Способ определения расхода воздуха через внутренний и наружный контуры двухконтурного турбореактивного двигателя
METHOD FOR DETERMINING THE AIR FLOW THROUGH THE INTERNAL AND EXTERNAL CIRCUITS OF A BYPASS TURBOJET ENGINE

Изобретение относится к способу имитации на газогенераторе (включает компрессор высокого давления, основную камеру сгорания, турбину высокого давления) с наружным контуром и раздельным входом различных режимов работы двухконтурного турбореактивного двигателя, что позволяет подавать воздух с различными параметрами по давлению и температуре во внешний и внутренний контур первого.
В качестве прототипа выбран способ испытания газогенератора с наддувом и подогревом воздуха на входе, без раздельного входа (Л.С. Скубачевский. Испытание воздушно-реактивных двигателей. Москва, Машиностроение, 1972, с. 19-20). Воздух на входе подается с заданными параметрами сразу в наружный и внутренний контур, без разделения потоков. Недостатком такого способа является отсутствие возможности подачи воздуха в наружный и внутренний контур с различными параметрами и замер расхода воздуха по контурам.
Задачей изобретения является имитация на газогенераторе требуемого режима работы двухконтурного турбореактивного двигателя, путем воспроизведения
*
*
ВХ
ВХ
параметров воздуха Р, Т в наружном и внутренних контурах, соответствующих заранее определенных при испытаниях двигателя.
Техническим результатом, достигаемым заявленным способом является возможность определения расхода воздуха через внутренний и наружный контуры двухконтурного турбореактивного двигателя.
1пр
ВХ
пр
ВХ
пр
ВХ
пр
ВХ
пр
впр
2пр
ВХ
пр
ВХ
пр
ВХ
пр
ВХ
пр
2пр
впр
*
*
*
*
*
*
*
*
Указанный технический результат достигается тем, что в способе определения расхода воздуха через внутренний и наружный контуры двухконтурного турбореактивного двигателя предварительно проводят испытания двухконтурного турбореактивного двигателя, при которых на различных режимах работы двигателя, заданных частотой вращения ротора высокого давления n, измеряют полное давление Ргг, Рнк, температуру воздуха Тгг, Тнк на входе в компрессор высокого давления (в газогенератор двигателя) и наружный контур, расход воздуха G на входе в двигатель, частоту вращения ротора низкого давления n, затем проводят испытания газогенератора с наружным контуром и отдельными входами в них, при которых задают ранее измеренные параметры полного давления Ргг, Рнк и температуры воздуха Тгг, Тнк на входе в газогенератор (в компрессор высокого давления) и наружный контур, соответствующие ранее измеренным частотам вращения ротора низкого давления n на различных режимах работы двигателя, при этом измеряют расход воздуха G на входах в газогенератор, а также в его наружный контур.
На фиг. 1 представлен газогенератор с наддувом и подогревом воздуха на входе с раздельным входом.
*
ВХ
пр
1пр
На фиг. 2 представлен график зависимости Тгг от n по результатам испытаний.
*
ВХ
пр
1пр
На фиг. 3 представлен график зависимости Тнк от n по результатам испытаний.
*
ВХ
пр
1пр
На фиг. 4 представлен график зависимости Ргг от n по результатам испытаний.
*
*
ВХ
пр
1пр
На фиг. 5 представлен график зависимости Рнк от n по результатам испытаний.
впр
1пр
На фиг. 6 представлен график зависимости G от n по результатам испытаний.
2пр
1пр
На фиг. 7 представлен график зависимости n от n по результатам испытаний.
Воздух на входе подается с заданными параметрами в наружный и внутренний контур, что позволяет задавать различные параметры по давлению и температуре воздуха во внешний и внутренний контур, а также замерять расход воздуха по контурам.
Пример использования заявленного способа.
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
2
*
2
ВХ
ВХ
ВХ
ВХ
ВХ
пр
ВХ
пр
ВХ
пр
ВХ
пр
впр
2пр
1пр
ВХ
пр
ВХ
пр
ВХ
пр
ВХ
пр
впр
1пр
2пр
На первом этапе испытаний устанавливается на стенд двухконтурный, двухвальный (имеет ротор низкого и высокого давления) двигатель (либо несколько, в этом случае в последствии используют средние арифметические значения измеренных параметров) с гладким входом. Гладкий вход позволяет замерять общий расход воздуха, поступающий в двигатель, при этом невозможно замерить расход воздуха отдельно в наружном и внутреннем контуре двигателя. Замер расхода воздуха осуществляется по перепаду давления в мерном участке, учитывая температуру и влажность воздуха согласно ОСТ 102555-85. Замеряется дроссельная характеристика (основные параметры двигателя на различных режимах работы по частоте вращения одного из роторов) при этом измеряется полное давление (Ргг, Рнк) и температура (Тгг, Тнк) на входе в газогенератор (на входе в компрессор высокого давления) и наружный контур. По результатам испытаний, например, на максимальном режиме работы двухконтурного турбореактивного двигателя получают зависимости (используемые в дальнейшем при испытаниях газогенератора с раздельным входом для сопоставления режимов работы двигателя и газогенератора) параметров Тгг, Тнк, Ргг, Рнк, G, n от n, представленные на фигурах 2-7. На примере максимального режима работы двухконтурного турбореактивного двигателя получены следующие значения параметров: Тгг=180,4°С, Тнк=173,5°С, Ргг=4,1 кгс/см, Рнк=3,9 кгс/см, G=120,8 кг/с, n=98,6%, n=99,2%.
*
*
*
*
*
*
*
2
*
2
ВХ
ВХ
ВХ
ВХ
2пр
ВХ
пр
ВХ
пр
ВХ
пр
ВХ
пр
2пр
вНКпр
вГГпр
На втором этапе испытаний устанавливается на стенд газогенератор с наружным контуром и раздельным входом. Раздельный вход позволяет отдельно замерять расход воздуха, поступающий в наружный контур и в газогенератор. При испытаниях задаются те же параметры давления (Ргг, Рнк) и температуры (Тгг, Тнк) на соответствующих оборотах n, что и в двигателе, определенные на первом этапе испытаний на максимальном режиме: Тгг=180,4°С, Тнк=173,5°С, Ргг=4,1 кгс/см, Рнк=3,9 кгс/см, n=99,2%. Замеряется расход воздуха (так же как и на первом этапе испытаний) через наружный контур и контур газогенератора: G-48,3 кг/с, G=72,5 кг/с. Зависимости на фигурах 2-7, полученные на первом этапе испытаний, дают возможность имитировать любой режим работы двигателя на газогенераторе и определить расход воздуха через наружный контур и газогенератор.