發動機工作狀態
正文
發動機的起動、停車(關機)和在各種負荷下運轉的狀態。飛行器在不同的飛行階段對發動機推力(功率)有不同的要求,因而發動機有不同的使用工作狀態,在每種工作狀態下工作負荷不同。為保證發動機安全可靠地工作,對負荷很重的工作狀態要限制使用時間。燃氣渦輪發動機工作狀態 它的各種工作狀態對應於不同的油門桿位置,駕駛員通過操縱油門桿控制發動機工作狀態。對於不同的發動機,使用要求有差異,工作狀態不盡相同。即使對於同一種工作狀態,發動機轉速和渦輪前溫度也因發動機控制方案(見航空發動機控制)不同而異。
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發動機從一個工作狀態改變到另一個工作狀態的過程稱為過渡工作過程(也稱非穩態工作過程),其特點為發動機推力(功率)和工作參數隨時間變化。如駕駛員推(收)油門桿使發動機從慢車(最大)狀態過渡到最大(慢車)狀態的加(減)速過程、發動機起動和停車過程、接通和切斷加力過程等。燃氣渦輪發動機規定用加速時間評定加速性,即從慢車狀態加速到最大(或全加力)狀態的時間。一般渦輪噴氣發動機不加力的加速時間為5~10秒;加力的加速時間為10~15秒。發動機加速性對飛機性能有重大影響。
火箭發動機工作狀態 火箭發動機起動後,經過短暫的非穩態工作過程後工作參數迅速達到額定值,進入主級工作狀態。主級工作狀態的持續時間占總工作時間的絕大部分。發動機在這個狀態下為飛行器提供衝量。液體火箭發動機除主級工作狀態外,還可能有其他工作狀態。為保證起動平穩,對推力較大的發動機,尤其是採用非自燃推進劑的發動機,常套用兩級起動方案。起動時,推進劑活門先部分打開,使推進劑以較低流量進入燃燒室點燃,並建立穩定的燃燒室壓力,這種工作狀態稱為初級工作狀態。當初級工作參數符合要求時,發動機按程式轉入主級工作狀態。關機時,為減小後效衝量偏差(見液體火箭發動機控制)和減小導管中的水錘現象,大推力發動機常選用兩級關機方案。首先部分關閉推進劑活門使推進劑流量下降,發動機從主級工作狀態轉入較低推力的工作狀態,稱為末級工作狀態。再經過很短時間,發動機按程式使推進劑活門全部關閉,實現關機。
對於能調節推力的液體火箭發動機(如軌道機動發動機),發動機的工作狀態根據飛行任務的要求確定。