Рисунок 5.6 - Схема системы запуска двигателя
Готовность к запуску двигателя определяется по загоранию светового поля ГОТОВ, которое сигнализирует о том, что отсутствуют отказы ЭСУ-222 и самолетной системы управления и контроля, рычаг управления двигателем установлен в положение, соответствующее режиму МГ (или более высокому режиму), пожарный кран открыт, генератор и гидронасос разгружены, отборы воздуха от двигателя выключены, частота вращения ротора ВД менее (6,5±0,5) %.
Запуск двигателей происходит в автоматическом режиме.
Рисунок 5.6 - Схема системы запуска двигателя
После нажатия кнопки ЗАПУСК самолетная система управления и контроля формирует и передает по каналам информационного обмена (МКИО) в блок ЭСУ запускаемого двигателя признак-команду на запуск. С момента поступления признака-команды на запуск управление агрегатами системы запуска происходит автоматически по командам, формируемым блоком ЭСУ. При этом загорается световое поле ЗАПУСК, формируется управляющая команда на включение электромагнитного клапана командного агрегата воздушного турбостартера и включение агрегатов зажигания. Начинается раскрутка ротора ВД воздушным турбостартером, в воспламенителях начинают работать свечи.
При nвд=(10,9±0,1) % или на (6±0,1) с, если к этому моменту nвд <(10,9±0,1)%, насос-регулятор начинает подавать пусковое топливо к форсункам воспламенителей, которое воспламеняется от работающих свечей. В камере сгорания появляются факелы пламени от воспламенителей.
Подача пускового топлива может производиться в двух режимах: постоянном с одним кратковременным (0,5 с) выключением или импульсном с периодом следования импульсов (1,0±0,1) с и длительностью подачи топлива в импульсе (0,5±0,1) с. Выбор режима подачи пускового топлива производит блок ЭСУ автоматически в зависимости от температуры воздуха на входе в двигатель:
На (12±0,1) с или при nвд пр =(28±0,1) % насос-регулятор начинает подавать топливо к рабочим форсункам. Распыленное рабочими форсунками топливо в камере сгорания воспламеняется от факелов работающих воспламенителей. Дальнейшая раскрутка ротора ВД осуществляется воздушным турбостартером и турбиной ВД, мощность которой непрерывно возрастает.
Выключение агрегатов зажигания и подачи пускового топлива происходит в процессе запуска автоматически по команде блока ЭСУ при выполнении одного из условий:
При отсутствии признака розжига камеры сгорания (t*тнд — t*тнд ост ≤ (60±10)°С) через (30±0,1) с от момента начала запуска блок ЭСУ формирует команду на прекращение подачи пускового и рабочего топлива в двигатель, снимает команду на включение агрегатов зажигания, на включение электромагнитного клапана воздушного турбостартера.
Отключение воздушного турбостартера (снятие команды на включение электромагнитного клапана турбостартера) в процессе запуска осуществляется блоком ЭСУ при достижении nвд ≥ (49,6±0,1) % или через (45±0,1) с с момента начала запуска, если указанная частота вращения ротора ВД не была достигнута за это время.
После отключения турбостартера двигатель выходит на режим малого газа за счет избыточной мощности на турбине ВД. Увеличение частоты вращения ротора НД в процессе запуска происходит за счет увеличения мощности на турбине НД. После запуска двигателя и сформирования в ЭСУ признака «Двигатель работает» гаснет световое поле ЗАПУСК.
Дозирование рабочего топлива в процессе запуска до розжига камеры сгорания производится по закону Gт=const, корректируемому по давлению и температуре воздуха на входе в двигатель, остаточной температуре газов за ТНД перед запуском. По признаку розжига камеры сгорания дозирование топлива осуществляется по программе, обеспечивающей раскрутку ротора ВД. При этом расход топлива определяется из условия обеспечения заданного ускорения раскрутки ротора с коррекцией ускорения по давлению и температуре воздуха на входе в двигатель. Текущая величина расхода топлива при раскрутке ограничивается в зависимости от частоты вращения ротора ВД и корректируется по давлению и температуре воздуха на входе в двигатель.
В самолете предусмотрен «ускоренный запуск». Для этого необходимы следующие условия:
Запуск двигателя в полете осуществляется при готовности систем самолета и двигателя к запуску. Готовность двигателя к запуску в полете определяется и передается по МКИО в самолетную систему управления и контроля автоматически блоком ЭСУ при одновременном выполнении условий:
Запуск двигателя в полете может выполняться как с подкруткой ротора ВД от ВТС, так и без подкрутки (от авторотации).
При выводе РУД из положения СТОП, блок ЭСУ запускаемого двигателя формирует команду «Запуск в полете» и осуществляет автоматическое управление агрегатами системы запуска по циклограмме запуска в полете. В начальный момент (момент сформирования команды «Запуск в полете») включаются агрегаты зажигания и подача пускового топлива. При этом подача пускового топлива, как и при запуске на земле, осуществляется в импульсном или постоянном режиме. Выбор режима подачи пускового топлива производится блоком ЭСУ автоматически в зависимости от остаточной температуры газов за ТНД. Импульсная подача пускового топлива осуществляется при t*тнд ост ≥ (10 ±2) °С на Н ≤ 4 км и t*тнд ост ≥ 0 °С на Н > 4 км.
Через 2 с, в зависимости от частоты вращения авторотирующего ротора высокого давления, блок ЭСУ формирует признак вида запуска:
Подача рабочего топлива (на рабочие форсунки) производится через 5,5 с. Агрегаты зажигания и подача пускового топлива при запуске в полете выключаются при достижении nвд ≥ (49,6 ± 0,1) % или через (45 ± 0,1) с, если указанная частота вращения не была достигнута за это время. При запуске без подкрутки от ВТС раскрутка ротора высокого давления осуществляется набегающим потоком воздуха и ТВД.
В остальном процесс запуска в полете не отличается от запуска на земле.
Ложный запуск предназначен для внутренней консервации или расконсервации двигателей, а также для проверки герметичности трубопроводов и соединений элементов топливной системы двигателя. Выполняется ложный запуск только на земле.
Ложный запуск двигателя осуществляется только на основной системе автоматического управления. Для обеспечения ложного запуска необходимо:
После нажатия кнопки ЗАПУСК НА ЗЕМЛЕ самолетная система управления и контроля формирует и передает по МКИО в блок ЭСУ двигателя кодовую команду на выполнение ложного запуска.
С момента поступления в блок ЭСУ этой кодовой команды управление агрегатами системы запуска происходит автоматически по циклограмме, формируемой блоком ЭСУ запускаемого двигателя. При этом:
Продолжительность цикла ложного запуска - (45±0,1) с. В течение времени с момента прекращения подачи рабочего топлива до завершения цикла происходит продувка проточной части двигателя. Ротор ВД раскручивается только воздушным турбостартером, при этом продолжительность работы воздушного турбостартера (45±0,1) с.
Холодная прокрутка двигателя производится с целью:
Для обеспечения холодной прокрутки двигателя необходимо:
После нажатия кнопки ЗАПУСК НА ЗЕМЛЕ самолетная система управления и контроля формирует и передает по МКИО в блок ЭСУ запускаемого двигателя кодовую команду на выполнение холодной прокрутки. С момента поступления этой кодовой команды управление агрегатами системы запуска происходит автоматически по циклограмме, формируемой блоком ЭСУ, также как и при запуске двигателя на земле, но не включаются агрегаты зажигания и не подается топливо в двигатель. Ротор ВД раскручивается только воздушным турбостартером, при этом продолжительность работы воздушного турбостартера (45±0,1) с.
Ручное прекращение запуска на земле и в полете, ложного запуска осуществляется установкой РУД в положение СТОП. При этом соответствующие сигналы поступают в блок ЭСУ и непосредственно на электромагнитный клапан прекращения подачи рабочего топлива в насосе-регуляторе. При получении этого сигнала блок ЭСУ прекращает выполнение соответствующей циклограммы, снимает питание со всех агрегатов системы запуска, на которые оно было выдано, прекращает подачу топлива к пусковым и рабочим форсункам двигателя.
Ручное прекращение холодной прокрутки осуществляется нажатием кнопки ЗАПУСК в процессе выполнения холодной прокрутки. При этом блок ЭСУ формирует признак «ХП прекращена» и, снимая питание с электромагнитного клапана командного агрегата воздушного турбостартера, выключает ВТС.
Автоматическое прекращение запуска на земле и в полете, холодной прокрутки и ложного запуска производится блоком ЭСУ-222. При этом блок ЭСУ формирует признак прекращения соответствующей циклограммы, снимает питание со всех агрегатов системы запуска, на которые оно было выдано, и прекращает подачу топлива к пусковым и рабочим форсункам (если такая подача производилась).