Эффективность применения безредукторной схемы для улучшения пусковых характеристик ГТД

Рассматривается эффективность мероприятий по улучшению пусковых характеристик ГТД. Для повышения надежности запуска ГТД предлагается применение так называемой безредукторной схемы ГТД, создаваемого для «более электрического самолета», в котором используется встроенный высокоскоростной стартер-генератор и электроприводные агрегаты для подачи топлива, масла и решения других вопросов жизнеобеспечения ГТД. С помощью нелинейной динамической математической модели запуска выполнена оценка влияния величины приведенного момента инерции ротора на пусковые характеристики ГТД. Изменение его в сторону уменьшения осуществлялось за счет замены редуктора с навесными агрегатами на один агрегат высокоскоростной стартер-генератор, установленный соосно с ротором. Определение величины приведенного момента инерции ротора, агрегатов, подшипников осуществлялось с помощью разработанных 3-DCAD-моделей. В математической модели запуска учитываются тепловое состояние маслосистемы, механические потери мощности на вращение агрегатов, подшипников, зубчатых передач. Установлена количественная зависимость пусковых характеристик от момента инерции ротора ГТД и других факторов. Для сравнения базового ВСУ и ВСУ безредукторной схемы выполнено моделирование запуска в самых напряженных условиях работы Р н = 101,3 кПа при низких отрицательных температурах t Н = -40ᵒС и в нормальных условиях Р Н = 101,3 кПа и t Н = +15°С, для «холодного» и «горячего» состояния двигателя перед запуском.Проанализированы тенденции изменения момента инерции роторов выполненных и вновь создаваемых ГТД. Показано, что безредукторная ВСУ по сравнению с базовой ВСУ за счет уменьшения момента инерции на 9,68 % и уменьшения объема прокачиваемого масла в маслосистеме имеет существенное улучшение пусковых характеристик в условиях наземного запуска ( Р Н = 101,3 кПа).

безредукторный газотурбинный двигатель, приведенный момент инерции ротора, динамическая и 3D CAD-модели, моделирование запуска