Глава 12 - Системы ГТД

Температура топлива в топливной системе

Определяется температурой топлива на входе в топливную систему и величиной подогрева в ее элементах.

Класс чистоты топлива на входе в топливную систему

Назначается в ТЗ на двигатель и определяется конструктивными особенностями топливной системы самолета. Обводненность топлива задается в нормах на топливо и в ТЗ на двигатель.

Класс чистоты внутренних полостей агрегатов

Назначается в ТЗ на САУ исходя из обеспе- чения работоспособности при заданном классе чистоты топлива и консервационной жидкости. Работоспособность зависит от конструкции прецизионных пар трения и фильтрующих элементов агрегатов.

Тонкость фильтрации топлива.

Различают абсолютную и номинальную тонкость фильтрации. Абсолютная тонкость фильтрации соответствует максимальному размеру частиц, пропускаемых фильтроэлементом. Номинальная тонкость фильтрации соответствует размеру частиц, не менее 97% которых задерживается фильтроэлементом. Более подробно о фильтре см. в разделе 12.2.1.7.

Минимальное допустимое давление топлива перед качающим узлом

Определяется особенностью топливной системы самолета и свидетельствует о кавитационной стойкости качающего узла.

Максимальное допустимое давление топлива в топливной системе в полостях высокого и низкого давления

Определяется прочностью полостей агрегатов. В топливной системе предусматривается предохранительный клапан, который предотвращает превышение предельно допустимого давления топлива.

Температура топлива на входе в топливную систему

Задаются минимальная и максимальная температуры топлива. По этим значениям рассчитывается тепловое состояние топливной системы. При работе температура топлива не должно быть выше максимально допустимой и не должно происходить обмерзание фильтров и других элементов топливной системы при отрицательных температурах топлива на входе.

Эти значения температуры топлива также используют в расчете маслосистемы.

12.2.1.4 - Работа топливной системы

Работа на режимах запуска и останова

При запуске по мере увеличения частоты вращения вала привода насосов давление в топливной системе двигателя увеличивается. Под действием давления топлива подвижные элементы агрегатов устанавливаются в рабочее положение, и начинается подача топлива в КС и к исполнительным механизмам САУ для реализации заданных программ управления. На режимах запуска для экономии отбираемого топлива возможно отключение его подачи в элементы автоматики, которые не работают на запуске. Применение таких конструктивных мероприятий позволяет уменьшить размерность качающего узла.

При останове уменьшается расход топлива в КС с режима до малого газа. Затем краном останова перекрывается подача топлива в КС, и топливо из коллекторов КС сливается в дренажный бак. При необходимости (для предотвращения коксования форсунок) коллекторы продуваются воздухом или нейтральным газом. При аварийном выключении подача топлива в КС прекращается с любого режима, а топливо из коллекторов сливается в дренажный бак.

Работа на основных режимах

Топливо подается подкачивающим насосом через ТМТ и основной топливный фильтр (ОТФ) на вход в качающий узел высокого давления. От качающего узла топливо высокого давления подается в топливодозирующую систему. Часть его отбирается на привод механизации двигателя и на собственные нужды элементов топливной системы (топливо используется как рабочее тело в элементах исполнительной части автоматики). Из системы управления механизацией двигателя и из элементов автоматики топливо через фильтр сливается на вход в подкачивающий насос, реже – на вход в ОТФ. Часть топлива отбирается в систему охлаждения агрегатов и маслосистемы двигателя (и гидросистемы самолетных агрегатов) и может затем перепускаться в бак самолета. Отдозированное топливо распределяется по коллекторам форсунок КС.

При включении форсажного режима форсажным регулятором выдается команда на подачу топлива в форсажный насос или на его включение, если насос приводится автономным электродвигателем или воздушной турбиной. Топливо высоко-

744

Глава 12 - Системы ГТД

Рисунок 12.2.1.4_1 - Топливная система двигателя на гриогенном топливе КП - кран пожарный; НП - насос подкачивающий; КР - кран распределительный;

КД - клапан дренажный; ТНА - турбонасосный агрегат; Д - дроссель; ДГ - дозатор топливного газа; ДР - датчик расхода газа; КЗ - клапан запорный; ФР - форсунки

го давления от форсажного насоса подается к дозатору (дозаторам) форсажного топлива и далее распределяется по коллекторам форсунок ФК.

Работа на аварийных режимах

В полете могут возникать аварийные ситуации, требующие немедленной посадки самолета. Если на момент возникновения такой ситуации остаток топлива в баках превышает аварийный объем, то на исправном двигателе по команде пилота может быть включен сливной клапан (на форсажном двигателе - форсажный топливный насос), и излишнее топливо из баков через клапан и трубопровод сливается.

Работа топливной системы на СПГ

Топливная система самолета и двигателей на СПГ имеет особенности. Топливные баки должны иметь двухстенную конструкцию. Бак, топливные трубопроводы и агрегаты криогенного топлива должны иметь эффективную теплоизоляцию.

В настоящее время ведутся работы по созданию двух вариантов топливных систем:

- двухтопливный вариант – двигатель может работать как на керосине, так и на СПГ. Топливная система двигателя имеет два комплекта аппаратуры – традиционный керосиновый контур и дополнительный криогенно–газовый контур. Переклю- чение с одного контура на другой может быть

проведено как на неработающем, так и на работающем двигателе.

-однотопливный вариант - обеспечивает работу только на криогенном топливе.

На Рис. 12.2.1.4_1 приведена схема криоген- но-газовой топливной системы авиационного двигателя.

Система включает в себя:

-подкачивающий насос (НП);

-турбонасосный агрегат (ТНА);

-теплообменник-газификатор (ÊÃÒ);

-дозатор топливного газа (ДГ);

-запорный клапан (КЗ);

-распределительный кран (КР).

Кроме того, может быть установлен теплообменник для охлаждения воздуха, отбираемого из КВД. Газифицированное топливо имеет значительный хладоресурс, что позволяет применить теплообменники для охлаждения воздуха, подаваемого для охлаждения маслосистемы двигателя и в систему охлаждения лопаток турбины.

НП предназначен для обеспечения минимально необходимого давления топлива на входе в ТНА, обеспечения топливоподачи на режимах захолаживания (прокачка криогенного топлива на остановленном двигателе для исключения газообразования) и запуска двигателя. НП приводится от коробки приводов двигателя или автономно электро-, гидро- или пневмомотором.

745