TA-6 (motor)

TA-6 - letecký pomocný jednohřídelový motor s plynovou turbínou (APU).

Motor je určen pro instalaci na řadu různých letadel pro vojenské i civilní účely. Slouží k dlouhodobému autonomnímu napájení na zemi nebo nouzovému napájení ve vzduchu elektrickou energií leteckých systémů a přívodu horkého stlačeného vzduchu do klimatizačního systému a také ke spouštění hlavních motorů letadla.

Motor byl vyvinut v roce 1964 ve Stupino Machine-Building Plant (PO Box M-5247, nyní JSC NPP Aerosila ). Od roku 1966 se motor sériově vyrábí v závodě Ufa "Gidravlika" (sdružení agregátů Ufa "Gidravlika", podnik p/box R-6094; v současnosti JSC UAP "Gidravlika") . Speciálně pro výrobu tohoto motoru v podniku v Ufě byly uspořádány 2 mechanické dílny „4D“ a „4K“ a mechanická montážní dílna „10B“.

Tento motor byl široce používán na různých letadlech a vrtulnících domácího designu, stejně jako pro letištní startovací zařízení. Na základě základní konstrukce motoru byla vyvinuta řada modifikací. Od konce roku 2020 je tento motor v provozu.

Popis konstrukce a provozu

(popis je uveden ve vztahu k úpravě motoru TA-6A na základě Technického provozního manuálu vyd. TA-6A - TA6A.000.000 RE z roku 1987, ve znění do prosince 1999) .

Motor je instalován v beztlakovém vyhřívaném technickém prostoru hlavního produktu ve třech připojovacích bodech a je připojen ke komunikaci a systémům letadla. Pro provádění montážních a demontážních prací má motor dva závěsné body.

Motor se skládá z:

• třístupňový diagonální axiální kompresor
• třístupňová axiální turbína
• protiproudá axiální spalovací komora
• převodovka

Motor obsahuje následující systémy:

• automatický palivový systém
• startovací a zapalovací systém
• vzduchový systém
• olejový systém
• výfukový systém
• systém velení a řízení

Účel systémů:

• Palivový systém zajišťuje plně automatický přívod paliva do motoru během startování a roztáčení na volnoběžné otáčky a také udržování konstantních otáček rotoru v ustálených provozních režimech. Neexistují žádné mechanické ovládací prvky palivového systému a motoru.
• Startovací systém slouží k roztočení rotoru, zapálení paliva a samostatnému uvedení motoru na volnoběžné otáčky.
• Vzduchový systém je navržen tak, aby zabránil rázům při spouštění a ve všech provozních režimech, a také aby nasával vzduch pro chlazení generátorů, vzducho-olejového chladiče a do systému zařízení. K ofukování generátorů a VMR se používá ventilátor se systémem vzduchového potrubí. Klapka nasávání vzduchu z APU je otevírána elektromechanismem MPK-13TV (BTV) vzduchového regulátoru RV-6B.
• Olejový systém slouží k mazání a chlazení uložení motoru a převodovky.
• Výfukový systém je určen k odvodu výfukových plynů do vnějšího prostoru zařízení.
• Řídicí a monitorovací systém zajišťuje automatický start motoru a udržování jeho chodu za provozních podmínek, kontrolu hlavních provozních parametrů a automatické ukončení provozu (stop) při překročení provozních tolerancí.

Obecný princip činnosti APU :

Kompresor stlačuje vzduch nasávaný motorem. Za kompresorem vstupuje stlačený vzduch do sběrače plynu. Hlavní část vzduchu ze sběrače plynů je přiváděna do spalovací komory, jeho menší část vstupuje přes vzduchový regulátor RV-6 do spirály výfukového potrubí a je následně vypouštěna do atmosféry, případně je vzduch přiváděn ke spotřebitelům.

Část vzduchu vstupuje, aby ochlazovala stěny spalovací komory, a také se mísí s výfukovými plyny, čímž snižuje průtokovou teplotu na vstupu do turbíny na přijatelnou úroveň. Ve spalovací komoře se tepelná energie získává spalováním paliva v proudu stlačeného vzduchu.

Produkty spalování jsou přiváděny na vstup do turbíny, kde se přeměňují na mechanickou energii využívanou k pohonu kompresoru a agregátů instalovaných na převodovce motoru. Převodovka je vybavena:

• palivové čerpadlo-regulátor motoru 892AM
• alternátor GT40PCH6
• DC startér-generátor GS-12TO
• čerpadlo motorového oleje МН-4В
• snímač otáček rotoru (snímač otáčkoměru) DTE-5T
• ventilátor V-6B
• odstředivý urychlovač

Startovací systém a program (zjednodušeně) zahrnuje odpalovací řadič 892A.1000BM, startér-generátor GS-12TO, který funguje jako elektromotor ve startovacím režimu, automatický spouštěcí panel APD-30A (program-time mechanismus), Panel startér-generátor PSG-6 (včetně startovacího odporu PS-200-0.12, uhlíkového regulátoru budícího proudu RUT -400 a výkonových stykačů ); radioizotopová zapalovací jednotka SKN-22-1 a dvě polovodičové svíčky SP-43 nebo SP-70.

Startovací regulátor je navržen tak, aby automaticky měnil průtok paliva z čerpadla regulátoru do spouštěcího a hlavního potrubí z hlediska času, okolní teploty a tepelného stavu motoru během startování motoru a akcelerace.

V okamžiku stisku tlačítka START se zapne startér-generátor, který prostřednictvím startovacího odporu roztáčí rotor motoru. Po 2 sekundách od startu startovacího programu je startovací odpor vyřazen a startér-generátor je připojen přímo k síti, čímž se spustí intenzivní roztočení. Směs paliva a vzduchu je zapálena elektrickým výbojem dvou polovodičových svíček ve dvou zapalovačích ve 4 sekundách od zahájení startovacího programu. Vysokonapěťové elektrické impulsy generuje zapalovací jednotka SKN-22-1. Hořící palivo zapaluje rozprášené startovací palivo v šesti startovacích tryskách. Pracovní startovací trysky ohřívají svým plamenem trubice výparníku hlavního palivového potrubí.

Hlavní palivo se začíná dodávat 8 sekund od spuštění spouštěcího programu, do provozu se uvede i regulátor proudu uhelného panelu PSG-6, který udržuje proud v budicím vinutí startéru-generátoru a zabraňuje roztočení. zvýšení intenzity od snižování.

Po 15 sekundách se zapalovací jednotka a svíčky vypnou. Když otáčky motoru dosáhnou 45 %, generátor se vypne ze startovacího režimu, následně se motor roztočí v důsledku spalování paliva. Když rychlost otáčení dosáhne 90 %, startovací palivo se vypne a startovací ovladač 892A.1000BM se vypne. Když rotor motoru dosáhne 99% otáček, motor se stane pod kontrolou odstředivého regulátoru. Pokud motor nedosáhl provozních otáček, pak se startovací program přeruší po 44 sekundách.

Po dvou minutách zahřívání motoru na volnoběh k němu můžete připojit zátěž. V naléhavých případech lze zátěž zapnout ihned poté, co motor dosáhl režimu.

Stručný popis jednotlivých jednotek a vybavení APU TA-6A .

• Alternátor G40PCH6 je třífázový osmipólový synchronní bezkomutátorový elektrický stroj s vestavěným budičem a rotační usměrňovací jednotkou. Generátor pracuje při stabilní rychlosti 6000 ot./min. a dodává do sítě střídavý třífázový proud s lineárním napětím 208 voltů s frekvencí 400 Hz. Dlouhodobé zatížení generátoru - 40 kVA, zatížení přetížením ne déle než 5 minut - 60 kVA. V tandemu s generátorem pracuje jednotka regulátoru napětí BRN-208M7A a ochranná a řídicí jednotka BZU-376SB. Chlazení generátoru vzduchem.
• Startér-generátor GS-12TO DC je navržen tak, aby roztočil APU při startování v režimu startéru. Se studeným závitem motoru TA-6A při otáčkách 19 % a úbytku napětí v síti do 20 voltů by měl produkovat minimálně 8-10 hp s průměrnou spotřebou proudu do 500 ampér. Maximální spotřeba ve špičkovém režimu by neměla přesáhnout 2500 ampér. V generátorovém režimu generátor napájí síť stejnosměrným napětím, regulovaným (ručně) v rozsahu 26,5-30 voltů, s dlouhodobým výkonem až 12 kW, jmenovitým proudem 450 ampér. Generátor je chlazen vzduchem.
• Zapalovací jednotka SKN-22-1 - kapacitní výboj. Skládá se z indukčních cívek s přerušovači, akumulačních kondenzátorů, dvou výbojů R-26 s radioaktivními izotopy a selenových usměrňovačů. Jednotka poskytuje alespoň 15 výbojů za sekundu přes polovodičovou vrstvu svíčky s napětím 7000-8000 voltů. VAROVÁNÍ: dávkový příkon beta a gama záření na těle jednotky nepřekračuje přípustné hygienické normy. Tato jednotka není opravitelná, je zakázáno: narážet, házet, otevírat nebo narušovat celistvost skříně, aby se zabránilo radioaktivní kontaminaci.
• Ventilátor V-6B je určen pro nucené chlazení generátorů APU vnějším vzduchem a pro profukování olejovým chladičem. Pohon ventilátoru z převodovky APU přes pružinu.
• Regulátor stejnosměrného napětí RN-180M slouží k automatickému udržování napětí na svorkách generátoru ve stanovených mezích (26,5-29,5 V). Jmenovité napětí v palubní síti zařízení je 28,5 V. Vnější odpor VS-25TV v kokpitu spolupracuje s regulátorem, který slouží k seřízení v případě potřeby.
• Přepěťový jistič AZP-8M slouží k nouzovému odstavení generátoru ze sítě v případě přebuzení generátoru nebo jakékoli poruchy regulátoru napětí.
• Tachometrické signalizační zařízení TSA-6M je navrženo pro výstup čtyř diskrétních signálů o otáčkách motoru na startovací panel: 45 %, 70 %, 90 % a 105 %, a také pro nepřetržité měření rychlosti rotoru (v procentech). Sada se skládá z měřiče ITA-6M a převodníku PTA-6M.
• Systém měření teploty plynu za turbínou obsahuje alarmy nebezpečné teploty SOT-2 (2 sady), čtyři termočlánky T-101 a měřič teploty TST-2. Systém je určen pro nouzové zastavení startování při překročení teploty, nouzové zastavení motoru z důvodu přehřátí a vizuální indikaci v kokpitu objektu aktuální teploty plynu a přehřátí trysky.
• Univerzální elektrický odporový teploměr TUE-48 je určen pro dálkové ovládání teploty motorového oleje. Stavebnice obsahuje přijímač P-2TR (termocitlivý prvek) v nádrži motorového oleje a měřič (ukazovátko) v kabině objektu.
• Ukazatel hladiny oleje SU3-17T je určen pro kontrolu minimální hladiny oleje (2,5 litru) v nádrži motorového oleje. Na minimální úrovni je start blokován, při běžícím motoru se automaticky vypne.
• Indikátor tlaku oleje MST-3-2 se používá pro nouzové ukončení startování nebo zastavení motoru, když tlak v olejovém systému klesne pod předem stanovenou úroveň (3,2 kgf/cm2).

Charakteristika (TA-6A)

• Stabilizované otáčky rotoru při volnoběhu jsou 23 950 ± 120 ot./min., což odpovídá údaji otáčkoměru 99,5 ± 0,5 %
• Přípustný rozsah otáček rotoru při zatížení - 97 ÷ 101 % (podle indexu)
• Teplota plynu za turbínou:
  • Při volnoběhu ne více než - 460 С °
  • Při zatížení ne více než - 550 С °
  • Odlévání při spuštění, ne více než - 680 С °
• Ekvivalentní výkon vzduchu - 320 hp při průtoku vzduchu 1,35 kg/s
• Třífázové střídavé napájení 208 V - až 40 kVA
• Příkon 28,5 VDC - až 12 kV
• Výška startu - až 3000 m
• Spotřeba paliva při volnoběhu - 160-190 kg / h
• Spotřeba paliva při plném zatížení (vzduch a elektřina) - 190-240 kg / h
• Použitá paliva - TS, RT a jejich zahraniční obdoby
• Použité oleje do motoru - minerální MK-8, MS-8P; syntetické IPM-10, VNII NP-50-1-4F a jejich zahraniční protějšky
• Hladina hluku motoru ve vzdálenosti 3 m od výfukového potrubí - ne více než 100 PN dB
• Průměrný spotřebovaný proud při startování motoru, ne více než - 600 A
• Doba cyklu automatického spouštění motoru, ne více než - 45 sec
• Doba nepřetržitého provozu motoru, ne více než 8 hodin.
• Celkové rozměry - 1585 × 620 × 735 mm
• Hmotnost - 245 kg

Úpravy

• TA-6 je základní produkt, vyvinutý v roce 1964.
• TA-6A  - určený pro letouny jako Il-76 , Tu-154 a Tu-22M . Kromě stejnosměrného generátoru GS-12TO je instalován bezkomutátorový střídavý generátor typu GT40PCH6, generující proud 208/115 voltů o frekvenci 400 Hz, s maximálním výstupním výkonem 40 kW.
• TA-6A1  - 1964 modifikace pro letouny An-32 . Vybaveno systémem nouzového odvzdušnění.
• TA-6B  - vyvinutý v roce 1969 pro bojová letadla a vrtulníky. Místo GT40PCH6 a GS-12TO byl instalován jeden startér-generátor GS-24 o výkonu 24 kW. Doba nepřetržité práce se prodlužuje až na 24 hodin.
• TA-6V  - vyvinutý v roce 1975 pro letouny Jak-42 .
• TA-8  - (viz samostatný článek) samostatná modifikace, vytvořená pro letouny typu Tu-134 s primární palubní stejnosměrnou sítí. Tento motor nemá alternátor. Hmotnost sestavy motoru je 186 kg.
• TA-8V -  modifikace pro vrtulník Mi-26 , instalovaný také na An-72 . Vyznačuje se přítomností v konstrukci třífázového generátoru střídavého proudu typu GT40PCH6.
• TA-8K - vyvinutý v roce 1987 pro vrtulníky typu Ka-31. Má přídavný AC generátor GT60PCH8B (60 kW) a ventilátor V-6B.
• TA-12  - (viz samostatný článek) samostatná modifikace vytvořená na základě TA-6. Má výkonnější turbo agregát se 4-stupňovým kompresorem. Používá se pro letadla jako An-74 , An-124 , Tu - 95MS
• TA-12 A  - modifikace pro Tu-160 , A-40 a jako náhrada řady typů motorů TA-6A.
• TA - 12-60  - hluboká modifikace, vydaná v roce 1986 pro letouny Tu-204 , Tu-334 , Be-200 . Vybaven elektrickým startérem ST-117 a alternátorem GT60PCH8B.

Literatura

• Pomocný motor s plynovou turbínou TA-6A. Technický návod k obsluze ТА6А.000.000 РЭ
• Motor TA-6A. Technický návod k obsluze 049.00.00 (edice GA)
• Motor TA-12-60. Manuál pro technický provoz.

Odkazy

• Popis motoru TA-6a  (nepřístupný odkaz)