Оптимальная тяга: научные сотрудники ЦИАМ учат самолет летать выше и быстрее

11 сентября 2019

Определение тяги двигателя в полете — необходимое условие для наиболее рационального использования возможностей силовой установки летательного аппарата. Кроме того, этот основной параметр двигателя становится и показателем его «здоровья»: чем больше отличие действительного значения тяги от расчетного, тем хуже состояние двигателя и его узлов. В этом случае после окончания полета необходимо проведение диагностики по выявлению и устранению причин плохого «самочувствия» двигателя.

Специалисты Центрального института авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») разработали метод повышения достоверности определения тяги двигателя во время полета самолета, а также представили техническое решение для системы управления летательного аппарата, позволяющее использовать «тяговые возможности» двигателя по максимуму.

— Путь к предложенному техническому решению был достаточно долгим, — рассказывает кандидат технических наук, начальник сектора ЦИАМ Юрий Эзрохи. — Первые наши предложения, примерно десятилетней давности, касались идеализированных условий работы двигателя при однородном потоке на входе, аналогичным, например, работе двигателя на стенде.

В полете на работающем двигателе измеряются не так много параметров: расход топлива, частота вращения валов, а также значения температуры и давления рабочего тела в нескольких сечениях проточного тракта двигателя.

Предлагаемый специалистами ЦИАМ способ был основан на использовании измеренных значений этих параметров для оценки основного параметра двигателя — его тяги.

На самом деле, силовая установка постоянно работает в условиях неоднородного потока на входе в двигатель, когда в плоскости входа существуют области повышенного и пониженного давления, положение и размеры которых зависят от условий полета и особенностей конструкции воздухозаборного устройства. Если эти обстоятельства не будут учитываться, то это может привести к весьма заметным погрешностям в определении тяги.

Поэтому техническое решение, на которое недавно получен патент, посвящено более корректному определению в полете тяги двигателя, который работает в реальных условиях неоднородного потока на входе. Кроме того, специалисты ЦИАМ предложили способ регулирования такого двигателя — методика позволяет в наибольшей степени компенсировать возможные недоборы этого параметра.