Модуль 4. Особливості конструкції електрообладнання військових літальних апаратів. Тема 14. Системи управління СУ Заняття 3. Комплексний регулятор режимів роботи КРД-99 літака Су-27
Перше питання. Функціональна схема КРД-99
Комплексний регулятор двигуна призначений для формування керуючих сигналів на виконавчі механізми (ИМ) витрати палива (ИМ-1) і закрилків ВНА КНД (ИМ - 8), а також для формування сигналів керування системами вироби і лічильниками напрацювання. В системі управління виробом 99 КРД-99 А здійснює: - Обмеження максимальних значень N 1 max, N 2 max, T 1 max, при роботі двигуна на режимах «МАКСИМАЛ» і вище за рахунок управління витратою палива в основну камеру згоряння (ОКС); - Корекцію N 1 max, N 2 max, і Т 1 max по Тв ‑ відповідно до прийнятих законів управління на режимі МАКСИМАЛ; - Управління положенням закрилків ВНА компресора НД в залежності від N 1 пр; - Вироблення керуючих команд в системи виробу з метою короткочасного підвищення запасів його газодинамічної стійкості ддя попередження і ліквідації помпажу, а також для відновлення вихідного режиму роботи після спрацьовування протипомпажної системи; - Управління ввімкненням форсажу і сигналізацію про його розпал; - Управління ввімкненням охолодження турбіни; - Формування та видачу дискретних сигналів про режими роботи двигуна в систему управління і бортові реєстратори; - Автоматичний контроль каналів керування регулятора і видачу сигналів при їх відмові.
Передбачений наземний контроль регулятора із забезпеченням можливості відшукання несправностей за допомогою пульта його перевірки. Регулятор КРД в контурі управління витратою палива і положенням закрилків ВНА являє собою обчислювальну машину безперервної дії, працюючу на аналоговому принципі. За функціональним призначенням регулятор можна розділити на наступні пристрої і блоки (Альбом схем Рис. 54): • блок керування витратою палива в основну камеру згоряння; (регулятор основного контура РОК), що включає;
1. Канал регулювання частоти обертання ротора низького тиску (НД) РЧВІ; 2. Канал регулювання частоти обертання ротора високого тиску (НД) РЧВ 2; 3. Канал регулювання температури газів за турбіною РТГ • блок керування положенням закрилків ВНА КНД (регулятор направляючих апаратів РНА); • блок управління форсажем (БУФ); • блок помпажного захисту (БПЗ) і автоматичного запуску на вибігу (АЗВ); • канал керування охолодженням турбіни (КУО); • блок дискретних команд (БДК); • блок системи виявлення несправностей (С 0 Н);
Конструктивно КРД-99 складається з двох блоків автоматики ВА-165 А і 166 А, які встановлені на монтажній рамі в нижній частині фюзеляжу, шпангоут № 35 -36. У блоці БА-165, знаходяться функціональні блоки каналів РНА, РЧВ 1, РЧВ 2, РТГ і СОН. У блоці БА-166 знаходяться функціональні блоки каналів БПЗи, АЗВ, БУФ, БДК. На лівій панелі корпусу кожного блоку розміщені гвинти експлуатаційних регулювань програм регулювання.
В якості датчиків первинної інформації на двигуні установлено: • ДП-110 датчик положення. Призначений для задачі електричного сигналу пропорційного куту повороту закрилків НА. Чутливим елементом датчика є якір індукціонного датчика, пов'язаний з кінематикою НА. • ДТ-211 датчик температури. Призначений для вимірювання та видачі електричного сигналу пропорційного температурі повітря на вході в двигун Тв. Чутливим елементом датчика є дві спіралі з платинового дроту, які змінюють свій опір від температури. • Т-99 термопари. Призначені для вимірювання температури за турбіною двигуна Тт. Розглянуті вище. • ДЧВ-2500 датчики частоти обертання РВДи РНД. Див. наступний слайд.
Призначені для вимірювання і видачі електричного сигналу пропорційного П 1 і П 2. Являють собою датчики індуктивно-імпульсного струму. Складається з котушки індуктивності біля полосного наконечника якої обертається шестерня-індуктор. • СПТ-88 -2, 2 сигналізатор помпажу. Призначений для видачі електричного сигналу пропорційного перепаду тиску на компресорі Рк. Чутливим елементом датчика є мембрана, зв’язана з перетворюючим пристроєм. • Т-82 К термопара ГТДЭ. Призначена для вимірювання температури газів за турбіною турбостартера. Термопара групи ХА. • ДПІ-1500 датчик полум'я іонізаційний. Призначений для видачі сигналу про займання ФК. Являє собою датчик іонізаційного типу.
Друге питання. Блок дискретних команд Призначений для формування і видачі в електричну схему систему управління дискретних команд при наступних значеннях: для ввімкнення клапану кидку палива; для ввімкнення лічильника напрацювання режиму (повітря); для ввімкнення лічильника загального напрацювання для вимкнення запалювання основної КС; для вимкнення супроводу ГТДЭ; для вимкнення вбудованого контролю систем управління повітрозбірника; або ввімкнення форсажу для блокування аварійного зливу палива; для ввімкнення розгрузки гідронасосів для закриттястворки вихлопу ГТДЭ; або форсаж для ввімкнення лічильника напрацювання максимального режиму.
БДК формує дискретні сигнали також при: Граничній температурі газу ГТДЭ Ттс ≥ 8600 С. Максимальною температурою палива Тт. макс = 1100 С. Відсутності сигналу з сигналізатору паливного витратоміру (СТР) і Тт. макс. Обєднаний сигнал «СБОРОСЬ ОБОРОТЫ» (СО) формується при наявності однієї або декількох умов: 1. Перевищення граничної температури мастила Тм ≥ Т мах = 2100 С. 2. Перевищення граничних вібрацій корпусу двигуна В ≥ Вмакс. якщо 85% ≥ П 2 > 53%, В мах = 100 мм/с і В мах = 70 мм/с при П 2≥ 85% та ін.
Третє питання. Регулятор основного контуру Блок керування витратою палива в основну камеру згоряння (регулятор основного контуру ‑ РОК) включає в себе (Альбом схем Рис. 55): канал регулювання частоти обертання РНД (РЧВ 1); канал регулювання частоти обертання РВД (РЧВ 2); канал регулювання темпера газів за турбіною (РТГ). РОК призначений для формування керуючого впливу у вигляді імпульсної напруги змінної шпаруватості на виконавчий механізм ИМ-1, що є управляючим елементом виконавчого пристрою агрегату НР-31. Канали РЧВ-1, РЧВ-2, РТГ на виході формують управляючі сигнали, пропорційні неузгодженості (Альбом схем Рис. 55)
Структура каналів РЧВ 1 і РЧВ 2 аналогічна і включає в себе (Альбом. Схем Рис. 56): ДЧВ-2500 ‑ датчик частоти обертання n 1, n 2; ДТ-211 ‑ датчик температури Тв; УП ‑ підсилювачі перетворювачі, які перетворюють сигнали з датчиків в пропорційні напруги постійного струму; селектори МАХ і МІN ‑ які пропускають на вхід тільки максимальні й мінімальні значення сигналів; К 1 і К 2 ‑ ключі для вимкнення відповідного каналу при їх виході з ладу. Канал регулювання РТТ включає в себе (Альбом схем Рис. 57):
Т-99 ‑ термопари, для вимірювання Тт; терморезистори з підсилювачами ‑ перетворювачами і селектором МIN ‑ для виключення впливу не термо. ЕРС температур холодного спаю термопар (в мережі вимірювання Тт) вимірювачі Тт; КУ ‑ коригувальні пристрої, для динамічної корекції сигналів Тт (виняток інерційності остигання і нагрівання термопар); селектор МАХ ‑ для вибору максимального значення сигналів; формувач закону обмеження Тт макс ‑ обчислювальний пристрій; компаратор ‑ для формування сигналів "Перегрів двигуна", являє собою порівнюючий пристрій. Всі три канали РЧВ 1, РЧВ 2 і РТГ мають одну загальну мережу управління виконавчим механізмом, яка включає в себе (Альбом схем Рис. 55):
селектор min ‑ забезпечує комутацію того з сигналів РЧВ 1, РЧВ 2, РТГ, який налаштований на менше значення витрати палива Ст; коригуючий пристрій; широтно-імпульсний модулятор регулятора основного контуру (ШИМ РОК); ключ К ‑ для відключення ИМ-1 при відмові всіх трьох каналів; виконавчий механізм ИМ-1.
Розглянемо роботу функціональної схеми каналів РЧВ 1 і РЧВ 2 (альбом схем рис. 55). Частотні індуктивні датчики частоти обертання роторів НД і ВД-2500 сприймають інформацію про поточні значення і перетворюють її в електричні сигнали змінного струму, частоти яких f 1 та f 2 пропорційні відповідно та . Ці сигнали надходять в підсилювачі перетворювачі (УП) по два на кожний канал, де вони перетворюються в постійні напруги. Селектори МАХ, включені в канали РЧВ 1 -й РЧВ 2 та пропускають на вихід найбільшу напругу.
Вихідні напруги селекторів надходять на вхід формувачів закону обмеження і разом з напругою, залежних від Тв, поступаючим по ланцюгу вимірювання Тв (датчик ДТ-211, УП 3 і УП 4 селектор min). У формувачах законів обмеження відбувається обчислення по Тв максимальних програмних значень n 1 і n 2, порівняння їх з поточними значеннями П 1 і П 2 та формування напруг, пропорційних Δ Δ Ці напруги через ключі (К 1 і К 2), які слугують для виключення відповідного каналу при їх виході з ладу надходять в селектор min РОК (пльбом схем Рис. 55)
Розглянемо роботу функціональної схеми каналу РТГ (альбом схем. Рис 57). Температура газу за турбіною Тт сприймається блоком термопар Т-99. Для виключення впливу на термо. ЕРС, яка виробляється блоком термопар, температури їх холодного спаю в ланцюзі вимірювання Тт передбачена схема корекції термо. ЕРС , що вмикає терморезистори підсилювачіперетворювачі та селектор min. Вихідні напруги вимірників Тт піддаються динамічній корекції за допомогою КУ, виконаних у вигляді форсуючих ланок, для виключення інерційності термопар при нагріванні або охолодженні. Селектор МАХ вибирає найбільшу з цих напруг, які потім надходить на вхід в формувач закону обмеження . Вихідна напруга формувача пропорційна Δ , надходить на вхід селектора min РОК.
При виникненні неузгодженості в каналі обмеження , рівного 50°С компаратор видає сигнал в БПЗ і СОН «ПЕРЕГРЕВ ДВИГАТЕЛЯ» (Висока температура ‑ ВТ). При відмові РЧВ 1 або РЧВ 2 закон обмеження по команді від СОН знижується на 50 ° С. При подачі команди «ОХЛАЖДЕНИЕ ВЫКЛ» . з системи охолодження турбіни закон обмеження знижується на 250°С. Регулювання (Тв) здійснюється гвинтом на КРД. Керуючі сигнали з виходів РЧВ 1, РЧВ 2, і РТГ надходять на вхід селектора min, який забезпечує комутацію того з каналів в ланцюг управління ИМ-1, який налаштований на менше значення витрати палива (альбом схем рис. 55).
Четверте питання. Управління положенням закрилків ВНА КНД Регулятор направляючих апаратів КНД призначений для формування керуючого сигналу на виконавчий механізм ВНА ИМ-8 у вигляді імпульсів напруги змінної шпаруватості (скважности-рос. ) Функціональна схема каналу РНА включає: (Альбом схем Рис. 58): - датчик положення закрилків ДП-110. Призначений для видачі електричного сигналу пропорційного αвна. - підсилювач перетворювач УП ‑ призначений для перетворення і посилення сигналу з ДП-110; - обчислювач n 1 пр. Призначений для обчислення наведеного значення обертів КНД в залежності від зміни фізичного значення і температури на вході в двигун Тв, - формувач закону управління ВНА. Призначений для формування керуючого сигналу в залежності від значень n 1, Тв. Являє собою обчислювальний пристрій, що формує сигнал αвна; - коригуючий пристрій; - ШИМ ВНА ‑ широтно-імпульсний модулятор. Призначений для формування імпульсного сигналу в залежності від значень Δαвна ; - ключ К. Призначений для відключення ИМ-8 при надходженні сигналу відмови з СОН;
П’яте питання. Протипомпажний захист і автоматичний запуск на вибігу 10 Блок помпажного захисту та автоматичного запуску на вибігу БПЗ і АЗВ призначений для формування керуючих команд на органи управління виробу з метою підвищення його запасів стійкості для попередження і припинення помпажу а також для здійснення автоматичного запуску на вибігу після спрацьовування БПЗ. Для підвищення запасів стійкості двигуна при виникненні помпажу БПЗ короткочасно здійснює: скид і відсічення подачі палива в основну КС; поворот закрилків ВНА компресора НД і лопаток НА компресора ВД на менші кути; часткове розкриття стулок реактивного сопла; при роботі двигуна на форсованих режимах ‑ переведення його на режим мінімального форсажу; частковий вьпуск панелей клина повітрозабірника.
Шосте питання. Управління включенням форсажу Блок управління форсажем (БУФ) призначений для формування керуючих сигналів, які забезпесують задану послідовність операцій при включенні і виключенні форсажу. При надходженні команди «ВКЛЮЧЕНИЕ ФОРСАЖА» (ВФ) від сигналізатора тиску палива МСТ-10 АС, який спрацьовує при переводі РУД вище упору МФ, блок забезпечує включення ИМ -4. Якщо при цьому n 2 ≥ 85%, то через (0, 4 ± 0, 1) с. видається циклічна команда на ИМ-6 у вигляді трьох імпульсів тривалістю по (0, 3 ± 0, 1) секунди з паузами між імпульсами (0, 4 ± 0, 1) с. (Альбом схем рис. 54).
Сьоме питання. Система виявлення несправностей (СОН) Система СОН здійснює передпольотний контроль КРД на несправному виробі при включенні напруги живлення регулятора і подачі команди. «КОНТРОЛЬ РЕГУЛЯТОРА» (КР) з бортової схеми або з пульта ПНП-132 А. При справному регуляторі СОН видає сигнал контроль КРД та систему «ЭКРАН» . При відмові РТГ додатково видається сигнал «ПЕРЕГРЕВ ДВИГАТЕЛЯ» в «ЭКРАН» , на РІ і в «ТЕСТЕР» . Сигнали відмови РЧВ 1, РЧВ 2, РТГ, РНА, ШИМ РОК, ШИМ РНА самоблокуються. Зняття самоблокування проводитися вимкненням живлення КРД після виконання або припинення робіт. Сигналізація відмови КРД в польоті здійснюється появою сигналу на УСТ «РЕГУЛЯТ. ЛЕВ (ПРАВ)»
ПИТАННЯ ?
Скачать презентацию Модуль 4 Особливості конструкції електрообладнання військових літальних апаратів
Модуль 4_14_3 испр.ppt