Что такое режим реверса

Что такое режим реверса

Реверс – механизм для направления части реактивной или воздушной струи по направлению движения воздушного судна и создания обратной тяги. Помимо этого, реверсом называют используемый режим работы двигателя самолета, который задействует реверсивное устройство.

Устройство применяется в основном после посадки, на пробеге или для аварийного торможения. Кроме того, реверс используют для движения задним ходом без помощи буксирующего средства. Некоторые самолеты включают реверс прямо в воздухе. Чаще всего устройство эксплуатируется в транспортной и коммерческой авиации. После посадки реверс характеризируется шумом. Его применяют вместе с колесной тормозной системой, что приводит к снижению нагрузки на основную тормозную систему воздушного судна и сокращает дистанцию, в особенности при небольшом коэффициенте сцепления с ВПП, а также в самом начале пробега. Вклад реверсивной тяги сильно отличается в разных ситуациях и моделях самолетов.

Реактивный двигатель

Реверс производится при отклонении всей или части струи, которая поступает с двигателя, при помощи разных затворок. В разнообразных силовых установках реверсивное устройство реализуется по-разному. Специальные затворки способны перекрыть струю, которая создана сугубо внешним контуром турбореактивного двигателя (как на А320), или струи всех контуров (Ту-154М). Конструктивные особенности самолета влияют на оснащение реверса. Это могут быть как все двигатели, так и определенная часть. К примеру, на трехдвигательном Ту-154 реверс могут создавать только крайние двигатели, а самолет Як-40 – средний.

Ковшевые створки – специальный механизм, который перенаправляет воздушный поток. Подобных створок на двигателях может быть от двух и больше. Внешне они похожи на ковши. Например, в двигателе с высокой степенью двухконтурности с перекрытием потока по всей плоскости как у Д-30Ку-154 (Ту-154М).

Способ реверса, в котором в сопле и задней части двигателя установлен специальный металлический профиль, называется профилированные решетки. Двигатель задействован на прямой тяге, а сворки в решетки перенаправляют проход выходящих газов. Подобная конструкция эксплуатируется во многих двигателях самолетов, в частности на силовых установках с невысокой степенью двухконтурности с перекрыванием всего потока (Ту-154, Боинг 727).

Ограничения

Но у реверсной системы есть свои недостатки. К возможным неприятностям можно отнести применение реверса на небольших скоростях (меньше 140 км/ч). Струя может поднимать с поверхности ВПП мусор, который при пробеге самолета на небольших скоростях может попасть в воздухозаборник и стать причиной его повреждения. При больших скоростях поднятый мусор не создает помех из-за того, что не успевает на высоту воздухозаборника.

На Ил-76 реверсивное устройство установлено на четыре двигателя, но в практике 2-м и 3-м двигателем реверс не применяется, потому процесс может повредить обшивку фюзеляжа.

Двигатель с воздушным винтом

Реверс у винтовых воздушных суден реализуется при помощи поворота лопастей винта (меняется угол атаки лопастей на отрицательный), а именно при неменяемом направлении вращения. Поэтому винт создает обратную тягу. Подобный тип реверсивного устройства способен использоваться на поршневых и на турбовинтовых двигателях. Реверс часто предусматривается на амфибиях и гидросамолетах.

Впервые применение реверса началось в 30-х годах. Реверсом оборудовались пассажирские самолеты «Дуглас ДК-2» и «Боинг 247».

Самолеты без реверсивного устройства

Огромное количество самолетов не использует реверс по его ненадобности или технической сложности. К примеру, в связи с некоторыми способностями механизации крыла и высокой эффективностью воздушных тормозов в хвосте ВАе 146-200 включение реверса не требуется. Соответственно, все 4 двигателя в режиме реверса не работают. По той же причине в устройстве реверса не нуждается самолет Як-42.

Читайте также:  Томат на зиму с болгарским перцем

Большинство летательных аппаратов с форсажными камерами не обладает реверсом из-за величины после посадочного пробега. Это обстоятельство принуждает строить длинные ВПП, в конце которых следует устанавливать аварийные приспособления для торможения. Самолеты в этом случае оборудуются эффективными колесными тормозами и парашютами. Нужно отметить, что пневматика и тормоза подобных самолетов подвергаются сильному износу и часто требуют замены.

Применение реверса в воздухе

Часть самолетов допускает возможность использования реверса тяги прямо в воздухе, но подобное включение зависит от типа самолета. В некоторых ситуациях реверс включается перед посадкой, а в иных – в момент снижения, что значительно понижает вертикальную скорость торможения или дает возможность избежать допустимого превышения скоростей во время пикирования, экстренного снижения или выполнения боевых маневров.

ATR 72 – турбовинтовой авиалайнер, яркий пример использования реверса в воздухе. Кроме того, воздушный реверс могут применять турбореактивный лайнер «Трайдент», сверхзвуковой авиалайнер «Конкорд», военно-транспортный самолет С-17А, истребитель Сааб 37 «Вигген», турбовинтовой «Пилатус РС-6» и прочие.

Реверс реализуется путём отклонения части или всей струи, исходящей из двигателя, при помощи разнообразных затворок. В разных двигателях реверсивное устройство реализовано различным способом. Специальные затворки могут перекрывать струю, создаваемую только внешним контуром турбореактивного двигателя (например, на A320), или струи обоих контуров (например, на Ту-154М).

В зависимости от конструктивных особенностей самолёта реверсом могут быть оснащены как все двигатели, так и их часть. Например, на трёхдвигательном Ту-154 реверсивным устройством оснащены только крайние двигатели.

Ограничения

К недостаткам реверсивной системы можно отнести неприятности, связанные с его применением на малых скоростях (приблизительно [1] . При высокой скорости движения самолёта поднятый мусор помех не создает, поскольку не успевает подняться до высоты воздухозаборника к моменту его приближения.

Реверс двигателя с воздушным винтом

Реверс у винтовых самолётов реализуется путем поворота лопастей винта (изменяется угол атаки лопастей с положительного на отрицательный) при неизменном направлении вращения. Таким образом винт начинает создавать обратную тягу. Такой тип реверсивного устройства может применяться как на самолетах с поршневым двигателем, так и на турбовинтовых самолетах, в т.ч. и одномоторных. Реверс зачастую предусматривается на гидросамолётах и амфибиях, т.к. предоставляет значительное удобство при рулении на воде.

История

Первое применение реверса тяги на винтовых самолётах можно отнести к 1930-м годам. Так, реверсом были оборудованы пассажирские самолёты Боинг 247 и Дуглас DC-2.

Самолёты без реверсивного устройства

Ряд самолётов не нуждается в реверсе. Так например, в связи с особенностями механизации крыла и чрезвычайно эффективными воздушными тормозами в хвосте BAe 146-200 не требуется включать реверс при приземлении. Соответственно, все четыре двигателя не работают в режиме реверса. По этой же причине в реверсивном устройстве не нуждается самолёт Як-42.

Использование реверса в воздухе

Некоторые самолеты (как винтовые, так и реактивные, военные и гражданские) допускают возможность включения реверса тяги в воздухе, при этом его использование зависит от конкретного типа воздушного судна. В ряде случаев реверс включается непосредственно перед касанием полосы; в других случаях — на снижении, что позволяет снизить вертикальную скорость торможением (при подходе по крутой глиссаде) или избежать превышения допустимых скоростей при пикировании (последнее применимо к военным самолетам); для выполнения боевых маневров; для быстрого экстренного снижения.

Читайте также:  Ввгнг а ls 3х2 5 расшифровка

Так, в турбовинтовом авиалайнере ATR 72 реверс может быть ипользован в полёте (при снятии пилотом предохранительной пломбы); турбореактивный лайнер «Трайдент» также допускает реверс в воздухе для быстрого снижения с вертикальной скоростью до 3 км/мин (хотя эта возможность редко использовалась на практике); с той же целью мог быть включен реверс двух внутренних двигателей сверхзвукового лайнера «Конкорд» (только на дозвуковой скорости и при высоте ниже 10 км). Военно-транспортный самолет C-17A также допускает включение реверса всех четырёх двигателей в воздухе для быстрого снижения (до 4600 м/мин). Истребитель Сааб 37 «Вигген» также располагал возможностью реверса в полете для сокращения посадочной дистанции. Одномоторный турбовинтовой самолёт Pilatus PC-6 также может использовать реверс в воздухе при заходе по крутой глиссаде на короткие посадочные площадки.

Для примера использования реверса тяги в воздухе (непосредственно перед касанием полосы) можно привести выдержку из руководства по лётной эксплуатации самолёта Як-40:

на высоте 6–4 м уменьшить режим работающим боковым двигателям до малого газа и начать выравнивание самолета, дав команду: Реверс.

Реверс – это изменение направления вращения электродвигателя. Выполнить реверс можно изменив полярность приходящего на пускатель, питающего напряжения. Это могут быть регуляторы, используемые для двигателей постоянного тока.

Реверс можно выполнить, используя перемену чередования фаз в сети переменного тока. Это действие выполняется в автоматическом режиме при замене полярности сигнала задания, или после поступления определенной команды на нужный логический вход.

Реверс можно осуществить при помощи информации, которая передается по полевой шине, эта возможность входит в определенный набор стандартных функциональных способностей и свойственна большинству современных регуляторов, используемых в цепях переменного тока.

Рис№1. Тезус U(магнитный пускатель) с реверсивным блоком

Функция реверсирования

Для изменения направления двигателя изменяется полярность напряжения приходящего на якорь двигателя.

Основные методы реверсирования

В настоящее время, уже достаточно редко, используется контакторный способ.

Существует статический способ, он заключается в изменении полярности на выходе преобразователя в обмотке якоря или при изменении направления прохождения тока возбуждения. Для этого способа свойственно наличие большой постоянной времени обмотки возбуждения, что не всегда удобно.

Рис. №2. Реверсирование двигателя с помощью магнитного пускателя.

При управляемом торможении механизмов, обладающих высоким моментом инерции нагрузки, необходимо вырабатываемую электрической машиной энергию, возвращать обратно в основную электрическую сеть.

Используя процесс торможения регулятор выступает в качестве инвертора, производимая энергия обладает отрицательным зарядом.. таким образом регулятор может осуществить две операции одна – реверс, другая – рекуперативное торможение. Регулятор оснащается двумя мостами, которые подключены встречно-параллельно.

Используемые мосты инвертируют напряжение и ток.

Рис.№3. Реверс асинхронного электродвигателя с прямым частотным преобразователем; а) скорость и составляющие вектора статорных токов АД, б) фазные напряжения электрической сети и ток нагрузки.

Реверс может осуществляться преобразователем частоты, используемым для асинхронных электрических двигателей.

Управление реверсированием выполняется с помощью векторного управления в замкнутой системе с использованием датчика обратной связи. С его помощью производится независимое управление составляющими тока Id и Iq, они служат для определения потока и вращающегося момента двигателя. Управление асинхронным двигателем аналогично проведению операций по управлению и регулированию двигателем постоянного тока.

Читайте также:  Теплая грядка без навоза для огурцов

Рис.№4. Функциональная схема регулятора скорости с векторным управлением и датчиком обратной связи.

Для осуществления функции реверса, на логическом входе регулятора предназначенного для выполнения этой команды появляется внешний сигнал. Он изменяет порядок коммутации силовых ключей инвертора и реверса двигателя. Реверс можно выполнять в нескольких вариантах.

  • Вариант №1: осуществление действия с помощью противовключения, при стремительном изменении очередности переключения транзисторных ключей.

При изменении чередования фаз на двигателе, находящемся в работе, происходит изменение вращения поля. В результате этого появляется большое скольжение, что создает резко-нарастающее тока ПЧ (преобразователя частоты) до самого большого значения (внутреннее ограничение тока ПЧ). При большом скольжении малый тормозной момент и внутренний регулятор ПЧ уменьшат задание скорости. При достижении электродвигателем нулевой скорости, происходит осуществление реверса, который соответствует кривой разгона. Лишняя энергия, не затраченная на трение и на нагрузку, рассеивается в роторе.

  • Вариант №2: изменение направления вращения электрического поля с управлением периода скорости замедления и без него.

Вращающий момент механизма прямо противоположен моменту двигателя и превышает его по модулю, то есть естественное замедление происходит быстрее во много раз, чем кривая замедления, которую установил регулятор. Значение скорости постепенно снижается и происходит смена направления вращения.

При вращающем моменте, когда естественное торможение меньше установленного регулятором, двигатель начинает работать в состоянии рекуперативного торможения и возвращает энергию преобразователю. Диодные мосты не дают энергии пройти в сеть, конденсаторы фильтра заряжаются, величина напряжения увеличивается и включается устройство безопасности, предохраняющее от выделения энергии.

Для того чтобы предотвратить перенапряжение, через тормозной ключ присоединяют тормозное сопротивление к конденсаторному блоку. Тормозной момент ограничивается емкостью в звене постоянного тока преобразователя, значение скорости падает и происходит смена вращения. Разные модификации резисторов на разные номиналы обеспечивают соответствие мощности двигателя и рассеиваемой энергии. В подавляющем большинстве случаев тормозной ключ в моделях расположен в самом регуляторе.

Наличие тормозного резистора свойственно для регуляторов, предназначенных для обеспечения управляемого торможения, этот метод относится к самым экономически выгодным. С его помощью двигатель может замедлять вращение до самой остановки движения, не меняя направление рабочего вращения.

  • Вариант №3: длительный период работы в режиме торможения.

Этот вариант характерен для испытательных стендов. Выделяющаяся энергия обладает слишком большой величиной, резисторы не могут справиться с ее рассеиванием, потому что произойдет повышение температуры. Для этого предусмотрены системы, которые дают возможность вернуть энергию обратно в электрическую сеть. В этом случае диодный мост не используется, вместо него применяют полупроводниковый мост, изготовленный из IGBT-транзисторов. Выполнение рабочих функций определено с помощью многоуровневого управления, оно дает возможность получить токовую характеристику, приближенную к форме чистого синуса.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector