Связь между эффективными и индикаторными параметрами

Связь между эффективными и индикаторнымивеличинами удельного расхода и к.п.д. может быть установлена через механический к.п.д.

Учитывая, что (см. пп.2.4 и 2.5),можем записать:

Но есть индикаторный расход топлива Сi (см. п.10.2). Тогда:

 

Если известны рабочая теплотворность топлива Нu и эффективный расход топлива Сe, то эффективный к.п.д. может быть определен, аналогично индикаторному к. п. д. (см. п.1.3). Тогда с учетом п.2.4 и п.2.5 запишем:

 

Из приведенных формул видно, что меньше механический КПД, тем больше (при тех же значениях Сi и h_i) эффективный расход топлива и соответственно тем меньше эффективный к. п. д.

Таким образом, эффективный расход топлива всегда больше индикаторного, а эффективный к.п.д., наоборот, всегда меньше индикаторного к.п.д.

Из сказанного можно сделать вывод об однозначной зависимости (через h_М) индикаторного к.п.д. и индикаторного расхода топлива. Следовательно, характер изменения этих параметров при изменении режима работы двигателя, внешних условий и др. будет аналогичен.

3. РЕЖИМЫ РАБОТЫ АВИАЦИОННЫХ ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ*

При эксплуатации на летательном аппарате двигатель должен развивать различные мощности. Так, на взлете, наборе высоты от двигателя требуется максимальная мощность, при горизонтальном полете на дальность необходима мощность, значительно меньшая максимальной, и т. Д.

Рабочее состояние двигателя определяется не только развиваемой им мощностью, но и соответствующими этой мощности частоте вращения коленвала, давлением наддува, температурами масла, головок цилиндров и т. Д. Совокупность всех этих параметров определяет собой так называемый режим работы двигателя. Различные режимы работы двигателя принято называть по тем мощностям, которые развиваются двигателем при работе на них, поэтому в дальнейшем при рассмотрении классификации мощностей мы наравне с термином «мощность» будем пользоваться и более общим термином «режим», включающим в себя соответствующие данной мощности и другие условия, определяющие рабочее состояние двигателя.

 

Продолжительность работы двигателя на разных режимах различна. При взлете, наборе высоты, когда двигатель развивает максимальную мощность, продолжительность непрерывной работы двигателя исчисляется минутами, а при полете на дальность, при пониженной мощности, — часами или даже десятками часов. Это позволяет ограничить продолжительность работы двигателя на режимах повышенной мощности и, наоборот, допускать длительную работу на пониженной мощности.

Для двигателей с нагнетателями обычно принято различать следующие режимы работы: номинальный, взлетный, эксплутационный и крейсерские.

Номинальный режим. Номинальным называется основной расчетный режим работы двигателя, характеризующийся номинальными оборотами коленчатого вала и номинальным давлением наддува.

Мощность на номинальном режиме принимают за 100%; мощность на всех других режимах часто выражают в процентах от этой номинальной мощности.

Номинальный режим используется для получения максимальной скорости или скороподъемности самолета в течение длительного полета. Допускается использовать номинальный режим при взлете самолета, если позволяет длина ВПП.

На номинальном режиме двигатель должен надежно работать не более 40¸50% общего ресурса. Продолжительность непрерывной работы двигателя на номинальном режиме не более одного часа.

Взлетный режим. Взлетным называется режим, на котором работает двигатель при взлете самолета для максимального сокращения длины разбега.

Этот режим используется для взлета перегруженных самолетов при ограниченных размерах летного поля или для достижения максимальной скороподъемности в начале набора высоты.

Увеличение мощности двигателя на взлетном режиме достигается обычно повышением не только давления наддува, но и оборотов коленчатого вала.

Мощность двигателя на взлетном режиме весьма значительна и составляет 110¸120% от номинальной мощности, а иногда и больше. У некоторых двигателей, в том числе у АШ-62ИР, она является их максимальной мощностью. Скорость самолета при взлете и первоначальном наборе высоты относительно мала. Недостаточен и отвод тепла от двигателя, поэтому тепловая напряженность при взлете у двигателей обычно велика. Для устранения перегрева и обеспечения более надежной работы двигателя на этом режиме применяют более богатый состав смеси.

По этой же причине и продолжительность работы двигателя на этом режиме ограничивается определенным временем.

На взлетном режиме двигатель должен надежно работать около 5% ресурса, продолжительность непрерывной работы не более 5 минут.

 

 

*Приводится применительно к двигателю АШ-62ИР, установленному на самолете Ан-2.

 

 

Эксплуатационный режим. Эксплуатационным называется режим, при работе на котором мощность составляет 90% от мощности на номинальном режиме. Продолжительность работы двигателя на эксплуатационном режиме не ограничена.

Эксплуатационный режим применяется при горизонтальном полете самолета с максимальной скоростью и при полете с набором высоты.

Крейсерские режимы. Под крейсерскими понимают такие режимы работы двигателя, при которых мощность его составляет от 30 до 75% от номинальной.

На крейсерских режимах двигатель должен надежно работать весь срок своей службы без ограничения продолжительности непрерывной работы.

Применительно к двигателю АШ-62ИР в зависимости от развиваемой мощности различают несколько крейсерских режимов: 0,75Nе.ном., 0,6Nе.ном., 0,5Nе.ном.

Режим 0,75Nе.ном.

Мощность двигателя на этом режиме составляет 75% от номинальной мощности.

Режим применяется при длительном наборе высоты и при горизонтальном полете с повышенной скоростью.

Режим 0,6Nе.ном.

Мощность двигателя на этом режиме составляет 60% от номинальной мощности.

Режим применяется при длительном горизонтальном полете.

Режим 0,5Nе.ном.

Мощность двигателя на этом режиме составляет 50% от номинальной мощности.

Режим применяется при длительном горизонтальном полете, полете со снижением, посадке, рулении самолета по аэродрому.

В полете летчик может задавать двигателю любой из крейсерских режимов, в том числе и промежуточные, например 0,7Nе.ном, 0,4 Nе.ном и др. Режимы работы двигателя в полете в зависимости от высоты, скорости полета приведены в инструкции по эксплуатации и техническому обслуживанию самолета Ан-2.

Режим «малый газ». Режимом «малый газ» называется минимальный режим работы, при котором двигатель работает устойчиво. На этом режиме частота вращении коленвала минимальна, мощность двигателя минимальна и не регламентирована. На режиме «малый газ» двигатель работает непродолжительное время для проверки его работоспособности при опробовании двигателя на земле.