Требования к системам двигателя

Кроме выполнения своих основных функций системы двигателя должны быть разработаны для соответствия другим требованиям самолета. Кроме выполнения основных требований по обеспечению безопасности и надежности, они должны быть экономически обоснованными, конкурентоспособными и удовлетворять требованиям сертификации, таким как сертификация по шуму и по вредным выбросам в атмосферу.

Обеспечение безопасности и надежности требует внедрения мер, предотвращающих появление отказов и обеспечивающих продолжение полета даже в случае выхода компонента из строя.

Ошибки при эксплуатации могут быть предотвращены путем уменьшения нагрузки на пилотов через автоматизацию систем, обеспечения сохранения допусков, информирования пилотов о неисправностях системы и предложения соответствующих действий. Отказы элементов системы или системы целиком могут быть предотвращены разработкой отказоустойчивых и безотказных компонентов.

Если оценка надежности компонента выявляет слабые места, должны быть предусмотрены другие режимы работы на случай отказа компонента. Обычно это осуществляется с помощью резервирования. Резервирование может увеличить надежность отправления.

Эффективность подразумевает повышение экономичности эксплуатации при уменьшении веса, размера и себестоимости, а также оптимизацию эксплуатации по отношению к потреблению топлива и сроку эксплуатации.

Значительный вклад в безопасность и экономичность эксплуатации может быть внесен своевременным техническим обслуживанием. Конструкция современных двигателей зависит от концепции ТО. Т.е. модульная конструкция компонентов системы и легкая доступность позволят заменять компоненты с более высокой вероятностью отказа в ограниченное время оперативного ТО.

Значительная вклад в эффективность программы ТО вносит постоянная запись данных о статусе и работе всех систем. Анализ этой информации позволяет представить:

· Оценку системы;

· Мониторинг тенденции изменения состояния;

· Прогноз возникновения отказа и действий по ТО.

Системы современных двигателей снабжены большим количеством датчиков. Данные от датчиков используются не только для управления двигателем или системой, но и для мониторинга и анализа состояния системы. Данные передаются в центральный процессор и модули хранения данных. Некоторые анализы делаются бортовым оборудованием, а дальнейшие расчеты выполняются наземными компьютерами.

Управление системами обеспечивается с помощью встроенного программного обеспечения, которое работает в реальном времени и взаимодействует с функциями аппаратного обеспечения. Программное обеспечение получает напрямую входные сигналы от датчиков или шин данных, обрабатывает информацию, и активирует электрически управляемые устройства.

Данная система управления зависит от надежности передачи данных и надежности системы электроснабжения. Программное обеспечение также используется для мониторинга системы, диагностики неисправности и получения информации об отказе, которая обрабатывается для индикации экипажу и хранится для нужд технического обслуживания.

Системы современных двигателей высоко интегрированные и выполняют комплексные и взаимосвязанные функции внутри объединенной системы формирования и передачи данных. Функции управления и обработки данных выполняются центральным процессором, а не самостоятельно каждой системой.

Во время исследования конкретной системы важно заметить, что специфические функции системы не были единственными целями ее создания. Безопасность, надежность, экономичность и эксплуатационная технологичность также важны. Система получает эти качества как часть комбинации объединенных систем, которые в целом управляются встроенным программным обеспечением и которые обрабатывают данные вместе с другими системными компьютерами.

Системы ГТД, построенные по новой технологии, играют доминирующую роль в эксплуатационной и экономической эффективности современных ГТД.

Сечения газового тракта

Плоскость отсчета в пределах газового тракта называется сечением газового тракта. В газотурбинном двигателе сечения соответствуют началу и концу термодинамических процессов в двигателе. Для определения этих сечений в газовом тракте двигателя используется система обозначения.

Для упрощения сечения обозначаются в соответствии со стандартизованной системой счисления. Данный принцип обозначения делает технические отчеты, документы и переговоры более краткими и легкими для понимания, поскольку все двигатели, использующие этот стандарт, имеют одни и те же номера сечений в одинаковых точках рабочего цикла. Данный стандарт описан в SAE Standard AS755 Rev.D.

В основном сечения газового тракта могут быть установлены спереди и сзади каждого аэродинамического профиля, а не только в характеристических точках рабочего цикла. В практических целях они устанавливаются в зонах, важных для технического обслуживания. К таким зонам можно отнести входы и выходы из таких компонентов как компрессор, камера сгорания или турбина, отображающих начало и конец рабочего цикла внутренних процессов.

Температуры и давления, измеряемые в сечениях, обозначаются символом измеряемой величины и номером сечения. В зависимости от конструкции датчиков давления, может измеряться как статическое, так и полное давление.

У давления и температуры наружного воздуха номер сечения нулевой. Типичным примером является давление Р₀. Оно используется для расчета реальной высоты.

Датчики, установленные в определенной позиции, обозначаются по номеру сечения, где они установлены и по величине, которую они замеряют.

На рис. 4. показано обозначение станций газового тракта. При рассмотрении систем двигателя будем обращаться к этим обозначениям.