Оглавление цикла «Тушкины потроха»
Другой цикл канала — «ТЭД — труженик электродвигатель»
...Перед носом недобро заморгал красный «знак радиации». Чёрт, как же не вовремя... Может, ложное срабатывание? Вроде отключился нормально, взвизгнул, и двигатель нормально подхватил — и на тебе, «Опасные обороты стартёра» через минуту после запуска. Моргает, моргает... Загорелась устойчиво.
— Ну что, выключаем?
— А что делать, сейчас газу дашь — он разлетится! Выключаем.
В небе наискось, один за другим, рисовали белые следы два самолёта. Они уже выдержали свои лётные испытания и вовсю расшвыривали носами редкие молекулы высотного воздуха, мча пассажиров. Наш старый «туполь», видимо, в небо не спешил — до боли в воздухозаборниках надышался стратосферным морозом и хотел после третьего капремонта подольше постоять на земле. Казалось бы, чего такого восхитительного в воздухе в это время года — ни аромата цветов, ни свежести гроз, лишь прошлогодний тлен...
А лайнер, поди, понял жизнь и наслаждался самим счастьем обонять — как вкусен мартовский ветерок после стерильного высотного безмолвия! И подмигивал нам красным глазом, непринуждённо пробуя складывать слова в стихи:
Не гудит турбина
Не дрожат шпангоуты
Посиди, технота
Отдохни и ты.
Жаль, мы только настроились отгонять #двигатели да завтра с утра сразу начать «концерт по заявкам», если вылезут дефекты — но споткнулись на первом же двигателе. Хотя даже хорошо, что на первом — сэкономили ресурс остальных да керосин. Сейчас по бодрящему мартовскому ветерку полезем делать то, что говорит Руководство — менять стартёр.
Ибо с ним шутки плохи, в 1994-м экипаж взлетел, игнорировав горящие «Опасные обороты» — и через девять минут #самолёт прилетел в крышу молочной фермы. Стартёр, разлетевшись, разнёс хвостовую часть, устроил пожар — в итоге отказало управление. Так что эту красную лампочку надо особо уважать. Правда, она лишь похожа на знак радиации — настоящие источники излучения стоят на двигателях. Но об этом позже.
С виду #стартёр неказист — чёрная продолговатая тушка. Среди навесных агрегатов, гроздью висящих на коробке приводов, есть и покрасивее — например, #турбина привода генератора. Тускло сияющий тор с изящным патрубком, о нём позже...
Но стартёр, пожалуй, самый важный — он оживляет двигатель, раскручивая ротор высокого давления. Как связана висящая под двигателем коробка с ротором — в 13-й статье (нажмите на цветное — откроется). А вот стартёр двигателя НК-8-2У:
Жерла патрубков и заслонка говорят — стартёр воздушный, СтВ. Именно так (СтВ-3) он и называется на Д-30КУ — двигателе Ту-154М, здесь же, на двигателе Ту-154Б, он благозвучного названия не имеет. Только чертёжный номер. По сути СтВ — маленькая турбина с редуктором. Устроены СтВ разных двигателей примерно одинаково, поэтому поглядим на попавшийся под руку препарат стартёра двигателя Д-36, он похож на СтВ-3:
При подаче 27 вольт на электромагнит его сердечник втягивается, открывая проход воздуха (так называемого командного давления) к поршню. Тот уходит вправо и тянет клапан, открывая проход воздуха (рабочего потока) — к турбине. Воздух к стартёрам двигателей подаётся от ВСУ либо от наземной установки воздушного запуска (УВЗ), идёт по трубопроводам системы кондиционирования:
Можно взять воздух и от уже работающего двигателя, только чуть подбавив ему газу, чтобы создать нужное давление отбора. Есть пара случаев, когда это нужно — например, если ВСУ сильно изношена и при работе на отбор температура газов «лезет» почти до выключения автоматикой. Тогда можно от неё аккуратно запустить один двигатель, а от него уже остальные — поберечь ресурс ВСУ для следующих запусков.
Второй случай — совершенная дикость, но бывает. Если ВСУ не запускается, а УВЗ на аэродроме нет — то можно на кратковременной стоянке (например, на дозаправке) оставить один работающий двигатель и потом запускаться от него. Лично знаю бортинженера, что на промежуточном аэродроме заправлялся с работающим вторым двигателем.
На наших истребителях система запуска устроена иначе, а вот на западных, судя по всему, стартёры тоже воздушные, только ВСУ на борту нет — поэтому им нужна УВЗ. Об этом рассказал Виктор Петрович на своём канале «МЕСТА, НЕ СТОЛЬ ОТДАЛЁННЫЕ»:
Вернёмся к стартёру НК-8. Он стоит на коробке приводов двигателя:
В коробке приводов ничего сверхъестественного нет — напротив, хрестоматийные прямозубые шестерни. На момент написания у меня под рукой есть удобный распил коробки приводов уже знакомого нам Д-30:
Почему не косозубые или шевронные, имеющие более плавный ход и большую нагрузочную способность — никто внятно ответить не может. А ведь мощности коробки распределяют немалые — десятки #киловатт потребляет генератор (или генераторы), столько же берут насосы гидросистем, сравнимую мощность потребляет топливный насос-регулятор... В сумме может набежать мощность небольшого промышленного #тепловоза .
Вот вид снизу на НК-8-2У. Так как снимок уже лет сто как выложен мною в Вику — переверну для приличия:
ППО — привод постоянных оборотов генератора, в том или ином виде он есть на большинстве современных реактивных самолётов, о нём сейчас расскажу подробно. Насос гидросистемы (насос плунжерный — НП) создаёт давление в самолётной гидросистеме для работы гидроусилителей, шасси, закрылков, кстати, если кто-то вместо «рукоятка закрылков» или «выпуск закрылков» говорит «закрылок» — бейте сильно, но больно... При снятии двигателя НП остаётся на борту — снимается с коробки приводов и подвешивается к борту, шланги не отключаются.
Ещё на коробке приводов, конечно, стоит датчик тахометра:
Вернёмся к двигателю. Через смотровые лючки можно, прокручивая компрессор спецключом, осмотреть лопатки при помощи эндоскопа. На лопатки каждой ступени есть свои допуски на забоины и вообще целая технология.
Масляный насос встроен в коробку приводов и обеспечивает смазку двигателя. В топливо-масляном теплообменнике (ТМР) откачанное из двигателя масло охлаждается поступающим в двигатель топливом. Насос-регулятор (НР) создаёт высокое давление топлива для подачи на форсунки, регулирует подачу топлива, управляет клапанами перепуска — в общем, это мозг двигателя. Теперь о ППО.
Обороты двигателя переменны. А, как рассказано в моей статье ТЭД-8, синхронному генератору для выработки напряжения стабильной частоты нужны стабильные обороты. Чтобы #генератор ГТ40ПЧ6 выдавал бортовые 400 герц — ему нужно делать 6 тысяч оборотов в минуту, эта цифра есть даже в маркировке. Чтобы согласовать обороты — незаменим #планетарный редуктор . Он приводится от двигателя и от турбины, а от него уже приводится генератор.
От двигателя приводится водило («рама» с сателлитами) редуктора, турбина приводит «солнышко» (центральную шестерню), с коронной шестерни крутящий момент передаётся на генератор. Если солнечная шестерня стоит (турбина ППО не вращается) — обороты генератора пропорциональны оборотам двигателя. Но это только на оборотах двигателя 81 %.
Если двигатель работает на меньшем режиме, то турбина должна «докручивать» редуктор, добавляя свои обороты в сумму. Если больше — то вал турбины должен вращаться в обратную сторону, вычитая свои обороты из оборотов двигателя. Для «заднего хода» на валу турбины стоит сегнерово колесо:
Если подаётся воздух на турбину — работает она. Если открыт клапан подачи воздуха в сегнерово колесо — то воздух вырывается из его носиков и реакция вращает вал турбины в обратную сторону. Подача воздуха в турбину или колесо регулируется центробежным регулятором — примерно таким же, как на старом дизеле или в насосе-регуляторе нашего НК-8.
Обороты генератора выросли выше нормы — грузики на валу регулятора развела центробежная сила, они через подшипник толкнули клапан, тот подал командное масло в цилиндр заслонки, заслонка убавила воздуха на турбину. Ещё разошлись — закрыла совсем, а потом вообще откроется клапан сегнерова колеса.
А если обороты генератора просядут — пружина регулятора пересилит центробежную силу грузиков, регулятор сработает в обратную сторону — на добавление воздуха на турбину. Как работает сам генератор — об этом позже, когда дойдём до блоков управления генератором, пока скажу только, что в его корпус, на его вал упрятаны аж три синхронных машины.
Если из-за неисправности регулятора или редуктора турбина пойдёт вразнос — по сигналу от датчика воздух перекроется, а если вразнос пойдёт генератор (частота достигнет 480 Гц) — по сигналу от блока защиты и управления (БЗУ) механически отключится от коробки приводов весь ППО, надо снимать с двигателя и взводить.
А это — насос НП-89 гидросистемы самолёта, так называемая аксиально-плунжерная гидромашина. Плунжером называется поршень, диаметр которого намного меньше длины. «Аксиально-» — потому что плунжеры ходят вдоль оси вращения насоса. Они вращаются в блоке, похожем на револьверный барабан, а за счёт наклона рабочей плоскости приводного диска каждый плунжер ходит в канале взад-вперёд и качает гидросмесь.
Когда давление нагоняется до 220 кгс/см² — НП-89 переключается на нулевую производительность, блок («барабан») сдвигается и насос качает смесь по кругу, что обеспечивает его смазку, охлаждение и работу без нагрузки. Как только давление падает — насос вновь подключается к системе. Так поддерживается номинальное давление около 210 кгс/см². Давление страшное, в 20 с лишним раз больше, чем в тормозной системе грузовика, но на то она и #авиация — острие прогресса...
Гидросистема и генератор — это, конечно, хорошо, но надо пару слов сказать и о топливной аппаратуре. На входе в двигатель топливо встречает двигательный центробежный насос (ДЦН), его можно разглядеть ниже на фото двигателя Д-30КУ-154 (Ту-154М). ДЦН работает в паре со стоящим в крыле электроцентробежным насосом (ЭЦН) и подкачивает топливо даже при обесточке самолёта.
В топливо-масляном радиаторе (ТМР) топливом охлаждается масло, в нём же на Д-30КУ стоит фильтр очистки топлива. Насос-регулятор — агрегат адски сложный, он подаёт керосин к форсункам под давлением 20 — 50 кгс/см², дозирует подачу на установившихся режимах при помощи центробежного регулятора, а на переходных — при помощи специальных узлов — автоматов...
Это и автомат сброса, ограничивающий минимальную подачу при сбросе газа, чтобы камера сгорания не потухла. Автомат приёмистости, не дающий при «нажиме педали в пол» перелить топлива и сжечь турбину. Автомат запуска. Плюс, как уже было сказано, ещё НР управляет механизацией компрессора.
Редуктор ППО, в отличие от НК-8, здесь встроен в коробку приводов, съёмными выполнены турбина и регулятор — РППО-30КП. На РППО стоит электромеханизм коррекции частоты (МКЧ), по сигналу от блока подправляющий затяжку пружины регулятора, если частота уходит. Турбина здесь одностороннего вращения, то есть сегнерова колеса нет, и сам РППО работает на топливе, а не на масле. На малом газе турбина делает 38 тысяч оборотов в минуту — докручивает генератор, на взлётном режиме останавливается.
А почему агрегат зажигания помечен знаком радиации?
По сути агрегат зажигания СКНА-22-2 — сдвоенная «бобина», две катушки с вибрационными прерывателями, питающие на запуске свечи запальников камеры сгорания. Но для стабильности работы в состав СКНА включены разрядники Р-22 — герметичные газоразрядные приборы, имеющие в составе радиоизотоп для стабильности разряда.
Ведь может потребоваться запустить в воздухе остывший до –60 °С двигатель, а может — и только что остановленный, на котором СКНА разогрет до 60 °С со знаком «плюс». Электронная эмиссия сильно зависит от температуры, недаром тёплые радиолампы требуют прогрева, а бета-излучение (те же электроны) заложенного в разрядник изотопа стабилизирует процесс. В общем, звания «#тёплый ламповый » СКНА не заслуживает — максимум «активный ламповый»...
Но пассажиров активность эта не касается — блок безопасен даже для авиатехников, его корпус экранирует излучение и предупреждает умельцев лишь надписью «Не вскрывать». А вот реверс Ту-154М, он гидравлический, на каждом двигателе своя ГС (гидросистема), НП-25 потихоньку качает весь полёт, заряжает 4 гидроаккумулятора (два слева, два справа), при включении реверса они «выстреливают»:
Как включается реверс:
Обещанные два микрофильма про реверс уже сделаны, даже третий сделан и будет четвёртый, про работу ППО смонтирую позже. На сегодня откланиваюсь!
Оглавление цикла «Тушкины потроха»
Другой цикл канала — «ТЭД — труженик электродвигатель»
