Методика формування вимог до агрегатів систем запуску на етапі проектування ГТД

Abstract

Історія розвитку газотурбінобудування налічує понад 75 років, з моменту появи в 1937 перший газотурбінного двигуна HeS 1 (конструктор Ханс фон Охайн, виробництво Heinkel-Hirth Motorenbau), такий же термін має і проблема запуску цих двигунів. На ранніх етапах, відпрацювання запуску була повністю експериментальною, але в міру розвитку уявлень про процеси, що відбуваються в ГТД на режимі запуску, почали робити спроби формування підходів до прогнозування пускових властивостей ГТД (у тому числі й закладення пускових властивостей на стадії проектування) та відповідного вибору параметрів системи запуску. Традиційні способи запуску, такі як попереднє розкручування ротора допоміжним двигуном внутрішнього згоряння та використання піростартерів обмеженого запасу робочого тіла, в даний час або не використовуються, або мають обмежене застосування. Основним типом пускових пристроїв двигунів як цивільної, так і військової авіації є повітряні турбостартери та електростартери. Що пояснюється не лише значним ступенем вивченості принципів їх роботи, високою питомою потужністю, а й можливістю ефективного об'єднання кількох функцій – джерела крутного моменту у процесі запуску та бортового джерела живлення у процесі польоту під час режимної роботи ГТД. Як системи запалення паливо-повітряної суміші в камері згоряння, традиційно найбільш широко застосовуються електричні іскрові системи, що отримали розвиток ще при розробці двигунів внутрішнього згоряння різних схем. У той же час, вже зараз визнається ефективність альтернативних типів систем запалювання, таких як електричні плазмові, та лазерні системи. Провідні фахівці іноземних університетів, таких як Virginia Polytechnic Institute та Cranfield University, ведуть дослідницькі роботи в інтересах найбільших світових виробників авіаційних газотурбінних двигунів – Rolls-Royce, Pratt & Whitney та General Electric. Основними напрямками досліджень запуску іноземних авторів є дослідження та моделювання роботи газотурбінних двигунів на режимах земного та польотного запуску, запуску з авторотації, дослідження характеристик вузлів ГТД у галузі запуску.