Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Развитие современных летательных аппаратов характеризуется тенденцией к увеличению скоростей и высот полета, а следовательно ужесточением условий работы системыуправления запуском двигателя. Одним из элементов системы управления запуском двигателя является устройство зажигания (УЗ). Утяжеление условий работы двигателя вызывает необходимоаъ повьппения эффективности УЗ и ресурса свечей зажигания.
В настоящее время в системах управления запуском двигателей применяют конденсаторные УЗ с полупроводниковыми свечами. Эти УЗ, наряду с такими достоинствами, как сравнительно низкое рабочее напряжение, малая зависимость пробивного напряжения от давления в камере сгорания, обладают таким недостатком, как низкая энергетическая эффективность. Исследованиям в области повьппения эффективности УЗ посвящено достаточно большое число работ, однако многие вопросы этой проблемы в настоящее время продолжают оставаться открытыми. Не исследованы в полной мере закономерности изменения энергетической эффективности, закономерности разрядных процессов, в том числе в аварийных режимах работы УЗ, закономерности износа конструктивных элементов свечей. Задачи повьппения эффективности УЗ и ресурса свечей тесно связаны с задачами контроля параметров разрядов в свечах, определяющих воспламеняющую способность УЗ. Отсутствие эффективных измерительных преобразователей для измерения выходных параметров затрудняет контроль эффективности устройств зажигания. Таким образом, вопросы повьппения энергетической эффективности УЗ, ресурса полупроводниковых свечеіі, повьппения оперативности и объективности контроля состояния УЗ решены в настоящее время в недостаточной степени, эти задачи являются актуальными для развития двигателестроения на современном этапе.
Настоящая работа выполнена на основе исследований, проведенных в Уфимском государственном авиационном техническом университете по техническим заданиям Уфимского научно-производственного предприятия "Молния" и Центрального института авиационного моторостроения в соответствии с тематическими планами, целевой комплексной отраслевой программой развития устройств зажигания до 1990 г. от 15.09.85 г, решением Комиссии Совета Министров СССР N 328 от 05.10.85 г.
ЦЕЛЬЮ работы является повышение эффективности УЗ ГТД и создание средств оперативного контроля параметров искрового разряда.
Для достижения поставленной цепи определены следующие задачи:
-
Исследование разрядных процессов в конденсаторных УЗ, повышение энергетической эффективности разрядных цепей и разработка схемных решений УЗ.
-
Исследование закономерностей износа полупроводникового материала в искровом зазоре свечи и разработка конструкций свечей повышенного ресурса.
-
Разработка измерительных преобразователей для измерения параметров УЗ с учетом специфики разрядных процессов.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. В работе использовались экспериментальные методы осциллографирования, спектрального анализа, а также методы математического и физического моделирования.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА работы заключается в следующем:
установлены новые закономерности развития подготовительной стадии разряда в полупроводниковых свечах открытого типа, позволившие уточнить имеющиеся представления об особенностях механизма развития разряда в полупроводниковых свечах;
установлены методы исключения аварийных режимов релаксации напряжения в разрядных цепях УЗ;
установлены закономерности износа конструктивных элементов полупроБодкккоБых свечей открытого типа, на основе которых разработаны полупроводниковые свечи повышенного ресурса;
разработаны измерительные преобразователи для измерения параметров искровых разрядов в пол>тфоводниковых свечах.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. В результате исследований разработаны рекомендации по повышению энергетической эффективности и снижению за счет этого массы и габаритов УЗ, рекомендации по исключению аварийных режимов релаксации напряжения в разрядных цепях, способы повышения ресурса полупроводниковых свечей; на основе полученных результатов разработаны схемные решения УЗ повышенной эффективности, защищенные 10 авторскими свидетельствами, разработаны конструкции полупроводниковых свечей, защищенные 2 авторскими свидетельствами и патентом РФ. Созданы измерительные преобразователи для оперативного контроля энергии искровых разрядов в полупроводниковых свечах. Схемы измерителей защищены 4 авторскими свидетельствами и 2 патентами РФ.
Полученные результаты позволяют получить следующий технический эффект:
увеличить в 1,5 раза коэффициент использования энергии накопительного конденсатора в УЗ снизить за счет этого массу и габариты УЗ;
увеличить в 1,2 - 1,5 раза наработку на отказ полупроводниковых свечей;
существенно повысить оперативность и объективность контроля УЗ за счет применения разработанных измерительных преобразователей.
Результаты работы внедрены в ЦИАМ и УНПП "Молния".
Полученные результаты используются также в учебном процессе в Уфимском государственном авиационном техническом университете для . студентов специальности 181100 "Электрооборудование летательных аппаратов".
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты работы обсуждались на конференциях:
Всесоюзной научно-технической конференции "Методология измерений" (г. Ленинград І99ІГ.);
Всесоюзной научно-технической конференции "Методы управления системной эффективностью функционирования электрифицированных и пилотажно-навигационныхкомплексов"(г. Киев 1991г.);
Республиканской научно-технической конференции "Автоматизированное з'правление сложными системами"(г. Уфа, 1985 г.);
Межотраслевой паучно-тгхничесг.ой конференции "Совершенствование методов и средств испытаний воздушно-реактивных двигателей"(г. Москва, ЦИАМ 1995 г.).
Результаты работы обсуждались также на многих научно-технических совещаниях в УНПП "Молния" и ЦИАМ.
Разработки по теме диссертации экспонировались на международной специализированной выставке приборной техники "Интехприбор-91" (г. Уфа), на международной выставке "Авиадвигатель-92" (г. Москва), на международной высгавке-презентацзга республики Башкортостан (г. Уфа, 1992 г.), на республиканской выставке, посвященной 60-летию Уфимского авиационного института (г. Уфа, 1992 г.) и других выставках, проводившихся в Уфимском авиационном институте.
ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 45 работ, в том числе 23 авторских свидетельства, 3 патента, 9 статей и тезисов докладов, 10 отчетов по НИР.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка использованной литературы общим объемом 141 стр., в том числе 115 стр. основного текста, 34 рисунка и 3 таблицы.
