Взлётный режим

Взлётный режим — режим работы авиационного двигателя, обеспечивающий максимальную мощность и тяговое усилие. Взлётный режим характеризуется максимальным значением механических и тепловых нагрузок на двигатель, отчего его применение строго лимитировано, в отличие от номинального режима, близкого к взлётному, но допустимого в течение длительного времени.

Содержание

1 Взлётный режим поршневых двигателей
2 Взлётный режим газотурбинных двигателей
3 Применение взлётного режима
4 Чрезвычайный режим
5 Примечания

Взлётный режим поршневых двигателей [ править | править код ]

Большинство авиационных поршневых двигателей оснащаются агрегатом наддува. Для реализации взлётного режима агрегат наддува включают на повышенную производительность (изменяя передаточное отношение привода, как, например на АШ-82, регулируя проходное сечение воздушных каналов и т.п.). При этом возрастает коэффициент наполнения цилиндров, что позволяет сжигать в них больше топлива и получать повышенную мощность.

У поршневых двигателей, не оснащённых наддувом (например, М-11 самолета По-2 или Continental O-300 самолета Cessna 172), как таковой взлётный режим отсутствует. Просто при взлёте дроссельная заслонка карбюратора открывается полностью, а горючая смесь обогащается.

Взлётный режим газотурбинных двигателей [ править | править код ]

Взлетный режим газотурбинных двигателей реализуется, как правило, повышением оборотов ротора. У одновальных турбовинтовых (АИ-20, АИ-24, НК-12…) или вертолётных турбовальных двигателей, у которых обороты на всех режимах, кроме наинизшего (земной малый газ), одинаковы [1] , взлётный режим определяется максимальным расходом топлива и максимальной температурой выходящих газов.

У двух- или трёхвальных турбовинтовых или турбовальных двигателей (Д-136, ТВ3-117), несмотря на постоянство оборотов свободной турбины, поддерживаемых регулятором оборотов, обороты турбокомпрессора меняются в зависимости от режима, и по ним определяется режим. На силовой установке самолёта Ан-140 (двигатель ТВ3-117ВМА-СБМ1 и винт АВ-140 с регуляторов РСВ-34М) взлётный режим при работе электронной системы управления комбинированный: турбокомпрессор выходит на максимальные обороты, а регулятор винта перестраивается с номинальных оборотов 91 % (поддерживаемых с полётного малого газа по номинальный режим включительно) на взлётные обороты 100 %; свободная турбина, связанная с винтом, также выходит на обороты 100 % [2] . Помимо прочего, повышение оборотов свободной турбины снижает противодавление газов за турбиной компрессора и в некоторой степени повышает мощность двигателя.

На боевых самолётах взлётный режим часто реализуется за счет форсажа.

Применение взлётного режима [ править | править код ]

Как следует из названия, взлётный режим используется для взлёта летательного аппарата, но может быть применен по решению командира воздушного судна и в других случаях, например, для ухода на второй круг или вывода самолёта из срывного режима.

Работа двигателя на взлетном режиме сопровождается значительным шумом, поэтому при расположении аэродромов вблизи населенных пунктов применение взлетного режима может быть ограничено.

Чрезвычайный режим [ править | править код ]

Некоторые двигатели для кратковременного повышения тяги имеют так называемый «чрезвычайный режим» — ЧР, или «чрезвычайный форсаж» — ЧФ. Данный режим работы двигателя применяется только в чрезвычайных случаях, например, при продолжении взлёта на одном двигателе при отказе второго на, Ту-16, Л-410, Ту-204 и др. На четырёхмоторных Ил-96 и новых Ил-76 установлены такие же двигатели, как на Ту-204 (ПС-90), но ЧР они не имеют, так как при отказе одного двигателя теряется всего 25 % тяги, а не 50 %.

Смысл режима заключается в подаче дополнительного топлива в камеру сгорания за счёт катастрофического уменьшения ресурса двигателя. На Ту-16, как правило, после однократного включения ЧР двигатель подлежал демонтажу и отправке в ремонт. Случайное включение ЧР исключается конструкцией органов управления — или сильной пружиной под РУД, или наличием отдельной рукоятки для включения ЧР, либо ЧР вообще включается автоматически — например, на Ан-140 он включается при нахождении обоих РУД на взлётном режиме, включенном переключателе «ЧР» и наличии признаков отказа одного двигателя (разница оборотов компрессоров двигателей более 7 % или других).

крейсерский режим

Большой англо-русский и русско-английский словарь . 2001 .

крейсерский полет
крейсерство

Смотреть что такое «крейсерский режим» в других словарях:

крейсерский режим — полёта режим полёта летательного аппарата с постоянной скоростью. Основной режим полёта на дальность. Высота при К. р. может выдерживаться постоянной в процессе полёта или увеличиваться вследствие уменьшения массы самолёта по мере… … Энциклопедия «Авиация»

крейсерский режим работы ГТД — крейсерский режим Установившийся режим работы ГТД, характеризуемый пониженными по сравнению с максимальным продолжительным режимом значениями частоты вращения ротора (роторов) и температуры газа перед турбиной, при которых двигатель может… … Справочник технического переводчика

Крейсерский режим полёта — режим полёта летательного аппарата с постоянной скоростью. Основной режим полёта на дальность. Высота при К. р. может выдерживаться постоянной в процессе полёта или увеличиваться вследствие уменьшения массы самолёта по мере расходования топлива.… … Энциклопедия техники

Читать еще: Двигатель аве 071 4с характеристики

Крейсерский режим работы ГТД — 246. Крейсерский режим работы ГТД Крейсерский режим D. Reisebetriebszustand Е. Cruise rating F. Régime de croisière Установившийся режим работы ГТД, характеризуемый пониженными по сравнению с максимальным продолжительным режимом значениями… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Режим полета летательного аппарата — Термин широко используется для обозначения этапов и участков управляемого движения летательного аппарата, характеризуемых конкретной целью или параметрами движения. Р. п. подразделяются на установившиеся, квазиустановившиеся, неустановившиеся,… … Энциклопедия техники

режим полёта — летательного аппарата. Термин широко используется для обозначения этапов и участков управляемого движения летательного аппарата, характеризуемых конкретной целью или параметрами движения. Р. п. подразделяются на установившиеся,… … Энциклопедия «Авиация»

Режим работы двигателя — состояние, характеризуемое совокупностью параметров двигателя в конкретных условиях полёта при определенном постоянном положении основного регулирующего двигатель устройства (рычага управления двигателем при ручном управлении или задатчика… … Энциклопедия техники

режим работы двигателя — режим работы двигателя состояние, характеризуемое совокупностью параметров двигателя в конкретных условиях полёта при определенном постоянном положении основного регулирующего двигатель устройства (рычага управления двигателем при ручном… … Энциклопедия «Авиация»

Что такое крейсерский режим работы двигателя

Электрификация – один из перспективных векторов развития мирового и отечественного авиастроения. Разработкой гибридных и полностью электрических силовых установок занимаются все крупные мировые авиационные производители и научные центры. Технологии создания гибридных (ГСУ) и электрических (ЭСУ) силовых установок для перспективных летательных аппаратов (ЛА) становятся важным фактором в конкурентной борьбе авиастроителей в свете ужесточения экологических требований ИКАО. Это также соответствуют тезису, что будущее – за неуглеводородными топливами.

Разработки в этой области находятся в фокусе внимания всех авиационных держав: новые технологии планируется использовать как в военной сфере – боевые и разведывательные беспилотники, легкие учебно-тренировочные самолеты, так и в гражданской – развитие маршрутной сети, появление новых типов летательных аппаратов. Создание двигателей новых схем может дать толчок развитию ЛА с новой архитектурой: мультироторного типа, конвертопланам с вертикальным или ультракоротким взлетом и посадкой и др.
В конечных результатах исследований в данной области заинтересован и бизнес в лице авиакомпаний, нацеленных на снижение издержек.

Преимущества гибридизации

В настоящее время повышение топливной эффективности традиционных газотурбинных двигателей дается все труднее и труднее. И здесь гибридизация может помочь. Традиционные газотурбинные двигатели должны работать на всех режимах и, в первую очередь, обеспечивать взлет и набор высоты. Так получается, что для крейсерского режима мощность такого двигателя избыточна. Для снижения мощности двигателя снижается расход подаваемого в камеру сгорания топлива (дросселируется), что приводит к повышению удельного расхода топлива. Гибридная силовая установка позволяет решить эту проблему путем комбинирования различных типов источников энергии, оптимизированных под каждый режим полета.

Есть множество схем гибридных силовых установок. Например, в последовательной силовой установке воздушный винт (вентовентилятор) приводится во вращение электромотором. Электроэнергию электродвигатель получает от генератора, вращаемого газотурбинным двигателем, и от аккумуляторов. На взлете и наборе высоты одновременно будут работать газотурбинный двигатель и аккумуляторы. Газотурбинный двигатель оптимизирован под крейсерский режим полета и будет обеспечивать энергией электродвигатель и заряд аккумуляторов. Такое решение позволит за счет мощности второго источника обеспечить ГТД энергией и расходовать меньше топлива, обеспечивая достаточную тягу при наборе высоты и экономию топлива – и ресурса традиционного двигателя – в крейсерском полете.

Также подобная схема является более выгодной с точки зрения экономики. Она позволяет вместо двух газотурбинных двигателей, дорогих в производстве и в обслуживании, использовать один, что положительно сказывается на стоимости силовой установки и затратах на ТОиР. Другим преимуществом является повышение безопасности полетов. Так, в случае отказа газотурбинного двигателя в полете, самолет способен совершить экстренную посадку на аккумуляторных батареях.

Если говорить об экономических преимуществах создания и применения новых силовых установок, то, например, на самолетах местных авиалиний с ГСУ расход топлива может быть сокращен на 20% уже в самое ближайшее время, что также приведет к сокращению выбросов вредных веществ в атмосферу. Конструктивные преимущества применения высокоэффективных СУ могут обеспечить экономический эффект в виде снижения стоимости конечного изделия, так как удельные характеристики электродвигателей практически не зависят от их мощности.

Россия – в тренде

Разработки в области ГСУ и ЭСУ с целью обеспечить технологический прорыв и заложить фундамент для новых стандартов ведут практически все ведущие разработчики авиационной техники в США, Франции, Великобритании, Германии и других странах: Airbus, Boeing, NASA, DARPA и др. Использование водорода в качестве топлива активно развивают Германия и Япония, имеющие самые продвинутые технологии в области водородных топливных элементов. Количество различных проектов аэротакси в мире уже перевалило за 150.

Читать еще: Шевроле ланос не заводится двигатель причины

Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») одним из первых в России начал проводить комплексные исследования по оценке преимуществ применения ЭСУ и ГСУ на летательных аппаратах. Ежегодно ЦИАМ обновляет форсайт развития технологий в сфере «электроавиации», прогнозируя критические параметры силовых установок будущего. Полученные данные служат основой для плани-рования отечественных разработок в этой сфере. Специалистами Института уже наработан опыт в области оценки эффективности таких установок для различных ЛА, разработки математических моделей, а также непосредственно в создании демонстраторов технологий и их испытаний.

Первым проектом данной тематики стали инициативные работы ЦИАМ над беспилотником с ЭСУ на водородных топливных элементах. Всего было испытано четыре ЛА такого типа: первые два – на зарубежных элементах питания, следующие два поднялись в небо на батареях, разработанных в сотрудничестве с Институтом проблем химической физики (ИПХФ) РАН. Примечательно, что данная работа стала катализатором для создания отечественного топливного элемента, который позже вышел в серийное производство.

В 2017 г., уже под патронажем Минпромторга России, проявившего интерес к перспективам применения ГСУ и ЭСУ, была запущена работа по формированию опережающего научно-технического задела в этой области и созданию демонстраторов технологий. Учитывая многолетний опыт, наличие высококвалифицированных научных кадров и собственной экспериментальной базы, ЦИАМ был выбран в качестве головного исполнителя ряда государственных контрактов.

В рамках этого проекта выполнен ряд научно-исследовательских работ.

Итогом одной из них стала полностью электрическая СУ для экспериментального двухместного самолета «Сигма-4». Этот самолет предназначен для обучения пилотированию, тренировочных и туристических полетов, аэрофотосъемки и других воздушных работ. Питание электрического двигателя с максимальной мощностью 80 кВт (109 л. с.) осуществляется от блока аккумуляторных батарей, состоящих из литий-ионных аккумуляторных ячеек. Летные испытания самолета с ЭСУ запланированы на 2021-2022 гг. и будут проводиться в два этапа: первый – только с использованием заряда аккумуляторов, второй – с добавлением топливного элемента, что при той же массе, что и у аккумуляторов, позволит увеличить время полета в 3-4 раза.

Также был разработан демонстратор вспомогательной электрической установки мощностью 30-40 кВт на базе топливного элемента. Это именно вспомогательная ЭСУ, которая выступает в качестве энергоузла для летательного аппарата. То есть в ее задачи, в первую очередь, входит обеспечение самолета электроэнергией на земле. Например, во время рулежки или технического обслуживания. Однако она может быть использована как основной или резервный источник электроэнергии на определенных режимах полета.

Освоив 60-80-киловаттную мощность электродвигателя, специалисты Института накопили достаточно опыта, чтобы повысить этот показатель.

Демонстратор ГСУ, выполненный ЦИАМ в рамках НИР «Электролет» и ее продолжения «Электролет СУ-2020», состоит из электрического двигателя мощностью 500 кВт (680 л. с.), энергоузла для его питания, в который входят серийный турбовинтовой двигатель с подключенным к свободной турбине электрогенератором, а также блок аккумуляторных батарей. Уникальность российского технического решения для электродвигателя, разработанного ЗАО «СуперОкс» по заказу Фонда перспективных исследований (ФПИ), заключается в использовании высокотемпературных сверхпроводниковых (ВТСП) технологий и криогенного охлаждения. Данное нововведение позволило решить одну из сложнейших проблем современного двигателестроения – существенно снизить электрическое сопротивление и свести тепловыделение практически к нулю. В результате были достигнуты более высокие показатели весовой эффективности двигателя и КПД электрических машин 98%.

В 2020 г. демонстратор прошел финальную доработку и стендовые испытания, результаты которых позволили перейти к летным испытаниям. Наземные пробежки летающей лаборатории Як-40ЛЛ с ГСУ, дополняющей два штатных турбореактивных двигателя, состоялись в феврале 2021 г. в СибНИА (также входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского»). Первые летные испытания летающей лаборатории запланированы на вторую половину 2021 г.
В этой научно-исследовательской работе, помимо коллег из СибНИА и «СуперОкс», принимает участие целая команда специалистов из МАИ, УГАТУ, ИЭЭ РАН и др. Головным исполнителем работ является ЦИАМ.

Российские «электросамолеты» на МАКС 2021

Актуальность темы силовых установок новых типов в авиационном двигателестроении подтверждается и пристальным вниманием, которое уделяется этой составляющей при организации Международного авиационно-космического салона МАКС 2021.

Первые отечественные «электро-самолеты» будут впервые представлены вниманию широкой аудитории в рамках единой экспозиции организаций, входящих в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского».

Тема «электричества» в экспозиции ЦИАМ поддерживается еще несколькими интересными и перспективными разработками. Например, ГСУ на базе двухсекционного турбированного роторно-поршневого авиационного двигателя с электрогенератором – ЭУ-РПД350Т. Он предназначен для применения в составе ГСУ летательных аппаратов вертикального взлета и посадки.

Читать еще: Что такое маховик у автомобиля в двигатели

Также на МАКС будет представлен концепт комплексного проекта «Силуэт», являющегося развитием темы применения технологий ВТСП и криогенных топлив в авиации. Его реализацию ЦИАМ планирует начать в 2022 г. В рамках сотрудничества с Фондом перспективных исследований и использования опыта разработки ГСУ мощностью 500 кВт планируется создать демонстратор технологий полностью сверхпроводящей ГСУ мощностью 2 МВт. Макет этой установки можно будет увидеть на экспозиции.

Отраслевые перспективы

Приоритетными задачами ЦИАМ, как головного научного института авиационного двигателестроения, являются получение новых знаний в рамках формирования опережающего научно-технического задела и экспериментальная проверка жизнеспособность новых технических решений и перспективных технологий. Вся эта работа затем находит свое применение в промышленности, чтобы в значительной степени снизить риски и затраты на стадии опытно-конструкторских работ.

Недавно ЦИАМ в партнерстве с АО «ОДК-Климов» (входит в Объединенную двигателестроительную корпорацию Ростеха) приступил к разработке демонстратора ГСУ последовательной схемы на базе двигателя ВК-650В. Такая СУ может найти себе самое широкое применение в составе легких многоцелевых вертолетов, перспективных беспилотных и пилотируемых ЛА взлетной массой 2-8 т, самолетов МВЛ, аэротакси, воздушных судов бизнес-авиации и ЛА вертикального взлета и посадки.

Серьезный интерес к новым силовым установкам в мировом сообществе подтверждает, что эра электричества в авиации – не перспектива 20 лет, а наступит уже в ближайшем будущем. Первые силовые установки уже готовы поднять в небо не просто легковесные беспилотники, а легкомоторные самолеты, а в дальнейшем, с развитием технологий, – обеспечить поддержку традиционным двигателям воздушных судов малой и региональной авиации. При этом прорывные исследования, в которых Россия находится в тренде мировых тенденций, являются важной отправной точкой обеспечения удовлетворения экологических требований ИКАО и нового витка развития авиастроения.

Турбореактивный двухконтурный авиационный двигатель ПС-90А

Турбореактивный двигатель ПС-90А (ПС – Павел Соловьев) относится к классу турбовентиляторных двигателей. Является одним из важных достижений российской авиационной промышленности девяностых годов ХХ века. Позволил почти вдвое повысить экономичность самолетов нового поколения и обеспечил их соответствие мировым нормам по экологии.

Конструктивно: турбовентиляторный, двухконтурный, двухвальный, со смешением потоков наружного и внутреннего контуров, с реверсом в наружном контуре и системой шумоглушения.

Сертифицирован в 1992 году.

В 1997 году на двигатель получено дополнение к Сертификату типа о переходе на эксплуатацию двигателя по состоянию без фиксированных межремонтных ресурсов.

самолет Ил-96-300ПУ;
дальнемагистральный самолет для пассажирских перевозок Ил-96-300;
среднемагистральные самолеты для пассажирских и грузовых перевозок Ту-204, Ту-214 и их модификации.

На начало 2010 года в эксплуатации находились 200 двигателей ПС-90А и его модификаций в 24 авиакомпаниях, включая «Cubana de Aviacion S. A.», «Silk Way Airlines», «Air Koryo» .

Общая наработка всех двигателей на пассажирских и грузовых перевозках с начала серийной эксплуатации по состоянию на 01.08.2010 г. достигла 2 430 809 часов.
Наработка лидерного двигателя — 34 013 часов.

Планомерно продолжаются работы по повышению надежности и безотказности авиационного двигателя, которые дали заметные результаты.

ПС-90А стал первым российским авиадвигателем, отработавшим более девяти тысяч часов без съема с крыла. На орту Ил-96-300 авиакомпании «Аэрофлот» двигатель наработал 9 936 часов.

Завершен комплекс работ по внедрению звукопоглощающих конструкций второго поколения (ЗПК-2) на серийных двигателях ПС-90А, что обеспечило самолетам Ту-204, Ту-214 и Ил-96-300 соответствие требованиям Главы 4 норм ИКАО по шуму.

В конце 2006 года для самолета Ил-96-300 с двигателем ПС-90А получен сертификат № СШ167-Ил-96-300-04 от 27.12.2006 на соответствие Главе 4 норм ИКАО по шуму.

В 2008 году для самолёта Ту-204 с двигателями ПС-90А получен аналогичный сертификат типа по шуму на местности №СШ170-Ту-207/Д01 от 18.07.2008 на соответствие Главы 4 норм ИКАО по шуму.

В 2007 году получено Дополнение к сертификату типа №16Д/Д25 о соответствии авиационного двигателя ПС-90А требованиям по выбросу (эмиссии) нормам 2008 года.

Технические характеристики

Высокая надежность и ресурс двигателя обеспечиваются:
-применением новых методов проектирования деталей и узлов на заданный ресурс;
-всесторонней доводкой основных элементов на специальных стендах на полный ресурс;
-эффективной диагностикой состояния двигателя в эксплуатации.

Авиационный двухконтурный двигатель ПС-90А имеет модульную конструкцию. Число модулей — 11. Отдельные модули могут быть заменены в эксплуатации.

Авиадвигатель оборудован двухканальной электронной системой управления и контроля параметров, обеспечивающей своевременное выявление неисправностей и эксплуатацию по состоянию.

АО «ОДК-ПМ»
Экзаменационный центр
Центр оценки квалификаций
Пресс-центр
Исполнительный орган общества АО «ОДК»
Продукция
- Гражданские двигатели
  - Турбореактивный двухконтурный авиационный двигатель ПС-90А
  - Турбореактивный двухконтурный авиадвигатель ПС-90А1
  - Турбореактивный двухконтурный авиадвигатель ПС-90А-76
  - Турбореактивный двухконтурный авиадвигатель Д-30
- ГТУ для энергетики
- ГТУ для трубопроводного транспорта
- Реконструкция ГПА и ГТЭС
Обслуживание
Для поставщиков
Обратная связь
ОДК-ПМ в соцсетях
Контакты
Правовая информация
Противодействие коррупции

голоса

Рейтинг статьи