Скачать презентацию Динамика авиационного двигателя Основные понятия и определения динамической Скачать презентацию Динамика авиационного двигателя Основные понятия и определения динамической

ДИНАМИКА ПРОЦЕССОВ ГТД Лекция 1 2012.ppt

  • Количество слайдов: 29

Динамика авиационного двигателя Основные понятия и определения динамической системы Лекция 1 Динамика авиационного двигателя Основные понятия и определения динамической системы Лекция 1

Динамическая система – это целостное упорядоченное множество стабильно взаимосвязанных и устойчиво взаимодействующих в пространстве Динамическая система – это целостное упорядоченное множество стабильно взаимосвязанных и устойчиво взаимодействующих в пространстве и во времени элементов

Элементы системы: n n формируют синергетические (обобщенные) свойства системы; при совместном функционировании позволяют достигать Элементы системы: n n формируют синергетические (обобщенные) свойства системы; при совместном функционировании позволяют достигать определенной цели, стоящей перед системой.

Чтобы любая система могла функционировать и достигать поставленную цель необходимо: элементы системы должны быть Чтобы любая система могла функционировать и достигать поставленную цель необходимо: элементы системы должны быть связаны между собой определенным образом; n система должна иметь функционально необходимый набор элементов. n

Функционально необходимые элементы системы n n n Технические устройства различного назначения – датчики, усилители, Функционально необходимые элементы системы n n n Технические устройства различного назначения – датчики, усилители, исполнительные механизмы. Устройства преобразования и обработки информации (АЦП, ЦАП, устройства выборки-хранения, и др. ) Устройства анализа обрабатываемой информации (программное обеспечение, аппаратно-реализуемые алгоритмы, селекторы, компараторы). Устройства выработки сигналов (электротехнические и электронные устройства) Устройства передачи сигналов (линии связи, коммутаторы) Собственно динамический объект (двигатель, летательный аппарат и др. ), движением которого надлежит управлять.

Система управления это перечисленный комплекс связанных и взаимодействующих между собой элементов, который обеспечивает функционирование Система управления это перечисленный комплекс связанных и взаимодействующих между собой элементов, который обеспечивает функционирование динамического объекта G 0 (s) в структуре САУ с целью достижения и поддержания программы управления

Силовая установка летательного аппарата и понятие программы управления Под силовой установкой понимается необходимый комплекс Силовая установка летательного аппарата и понятие программы управления Под силовой установкой понимается необходимый комплекс технических устройств, позволяющих получать потребную в данных условиях полета тягу. Получить потребную тягу силовой установки можно путем изменения параметров рабочего процесса в проточной части СУ по определенным законам. Законы изменения параметров рабочего процесса должны быть такими, чтобы в данных условиях полета СУ могла обеспечить потребный уровень тяги. Тяга СУ обеспечивается комплексом устройств, которые автоматически изменяют «управляющие параметры или управляющие факторы» : -площади проходных сечений проточной части СУ (площадь критики, угол установки направляющих аппаратов и др. ); -отбор воздуха из проточной части; -расходы топлива в камерах сгорания (основная и форсажная).

Силовая установка летательного аппарата и понятие программы управления Получить и рассчитать потребную в данных Силовая установка летательного аппарата и понятие программы управления Получить и рассчитать потребную в данных условиях полета тягу двигателя можно если известны характеристики силовой установки при изменении условий эксплуатации. Такие характеристики называются эксплуатационными и представляют собой: -Скоростные характеристики (зависимость основных параметров рабочего процесса от числа Маха при неизменной высоте полета и при заданном законе управления двигателем Pуд=f(M), Cуд=f(M) ); -Высотные характеристики (зависимость основных параметров рабочего процесса от высоты полета H при постоянном числа Маха и при заданном законе управления двигателем Pуд=f(H), Cуд=f(H) ); -Высотно-скоростные характеристики (зависимость основных параметров рабочего процесса от числа Маха и высоты полета H при заданном законе управления двигателем Pуд=f(M, H), Cуд=f(M, H) ); -Дроссельные характеристики (зависимость основных параметров двигателя от частоты вращения ротора или расхода топлива–(параметр дросселирования) для заданных условий полета и закона регулирования). Закон управления – способ воздействия на исполнительные механизмы, регулирующие расход топлива или геометрию проточной части СУ, используя информацию о характеристиках СУ в конкретных внешних условиях.

Динамическая система характеризуется информацией, содержащейся в выходных координатах: сигнал датчика либо сигнал, порождаемый моделью Динамическая система характеризуется информацией, содержащейся в выходных координатах: сигнал датчика либо сигнал, порождаемый моделью оценки состояния динамического объекта. Управляемые процессы в объектах и системах характеризуются набором величин, которые принято называть координатами или переменными системы (обороты ротора, температуры и давления в отдельных сечениях по тракту двигателя и др. )

ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ

ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ

ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ И ХАРАКТЕРНЫЕ СЕЧЕНИЯ ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ n n n ВОЗДУХОЗАБОРНИК КОМПРЕССОР КАМЕРА СГОРАНИЯ ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ И ХАРАКТЕРНЫЕ СЕЧЕНИЯ ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ n n n ВОЗДУХОЗАБОРНИК КОМПРЕССОР КАМЕРА СГОРАНИЯ ТУРБИНА ФОРСАЖНАЯ КАМЕРА СГОРАНИЯ РЕАКТИВНОЕ СОПЛО

Двухконтурный турбореактивный двигатель ТРДД 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. компрессор низкого давления Двухконтурный турбореактивный двигатель ТРДД 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. компрессор низкого давления (вентилятор) компрессор высокого давления камера сгорания турбина низкого давления (турбина вентилятора) турбина высокого давления Смеситель реактивное сопло

Н – невозмущенный поток на входе в двигатель ВХ – сечение на входе в Н – невозмущенный поток на входе в двигатель ВХ – сечение на входе в воздухозаборник В – сечение за воздухозаборником ВН – сечение за вентилятором К - сечение за компрессором Г - сечение за камерой сгорания Т - сечение за турбиной (Ф – сечение за форсажной камерой сгорания) при наличии С – срез реактивного сопла

Стационарные энергетические установки Стационарные энергетические установки

энергетические установки энергетические установки

Входное устройство (воздухозаборник) Одномерная математическая модель Входное устройство (воздухозаборник) Одномерная математическая модель

Вентилятор, компрессор Одномерная математическая модель Вентилятор, компрессор Одномерная математическая модель

Камера Сгорания Одномерная математическая модель Камера Сгорания Одномерная математическая модель

Турбина Одномерная математическая модель Турбина Одномерная математическая модель

Передача крутящего момента Передача крутящего момента

Сопло Одномерная математическая модель Коэффициент расхода Коэффициент потерь в сопле Расход газа Газодинамическая функция Сопло Одномерная математическая модель Коэффициент расхода Коэффициент потерь в сопле Расход газа Газодинамическая функция

Динамический режим это переход объекта управления из одного установившегося состояния в другое, сопровождаемый изменением Динамический режим это переход объекта управления из одного установившегося состояния в другое, сопровождаемый изменением выходных параметров во времени

1. Цель управления координаты или состояние системы, объекта должны быть равны определенному значению. 2. 1. Цель управления координаты или состояние системы, объекта должны быть равны определенному значению. 2. Качество управления Поведение координат объекта должно соответствовать определенному закону. 3. Уровень технического воплощения Элементная база, на основе которой реализуется техническое решение. 4. Стоимость проекта

Задачи САУ Режим стабилизации n Режим программного управления n Режим слежения n Задачи САУ Режим стабилизации n Режим программного управления n Режим слежения n

динамический режим n Переход двигателя с одного установившегося режима работы на другой представляет собой динамический режим n Переход двигателя с одного установившегося режима работы на другой представляет собой динамический режим или программное управление, которое для двигателя принято называть режимами приемистости и сброса газа.

параметры регулирования n n n Время переходного процесса определяется выбранным законом управления, синтезированным из параметры регулирования n n n Время переходного процесса определяется выбранным законом управления, синтезированным из условия обеспечения устойчивости рабочего процесса и прочности конструкции двигателя. Для того, чтобы обеспечивать работу двигателя на различных режимах его работы и в различных условиях функционирования, необходимо выбрать параметры регулирования. К параметрам регулирования, которые характеризуют тягово-экономические и мощностные возможности двигателя, относятся: n 1. Степень повышения давления в различных элементах двигателя - *= n 2. Подогрев рабочего тела *=

закон изменения параметров регулирования *и * Обеспечивается : n - изменением расхода топлива в закон изменения параметров регулирования *и * Обеспечивается : n - изменением расхода топлива в камеру сгорания; n - изменением площади проходных сечений вдоль тракта двигателя. Параметры, действие которых вызывает изменение режимов работы управляемого объекта (ГТД), принято называть «Управляющие параметры или управляющие факторы» . Условные обозначения: TT 2– полная температура на входе в вентилятор PT 2 – полное давление на входе в вентилятор PS 2 – статическое давление на входе вентилятора PT 6 M – полное давление за турбиной PLA – сигнал ручки управления двигателем M – число Маха полета WAC 2 – расход воздуха через второй контур N 1 – обороты ротора низкого давления N 2 – обороты ротора высокого давления FTIT – температура газа за турбиной PB – давление воздуха за компрессором WF – расход топлива для программного движения WFGG – расход топлива в камеру сгорания AJ – площадь сечения реактивного сопла EPR=PT 6 M/PT 2 – полное отношение давлений двигателя FA-AB – отношение расхода топлива к расходу воздуха в форсажной камере