ГЛАВА XIX. СИСТЕМА ЗАПУСКА ДВИГАТЕЛЯ

### ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Запуском называется неустановившийся процесс перевода двигателя из нерабочего состояния на минимально устойчивый режим работы — режим малого газа.

Система запуска предназначена для вывода неработающего двигателя на устойчивую работу в режиме малого газа.

Запуск двигателя на земле состоит из трех этапов.

Первый этап начинается от момента включения стартера до момента подачи в камеру сгорания и воспламенения в ней топлива. Раскрутка турбокомпрессора на этом этапе осуществляется только стартером.

Второй этап охватывает период от момента начала работы турбины до момента отключения стартера. Раскрутка ротора на этом этапе осуществляется как стартером, так и турбиной.

Третий этап начинается с момента отключения стартера (n»20%) и заканчивается моментом выхода двигателя на режим малого газа (n=36—39%). Раскрутка ротора двигателя на этом этапе осуществляется только турбиной.

Система запуска обеспечивает запуск двигателя на земле и в воздухе, а также продувку двигателя после неудавшегося запуска на земле для удаления скопившегося топлива.

Система запуска двигателя М701 электрическая, автономная, автоматическая. Последовательное включение всех электрических агрегатов, обеспечивающих запуск, а также подача топлива в камеру сгорания осуществляются автоматически с момента нажатия на кнопку «Запуск».

На самолете Л-29 система запуска двигателя М701 включает следующие основные агрегаты:

автоматическую панель запуска;

электростартер;

систему зажигания, включающую катушки зажигания и электрические свечи;

подкачивающий топливный насос ПЦР-1В;

сигнализатор давления СД-3 и табло Т-9;

автоматы защиты, реле и выключатели.

### АВТОМАТИЧЕСКАЯ ПАНЕЛЬ ЗАПУСКА

Автоматическая панель запуска (рис. 116) предназначена для регламентации процесса запуска по времени. Устанавливается панель на откидном кронштейне, прикрепленном к нижней части двигательной перегородки самолета.

Панель запуска включает в себя автомат времени пуска, два силовых контактора, реле максимальной частоты вращения, блокировочное реле, реле запуска двигателя в воздухе и пусковое сопротивление.

Автомат времени пуска (АВП-1) предназначен для отработки временной последовательности цикла запуска. Он включает электродвигатель с центробежным регулятором частоты вращения, тормозную муфту, двухступенчатый червячный редуктор, блок программных шайб и микровыключателей. На самолетах Л-29 с двигателями М701с-500 установлены панели с циклом работы 17±1,5 с.

Цикл работы панели соответствует одному полному обороту программных шайб, приводимых во вращение электродвигателем через червячный редуктор. Программные шайбы через определенные промежутки времени замыкают и размыкают микровыключатели, которые обеспечивают соответственно включение и выключение агрегатов панели запуска и реле зажигания.

Главный силовой контактор предназначен для включения в работу электростартера через пусковое сопротивление на первом этапе запуска. Вспомогательный силовой контактор обеспечивает шунтирование пускового сопротивления для включения стартера на полное напряжение. Контакты вспомогательного контактора подключены параллельно пусковому сопротивлению.

Рис. 116. Электросхема запуска двигателя

Пусковое сопротивление ограничивает ток стартера в начале запуска, чем обеспечивается безударное включение муфты свободного хода.

Реле максимальной частоты вращения обеспечивает отключение питания электростартера, когда потребляемый стартером ток понизится до величины 100 А вследствие увеличения частоты вращения ротора двигателя.

Реле максимальной частоты вращения имеет две обмотки, через одну из них проходит ток на стартер, обеспечивая удержание реле в замкнутом положении. Вторая обмотка обеспечивает включение реле, находясь под током в течение 3 с. Блокировочное реле РП-2 исключает возможность запуска двигателя, минуя первые две ступени запуска. При возобновлении; питания включается только электродвигатель автомата времени, который, дорабатывая цикл, ставит все программные шайбы в исходное положение. Лишь только после этого может начаться новый запуск двигателя.

Реле запуска двигателя в воздухе ТКЕ-53ПД служит для отключения питания стартера при запуске двигателя в воздухе путем размыкания цепи обмотки главного контактора. Таким образом, при запуске двигателя в воздухе стартер выключается из работы, а раскрутка ротора двигателя обеспечивается за счет энергии набегающего воздушного потока.

#### Электрический стартер

Электрический стартер предназначен для раскрутки ротора двигателя при запуске на земле до частоты вращения, при которой мощность, развиваемая турбиной, становится достаточной для обеспечения выхода двигателя на режим малого газа.

Стартер представляет собой четырехполюсиый электрический двигатель закрытого типа с последовательным возбуждением. Обмотки полюсов стартера для уменьшения сопротивления соединены параллельно. Крепится стартер к корпусу входного устройства в передней части двигателя и закрывается снаружи обтекателем.

Стартер рассчитан на кратковременный режим работы и допускает три включения по 17 с с перерывам» между включениями 2 мин. После трех включений требуется охлаждение в течение 30 мин.

318

Номинальное наложение на клеммах стартера 27 В. При напряжении на клеммах 18 В, стартер обеспечивает раскрутку ротора двигателя до 22±2%.

#### Система зажигания

Система зажигания служит для преобразования низкого напряжения в высокое, подачи его на электроды свечей и создания мощной искры, обеспечивающей надежное воспламенение топлива при запуске. На двигателе М701 система зажигания является низковольтной и включает в себя коробку зажигания и свечи зажигания поверхностного разряда. В коробку входят два комплекта агрегата, состоящих из катушки зажигания, селенового выпрямителя, накопительного конденсатора и газонаполнительного разрядника.

Катушка зажигания служит для импульсного преобразования постоянного тока низкого напряжения в переменный ток высокого напряжения. Газонаполнительный разрядник предотвращает утечку электрического тока через сзечу поверхностного разряда, обеспечивая накопление электрических зарядов на накопительном конденсаторе.

Свечи поверхностного разряда предназначены для образования вдоль поверхности полупроводника искрового разряда, способного воспламенять топливо в камерах сгорания при запуске двигателя на земле и в лолете.

Отличительной особенностью свечей зажигания поверхностного разряда является то, что разряд в них происходит между электродами по рабочей поверхности изолятора, покрытой электропроводящим слоем. Свеча состоит из центрального и бокового электродов и полупроводника, находящегося между электродами в торцевой части.

Искровым промежутком свечи служит поверхность керамического изолятора между центральным и боковым электродами. На эту поверхность методом электроэрозии наносится распыленный слой из материала электродов. Этот слой при сгорании топлива выгорает. Предварительное включение катушки зажигания на свечу (раньше включения пускового топлива) в начале каждого запуска «тренирует» свечу, нанося вновь под действием искровых разрядов слой материала электродов на рабочую поверхность изолятора. При подаче напряжения к центральному электроду на поверхности полупроводника образуются токопроводящие мостики, по которым протекает ток. При этом полупроводник нагревается, сопротивление его уменьшается, а сила тока увеличивается. Температура полупроводника вследствие этого еще более повышается, достигая величины, при которой происходит термоионизация всей его поверхности. Это способствует образованию электрического разряда на поверхности полупроводника.

#### Подкачивающий насос

Подкачивающий насос ПЦР-1В установлен в топливной системе самолета в нижней части расходного бака и служит для создания давления топлива перед топливным насосом двигателя.

Насос центробежного типа с приводом от электродвигателя постоянного тока МП-100В1. Производительность насоса при противодавлении на выходе 0,7 кгс/см2 не менее 2000 л/ч. Питание к двигателю насоса подается через автомат защиты сети (АЗС) «Двигатель» и автомат защиты сети «Насос».

#### Сигнализатор давления

Сигнализатор давления СД-3 предназначен для сигнализации наличия давления топлива, создаваемого подкачивающим насосом ПЦР-1В. При давлении топлива более 0,3 кгс/см2 контакты сигнализатора давления размыкаются и лампочка на табло Т-9 «Не запускай» гаснет, сигнализируя тем самым, что можно производить запуск двигателя.

#### Автоматы защиты сети, реле и выключатели

Автомат защиты сети «Двигатель» расположен на главном электрощитке. При его включении обеспечивается электропитание АЗС вспомогательного электрощитка: «Приборы, тушение, панель», «Насос» и на двух АЗС «Зажигание».

Кнопка «Запуск» установлена на левом пульте передней кабины за рычагом управления двигателем. Она предназначена для включения в работу пусковой панели при запуске двигателя на земле и в полете.

Кнопка «Запуск в воздухе» служит для включения в работу пусковой панели при запуске двигателя в полете. Она расположена впереди на левом пульте. Красная лампочка на табло Т-9 «Запуск в воздухе» загорается при нажатии на кнопку «Запуск в воздухе» и сигнализирует включение в работу пусковой панели.

### РАБОТА СИСТЕМЫ ЗАПУСКА

Запуск двигателя М701 на земле обычно производится от аэродромного подвижного агрегата типа АПА-7, подключаемого к борту самолета с помощью вилки, расположенной слева на подкосе рамы двигателя. Для подключения аэродромного источника питания к бортовой сети самолета должны быть включены на главном электрощитке самолета выключатель «Батарея», на вспомогательном щитке передней кабины АЗС «Наземный источник, табло» и выключатель «Сеть» в задней кабине.

Подключение аэродромного источника питания к бортовой сети осуществляется контактором аэродромного питания. При подсоединении аэродромного источника срабатывает реле, отсоединяя обмотку контактора бортового аккумулятора и размыкая цепь включения генератора. Возможность подключения цепи с неправильной полярностью исключается имеющимся в цепи выпрямителем.

Бортовая аккумуляторная батарея является аварийным источником питания и резервным при запуске двигателя. Включение батареи в бортовую сеть самолета осуществляется контактором аккумулятора, на обмотку которого напряжение подается при включенном выключателе «Батарея» через реле, выпрямитель и АЗС «Сеть».

Перед запуском двигателя необходимо включить все АЗС на дополнительном щитке (кроме запасного преобразователя), РУД и стоп-кран поставить в заднее крайнее положение. В задней кабине включить АЗС «Сеть». После подачи команды «К запуску» включить выключатель «Батарея» и по лампочке проверить подключение аэродромного питания, а затем проверить его напряжение. После команды «От двигателя» включить АЗС «Двигатель», нажать на 2 с кнопку запуска и полностью открыть стоп-кран.

При нажатии кнопки запуска вступает в работу пусковая панель: ток от плюса бортовой сети через АЗС «Двигатель», АЗС «Приборы, тушение, панель», кнопку запуска идет на клемму 2 пусковой панели и далее одновременно на двигатель автомата времени и через нормально замкнутые контакты первого микровыключателя на обмотку блокировочного реле. Реле срабатывает, и через его контакты напряжение подводится к микровыключателям 2, 3 и 4.

Через 1 с после нажатия на пусковую кнопку в результате вращении программных шайб замыкаются вторые контакты первого микровыключателя, пусковая кнопка шунтируется и может быть отпущена, так как питание двигателя автомата времени и блокировочного реле, подвод напряжения к микровыключателям 2, 3 и 4 осуществляется уже через АЗС «Панель» и клемму 3 пусковой панели.

С этого момента работа электросистемы запуска происходит без участия запускающего.

Почти сразу же после нажатия кнопки срабатывает второй микровыключатель, через его контакты ток подается к параллельной обмотке РМО-1 и от нее через обмотку вспомогательного контакта на минус (клемма 4). РМО-1 срабатывает, и через его замкнутые контакты, через пару нижних замкнутых контактов реле ТКЕ-53ПД ток подается к обмотке главного контактора и на минус. После срабатывания главного контактора ток от плюса (толстый провод) через главный контактор, пусковое сопротивление и последовательную обмотку РМО подается на стартер. Благодаря значительному падению напряжения на пусковом сопротивлении начальная скорость вращения ротора стартера невелика, что обеспечивает плавность его сцепления с ротором. двигателя.

Через 3 с после нажатия на кнопку запуска срабатывает четвертый микровыключатель и ток через средние замкнутые контакты реле ТКЕ-53ПД и клемму / пусковой панели подается на реле В-5. Контакты реле В"-5 замыкаются, и ток подается на пусковые катушки. Происходит «тренировка» свечей.

Через 5 с после нажатия кнопки запуска срабатывает третий микровыключатель автомата времени, который включает вспомогательный контактор и подает напряжение на конец параллельной обмотки РМО-1.

Вспомогательный контактор своими контактами шунтирует пусковое сопротивление, напряжение на клеммах стартера и, следовательно, крутящий момент резко повышаются, происходит быстрое нарастание частоты вращения ротора двигателя. Давление топлива за насосом возрастает, открывается клапан запуска, и часть топлива поступает в камеры сгорания. При этом параллельная обмотка РМО-1 обесточивается, но РМО не разрывает своих контактов, так как удерживается последовательной обмоткой.

Топливо, поступающее во 2-ю и 6-ю камеры сгорания, воспламеняется, а затем пламя перебрасывается в остальные камеры сгорания.

В результате вступления в работу турбины и продолжающейся работы стартера частота вращения ротора двигателя быстро нарастает. Через 12 с после нажатия на пусковую кнопку происходит отключение системы зажигания.

При достижении ротором двигателя частоты вращения 20% ток, потребляемый стартером, уменьшается, до 100 А. При этом контакты РМО-1 размыкаются. В результате размыкается цепь питания обмотки главного контактора и электростартер выключается. Раскрутка ротора двигателя до малого газа обеспечивается только одной турбиной.

Через 17±1,5 с с момента нажатия на кнопку программные шайбы, сделав полный оборот, возвращаются в исходное положение, все микровыключатели обесточиваются, так как цепь от клеммы 3 пусковой панели оказывается разомкнутой первым микровыключателем. Если даже РМО-1 не сработает, то в конце цикла работы панели обесточивается и стартер.

Работа системы при запуске двигателя в полете

При запуске двигателя в полете стартер не используется, так как частота вращения ротора при авторотацпи всегда больше частоты вращения, при которой отключается стартер.

Для запуска в полете необходимо РУД установить в положение малого газа, рычаг управления стоп-краном в положение «Закрыто», установить необходимую скорость снижения самолета в зависимости от высоты полета, ограничить до минимума расход электроэнергии, нажать на кнопку «Запуск в воздухе» на 2 с и открыть стоп-кран. При этом включается реле запуска двигателя в воздухе, отключающее подвод питания к стартеру, и напряжение поступает через АЗС «Двигатель», АЗС «Приборы, тушение, панель» на клемму 5 пусковой панели и далее на обмотку реле ТКЕ-53ПД. При нажатии кнопки загорается лампочка «Запуск в воздухе». Реле срабатывает, и напряжение подается ко всем микровыключателям. Ток через замкнутые средние контакты реле ТК.Е подается на реле В5, и начинают работать пусковые катушки, подавая напряжение к запальным свечам, которые воспламеняют топливо, поступающее из топливной системы двигателя. Кроме того, ток идет в обмотку блокировочного реле панели, замыкает его и через нормально замкнутые контакты первого микровыключателя поступает на двигатель автомата времени. Через 1 с срабатывает первый микровыключатель. Ток через АЗС «Панель» и замкнутые вторые контакты первого микровыключателя поступает на двигатель автомата времени и через блокировочные реле ко всем микровыключателям на зажигание и самоподпитку реле ТКЕ-53ПД.

При срабатывании второго микровыключателя ток в обмотку главного контакта не пойдет, так как разомкнуты нижние контакты реле ТКЕ-53ПД.

Когда панель отработает полностью, то первый микровыключатель разомкнётся и все агрегаты обесточатся.

### ЛИТЕРАТУРА

Бугров Д. Е., Недавний И. И., К о р о в и н И. П. Конструкция и эксплуатация газотурбинных двигателей учебно-тренировочных самолетов. М., ДОСААФ, 1977.

Двигатель М701с-500. Каталог. Прага.

Единый регламент технической эксплуатации самолета Л-29. М., 1982.

Инструкция летчику самолета Л-29 с двигателем М701с. М., Воен-издат, 1973.

Инструкция по эксплуатации двигателя М701с-500. Прага, 1967.

Конструкция и эксплуатация турбореактивных двигателей типа М701. Учебное пособие, М., ДОСААФ, 1973.

Кулагин И. И. Основы теории авиационных газотурбинных двигателей. М., Военнздат, 1967.

Самолет Л-29, устройство, эксплуатация. Учебное пособие. М.,. ДОСААФ, 1973.

Самолет Л-29. Руководство по летной эксплуатации. М., Воен-издат, 1983.

Скубачевский Г.С. Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкция и расчет деталей. М., Машиностроение, 1965.

Теория реактивных двигателей. Рабочий процесс и характеристики. Под ред. Стечкина Б.С., М., Оборонгиз, 1958.

Техническая документация по самолету Л-29. ЧССР, 1973.

### СОДЕРЖАНИЕ

Глава I. Общая характеристика и основные данные самолета Л-29 | 3
Глава II. Конструкция планера | 15
Глава III. Шасси самолета | 43
Глава IV. Управление самолетом и двигателем | 65
Глава V. Гидравлическая система | 79
Глава VI. Воздушная система | 122
Глава VII. Топливная система и противопожарное оборудование | 138
Глава VIII. Высотное оборудование самолета | 153
Глава IX. Кабина самолета | 171
Глава X. Общие сведения о двигателе | 187
Глава XI. Компрессор | 206
Глава XII. Камеры сгорания | 219
Глава XIII. Турбина | 227
Глава XIV. Реактивная система | 243
Глава XV. Ротор двигателя и его опоры | 247
Глава XVI. Система приводов агрегатов | 256
Глава XVII. Система смазки | 263
Глава XVIII. Топливная система | 276
Тлава XIX. Система запуска двигателя | 315

Учебное издание

В. Т. Панченко, Ю. А. Кузьмин, И. П. Васильев, П. И. Деркаченко

УЧЕБНО-ТРЕНИРОВОЧНЫЙ САМОЛЕТ Л-29

Особенности конструкции и технического обслуживания

Редактор С. В. Аникина

Художественный редактор Т. А. Хитрова

Технический редактор В. А. Авдеева

Корректор О. С. Назаренко

Н/К

Сдано в набор 20.09.88. Подписано в печать 28.08.89.

Г-27Э71. Формат 84Х108'/з2. Бумага книжно-журнальная.

Гарнитура литературная. Пзчать высокая. Усл. п. л. 17,22.

Усл. кр.-отт. 17,22. Уч.-нзд. л. 17,57. Заказ X» 39.

Изд. № 2 6-522 Для внутриведомственной продажи. Цена 60 к.

Ордена «Знак Почета» Издательство ДОСААФ СССР 129110, Москва, Олимпийский просп., 22.

Областная книжная типография. 320091, Днепропетровск, ул. Горького, 20