Opis parametrów technicznych stanowiska badawczego „hamownia silnika turbinowego”

Na stanowisku (Rys.1) zamontowany jest silnik turbinowy śmigłowcowy GTD 350 przeznaczony do pracy w zespole napędowym śmigłowca PZL Mi-2, który składa się z dwóch tego typu silników pracujących w układzie równoległym. Moc z silników przekazywana jest do wirnika nośnego poprzez wspólną dla obu jednostek przekładnię główną. Wirnik ogonowy napędzany jest również z przekładni głównej za pośrednictwem przekładni pośredniej oraz tylnej. Przekładnia główna stanowi także napęd dla wszystkich agregatów śmigłowcowych.

Rys.1. Schemat hamowni silnika turbinowego GTD350

W hamowni można wyróżnić dwie zasadnicze części:

• Pomieszczenie silnikowe (Rys.2)
• Sterownię (Rys.3)

Ponadto do hamowni należy:

• hamulec elektrowirowy AMX400/6000 (2000 Nm, 6000 obr/min, 400 kW)
• układ chłodzenia hamulca – chłodnia CWT32/1200
• zbiornik paliwa 600 dm3 (znajdujący się na podwórzu)
• wlot powietrza,
• przewód kominowy do odprowadzania spalin,
• układ chłodzenia oleju silnikowego,
• układ sterowania silnikiem wraz z układem akwizycji danych pomiarowych

Rys.2. Widok części silnikowej

Rys.3. Sterownia

Opis zastosowania stanowiska  badawczego

W hamowni naziemnej można wyznaczyć charakterystyki stoiskowe (stacjonarne) silnika turbinowego. Charakterystyki te mogą stanowić podstawę do obliczania również charakterystyk w locie za pomocą odpowiednich wzorów redukcyjnych.

W celu wyznaczenia podstawowych charakterystyk, dla różnych prędkości obrotowych turbiny napędowej, należy wyznaczyć wartości:

     a)   momentu obrotowego na hamulcu - M_TN;

     b)   obrotów turbiny napędowej (wolnej) - n_TN ,

     c)   mocy efektywnej na wale napędowym - P_TN;

     d)   obrotów turbiny sprężarkowej – n_SP

     e)   temperatury na wlocie do turbiny sprężarkowej - T₃

     f)    sprężu sprężarki - π;

     g)   wydatku masowego powietrza - m_pow

     h)   wydatku masowego paliwa - m_pal

     i)    temperatury na wylocie z silnika – T₄

     j)    sprawności cieplnej silnika -  h_c 

Jedną z ważniejszych charakterystyk z punktu widzenia optymalizacji punktu pracy silnika turbo-wałowego jest  tzw. charakterystyka obrotowa turbiny napędowej, przedstawiająca zależność takich parametrów jak: moc, moment, jednostkowe zużycie paliwa i temperatura spalin w funkcji prędkości obrotowej turbiny napędowej dla  stałej prędkości turbiny sprężarkowej (Rys.4).

Na Rys.4 widać,  że istnieje optymalna prędkość obrotowa turbiny napędowej, dla której przy stałej wartości prędkości obrotowej turbiny sprężarkowej (nSP=const) moc turbiny napędowej jest maksymalna.

Rys.4. Charakterystyka obrotowa silnika turbo-wałowego (śmigłowcowego)

z oddzielną turbiną napędową w postaci zależności mocy  P_TN od  prędkości

obrotowej turbiny n_TN  dla różnych prędkości turbiny sprężarkowej n_SP