Электроразрядные процессы в плазменных системах зажигания ГТД

• Автор: Салихов, Ренат Мунирович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 142 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 Анализ состояния проблемы и постановка научно-технических ЗАДАЧ

1.1. Перспективы совершенствования систем зажигания ГТД

1.1.1. Классификация и общая характеристика систем зажигания

1.1.2. Перспективы развития емкостных систем зажигания

1.1.3. Сравнительный анализ схем построения плазменных систем зажигания и перспективы их развития

1.2. Устойчивость электроразрядных процессов в плазменных системах зажигания

1.3 Подходы к моделированию электроразрядных процессов в системах зажигания

1.4 Схемы построения осцилляторов в составе плазменных систем зажигания

1.5 Выводы по результатам проведенного анализа и постановка научно-технических задач
ГЛАВА 2 Моделирование электроразрядных процессов в ПЛАЗМЕННЫХ СИСТЕМАХ ЗАЖИГАНИЯ
2.1 Моделирование режима работы осциллятора с учетом времени гашения дугового разряда в свече
2.2 Разработка компьютерной схемотехнической модели плазменной системы зажигания
2.3. Устойчивость электроразрядных процессов в плазменных системах зажигания с учетом параметров среды в зоне свечи
2.4 Разработка аналитической имитационной модели плазменной системы зажигания
2.4 Оценка эффективности импульсно-плазменной системы
зажигания
Выводы по второй главе
ГЛАВА 3 Исследование процессов в плазменных системах
ЗАЖИГАНИЯ НА ОСНОВЕ РАЗРАБОТАННЫХ МОДЕЛЕЙ
3.1 Результаты исследования компьютерной схемотехнической модели плазменной системы зажигания
3.2 Результаты исследования компьютерной аналитической имитационной модели плазменной системы зажигания
3.3 Разработка новых схем подключения осцилляторов
Выводы по третьей главе
ГЛАВА 4 Физическое моделирование и исследование процессов в
ПЛАЗМЕННОЙ СИСТЕМЕ ЗАЖИГАНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА
4.1. Разработка экспериментального стенда с имитацией параметров среды при различных режимах запуска ГТД
4.1.1 Возможные задачи исследований с использованием
экспериментального стенда
4.1.2 Состав макета плазменной системы зажигания постоянного

4.1.3 Разработка комбинированного измерителя динамических и статических пробивных напряжений плазменных свечей зажигания
4.3 Методика экспериментальных исследований
и полученные результаты
4.4 Управляемая плазменная система зажигания
Выводы по четвёртой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ (акты внедрения)

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы диссертационного исследования.
Электрические системы зажигания являются одной из наиболее ответственных частей комплекса электрооборудования двигателей летательных аппаратов. В камерах сгорания воздушно-реактивных двигателей и газотурбинных установок используется вынужденное воспламенение топливовоздушной смеси. Для воспламенения и поддержания самораспостраняющегося процесса горения необходимо определенное количество энергии, которое зависит от таких факторов, как химический состав топливовоздушной смеси, давление, температура, равномерность распределения смеси по объему камеры сгорания, турбулентность потока.
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 эффективности.
Вопросы повышения эффективности авиационных систем зажигания освещены во многих работах отечественных и зарубежных авторов. Среди них следует особо выделить труды И.М. Синдеева, В.А. Балагурова, В.П. Ураева, Р.Ш. Вахитова, Ф.А. Гизатуллина, В.Н. Гладченко, Л.И. Алимбекова, O.A. Попова, A.B. Краснова, А.Н. Мурысева, В.Д. Опескина, А. Лефевра, Дж.Р. Фруса, К.К. Света, В.М. Куляпина, В.Х. Абдрахманова, И.Х Байбурина, К.В. Зиновьева, З.Г. Габидуллиной, A.B. Лобанова и др.
В настоящее время широкое распространение получили системы электрического зажигания, которые по принципу действия и виду разряда можно классифицировать следующим образом: искровые (индуктивные, емкостные и т.д.), плазменные, лазерные и другие.
Наряду с совершенствованием емкостных систем зажигания, в последнее время ведутся разработки плазменных систем, предполагающих

- образование в плазменной свече устойчивого электродугового разряда;
- наличие определенного энергетического потенциала плазменной свечи для создания начального ядра пламени;
- развитие ядра пламени, созданного свечой, распространение пламени в камере сгорания на всю первичную зону, эффективная газодинамическая стабилизация пламени для обеспечения горения после выключения зажигания.
Первые два необходимых условия запуска двигателя определяются эффективностью системы зажигания, третье условие не зависит от системы зажигания, а определяется газодинамическими свойствами камеры сгорания. Невыполнение любого из названных условий приводит к незапуску двигателя.
Таким образом, для выяснения причин незапуска двигателя
исследования эффективности плазменных систем зажигания должны проводиться в двух направлениях:
- исследования воспламеняющей способности плазменных свечей в зависимости от факторов (скорость потока, давление, температура среды), оказывающих определяющее влияние на процесс образования начального ядра пламени;
- исследование возможности и закономерностей образования электродугового разряда при воздействии параметров среды, определение предельных параметров среды, при которых ещё возможно образование разрядов в плазменных свечах.
Реализация первого направления исследований, как отмечалось выше, требует наличия огневого стенда с возможностью физического моделирования напряженных условий воспламенения; такими стендами обладают моторостроительные объединения и научные организации соответствующего профиля.
На основании изложенного, до оценки воспламеняющей способности целесообразным является проведение исследований эффективности