Импульсно-плазменные системы зажигания авиационных двигателей

• Автор: Лобанов, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 129 с. : ил.

ГЛАВА 1 Анализ состояния проблемы и постановка научно-технических ЗАДАЧ
1.1 Современные системы зажигания газотурбинных двигателей и направления их совершенствования
1.2 Подходы к учету нелинейных свойств свечей зажигания
1.3 Методы моделирования процессов в системах зажигания
1.4 Выводы по результатам анализа и постановка научнотехнических задач
ГЛАВА 2 Моделирование разрядных процессов в импульсноплазменной системе зажигания
2.1 Разработка базовой схемы импульсно-плазменной системы зажигания комбинированного разряда
2.2 Схемотехническое моделирование разрядных процессов в импульсно-плазменной системе зажигания
2.3 Имитационное моделирование разрядных процессов
2.3.1 Имитационная аналитическая модель
2.3.2 Имитационная модель без получения аналитических решений
2.4 Экспериментальное подтверждение адекватности разработанных моделей
Выводы по второй главе
ГЛАВА 3 Исследование энергетической эффективности
РАЗРЯДНЫХ ЦЕПЕЙ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ
3.1 Теоретическое исследование энергетических характеристик импульсно-плазменной системы зажигания с помощью разработанных моделей
3.2 Экспериментальное исследование разрядных процессов в импульсно-плазменной системе зажигания
3.2.1 Зависимость энергии разрядов от емкости и начального напряжения накопительного конденсатора при постоянстве накопленной энергии
3.2.2 Сравнительное исследование разрядных процессов в

импульсной емкостной и импульсно-плазменной системах зажигания
3.3 Методика оценки эффективности импульсно-плазменных систем зажигания
Выводы по третьей главе
ГЛАВА 4 Разработка схемотехнических решений эффективных СИСТЕМ ЗАЖИГАНИЯ
4.1 Импульсно-плазменная система зажигания повышенной эффективности
4.2 Высоковольтная импульсно-плазменная система зажигания
4.3 Двухканальная система зажигания с синхронизацией разрядов
в свечах
Выводы по четвёртой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
Актуальность темы диссертационного исследования. Электрические системы зажигания являются одной из наиболее ответственных частей комплекса электрооборудования двигателей летательных аппаратов. Они используются для воспламенения топливовоздушной смеси при запуске газотурбинных двигателей как на земле, так и в воздухе, и от эффективного действия системы зажигания во многом зависит надежность запуска и работы двигателей.
В настоящее время широкое распространение получили емкостные системы зажигания с полупроводниковыми свечами, обладающие такими достоинствами, как большие энергия и мощность разрядных импульсов в свечах, практическая независимость работы от давления окружающей среды, степени загрязнения свечей, имеют высокую воспламеняющую способность и значительный ресурс работы свечей. Разряд в полупроводниковых свечах емкостных систем зажигания может иметь колебательный или апериодический характер. Системы зажигания апериодического разряда обладают повышенной энергетической эффективностью и широко применяются в зарубежных ГТД.
Значительный рост скоростей и высот полета, увеличение мощности двигателей приводят к усложнению функций, выполняемых летательными аппаратами и ужесточению требований, предъявляемых к силовым установкам, что вызывает необходимость совершенствования электрических систем зажигания и поиска новых решений, направленных на повышение их энергетической эффективности, надежности работы.
Наряду с существующими емкостными системами зажигания, в последнее время ведутся разработки плазменных систем, предполагающих использование специальных мощных источников питания.
Вопросы повышения эффективности авиационных систем зажигания освещены во многих работах отечественных и зарубежных авторов. Среди них

элемента. В связи с этим обнаруживается сложность учета нелинейности свечи зажигания в схемотехнической модели, так как соответствующие устройства отсутствуют в моделирующей программе.
На рис. 2.4 приведены характерные кривые разрядного тока г через свечу, полученные в ходе схемотехнического моделирования при следующих параметрах элементов схемы на рис. 2.3:
Сі = 0,25 мкФ, С2 = 100 мкФ, Ь = 20 мкГн, Ь2 = 52 мкГн, Е = 2200 В, £2= 100 В, і = 100 Ом, = 100 Ом, К.к2 = 0,5 Ом, Да = 0,5 Ом, 7?гш = 1 *5 Ом, К = 1 Ом.
Сі = 0,25 мкФ, С2 — 370 мкФ, Ь = 20 мкГн, Ь2- 52 мкГн, Е — 2200 В,£2 = 100 В. Куо і = 100 Ом, Ку£>з= 100 Ом, Т?л2 = 0,5 Ом, = 0,5 Ом, Ііу02 = Ом, 1 Ом.
Подтверждение адекватности схемотехнической модели по результатам экспериментальных исследований и результаты учёта нелинейных свойств свечи зажигания приведены в разделе 2.4 диссертации.
і, А
а)