Как реактивное топливо распределяется в авиационных двигателях

Sep 03, 2023

Реактивное топливо проходит через различные подсистемы, прежде чем воспламеняется для сгорания.

Подсистема подачи топлива в реактивных двигателях предназначена для подачи чистого топлива под высоким давлением и высокой температурой для сгорания. Топливная эффективность двигателя зависит от оптимального давления и температуры топлива, поступающего в камеру сгорания.

Подаваемое самолетом топливо (из крыльевых баков) поступает в ступень низкого давления топливного насоса. Система низкого давления (иногда крыльчатка) создает давление топлива примерно до 150 фунтов на квадратный дюйм, чтобы предотвратить кавитацию насоса высокого давления. Топливо проходит через сетчатый фильтр перед тем, как попасть в систему передач высокого давления, где топливо подвергается дополнительному давлению почти до 1800 фунтов на квадратный дюйм.

Датчик давления, установленный на промежуточной ступени топливного насоса (между системами низкого и высокого давления), передает показания давления топлива в систему управления кабины. В зависимости от этапа полета давление топлива оптимизируется для эффективного сгорания.

Топливо под высоким давлением поступает в масляный теплообменник (FOHE), где топливо нагревается, а моторное масло охлаждается. FOHE состоит из металлических трубок, через которые проходит топливо под давлением. Горячее моторное масло течет по металлическим трубкам, нагревая топливо снаружи.

Примечательно, что металлические трубки внутри FOHE необходимо регулярно проверять, чтобы предотвратить утечку топлива и его смешивание с маслом, что может привести к задымлению или возгоранию двигателя.

Топливо поступает в топливный фильтр, где загрязнения удаляются с помощью фильтрующего элемента. Топливные фильтры обычно сконструированы таким образом, что поступающее топливо поступает в фильтрующий элемент снаружи, оставляя при этом любые загрязнения и мусор на поверхности фильтра для исследования.

Некоторые конфигурации топливной системы также включают второй фильтр (или промывочную сетку) для дополнительной фильтрации. Реле давления, установленное на топливном фильтре, передает показания перепада давления на панель управления кабины, которая используется для индикации предупреждения о засорении топливного фильтра.

Относительно небольшое количество топлива подается в сервосистемы, которые используют нагретое топливо под давлением для исполнительных механизмов. Некоторые сервосистемы включают в себя клапаны дозирования топлива, регулируемые перепускные клапаны и регулируемые лопастные клапаны. Другие клапаны, направляющие перепускной воздух на кожухи и охлаждение корпуса, также могут использовать топливо для срабатывания.

Примечательно, что в некоторых конфигурациях двигателей может потребоваться дополнительный нагрев сервотоплива с помощью специального подогревателя сервотоплива перед его подачей в сервосистемы. Дополнительный подогрев предотвращает попадание крошечных кристаллов льда (которые могут присутствовать в топливе) в чувствительные сервосистемы.

На этом этапе датчик расхода топлива измеряет общий массовый расход топлива, подаваемого на сжигание. Более того, двигатели с установленной системой интегрированного приводного генератора (IDG) требуют охлаждения масла IDG топливом. В таких случаях топливо проходит через FOHE IDG, где топливо дополнительно нагревается при охлаждении масла IDG.

Дозируемое топливо под высоким давлением и высокой температурой готово к сгоранию и подается к топливным форсункам. Форсунки с двойным потоком имеют первичную и вторичную форму распыла для различных условий полета. Например, первичный поток используется для настроек малой мощности, таких как запуск двигателя, руление и холостой ход. В режимах высокой мощности, таких как взлет, вторичный поток топлива дополняет основной поток.

Топливные форсунки также предотвращают загорание двигателя во время замедления, поддерживая пламя на низкой мощности. Распыленное топливо, распыляемое из топливных форсунок, гомогенизируется с воздухом под давлением из компрессора перед воспламенением топливно-масляной смеси для сгорания.

Что вы думаете о маршрутизации топлива в реактивном двигателе? Расскажите нам в разделе комментариев.

Писатель: Омар — энтузиаст авиации, доктор философии. в аэрокосмической технике. Имея за плечами многолетний технический и исследовательский опыт, Омар стремится сосредоточиться на научно-исследовательской авиационной практике. Помимо работы, Омар увлекается путешествиями, посещением авиационных объектов и наблюдением за самолетами. Базируется в Ванкувере, Канада.