Характеристика силовой установки

1. История и модификация двигателя.

Авиационный двигатель Д-30КП

Турбореактивный двухконтурный двигатель Д-30 разработан в ОКБ П.А. Соловьёва в 1963 году для пассажирского самолёта. Серийное производство организовано на Пермском и Рыбинском моторостроительных заводах в 1972 году. Д-30 построен по двухвальной схеме со смешением потока газа наружных и внутренних контуров.

Двигатель состоит из компрессора, разделительного корпуса с коробками приводов агрегатов, камеры сгорания, турбины и выходного устройства. Модификации Д-30КП и Д-30КУ оснащены реверсивным устройством. Запуск двигателя автоматический, осуществляется от воздушного стартера. Система зажигания электронная, включает агрегат зажигания и 2 свечи поверхностного заряда. Масляная система автономная, нормально замкнутая, циркуляционная. Все агрегаты масляной системы расположены на двигателе. Двигатель работает на авиационном керосине марок Т-1, ТС-1, РТ.

Всего изготовлено около 8000 двигателей семейства Д-30. В процессе производства конструкция постоянно дорабатывалась. Двигатели семейства Д-30 считаются одними из самых надёжных в мире. Капитальный ремонт осуществляется на АО "Пермские моторы", а также на авиаремонтных заводах №123 (Старая Русса), №570 (Ейск).

Модификации двигателя:

· Д-30 (ПС-30) - базовый. Выпускается в Перми.

· Д-30В - турбовальный для вертолёта В-12М (проект).

· Д-30КП - двигатель для Ил-76. Отличается реверсивным устройством. Выпускается с 1972 года в Рыбинске. Устанавливается также на А-50, Ил-78.

· Д-30КП-3 "Бурлак" - форсированный до 14000 кгс. Разработан в 2003-2005 годах в НПО "Сатурн". Отличается новым вентилятором, увеличенной степенью двухконтурности.

· Д-30КПВ - двигатель для А-40.

· Д-30КУ - двигатель с тягой 11500 кгс. Устанавливался на Ил-62М. Выпускается в Рыбинске.

· Д-30КУ-154 - двигатель для Ту-154М. Увеличен ресурс за счёт снижения тяги до 11000 кгс. В 2003 году разработана малоэмиссионная камера сгорания, позволяющая снизить уровень шума. Выпускается в Рыбинске.

Двигатель Д-30КП 1 серии Турбореактивный, двухконтурный, двухвальный, со смешением потоков наружного и внутреннего контуров, с реверсом. Устанавливается на варианты популярного массового дальнемагистрального самолета Ил-76 для перевозок крупногабаритной техники и грузов Ил-76Т, Ил-76ТД, Ил-76МД. Серийная эксплуатация с июля 1972 года.

Двигатель Д-30КП 2 серии представляет собой серийный двигатель Д-30КП 1 серии с мероприятиями, обеспечивающими сохранение взлетной тяги 12000 кгс, при атмосферном давлении 760 мм рт. ст., до температуры окружающего воздуха плюс 23 °С. Серийная эксплуатация с 1982 года.

2. Общие сведения.

Силовая установка большинства основных модификаций Ил-76 состоит из четырех турбореактивных двигателей Д-30КП-2. Конструктивно двигатель выполнен двухвальным, двухконтурным со смешением потоков наружного и внутреннего контуров в камере смешения. Все двигатели оборудованы системой реверсирования тяги. Двухконтурная схема, состоящая из газогенератора и вентилятора, позволяет при одинаковом с одноконтурной схемой расходе топлива получить большую тягу и, тем самым, меньший удельный расход топлива. Кроме того, двухконтурная схема более благоприятна с точки зрения снижения создаваемого двигателем шума. Газодинамическая устойчивость двигателей Д-30КП-2 на нерасчетных режимах обеспечивается регулированием входного направляющего аппарата компрессора высокого давления и перепуском воздуха из за его пятой и шестой ступеней во внешний контур.

Управление каждым двигателем силовой установки осуществляется рычагом управления (РУД), сблокированным с рычагом управления реверсом тяги (РУР) и рычагом останова (РОД). Ниже в таблице 1.приведены технические характеристики двигателя.

Таблица 1.

3. Дроссельные характеристики

Дроссельными характеристиками называются зависимости тяги удельного расхода топлива от частоты вращения при постоянных скорости и высоте полета. На двигателе Д-30КП-2 применена программа регулирования n_вд=const. Таким образом, каждому режиму работы двигателя соответствует вполне определенная частота вращения ротора высокого давления (РВД), не зависящая от полетных и атмосферных условий. Частота вращения роторов измеряется в оборотах в минуту или в процентах. 1% оборотов соответствует 109 об/мин для ротора высокого давления и 53,8 об/мин для ротора низкого давления. Контроль режима работы двигателей осуществляется по указателям положения РУД в градусах и по указателям частоты вращения ротора высокого давления ИТЭ-2Т в процентах. Принята следующая номенклатура режимов работы двигателя Д-30КП-2:

- режим малого газа. Это режим минимально допустимой частоты вращения, при которой двигатель способен работать устойчиво - 60±1% при V=0, Н=0. Тяга двигателя на малом газе составляет не более 9000 Н, Часовой расход топлива минимален, и составляет около 800 кг/ч, а удельный расход имеет максимальное значение;

- режим полетного малого газа. Этот режим используется, как правило, на предпосадочном снижении. Частота вращения РВД составляет 0.42 номинального;

- режим 0.6..0.9 номинального. Эксплуатация двигателя на этом режиме не ограничивается временем;

- номинальный режим. На этом режиме двигатель развивает около 80% своей максимальной тяги. Режим используется для выполнения набора высоты и горизонтального полета с максимальной скоростью. Общее время эксплуатации двигателя на номинальном ре-жиме не должно превышать 40% за весь ресурс;

- взлетный режим. Это режим, при котором двигатель развивает максимальную тягу. Общее время работы двигателя на взлетном режиме не должно превышать 5% от всего времени за ресурс. Непрерывная работа двигателя на взлетном режиме должна составлять не более 5 минут. В особых случаях допускается 15 минут. Взлетный режим используется при взлете и уходе на второй круг- режим обратной тяги. Используется для существенного сокращения длины пробега в процессе посадки или для выполнения прерванного взлета. Устройствами реверсирования тяги оснащены все двигатели силовой установки Ил-76. Время непрерывной работы двигателя в режиме реверса не должно превышать 1 минуты.

В таблице 2.приведены основные характеристики двигателя Д-30КП-2 на перечисленных режимах при скорости V=0, высоте Н=0 при параметрах атмосферы, являющихся стандартными. Зависимость тяги и удельного расхода топлива при V=0 и Н=0 для стандартной атмосферы от частоты вращения РВД представлены в таблице. Скачек параметров при частоте вращения РВД около 79% объясняется открытием (закрытием) клапанов перепуска воздуха.

Приемистость двигателя характеризуется следующими особенностями. При переводе РУД на земле с режима малого газа до взлетного за 1..2 с, двигатель устанавливает взлетные обороты за 7..10 с, а в полете с режима полетного малого газа за 4..7 с тяга двигателя до оборотов 79% будет расти медленно (в среднем на 1% увеличения оборотов рос тяги составляет около 0.1кН). При увеличении оборотов с 79% до 97,5% тяга растет значительно быстрее (в среднем на 1% оборотов происходит увеличение тяги на 0.4..0.5 кН).

Таблица 2.