,2, п_тк=101%). Мощ­ность двигателя при этом достигает 1530'—1550 л. с. При рабо­те двигателя на взлетном режиме у земли удельный расход топ­лива С_е будет максимальным, с подъемом на высоту будет незначительно уменьшаться, так как часовой расход топлива ос­тается неизменным, а мощность двигателя растет (см. рис. 33,6). При достижении высоты 1400 м вступает в работу ограничитель степени повышения давления воздуха в последних ступенях компрессора, заложенный в насосе-регуляторе НР-40ВР. Про­исходит уменьшение подачи топлива в двигатель (отсечка), по­этому при дальнейшем наборе высоты (выше 1400 м) степень повышения давления воздуха остается постоянной — 7,2, оборо­ты турбокомпрессора, температура газов и мощность двигателя уменьшаются. При этом удельный расход топлива С_е будет ос­таваться постоянным или незначительно увеличиваться (см. рис. 33,6). Часовой расход топлива уменьшается. На высоте 4000 м мощность двигателя составит около 1150 л. с.

Лопатки входного направляющего аппарата и направляющих аппаратов первых трех ступеней компрессора на взлетном режиме двигателя у земли будут открыты не полностью на макси­мальный угол (0° по лимбу гидромеханизма), если обороты ком­прессора будут ниже 100—101%, т. е. ниже тех оборотов, на ко­торые отрегулировано максимальное открытие лопаток. Поэто­му с подъемом на высоту, начиная с земли, лопатки направляю­щих аппаратов будут автоматически открываться на больший угол и на некоторой высоте будут открыты полностью, став на упоры.

Кроме того, положение лопаток направляющих аппара­тов зависит от температуры окружающей среды: чем она выше, тем больше лопатки прикрыты, так, что при высоких температу­рах окружающего воздуха на взлетном режиме двигателя ло­патки могут занимать промежуточное положение.

На режимах работы двигателя ниже взлетного при подъ­еме на высоту все системы ограничения отключаются, работает лишь всережимный регулятор оборотов турбокомпрессора, вхо­дящий в систему НР-40ВР. Он поддерживает заданные обо­роты турбокомпрессора ручкой «шаг — газ» через рычаг топ­лива НР-40ВР. Регулятор оборотов регулирует подачу топлива

расхода топлива. Чем больше скорость полета летательного ап­парата, тем больший прирост мощности будет у двигателя. Так как у вертолетов скорости полета обычно небольшие, то прирост мощности у двигателей за счет скорости незначительный и ино­гда даже не принимается во внимание. Так, например, если у вертолета Ми-6 прирост мощностей двигателей за счет скорости полета учитывается, то у вертолета Ми-8 учитывается не во всех случаях.

2. Потери мощности двигателей и коэффициент использования

Мощности

Потери мощности. На вертолете Ми-8 существуют следую­щие постоянные потери эффективной мощности двигателей: на всасывание, на трение, на охлаждение, на приводы агрегатов и на хвостовой винт.

П'отери мощностей двигателей на всасывание происходит за счет определенной компоновки входного устройства двигателей, в результате чего подход воздуха к переднему корпусу ком­прессора несколько затруднен, образуется завихрение, что вле­чет потерю эффективной мощности двигателей.

Эти потери составляют 2,5% от эффективной мощности дви­гателей и от скорости полета вертолета не меняются, т. е. на лю­бом режиме работы двигателей и любой скорости полета теря­ются 2,5% той мощности, которую выдают двигатели на свобод­ные турбины.

Потери мощности на трение во всей трансмиссии составляют 3,0% от всей эффективной мощности двигателей. В зависимости от скорости полета этот процент не меняется.

Потери на охлаждение, т. е. на вращение вентилятора для охлаждения агрегатов двигательной установки, составляют 1,15% от эффективной мощности двигателей; от скорости по­лета эти потери также не меняются.

Потери мощности на приводы вертолетных агрегатов состав­ляют 0,8% от эффективной мощности двигателей; от скорости полета эти потери не меняются.

Потери мощности двигателей на хвостовой винт изменяются в зависимости от скорости полета: на висении они составляют 9,55% эффективной мощности, с ростом скорости уменьшаются, и при 1ы, равном 0,3 и больше (при У=240 км/ч и больше), они составляют 6,55%. Уменьшение потери мощности на хвостовой винт с ростом скорости объясняется уменьшением потребной мощности для горизонтального полета вертолета, а значит, и уменьшением реактивного момента несущего винта, а также улучшением условий работы хвостового винта в косой обдувке и роста его тяги до скорости 240 км/ч. Этим и объясняется, что с увеличением скорости полета для сохранения направления пу-

П

ти пилот должен отклонять вперед левую педаль, ставя хвосто­вой винт на меньший шаг*.

Коэффициент использования мощности. Все перечисленные потери мощности двигателей на вертолете учитывает коэффи­циент использования мощности |, который показывает, какая часть эффективной мощности двигателей подана на втулку не­сущего винта и опреде­ляется делением распола­гаемой мощности несуще- ^ го винта на эффективную 0,86 мощность двигателей: 0№

0,82 0,80

о

$0 80 120

Р.Н.В

Рис. 34. Изменение коэффициента исполь­зования мощности двигателей вертолета Ми-8 в зависимости от скорости полета

Изменение коэффи­циента использования мощности в зависимости от скорости полета для вертолета Ми-8 показано

на рис. 34. Как видно по рисунку, на (висении этот коэффициент составляет 0,83.

С ростом скорости он увеличивается за счет уменьшения по­терь на хвостовой винт и на скорости 240 км/ч и выше будет иметь максимальную (величину 0,86.

Кроме перечисленных постоянных потерь мощности двига­телей, существуют еще временные потери при включении систе­мы отбора воздуха за VIII ступенью компрессора для нужд вер­толета и при включенной антиобледенительной системе двига­телей при отборе горячего воздуха за X ступенью компрессора из полости между кожухом и жаровой трубой камеры сгорания. При включенной системе отбора воздуха за VIII ступенью ком­прессора мощность каждого двигателя уменьшается на 4%, а удельный расход топлива увеличивается на 3%. При включен­ной антиобледенительной системе двигателей мощность их уменьшается на 4,5%, а удельный расход топлива увеличивает-ся на 5%.

3. Располагаемая мощность несущего винта

Располагаемой мощностью несущего винта будем называть часть эффективной мощности двигателей, приходящуюся на втулку несущего винта, т. е. мощность двигателей, расходуемую на вращение несущего винта. Численно эта мощность будет оп­ределяться вычитанием из эффективной мощности двигателей

· Здесь указаны расчетные данные. Истинные данные будут приведены гл. IX, § 1 «Балансировка».

4. Пропульсивный к. п. д. несущего винта

Несущий винт вертолета создает подъемную силу и являет­ся одновременно движителем вертолета. Пропульсивные свойст­ва несущего винта принято характеризовать, как и тянущий винт самолета, его коэффициентом полезного действия.

Коэффициент полезного действия несущего винта как дви­жителя определяется как отношение приращения полезной мощ­ности несущего винта как движителя, к приращению мощности, подводимой к несущему винту при переходе от одного к другому режиму полета, например, от режима авторотации к полету с работающими двигателями. Приращение полезной мощности не­сущего винта как движителя определяется произведением про-пульсивной силы винта на скорость полета вертолета АТ_ХУ, а приращение подводимой мощности можно выразить 75ДЛЛ Тог­да к. п. д. несущего винта как движителя получим:

\т т/

■движ

75ЛАГ

Так как при переходе с режима авторотации на режим поле­та с подведенной мощностью пропульсивная сила винта равна сумме сопротивления его на режиме авторотации Т_хс и вредного сопротивления вертолета Х_вр, то пропульсивный коэффициент полезного действия несущего винта будет равен:

или через коэффициенты и относительную скорость:

_(*гс —*гвр) М

'движ •

Пропульсивный к. п. д. характеризует потери мощности не­сущего винта при переходе с режима авторотации на режим работы как движителя. При этом считается, что несущий винт создает подъемную силу как на режиме авторотации, или как крыло самолета, без подвода мощности.

Если бы индуктивные и профильные потери мощности на со­здание подъемной силы на режиме работы с подведенной мощ­ностью были бы равны их потерям на режиме самовращения не­сущего винта, тогда пропульсивный к. п. д. был бы равен еди­нице. Но так как эти потери на режимах полета с подведенной мощностью больше, чем на режиме самовращения, к. п. д. не­сущего винта меньше единицы. Но пропульсивный к. п. д. несу­щего винта больше, чем к. п. д. тянущего винта, так как раз­ность индуктивных и профильных потерь на режиме полета с подведенной мощностью и на режиме самовращения незначи­тельна и она меньше, чем у тянущего винта самолета.

§ 4. УПРАВЛЕНИЕ ДВИГАТЕЛЯМИ И ВИНТОМ

1. Общие положения

К системам управления двигателями и винтами, как само­летов, так и вертолетов, предъявляются следующие требования:

1. Надежность в работе.

2. Удобство и простота пользования управлением для чле­
нов экипажа.

3. Возможность при помощи этих систем устанавливать дви­
гателям и винтам работу с максимальным их к. п. д. на всех
режимах полета и тем самым получать от указанных систем
наибольшую экономичность.

Что касается первого требования, то оно выполнено на всех самолетах и вертолетах. Для полного выполнения второго и тре­тьего требований еще необходимо соответствующее внимание со стороны конструкторов, аэродинамиков, испытателей и эксплу­атационников.

Для вертолетов с газотурбинными двигателями разработаны три системы управления двигателями и винтами:

— система «шаг ■—газ»;

- система автоматического поддержания постоянных оборо­тов несущего винта на всех режимах полета вертолета (одноре-жимный регулятор оборотов несущего винта);

— система автоматического поддержания постоянных опти­
мальных оборотов несущего винта для данного режима полета
вертолета (многорежимный регулятор оборотов несущего вин­
та) К

2. Система «шаг—газ»

Система «шаг — газ» первоначально была установлена на вертолете Ми-6 и применяется до сих пор на всех этих вертоле­тах выпуска до 1970 г. включительно. Система «шаг — газ» пре­дусмотрена и для вертолета Ми-8 в качестве резервной (аварий­ной) на случай отказа автоматической системы управления дви­гателями и винтом.

Принцип управления двигателями и винтом с помощью си­стемы «шаг — газ» заключается в том, что между шагом винта и сектором газа двигателя (для вертолета Ми-8 рычагами уп­равления насосом-регулятором) имеется механическая програм­мная связь (для вертолета Ми-8 система тяг и качалок), обеспе­чивающая при перемещении ручки общего шага такое одновре­менное изменение шага винта и режима работы двигателей, при котором обороты несущего винта сохраняются практически по-

¹ Указанные системы управления расположены в порядке их совершен­ства.

стоянными. Но указанная механическая связь позволяет со­хранять постоянное число оборотов несущего винта лишь при определенных условиях: температуре и давлении окружающей среды, полетном весе вертолета, режиме и высоте полета. При других же указанных условиях изменение положения ручки об­щего шага 2 (рис. 38) приводит к изменению оборотов несуще­го винта и тогда пилоту необходимо воздействовать корректо-

Рис. 38. Принципиальная схема системы «шаг—газ» у вертолета с газотурбинными двигателями:

/—регулятор числа оборотов турбокомпрессора; 2—ручка «шаг—газ»; 3—корректор режима работы турбокомпрессора; 4—механизм связи режима работы двигателей и винта; 5—камера сгорания двигателя; а—сигнал на изменение ре­жима работы двигателей; б—подача топлива в двигатели; в—сигнал на изменение шага винта; г—сигнал на поддер­жание постоянных оборотов турбокомпрессора; д—сигнал по температуре окружающей среды; е—сигнал по давлению окружающей среды

ром газа 3 для сохранения заданных номинальных оборотов. От корректора газа 3 подается сигнал а на изменение режима ра­боты двигателей, минуя механическую связь шага винта и газа двигателей 4. При этом регулятор оборотов турбокомпрессора 1 изменяет подачу топлива по связи б в двигатели, и число обо­ротов несущего винта изменяется на нужную величину, т. е. пи­лот их удерживает постоянными — оптимальными.

Для изменения же режима работы двигателей, нужного для нового режима полета, пилот при помощи ручки общего шага 2 воздействует через программный механизм связи 4 одновремен­но на шаг винта по связи в и на газ двигателя по связи а и да­лее через регулятор 1 по связи б. Тогда новое количество топ­лива— строго дозированное — подается в камеры сгорания дви­гателей. Двигатели выходят на новый режим работы. При этом располагаемая и потребная мощности для вращения винта урав­новешиваются. Если обороты несущего винта будут уходить от заданных, пилот опять при помощи корректора газа удержит их в нужных пределах.

ны быть взлетными и соответствовать графику рис. 30 в зависи­мости от температуры окружающего воздуха. Обороты несу­щего винта при этом должны быть 95+2% (см. точку е на рис. 39 и рис. 40,а, б). При дальнейшем движении ручки общего ша­га вверх обороты турбокомпрессора практически не меняются, а обороты несущего винта уменьшаются. При достижении обо­ротов несущего винта 92—93% двигатели и несущий винт пе-

90 а)

90 90

б)

95п_дг%

Рис. 40. Характеристика системы «шаг—газ» с правой коррек­цией на режиме висения вертолета Ми-8:

а—изменение оборотов турбокомпрессоров в зависимости от общего шага несущего винта (р = 716 мм рт. ст., #=120 м, ^=—8° С); б—изме­нение оборотов несущего винта в зависимости от общего шага несу­щего винта (р = 760 мм рт. ст., Я=0 м, { = —8° С); в—изменение оборо­тов несущего винта в зависимости от оборотов турбокомпрессоров (р = 760 мм рт. ст., #=0 м, ^ = —8° С)

решли на взлетный режим (см. табл. 1). При этом общий шаг винта около 10° (см. рис. 40, а, б). На взлетном режиме обороты несущего винта уменьшились по сравнению с оборотами на Дру­гих режимах до 92—93% за счет соответствующего затяжеления несущего винта, эти обороты являются оптимальными для взлет­ного режима — винт развивает максимальную тягу. При даль­нейшем движении общего шага показания лимба продолжают увеличиваться и при достижении шага 14° должны быть 90— 105% (точки д, з на рис. 39). При работающих двигателях на режиме висения такое движение ручки общего шага вызывает перетяжеление несущего винта. При этом обороты винта и его тяга будут уменьшаться.

Здесь описана (и представлена на рис. 39 и 40) система «шаг — газ» вертолега Ми-8 при правой коррекции (90°), когда работает автоматическая система поддержания постоянных оп­тимальных оборотов несущего винта 95+2%, т. е. когда подачей

топлива в двигатели управляет регулятор оборотов несущего винта РО-40ВР. Если при любом шаге несущего винта коррек­тор газа не доводить до крайнего правого положения (за пунк­тирную линию б, ж рис. 39), то автоматическая система посто­янства оборотов несущего винта отключена, и подачей топлива в двигатели управляет пилот при помощи общего шага винта и корректора газа, т. е. управление двигателями и винтом пере­ведено на обычную вертолетную систему «шаг — газ».

На площади, описанной замкнутой кривой а, б, ж, з, и на рис. 39, можно представить величину общего шага по указате­лю и положение рукоятки корректора газа для установления то­го или иного режима работы двигателей согласно табл. 1 для совершения того или иного режима полета вертолета на всем диапазоне скоростей и высот по системе «шаг — газ». Специаль­ными летными испытаниями установлено, что наборы высоты с поступательной скоростью на номинальном режиме работы дви­гателей на наивыгоднейшей скорости набора (120 км) в зависи­мости от веса и высоты осуществляются при шаге 8—10°, а для удержания оборотов несущего винта в пределах номинальных 93—97% корректор газа должен занимать среднее положение (зона /, рис. 39).

Режимы горизонтального полета совершаются на шаге 6—8° в зависимости от скорости полета, высоты и веса вертолета. При этих режимах для удержания номинальных обо­ротов несущего винта рукоятка корректора газа также занима­ет не правое и не левое положение, а среднее или близкое к крайним положениям (зона 2, рис. 39). Снижение с работающи­ми двигателями совершается при шаге 4—6,5° с теми же поло­жениями рукоятки корректора газа (зона 3, рис. 39). Режимы планирования с убранным газом обоих двигателей совершаются на шаге 1—3° при левой коррекции (зона 4, рис. 39).

Следовательно, почти на всех режимах полета для установ­ления номинальных оборотов несущего винта пилоту приходит­ся управлять корректором газа, внимательно следить за оборо­тами и удерживать их в пределах номинальных, беспрерывно действуя корректором газа. Особенно это характерно для пере­ходных режимов полета.

Система «шаг — газ» полностью удовлетворяет только пер­вому требованию к системам управления, указанным выше (на­дежная работа), и не полностью удовлетворяет второму и треть­ему требованиям.

Ввиду недостатков системы «шаг — газ» и была введена для вертолетов с газотурбинными двигателями, в том числе и для вертолета Ми-8, автоматическая система поддержания опти­мальных оборотов несущего винта на всех режимах полета вер­толета. Система же «шаг — газ» является для вертолета Ми-8 резервной, на случай отказа — автоматической.

3. Автоматическое регулирование постоянства оборотов несущего винта на всех режимах полета вертолета

Эта система включает в себя обычную вертолетную систе­му «шаг — газ», регулятор оборотов турбокомпрессора и регуля­тор оборотов свободной турбины (винта). Принцип работы системы заключается в следующем. Пилот может управлять дви­гателями и винтом при помощи системы «шаг — газ», пользу­ясь ручкой общего шага 1 (рис. 41) и корректором газа 2. При

Рис. 41. Принципиальная схема автоматического поддер­жания постоянства оборотов несущего винта на всех ре­жимах полета:

/—ручка общего шага; 2—корректор режима работы турбокомпрес­сора; 3—механизм связи режима работы двигателей и винта («шаг—газ»); 4—несущий винт; 5—регулятор оборотов несущего винта; 6—турбина винта; 7—турбина компрессора; 8—камера сго­рания двигателя; 9—дозирующее устройство; 10—регулятор оборо­тов турбокомпрессора; а—сигнал на изменение шага винта; б—сиг­нал на изменение режима работы двигателей; в—сигнал по оборо­там винта; г—сигнал на изменение подачи топлива в двигатели от регулятора оборотов несущего винта; д—подача топлива в дви­гатели; е—сигнал по числу оборотов турбокомпрессора

этом по связи а меняется общий шаг винта, а по связи б и да­лее по связи д меняется режим работы двигателей.

На установившемся режиме двигателей регулятор оборотов турбокомпрессора 10 поддерживает заданные пилотом обороты по связи е. Обороты же несущего винта в зависимости от ус­ловий могут изменяться от оптимальных в сторону увеличения или уменьшения, тогда пилот их удерживает в пределах опти­мальных при помощи корректора газа, изменяя соответствую­щим образом режим работы двигателей по связи б и д через ре­гулятор оборотов турбокомпрессора. При этом для удержания других оборотов несущего винта будут назначены и другие обо­роты турбокомпрессора. Регулятор оборотов турбокомпрессора 10 опять будет их поддерживать заданными.

На переходных режимах полета, изменяя режим работы дви­гателей и шаг несущего винта при помощи ручки общего шага, пилот добивается нужных оборотов турбокомпрессора, при этом обороты несущего винта могут выйти за оптимальные и даже за допустимые. Тогда пилот опять будет их удерживать в пределах необходимых, воздействуя на режим работы двигателей коррек­тором газа.

При описанной работе системы «шаг — газ» регулятор обо­ротов несущего винта 5 не работает. Дозирование топлива для нужного режима работы двигателям осуществлялось на пере­ходных режимах пилотом с помощью ручки общего шага и кор­ректора газа, а на установившихся режимах — регулятором оборотов турбокомпрессора 10. При этом по сигналу е в зависи­мости от оборотов турбокомпрессора не только происходит под­держание их постоянными, заданными пилотом, но и ограниче­ние максимально допустимого числа оборотов. Система «шаг— газ» должна задавать мощность двигателям, равную потребной для вращения винта на данном шаге, а для этого должна быть строго определенная дозировка топлива, которой пилот и добива­ется ручкой общего шага и корректором газа. При этом кор­ректор газа не доходит до своего крайнего правого положения, а остается в положении, указанном на рис. 39 влево от пунктир­ной линии б, ж.

Для того чтобы включить в работу регулятор оборотов не­сущего винта 5 (рис. 41) на любом данном шаге его, необходи­мо довести корректор газа в крайнее правое положение, тогда по сигналам б и затем д через регулятор оборотов турбоком­прессора в двигатели начнет поступать большее количество топ­лива через дозирующее устройство, двигатели перейдут на по­вышенную мощность, увеличивая обороты турбокомпрессора, а соответственно и несущего винта. Но так как регулятор оборо­тов несущего винта 5 настроен на оптимальные обороты, а кор­ректором газа они задаются большие, то регулятор оборотов 5 подает сигнал г на уменьшение подачи топлива в двигатели че­рез дозирующее устройство 9. Двигатели уменьшат режим и вос­становятся оптимальные обороты несущего винта. Если же обо­роты несущего винта начнут уменьшаться по какой-либо причи­не и выйдут из пределов оптимальных, регулятор оборотов несущего винта прекратит подачу сигнала на уменьшение топли­ва, а так как его подастся больше, чем положено для оптималь­ных оборотов при помощи корректора газа, то и обороты несу­щего винта будут стремиться к оптимальным. Следовательно, теперь на установившемся режиме работы двигателей управляет подачей топлива в двигатели не регулятор оборотов турбоком­прессора, а регулятор оборотов несущего винта, изменяя соот­ветствующим образом режим работы двигателей для сохране­ния оптимальных оборотов несущего винта, заложенных про­граммой.

15 Г/

Рис. 421. Конструктивная схема регуля­тора оборотов свободной турбины (вин­та) РО-40ЕР: /—-рессора; 2—уплотнитель; 3, 12—пружины; 4—датчик оборотов; 5—шарикоподшипник; 6— жиклер; 7—клапан; 8—рычаг; 9—грузик; 10—игла; 11—втулка; 13—опора; 14—винт ре­гулировочный; 15—клапан для стравливания воздуха; Л—слив топлива в НР-40ВР; Б—топ­ливо от НР-40ВР; В—дренаж

ществлено системой «шаг — газ». При этом центробежные силы грузиков 9, приложенные к оси иглы 10, таковы по величине, что они не могут преодолеть силу пружины 12. Рычаг 8 запирает плоским клапаном 7 выход топливу через жиклер 6 по каналу Б из полости между жиклером и дроссельным пакетом регулято­ра оборотов компрессора насоса-регулятора НР-40ВР. В этом слу­чае регулятор оборотов РО-40ВР отключен от топливной системы дви­гателя и не работает. При указанном положении корректора газа мощ­ность двигателей такова, что она не дает развить несущему винту обороты оптимальные, установлен­ные регулировочным вин­том 14. На установив­шемся режиме работы двигателей регулятор обо­ротов ротора компрессора удерживает заданные обороты компрессора руч­кой общего шага и кор­ректора газа независимо от высоты полета и тем­пературы окружающего воздуха. И если режим работы двигателей ниже взлетного, то мощность их с подъемом на высоту или с увеличением тем­пературы уменьшается, и наоборот. Обороты несу­щего винта при этом мо­гут изменяться при помо­щи корректора газа или

в зависимости от облегчения или затяжеления винта по условию полета.

Если корректор газа перевести в крайнее правое положение при любом шаге винта, то мощность двигателей будет больше потребной мощности для вращения несущего винта на данном шаге, при этом обороты компрессоров и несущего винта будут увеличены, и когда обороты несущего винта станут больше оп­тимальных, установленных регулировочным винтом 14, цент­робежные силы грузиков 9 увеличатся, игла 10 поднимется вверх, преодолевая силу натяжения пружины 12, рычаг 8 повер­нется, и клапан 7 откроет отверстие канала Б, через жиклер ко-

торого топливо из иолости между жиклером и дроссельным па­кетом всережимного регулятора оборотов турбокомпрессора бу­дет перетекать на слив через канал А и далее через си­стему слива насоса-регулятора НР-40ВР. Это вызовет пониже­ние давления в указанной полости, произойдет перемещение дозирующей иглы агрегата НР-40ВР в сторону уменьшения пода­чи топлива в двигатели, что приведет к снижению оборотов ро­торов турбокомпрессоров и предотвратит раскрутку ротора сво­бодной турбины (несущего винта). Обороты будут соответство­вать заданным регулировочным винтом 14. Теперь подачей топ­лива в двигатели через дозирующую иглу, а значит, и мощно-стью двигателей и их оборотами будет управлять регулятор обо­ротов несущего винта РО-40ВР.

Если обороты несущего винта увеличатся выше заданных самостоятельно по условию полета, слив топлива через жиклер 6 увеличится, подача топлива в двигатели через дозирующую иглу уменьшится, обороты турбокомпрессора уменьшатся, мощ­ность, передаваемая на винт, тоже уменьшится и опять предот-вратится раскрутка винта.

Если обороты несущего винта самостоятельно уменьшатся В1виду затяжеления винта по условию полета, слив топлива через жиклер 6 уменьшится или прекратится совсем, будет подан сиг­нал дозирующей игле на увеличение количества топлива в дви­гатели, компрессоры разовьют обороты, несущий винт получит большую мощность и дальнейшее падение его оборотов прекра­тится. При этом обороты турбокомпрессора увеличатся, но не бо­лее, чем это задано правой коррекцией при данном шаге, они будут меньше взлетных, если общий шаг винта будет меньше 10°.

Управление двигателями и несущим винтом теперь будет осуществляться только ручкой общего шага, но при правой кор­рекции на всех режимах работы двигателей во время полета. При движении ручки общего шага вверх общий шаг винта будет увеличен, рычаг управления насоса-регулятора НР-40ВР по­вернется на большую подачу топлива в двигатели, двигатели разовьют большие обороты, свободная турбина получит большую мощность, но обороты ее не увеличатся, так как регулятор РО-40ВР будет их поддерживать заданными на всех режимах ра­боты двигателей и полета вертолета (почему регулятор и полу­чил название «однорежимный»). Если ручку общего шага опу­стить вниз, то все процессы будут протекать аналогично описан­ным, но в обратном порядке в сторону уменьшения мощности. Обороты несущего винта будут заданы регулировкой винта /4РО-40ВР.

Нельзя понимать так, что если в работу по управлению до­зированием топлива при правой коррекции вступил регулятор оборотов несущего винта РО-40ВР, то всережимный регулятор оборотов ротора компрессора прекратит свою работу. На­против, если регулятор оборотов РО-40ВР уменьшил обороты

турбокомпрессоров для уменьшения оборото/в винта, то вслед за этим всережимный регулятор оборотов турбокомпрессора будет стремиться их опять увеличить до тех, которые заданы общим шагом и правой коррекцией, а они заданы больше, чем требуется для удержания заданных оборотов несущему винту. Следо;вательно, оба регулятора оборотов работают совместно, стремясь удержать обороты несущего винта, за­данные регулировкой, т. е. всережимный регулятор оборотов компрессоров стремится обороты винта увеличить выше нормы, а регулятор РО-40ВР не допускает их выше нормы.

У двигателя ТВ2-117А предусмотрены также автоматические ограничения для обеспечения прочности всех деталей двигателя по величине максимальной мощности (расходу топлива), по •степени повышения давления в последних ступенях компрессо­ра, по максимальным оборотам турбокомпрессора и по темпе­ратуре газов перед турбиной компрессора.

У вертолета Ми-8 на всех установившихся режимах полета (висение, набор высоты с поступательной скоростью, горизон­тальный полет, снижение по наклонной траектории с работаю­щими двигателями) и на всех высотах при включенной автома^: тической системе поддержания постоянных оборотов несущего винта (правой коррекции) обороты несущего винта поддержива­ются постоянными (оптимальными) в пределах 95+2% по ука­зателю. На неустановившихся режимах полета (взлет, посадка, развороты, торможение скорости, разгон скорости, полет в не­спокойной атмосфере) обороты несущего винта будут самостоя­тельно изменяться в сторону уменьшения или увеличения от ука­занных выше ввиду затяжеления или облегчения несущего вин­та при действии ручкой общего шага или другими рычагами уп­равления, а также действием воздушных масс воздуха на не­сущий винт. При этом автоматическая система не успевает удер­жать обороты несущего винта, установленные регулировкой (95+2%). Установлены ограничения по оборотам несущего вин­та: они должны быть не менее 89% и не более 103% кратко­временно не более 30 с. На режиме малого газа допускаются мак­симальные обороты несущего винта до 105% в течение не более 5 с.

На режиме авторотации обороты несущего винта поддержи­ваются ручкой общего шага приблизительно в тех же пределах, что и при полете с работающими двигателями.

Максимальные обороты несущего винта ограничены по ус­ловию прочности несущего винта и свободной турбины, а также и по флаттеру и сжимаемости, а минимальные—по срыву потока с концов лопастей в азимуте 270° и по ухудшению управляемости. На взлетном режиме работы двигателей независимо от ре­жима полета вертолета (вертикальный или с поступательной скоростью) оптимальными оборотами несущего винта являются

92—93% по указателю. Достигаются эти обороты соответствую­щим затяжелением несущего винта, и поэтому, несмотря на ра­боту регулятора РО-40ВР, они не могут увеличиться до 95± ±2%. Это вызвано тем, что двигатели работают на взлетном режиме, а винт поставлен на соответствующий шаг (на висении около 10°, а на режимах с поступательной скоростью больше 10°).

При выполнении вынужденных и тренировочных посадок с коротким пробегом с одним и двумя неработающими двигате­лями на малой высоте, у земли, непосредственно перед призем­лением, за счет полного затяжеления несущего винта до макси­мального шага обороты несущего винта могут доходить до 70%.

У вертолета Ми-8 управление двигателями и винтом на всех режимах полета, в том числе и на земле, фактически осуществ­ляется системой «шаг — газ» вместе с автоматической системой поддержания постоянных оборотов несущего винта. Эта система обеспечивает л