Вид для печати
На ручке Белла-204 (UH-1B) есть интересный переключатель трехпозиционный RPM GOVERNOR.
По документации, эта штука должна удерживать обороты турбины.
В связи с этим непонятки, зачем тогда тротл?
Как действует связка Тротл и трехпозиционный переключатель (RPM GOVERNOR SWITCH)
Спсб.
Не скажу наверняка, но проведу аналогию - на ручках ШГ отечественных вертолетов есть такие переключатели. Довелось пользоваться ими на Ми-8, Ми-24.. думаю, на остальных типах принцип действия схож.
Называется он "перенастройка оборотов", центральное положение - откл, верхнее нажимное - больше, нижнее - соответственно, меньше. Используется в подавляющем большинстве случаев на земле во время газовок. Стандартные обороты НВ ~95+/-3%, если показания индикатора оборотов НВ отличаются от этого значения (напомню, что обороты НВ измеряются в процентах, а не в оборотах в минуту), то используется именно этот переключатель. Не помню, к сожалению, точной величины регулировки - там несколько процентов. В верхнем положении вертолет ощутимо приподнимает до почти полного выхода штоков амортизаторов, при нажатии вниз - заметно проседает.
Обороты в процентах от максимального (что-то около 350 рпм)
Дело в том, что в документации указывается о влиянии на вращение именно турбины, а не НВ.
Дословно это будет так...
The pilot and copilot GOV RPM INCR/DECR switches are mounted on a switch box attached to the end of the collective pitch control lever (figure 2-7). The switches are a three-position momentary type and are held in INCR (up) position to increase the power turbine (N2) speed or down to DECR position to decrease the power turbine (N2) speed.
Собственно, получается, что это просто уровень холостых?
Еще вопрос!
Есть такая штука DROOP COMPENSATOR. Никто не знает, что за зверь? И как этот зверь кореллирует с положением крутилки троттла?
Собсснно, обороты НВ как раз и изменяются в сторону увеличения или уменьшения в результате изменения оборотов свободной турбины, так что функциональный смысл один и тот же. Холостой ход - пожалуй, несколько неточное определение - муфта сцепляется с турбиной практически сразу, так что двигатели всегда под нагрузкой, и меняются обороты НВ не на малом газу, а уже на введенной коррекции - т.е. непосредственно на околовзлетном режиме работы двигателей. Повторюсь: кроме как на предполетных газовках, этот переключатель практически нигде не используется.
А по поводу компенсатора - пока что мыслей никаких не возникает. Инструкции Белла нету под рукой, на наших машинах всё по возможности компенсируется автоматически. На ум приходит только высотная коррекция, выключатель коррекции в гироскопическом узле и автомат приемистости... но у них внешних органов управления не предусмотрено..
Мейби это специфика конкретного крафта.
Вернее, всю инструкцию не выйдет разместить, но цитату, посвященную DROOP COMPENSATOR легко...
DROOP COMPENSATOR.
A droop compensator maintains engine rpm (N2) as power demand is increased by the pilot. The compensator is a direct mechanical linkage between the collective stick and the speed selector lever on the N2
governor. No crew controls are provided or required. The compensator will hold N2 rpm to +-40 rpm when properly rigged. Droop is defined as the speed change in engine rpm (N2) as power is increased from a no-load
condition. It is an inherent characteristic designed into the governor system. Without this characteristic, instability would develop as engine output is increased resulting in N1 speed overshooting or hunting the value necessary to satisfy the new power condition. If N2 power were allowed to droop, other than momentarily, the reduction in rotor speed could become critical.
Droop Compensator Failure.
Droop compensator failure will be indicated when engine rpm is no longer controlled by application of collective pitch. The engine will tend to overspeed as collective pitch is decreased and will underspeed as collective pitch is increased. If the droop compensator fails, make minimum collective movements and execute a shallow approach to the landing area. If unable to maintain the operating rpm within limits, proceed as follows:
1. Collective pitch - Down; establish autorotational glide.
2. Throttle - Engine idle.
3. GOV switch - EMER.
4. Throttle - Open slowly to normal operating rpm and continue flight with manual throttle control.
5. Land as soon as possible.
Маленькое уточнение, дока по UH-1H.
Странно, двигатель один, а упоминание идет о N1, N2.
Если DROOP COMPENSATOR исполняет роль согласователя работы ДВУХ двигателей, то этот дивайс неинтересен. Разбираем однодвигательный Ирокез.
Стало быть, положение вверх - определенные обороты из верха рабочего диапазона без нагрузки ОШ (ОШ - минимальный)
Нижнеее положение - определенные обороты из низа рабочего диапазона без нагрузки ОШ (ОШ - минимальный)
Гипотетически, этот переключатель просто устанавливает минимальный уровень оборотов НВ (известно, что НВ цепляется к турбине на 15% оборотов турбины). Т.е. ручку тротла на IDLE Engine и получаем минимальные обороты на INCR - 6600 rpm, а на DECR - 6400 rpm. Типа того что-то. Ибо на 6300 уже заверещит лампочка и зуммер Low RPM.
Ну, разумеется, если переключатель в нейтральном положении - ручкой тротла можно регулировать нижний предел оборотов по желанию.
А кстати! Есть такая штука на панели управления двигателя GOVERNOR switch. Там функционалка такая:
контроль перекрута (не больше 6900 rpm для турбины)
контроль изменения RPM (плавное увеличение и уменьшение)
Т.е. с GOVERNOR switch в положении AUTO - фик раскрутишь больше 6900, на все резкие движения ручкой троттла реакция будет плавной.
Если GOVERNOR switch переключить на EMER, вот тут начинается все самое интересное. Турбину уже можно перекрутить (перегреть), можно ввести в заблуждение резкими переводами ручкой троттла компрессор (compressor stall).
По аналогии можно предположить, что Governor RPM на шляпке шаг-газа исполняет роль нижнего предела оборотов.
С другой стороны можно предположить, что этот переключатель просто указывает скорость реакции системы GOVERNOR RPM на действия пилота.
INCR - более быстрая реакция
DECR - более медленная реакция
Нейтраль - нечто среднее.
спасибо за цитату из инструкции.. навскидку почитал, - что имеем в результате: droop (спад) compensator в силу своей русскоязычности обзовём компенсатором падения чего-либо, сразу у меня возникает определенная аналогия с нашими ЛА - что в них может падать... наверняка обороты. Строчка про то, что это механическое устройство - озадачила. Или это гениальная простота схемы, или же структура упрощенного автомата..
Не стану переводить весь текст - кому это действительно интересно, думаю, уже прочитали сами. Остановимся на обозначениях N1 и N2. Из текста могу рискнуть сделать заключение, что N2 - это имеющаяся "мощность" двигателя, подразумевающая собой количественную величину в rpm - т.е. в оборотах-в-минуту, чур не считать меня валенком - я лично мощность оборотами не измеряю.. а N1 - это как бы "задаваемая" мощность - т.е. та величина оборотов, которая нужна летчику при перемещении РШГ (хочет увеличить N2->поднимает шаг->растет N1 и следом за ней с запаздыванием растет N2).
На ТВ3-117 этим занимается автомат приемистости, о котором ранее у меня уже было смутное предположение. Если брать строчки инструкции Белла, что вкратце выглядит как "без этой штуки, будет развиваться неустойчивость, возникающая при темпе увеличения N1, стремящемся догнать или перегнать необходимую (понимаем как допустимую) величину для достижения новых мощностных условий". Не один-в-один, но очень близко к сфере деятельности автомата приемистости наших вертолетных двигателей.Цитата:
Without this characteristic, instability would develop as engine output is increased resulting in N1 speed overshooting or hunting the value necessary to satisfy the new power condition. If N2 power were allowed to droop, other than momentarily, the reduction in rotor speed could become critical.
Суть в чём - лётчик, изменяя положение рычага шаг-газ, изменяет две величины одновременно - общий шаг установки лопастей НВ и подачу топлива к форсункам камеры сгорания. Изменение массового секундного расхода топлива непременно повлечет за собой изменение оборотов свободной турбины и всей её обвязки - т.е. редуктора, коробки приводов и т.д. Но проблема в том, что процесс этого самого изменения на газотурбинных двигателях протекает с заметным запаздыванием - временем "приемистости". Чтобы не допустить падения оборотов НВ, в двигатель как раз и введена схема автомата приемистости, в ТВ3-117 это один из узлов НР-3В, т.е. насоса-регулятора. Достаточно сложная конструкция, которую вряд ли у кого повернется язык назвать "прямой механической связью".
Так что на данном вертолете это одно и то же устройство, только более упрощенное.
Да, и там есть пометка - вмешательство экипажа в работу не требуется, т.е. управление не предусмотрено или в нем нет нужды.
Ладно, отставим эти рассуждения в сторону - думаю, выводы достаточно ясны. Обратимся к Governor Switch. EMER на английском обычно является сокращением от Emergency - т.е. аварийная/нештатная ситуация, у нас подобного рода выключатель был бы выделен как "без необходимости руками не трогать". В данном случае действительно, необдуманными и резкими движениями можно загнать НВ или до минимума оборотов, или до максимума, т.к. зарубежный "автомат" из работы выключается и более не сдерживает темп изменения N1. Положение AUTO обозначает обычную штатную работу - что и характеризуется сглаживанием резкой работы пилота ручкой Ш-Г.
Сомневаюсь также, что RPM Governor будет работать как регулятор скорости работы автомата приемистости. Скорее всего, это именно регулятор частоты вращения НВ. Т.е. больше на пару процентов - меньше... а применение уже - как раз для отказов, когда автоматика перестала функционировать и пилоту приходится самому координировать шаг с газом, при этом следя за оборотами НВ.
Далее. Последнее. Автомат приемистости для каждого двигателя свой. Т.е. регулируется приемистость каждого двигателя отдельно и в случае, если двигатель один, автомат будет один, управление им одним - но функционал от этого практически не изменится.
N1 - газогенератор
N2 - турбина
После этого уточнения картина мироздания рухнула.
Ранее скомпилировалась версия, что:
Мастер переключатель GOV RPM с двумя положениями на панели AUTO и EMER отвечает за управление оборотами N2 в зависимости от положения ручки ОШ. А также ограничивает обороты сверху на 6900. Механизм инерционный. Старается удерживать заданные обороты.
Ключ на шляпке "шаг-газа" GOV RPM с тремя положениями отвечает за желаемый уровень оборотов турбины в рабочем диапазоне:
INCR - высокий уровень оборотов (к примеру, 6900 rpm)
DECR - низкий уровень оборотов (к примеру, 6600 rpm)
NEUT - уровень задается ручкой газа
При отключении мастер переключателя в EMER начинается мерлезонский балет с ручным подбором оборотов под текущее значение ОШ.
И вообще, интересна функционалка газогенератора. Компрессор что ли?
Такими темпами дойдем до построения графиков и выкладывания кинематических/гидравлических схем различных регулирующих механизмов. Пойдем от простого.
Управление силовой установкой вертолета:
Схема двигателя: входное устройство-компрессор-камера сгорания-турбина компрессора; свободная турбина-муфты-редуктор. Турбовальный двигатель имеется в виду. Летчик управляет только изменением подачи топлива и остановом/пуском, т.е. камерой сгорания.
Вспомогательные системы двигателя (автоматика) - большое количество, среди них интересующая нас топливная. У летчика в руке "акселератор/тормоз".
В другой - автомат перекоса. Под ногами - путевое управление. Стандартная схема управления - летчик изменяя шаг винта, увеличивает силу тяги НВ. Чтобы возросшая нагрузка на профиль каждой лопасти не привела к замедлению вращения НВ, введена схема параллельного слежения топливной системы. Отдельно крутить ничего не надо, одновременно с увеличением угла установки лопастей увеличивается подача топлива. И наоборот. Автомат приемистости нужен лишь для того, чтобы ликвидировать опасные последствия резкого увеличения шага из-за времени приемистости турбовального двигателя. На поршневых движках приемистость крайне мала. Крутящийся соосно с ручкой шаг-газа набалдашник на ней - это рукоять коррекции, используется двумя способами: до упора вправо и до упора влево. На земле. В полете коррекция выводится-вводится только при отработке посадки на режиме самовращения НВ и в случаях отказа САР (системы автоматического регулирования). Причем только в особых случаях в полете - т.е. при отказе САР летчику разрешено (и предписано) вращать эту ручку не по крайним упорам, а координированно с изменением положения рычага общего шага. Шаг вниз - коррекция влево. Шаг вверх - коррекция вправо. Нажимной переключатель перенастройки оборотов НВ используется и того реже - на земле, при газовке. Как я уже говорил выше.
Всё, собственно. Хотелось бы отметить еще одну особенность - на двигателях ТВ3-117 генераторы запитываются от коробки приводов, а не стоят непосредственно на движке, как стартер-генераторы, к примеру, ТВ2-117. И вследствие этого, работают только на введенной правой коррекции. Ми-8Т на пересадках коррекцию выводит, Ми-8МТ - нет, именно по этой причине.
Силовая установка зарубежных вертолетов мне в какой-то мере интересна, особенно тем, как конструкторы умудряются назвать тот или иной узел конструкции и подходом к управлению элементами СУ. Но все же не думаю, что существует большая разница в подходе к обучению пилотов. Есть системы, которые ни у нас ни у них в полете не включаются, кроме особо оговоренных случаев. И система коррекции - не исключение. А обороты турбин - особый случай. У нас ими занимается исключительно автоматика. Неимоверно дорогостоящие и сложные насосы-регуляторы обеспечивают постоянными обороты турбин. Если мне память не изменяет, турбина компрессора ТВ2-117 вращается с частотой около 30 000 об/мин. Для ограничения верхнего предела частоты вращения свободной турбины (на случай, если лопнет гибкий валик датчика ее оборотов и они поползут вверх самопроизвольно), введены драконовские методы - принудительный останов двигателя. Без возможности последующего запуска (до техосмотра). О многом этом я писал в "теории".
В итоге: у зарубежных ребят не все как у нас. Но если вертолеты там имеют схожую техническую часть, то и работа с ней должна быть схожей с нашей. Если нет - ничего страшного. Летают как наши машины, так и чужие.
P.S. INCR - Increase - "увеличение"
DECR - Decrease - "уменьшение". Думаю, можно было их подписать "MAX", "MIN', или "HIGH","LOW", если речь идет о каких-то конкретных значениях оборотов... впрочем, опять же - иностранцы, что с них взять :)
С управлением в целом понимание достигнуто. Вопрос именно в тонкости функциональности переключателей.
К примеру, исследование привело к выводу что
Ирокез обладает автоматом удержания оборотов турбины.
Этот автомат работает только при включенном GOV SWITCH на ENGINE PANEL и при вывернутой в максимальное положение накладки газа.
Вот тут нам и нужна переключалка GOV RPM на шляпке ручки "шаг-газ".
Однократное нажатие в сторону INCR увеличивает поддерживаемые обороты на 0.3% (примерно, на 20 rpm). Однократное нажатие в сторону DECR уменьшает удерживаемые автоматом обороты турбины на 0.3%.
В целом, этот переключатель позволяет менять обороты турбины от максимума в автоматическом режиме 6900 rpm до 6700 rpm (тут возможны тонкости, ибо по разным данным, 3%-4%).
Если выключить GOV SWITCH, автомат отключается и ты сам уже рулишь оборотами, судорожно вращая накладку "газа" с возможностью запалить турбину или дождаться LOW RPM на высоте 50 футов =)