Значения степени сжатия и расхода воздуха, соответствующие какому-либо конкретному рабочему режиму, изображаются на характеристике компрессора рабочей точкой. Важное значение в теории газотурбинных двигателей имеют точки, соответствующие установившимся режимам работы двигателя, т. е. постоянным во времени значениям частоты вращения, подачи топлива и других параметров и факторов, которые могут влиять на работу элементов двигателя.
Нарушение устойчивой работы компрессора газотурбинного двигателя является одним из наиболее опасных отказов авиационной авиадвигателей. Поэтому в эксплуатации работа на режимах, где рабочая точка располагается вблизи границы устойчивости, т. е. где запас устойчивости мал, недопустима.
Для предотвращения неустойчивой работы двигателя при высоких приведенных оборотах необходимо, чтобы значение максимальных приведенных оборотов было выше, чем самое высокое значение фактических приведенных оборотов, которое может встречаться в эксплуатации.
Влияние условий эксплуатации на характеристики компрессоров
Существенное влияние на характеристики компрессора могут оказать следующие условия:
а) влажности атмосферного воздуха;
б) неравномерное поле параметров потока на входе в компрессор;
в) нестационарность потока воздуха перед или за компрессором;
г) изменение размеров и состояния поверхности лопаток.
С подъемом на высоту уменьшается давление воздуха. При значения давления, меньших критического, падает КПД и степень повышения давления, в результате чего запас устойчивости компрессора на больших высотах полета может существенно сократиться.
При отрицательных температурах наружного воздуха даже при высокой относительной влажности влагосодержание составляет менее 0,005, т. е. менее 5 г паров на 1 кг воздуха, и его влияние не ощущается. Однако в условиях полета на малой высоте в жаркий день при большой относительной влажности влагосодержание может достигать значений 0,05…0,08, и влияние влажности на работу компрессора становится заметным.
Увеличение влажности воздуха ведет прежде всего, к увеличению скорости звука во влажном воздухе и снижению чисел М, с которыми обтекаются лопатки компрессора.
Рассмотрим механизм влияния радиальной неравномерности на работу компрессора.
Если неравномерность такова, что вызывает увеличение углов атаки лопаток,