МЕТОДИКА РАСЧЁТА ОПТИМАЛЬНОЙ ВЕЛИЧИНЫ ОБРАТНОЙ ТЯГИ

© А.А.Комов, С.С.Фадин
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Авиация и воздухоплавание"
2014 г.

Под оптимизацией величины обратной тяги двигателей будем понимать поиск такой величины тяги реверса, при которой обеспечивается защищённость двигателей от заброса твёрдых посторонних предметов с поверхности аэродрома реверсивными струями и самих реверсивных струй на вход в двигатель при сохранении остальных параметров, характеризующих работу двигателя или самолёта. Таким параметром может быть, к примеру, длина пробега самолёта.

Руководство по летной эксплуатации (РЛЭ) самолётов предусматривает выключение реверса тяги на определенной скорости пробега для исключения попадания посторонних предметов на вход в двигатели. Однако проведённые лётные испытания и расчётные исследования показывают, что заброс твёрдых посторонних предметов и реверсивных струй на вход в двигатели происходит значительно раньше, на более высокой скорости пробега воздушного судна (ВС).

Анализ параметров реверсивных устройств ВС отечественного производства показывает, что на всех ВС, несмотря на различие в компоновке и массе, расположении двигателей, величина обратной тяги составляет одну и ту же величину — 36000 Н. Скорость пробега ВС, на которой, согласно РЛЭ, необходимо выключать реверс тяги, также равна одной и той же величине — 120 км/ч.

Такой упрощенный подход к выбору параметров реверсивных устройств при эксплуатации ВС приводит, прежде всего, к повреждениям рабочих лопаток компрессоров двигателей твёрдыми посторонними предметами, забрасываемыми реверсивными струями с поверхности аэродрома, а также забросу самих реверсивных струй в двигатели. Заброс реверсивных струй сопровождается повышением температуры воздушного потока на входе в двигатели и приводит к нарушению газодинамической устойчивости работы двигателей, что влияет на безопасность полётов.

Такой ограниченный выбор величины обратной тяги двигателей и диапазона применения реверса тяги для ВС отечественного производства (Rобр = 36000 Н и Vвыкл.ру = 120 км/ч) объясняется тем, что в нашей стране до настоящего времени отсутствуют какие-либо нормативные документы, регламентирующие выбор этих параметров при проектировании ВС.

Проведенные лётные испытания и расчётные исследования показывают, что величина обратной тяги для отечественных ВС значительно завышена, эта величина лежит в диапазоне от 30% до 65%.

В докладе рассматривается методика оптимизации величины обратной тяги двигателей на примере самолётов Ту-154М, Ту-204, Ил-76ТД и МС-21, которая разработана и применяется в Московском государственном техническом университете гражданской авиации (МГТУ ГА) при проведении лабораторных работ. Данная методика позволяет определять необходимую величину обратной тяги двигателей ВС при обеспечении защищённости двигателей и сохранении длины пробега самолёта.