Двигатель АЛ-31ПФ. Руководство - часть 329

 

Система управления критическим сечением реактивного сопла – 

 

 

 

Система управления критическим сечением реактивного 

сопла. Описание и работа. 

Содержание 

 

Ссылки ……………………………………………………………………………………………..…….. 

1

 

 

1  

Описание………. …………………………………………………………………………………. 

1

 

 2 

 

Работа системы управления критическим сечением сопла ……………………………... 

3

 

Перечень рисунков  

1 

Система управления критическим сечением реактивного сопла ………………………. 

6

 

2 

Управление критическим сечением реактивного сопла………………………………....... 

7

 

3 

Агрегат перестройки

 

π

т

 АПП……………………………………………………………………..

8

 

4 

Схема агрегата перестройки 

π

т

 ……………………………………………………………..    

9

 

5 

Гидроцилиндр створок критического сечения сопла ……………………………………... 

10

 

6 

Обратная связь РС ………………………………………………………………………………

11

 

7  

Пневмоцилиндр системы управления РС…………………………………………………… 

12

 

8 

Коммуникации к гидроцилиндрам РС и ПУ РС………………………………………………

13

 

9 

Коммуникации подвода воздуха к пневмоцилиндрам…………………………………….. 

14

 

Ссылки:  

Модули данных, 

технические руководства 

Название 

96-А-72-80-00-00А-000А-А 

Поворотное регулируемое сопло (ПРС). Описание и работа. 

96-А-73-23-20-00А-000А-А 

Регулятор сопла агрегата РСФ. Описание и работа. 

96-А-73-50-00-00А-000А-А 

Питающий контур систем управления РС и ПУ. Описание и работа. 

96-А-73-55-10-00А-000А-А 

Агрегат перестройки П

т

 

(АПП). Описание и работа. 

1. 

Описание 

1.1. 

Общие сведения 

Система  управления  регулируемым  соплом (PC)  изменяет  площади  его  критического 
сечения (Fкр) в соответствии с законами регулирования PC и режимами работы двигателя.  
Система  управления  регулируемым  соплом  (РС)  питается  топливом  высокого  давления  от 
питающего контура высокого давления (

96-А-73-50-00-00А-000А-А

) 

Система включает (

см. рис. 1

): 

– 

поворотное регулируемое сопло (ПРС) (

96-А-72-80-00-00А-000А-А

) 

– 

регулятор сопла агрегата РСФ (

96-А-73-23-20-00А-000А-А

) 

– 

агрегат перестройки 

π

т

 АПП (

96-А-73-55-10-00А-000А-А

) 

– 

гидроцилиндры управления PC 

– 

обратную связь PC 

– 

пневмоцилиндры 

– 

трубопроводы, коммуникации. 

1.2. 

Регулятор сопла агрегата РСФ. 

1.2.1. 

Общие сведения 
Регулятор  сопла  управляет  створками  критического  сечения  РС  в  соответствии  с 
программами регулирования и режимами работы двигателя. 

Регулятор сопла агрегата РСФ включает (

рис. 1

): 

– 

гидрозамедлитель по

 α

РУД

 

 

Система управления критическим сечением реактивного сопла – 

 

 

 

– 

программный механизм регулятора сопла 

– 

программный механизм регулятора 

π

т

 

– 

исполнительный механизм регулятора 

π

т

 

– 

механизм коррекции G

ТФ

 по

 t

01

 

– 

блок воздушных редукторов 

– 

механизм управления створками PC в зоне МГ 

– 

блок электромагнитных клапанов 

– 

кран управления входным клапаном ФН по 

α

РУД

 

– 

клапан перестройки регулятора 

π

т

 по электросигналу от КРД 

– 

механизм перестройки критического сечения PC по команде от HP. 

1.2.2. 

Регулятор сопла смонтирован в корпусе РСФ. 

1.2.3. 

Сведения о регуляторе сопла изложены в разд. 

96-А-73-23-20-00А-000А-А

. 

1.3. 

Агрегат перестройки 

π

т

 (

рис. 3, рис. 4

) 

1.3.1. 

Общие сведения 

1.3.1.1.  Агрегат  кратковременно  стравливает  давление  воздуха  (Р

2

"

π

т

),  который  поступает  от 

фильтра – редуктора  в  агрегат  РСФ    При  этом  повышается  настройка  регулятора 

π

т

, 

приоткрываются  створки  РС,  чем  повышается  устойчивость  КНД  при  включении 2 и 1 
коллекторов ФК.. 

1.3.1.2.  Агрегат взаимодействует с агрегатом РСФ. 

1.3.1.3.  Агрегат  включается  при  росте  давления  в  линии  командного  давления  от  РСФ  к  РТФ  до 

уровней подключения 2 и 1 форсажных коллекторов (п. 1.3.2.1)  

1.3.1.4.  Агрегат  питается от агрегата РСФ давлением от клапана постоянного давления (Р кпд РСФ) 

1.3.1.5.  Агрегат состоит из узла воздушного жиклера и двух идентичных командных узлов.  

1.3.1.6.  Схема агрегата приведена на 

рис. 4

,

 

внешний вид агрегата приведен на 

рис. 3

. 

1.3.2. 

Описание 

1.3.2.1.  Основные данные: 

– 

1 уровень срабатывания (открытие 2 коллектора)………………..……

 

12 кгс/см

2

 

– 

2 уровень срабатывания (открытие 1 коллектора)…………………..    18 кгс/см

2

 

– 

время перестройки 

π

т

 при поступлении команды  первого уровня  

срабатывания ……………………………….…………………………..…....1,5 + 0,1 с 

– 

время перестройки 

π

т

 при поступлении команды второго уровня  

срабатывания …………………………………………………..……….……1,5 + 0,1 с 

1.3.2.2.  Масса агрегата 2,4 кг. 

1.3.2.3.  Назначение основных узлов (

рис. 4

): 

1.  Узел  воздушного  жиклера 

2

 стравливает  воздух  Р

2

"

π

т

,

  который  поступает  к  штуцеру 

19.

 

Это  уменьшает  Р

2

"

π

т

  и,  соответственно,  увеличивает 

π

т

,  которое  поддерживает 

регулятор 

π

т

 

агрегата РСФ. 

2.  Командный  узел 

5

  формирует  командное  давление  первого  уровня  на  срабатывание 

воздушного жиклера. 

3.  Командный  узел 

11

  формирует  командное  давление  второго  уровня  на  срабатывание 

воздушного жиклера. 

4.  Клапаны 

 25 и 16  

формируют гидравлические команды на открытие/закрытие воздушного 

жиклера 2. 

1.3.2.4.  Агрегат установлен на фронтовом устройстве форсажной камеры 

 

Система управления критическим сечением реактивного сопла – 

 

 

 

1.4. 

Гидроцилиндры PC (

рис. 5

) 

1.4.1. 

Описание 

1.4.1.1.  Гидроцилиндры открывают и закрывают створоки PC по командам РСФ. 

1.4.1.2.  Основные технические данные: 

– 

количество на двигателе………………………………………………… 16 

– 

ход поршня ..................…………………………………………….......... 50 

мм. 

1.4.1.3.  Гидроцилиндры установлены на корпусе РС равномерно по окружности.  

1.4.2. 

Работа 

1.4.2.1.  Шток  цилиндра  вдвигается,  когда  топливо  высокого  давления  подается  к  штуцеру 

7

 

штоковой полости. При этом, штуцер

 8

 бесштоковой полости соединен со сливом. 

Шток  цилиндра  выдвигается,  когда  топливо  высокого  давления  подается  к  штуцеру 

8 

бесштоковой полости. При этом штуцер 

7

 штоковой полости соединен со сливом. 

1.5. 

Обратная связь PC (

рис. 6

) 

1.5.1. 

Описание 

1.5.1.1.  Сигнал о положении створок PC в РСФ передается через механическую обратную связь. 

В состав обратной связи входят: 
– 

тросовая проводка от створок сопла к механизму передачи через поворотный узел ПУ 

– 

механизм передачи через поворотный узел 

– 

тросовая проводка от механизма передачи к РСФ. 

1.5.1.2.  Основные технические данные: 

– 

ход троса ...………………………………………………………..………...... 50 

мм 

– 

усилие натяжения троса………………………………………….………....  10 - 40 кгс 

– 

тип связи………………………………………………………………….……  одноточечная 

1.5.1.3.  Трос обратной связи створок РС размещен на наружном корпусе двигателя. 

1.6. 

Пневмоцилиндры (

рис. 7

) 

1.6.1. 

Описание 

1.6.1.1.  Пневмоцилиндры образуют стяжное устройство РС. 

1.6.1.2.  Количество пневмоцилиндров на двигателе - 16. 

1.6.1.3.  Пневмоцилиндры установлены на внешних створках РС с внутренней стороны. 

2. 

Работа системы управления критическим сечением сопла (

рис. 1

) 

2.1. 

Общие сведения 

2.1.1. 

Регулятор сопла агрегата РСФ управляет площадью критического сечения сопла. Он подает 
топливо  высокого  давления  от  насоса  НП  в  штоковые  или  бесштоковые  полости 
гидроцилиндров управления соплом. 

2.1.2. 

Критическим  сечением  сопла  на  режимах  запуска,  авторотации  и  земного  малого  газа 
управляет  регулятор 

π

т

  регулятора  сопла.  Регулятор 

π

т

 

удерживает  сопло  в  раскрытом 

положении на механических упорах. На этих режимах Fкр = Fмакс {линия РЕ на 

рис. 2

}. 

2.1.3. 

Регулятор 

π

т

  по  команде  Рком = f(

n

2пр

)  выключается  из  работы  на  режимах  работы  в 

диапазоне несколько выше земного малого газа и до максимального режима.  Критическим 
сечением  сопла  управляет  программный  механизм  регулятора  сопла.  Регулятор  держит 

 

Система управления критическим сечением реактивного сопла – 

 

 

 

сопло в закрытом положении на механическом упоре (либо на гидроупоре). Линия нижнего 
механического упора на этих режимах Fкр = Fмин (на графике 

рис. 2)

. 

2.1.4. 

Критическим  сечением  сопла  на  режимах  работы  двигателя  от  максимального  и  выше 
управляет  регулятор 

π

т

  агрегата  РСФ.  Регулятор  поддерживает  необходимый  диаметр 

сопла согласно программе 

π

т

 = const (линия МО на графике 

рис. 2)

. На этих режимах 

Fкр = var. 

2.1.5. 

Ограничение минимальной площади критического сечения сопла (либо гидроупора)  на всех 
режимах  работы  двигателя  осуществляется  программным  механизмом  регулятора  по 
программе Fс = f (

α

руд

, t

01

) (линия АВГБС на графике 

рис. 2)

. 

2.2. 

Работа 

2.2.1. 

На режимах запуска, авторотации и земного малого газа 

π

т

 ниже настройки регулятора 

π

т

. 

Мембрана  регулятора  прогибается  вверх  и  полностью  открывает  клапан  регулирования. 
Клапан  обеспечивает  максимальный  слив  из  управляемой  полости  золотника  управления 
гидроцилидрами  РС.  Золотник  управления  гидроцилиндрами  реактивного  сопла  под 
действием  пружины  перемещается  в  верхнее  положение  и  открывает  доступ  топливу 
высокого  давления  в  штоковые  полости  гидроцилиндров  РС.  Штоки  гидроцилиндров 
втянуты.  Сопло  раскрыто  полностью  и  находится  на  механических  упорах  (линия  РЕ 
верхнего механического упора на графике 

рис. 2

). 

2.2.2. 

Золотник  клапана  прикрытия  сопла  в  зоне  малого  газа,  при  увеличении  частоты  вращения, 

по команде от НР (давление Рком по 

n

2пр

 увеличивается), перемещается вправо. Золотник 

открывает  доступ  топливу  давлением  за  КПД  к  выключателю  регулятора 

π

т

.  Золотник 

управления  гидроцилиндрами  реактивного  сопла,  при  отключении  регулятора 

π

т

, 

переместится  в  крайнее  нижнее  положение.  Топливо  высокого  давления  поступит  в 
бесштоковые полости гидроцилиндров РС. Сопло прикроется (линия нижнего механического 
упора на графике 

рис. 2

).

  

Золотник  клапана  прикрытия  сопла  в  зоне  малого  газа  при  падении  частоты  вращения 

n

2

 

возвращается  в  крайнее  левое  положение.  Створки  РС  раскроются  под  действием 
регулятора 

π

т

.

 

Начало прикрытия створок регулируется винтом С35. 

2.2.3. 

Золотник  клапана  прикрытия  сопла  в  зоне  малого  газа  по  команде  от  гидрозамедлителя 
перемещается  в  левое  положение  и  включает  в  работу  регулятор 

π

т

,  когда  РУД 

устанавливается на площадку МАКСИМАЛ. Площадью сопла начинает управлять  регулятор 

π

т

.  

Чувствительным  элементом  регулятора 

π

т

  является  мембрана.  Когда  перепад  давлений 

отклоняется  от  значения  настройки,  мембрана  прогибается  в  ту  или  другую  сторону  и 
воздействует  на  клапан  регулятора 

π

т

.  Мембрана  прогнется  вниз  при  уменьшении 

π

т

  и 

переместит  клапан  регулятора 

π

т

  на  прикрытие  слива  из  верхней  полости  золотника 

управления гидроцилиндрами сопла. Золотник переместится вниз при повышении давления 
и откроет доступ топливу высокого давления в бесштоковые полости гидроцилиндров. Сопло 
прикроется.  Когда 

π

т

  достигнет  значения  равного  настройке,  золотник  управления 

гидроцилиндрами  и  клапан  регулятора 

π

т

  вернутся  в  равновесное  положение,  которое 

соответствует программе 

π

т

 = const. Регулятор 

π

т

 

прекратит подачу топлива в бесштоковые 

полости гидроцилиндров управления сопла и прикрытие створок сопла прекратится. 

Если клапан регулятора 

π

т

 остается закрытым, критическое сечение сопла уменьшается до 

тех  пор,  пока  ползушка  не  откроет  сливные  отверстия  управляемой  полости  золотника 
управления  гидроцилиндрами  сопла  [т.е.  до  диаметра,  соответствующего  программе 
гидравлический  упор  F

с

 = f (α

руд

, t

01

),  или  до  механического  упора].

 

Давление  топлива  в