Регулювання суміші

Updated at: 2025-12-01 11:24
Регулятор суміші — це важіль у кабіні пілота, який регулює кількість палива, що змішується з повітрям, що надходить, у поршневому авіаційному двигуні. Правильне використання регулятора суміші покращує роботу двигуна, запобігає забрудненню свічок запалювання, знижує витрату палива та захищає двигун від пошкоджень, особливо на великих висотах.
Регулювання суміші Визначення керування сумішшю Призначення регулювання суміші Використання регулювання суміші в авіації Регулювання суміші на різних етапах польоту Регулювання суміші двигуна: загальні принципи Основна процедура регулювання суміші під час круїзу (типовий навчальний літак) Робота з багатою сумішшю на піку проти роботи з бідною сумішшю на піку Пікова температура EGT та її значення Операція Rich of Peak (ROP) Режим Lean of Peak (LOP) Оперативні міркування та безпека Ризики експлуатації з надто бідною сумішшю Ризики експлуатації з надто багатою сумішшю Суміш і висота Суміш і обмерзання карбюратора Практичні приклади Приклад 1: Регулювання суміші в крейсерському польоті на 5 500 футів Приклад 2: Відліт з аеропорту на великій висоті Приклад 3: Суміш для рулювання, щоб запобігти забрудненню свічок Резюме

Визначення керування сумішшю

У поршневому авіаційному двигуні регулятор суміші — це керований пілотом орган керування, який змінює співвідношення палива до повітря, що подається в циліндри. Це відбувається шляхом регулювання кількості палива, вимірюваного карбюратором або системою впорскування палива, відносно маси повітря, що надходить у двигун.
Співвідношення паливо-повітря часто описується відносно стохіометричної суміші, яка є хімічно ідеальним співвідношенням, при якому під час горіння використовується весь паливо і весь кисень. Для авіаційного бензину (Avgas) це приблизно 15 частин повітря на 1 частину палива за масою. У нормальній експлуатації авіаційні двигуни працюють трохи збагаченішими (більше палива) або збідненішими (менше палива), ніж це ідеальне значення, щоб керувати потужністю, температурою та довговічністю двигуна.
Суміш зазвичай описують за допомогою термінів збагачена та бідна:
  • Збагачена: Більше палива відносно повітря (паливно-багата суміш).
  • Бідна: Менше палива відносно повітря (повітряно-багата суміш).

Призначення регулювання суміші

Головна мета регулювання суміші полягає в тому, щоб підтримувати роботу двигуна в межах безпечних і ефективних параметрів, оскільки густина повітря змінюється залежно від висоти, температури та налаштувань потужності. Оскільки карбюратор або система впорскування палива дозує паливо на основі потоку повітря, а не безпосередньо на основі густини повітря, суміш, яка є правильною на рівні моря, стане занадто багатою, коли літак піднімається, а густина повітря зменшується.
Правильне керування сумішшю виконує кілька ключових завдань:
  • Maintain power output: A mixture that is too rich or too lean reduces available horsepower and can cause rough running.
  • Control engine temperatures: Mixture has a strong effect on cylinder head temperature (CHT) and exhaust gas temperature (EGT). Proper adjustment helps prevent overheating or excessively cool operation.
  • Protect the engine: Extremely lean mixtures at high power can cause detonation and pre-ignition, damaging pistons, valves, and cylinder heads. Very rich mixtures can lead to spark plug fouling and carbon deposits.
  • Improve fuel efficiency: Leaning the mixture in cruise can significantly reduce fuel flow, extending range and endurance.
  • Adapt to altitude and temperature: As altitude increases or temperature changes, air density changes; mixture control compensates for this so that combustion remains within the desired range.

Використання регулювання суміші в авіації

У легких навчальних літаках з поршневими двигунами регулювання суміші зазвичай здійснюється червоною ручкою або важелем на квадранті дроселя. Це може бути керування типу push-pull із фрикційним замком або верньєрне керування з колесом тонкого регулювання. У багатомоторних літаках кожен двигун має власне регулювання суміші.
Суміш керується по-різному на різних етапах польоту. Точні процедури залежать від типу літака, виробника двигуна та приладового оснащення (наприклад, чи має літак лише базовий індикатор EGT або повний монітор двигуна з CHT і EGT для кожного циліндра). Посібник пілота (POH) або Літаковий польотний мануал (AFM) завжди мають пріоритет.

Регулювання суміші на різних етапах польоту

Типове використання суміші за фазами польоту в звичайних навчальних літаках з атмосферним двигуном виглядає так (завжди перевіряйте в POH для вашого конкретного літака):
  1. Engine start and warm-up
    At sea level or low altitude, mixture is usually set to full rich for starting and initial warm-up. At high-elevation airports, a partially leaned mixture may be required for starting, as recommended by the POH.
  2. Taxi
    Mixture is often leaned aggressively during taxi to prevent spark plug fouling, especially in training operations with long ground times. The pilot must remember to return the mixture to the appropriate setting (often full rich) before takeoff.
  3. Takeoff and climb
    At low-elevation airports, mixture is normally set to full rich for takeoff to provide cooling and maximum power. At high-density-altitude conditions, the POH may call for leaning the mixture for maximum RPM or EGT before takeoff to obtain rated power.
  4. Cruise
    In cruise, mixture is adjusted (leaned) to balance power, fuel efficiency, and engine temperatures. This is where concepts such as rich of peak and lean of peak EGT are applied.
  5. Descent
    During descent, power is usually reduced and mixture is gradually enriched as altitude decreases to maintain an appropriate fuel-to-air ratio and prevent excessively lean operation.
  6. Approach and landing
    For approach and landing at low-elevation airports, mixture is often set to full rich below a certain altitude (for example, 3,000 ft above field elevation), as specified by the POH. At high-elevation airports, mixture is typically set as for cruise or as recommended by the POH.

Регулювання суміші двигуна: загальні принципи

Збіднення двигуна означає зменшення кількості палива в суміші, щоб співвідношення паливо-повітря змістилося від збагаченої до збідненої. У більшості навчальних літаків це робиться шляхом повільного відтягування регулятора суміші від повністю збагаченої позиції, при цьому контролюються показники двигуна та його робота.
Ключові індикації двигуна, які використовуються при регулюванні суміші, включають:
  • Engine RPM (for fixed-pitch propellers): Maximum RPM usually corresponds to the mixture that produces maximum power at a given throttle setting and altitude.
  • Manifold pressure (for constant-speed propellers): Used in combination with fuel flow and EGT/CHT to set power and mixture.
  • Exhaust gas temperature (EGT): Shows how hot the exhaust gases are; used to identify the peak EGT point when leaning.
  • Cylinder head temperature (CHT): Indicates overall engine thermal stress; helps ensure that mixture settings do not cause overheating.
  • Engine smoothness: Rough running or vibration may indicate a mixture that is too lean or uneven fuel distribution.
Точна техніка регулювання суміші залежить від того, чи оснащений двигун гвинтом з фіксованим кроком або з постійною швидкістю, а також від наявної приладової панелі. Учні-пілоти спочатку повинні вивчити та використовувати базовий метод, затверджений у POH, для свого навчального літака, перш ніж застосовувати більш складні техніки.

Основна процедура регулювання суміші під час круїзу (типовий навчальний літак)

Наведена нижче загальна процедура для збіднення суміші в нормально аспірованому, карбюраторному або впорскуваному двигуні під час круїзу, з фіксованим гвинтом і однощуповим датчиком EGT. Завжди дотримуйтесь POH для вашого конкретного літака.
  1. Level off at cruise altitude and allow the engine to stabilize at the chosen power setting.
  2. Set cruise power using throttle (and propeller control if installed) as specified in the POH.
  3. Slowly pull the mixture control back (lean) while watching EGT and listening to the engine.
  4. Continue leaning until EGT peaks and then begins to decrease, or until the engine just starts to run slightly rough.
  5. Enrich the mixture slightly until the engine runs smoothly and the EGT is at the desired value relative to peak (for example, 50 °F rich of peak EGT if specified by the POH).
  6. Note fuel flow (if available) and engine temperatures, and adjust as needed to remain within limits.
Якщо датчик EGT не встановлено, поширеним базовим методом є збіднення суміші до моменту, коли двигун починає працювати злегка нерівно, а потім збагачення суміші лише настільки, щоб відновити плавну роботу. Це грубий метод і може не забезпечувати точний контроль суміші відносно пікового EGT, але часто прийнятний для простих навчальних літаків при помірних налаштуваннях потужності, якщо це дозволено POH.

Робота з багатою сумішшю на піку проти роботи з бідною сумішшю на піку

При налаштуванні суміші за допомогою EGT пілоти часто говорять про роботу rich of peak (ROP) або lean of peak (LOP). Ці терміни описують, чи налаштована суміш багатшою або біднішою за суміш, що дає найвищу температуру вихлопних газів (пікову точку EGT).

Пікова температура EGT та її значення

Коли суміш збіднюється від дуже багатої до дуже бідної при постійній потужності, температура вихлопних газів (EGT) спочатку зростає, досягає максимуму (піковий EGT), а потім знову падає. Ця точка пікового EGT приблизно відповідає суміші, яка забезпечує найповніше згоряння і, у багатьох випадках, майже максимальну потужність для цього положення дросельної заслінки. По обидва боки від пікового EGT поведінка потужності та температури змінюється передбачуваним чином.
Відношення між сумішшю та EGT використовується для визначення роботи ROP та LOP:
  • Rich of peak (ROP): The mixture is set richer than the peak EGT point (more fuel). EGT is lower than peak, but CHT may still be relatively high depending on how far rich of peak the engine is operated.
  • Lean of peak (LOP): The mixture is set leaner than the peak EGT point (less fuel). EGT is again lower than peak, and CHT generally decreases as the mixture is leaned further, provided power is reduced appropriately.

Операція Rich of Peak (ROP)

У багатьох навчальних літаках і для багатьох двигунів виробник рекомендує експлуатувати rich of peak EGT під час круїзу на вищих режимах потужності. Звичайна ціль — близько 50 °F до 100 °F rich of peak EGT, але точне значення має бути взяте з POH або даних виробника двигуна.
Типові характеристики роботи ROP включають:
  • Higher power for a given manifold pressure and RPM compared to leaner mixtures.
  • Higher fuel flow and therefore higher fuel consumption.
  • Moderate to high CHT, depending on how far rich of peak the mixture is set.
  • Good detonation margin at very rich settings (for example, full rich at high power for cooling and detonation protection).
Під час навчання студентів-пілотів зазвичай наголошують на роботі в режимі ROP, оскільки це просто і відповідає консервативним практикам охолодження двигуна, особливо коли не встановлено детальне обладнання для моніторингу двигуна.

Режим Lean of Peak (LOP)

Lean of peak означає налаштування суміші так, щоб температура вихлопних газів (EGT) була на біднішій стороні пікового значення EGT, зазвичай на 10 °F до 50 °F lean of peak або більше, залежно від конструкції двигуна та рекомендацій виробника. Робота в режимі LOP зазвичай пов’язана з нижчим витратою палива та більш холодною температурою головки циліндра (CHT) при відповідно знижених налаштуваннях потужності.
Основні характеристики роботи в режимі LOP включають:
  • Lower fuel flow and improved specific fuel consumption (more miles per gallon of fuel).
  • Lower CHT compared to ROP at the same power, which can be beneficial for engine longevity.
  • Reduced power output for a given throttle and RPM setting compared to ROP.
  • Possible roughness if fuel distribution between cylinders is uneven, because some cylinders may be much leaner than others.
Режим LOP не рекомендується для всіх двигунів і рідко викладається як основна техніка в базовій підготовці. Зазвичай він вимагає:
  • Manufacturer approval for lean-of-peak operation.
  • Good fuel distribution (often more consistent in fuel-injected engines).
  • Detailed engine monitoring (multi-probe EGT and CHT) to ensure that all cylinders remain within safe limits.
Учні-пілоти не повинні намагатися працювати в режимі lean-of-peak без чіткого дозволу від інструктора та підтвердження, що конкретний літак і двигун для цього підходять.

Оперативні міркування та безпека

Регулювання суміші безпосередньо впливає на стан двигуна та безпеку. Неправильні налаштування суміші, особливо при високій потужності, можуть призвести до пошкодження двигуна або втрати потужності. Учні-пілоти повинні розуміти основні ризики та як їх уникнути.

Ризики експлуатації з надто бідною сумішшю

Робота двигуна з надто бідною сумішшю на високих режимах потужності може спричинити надмірні внутрішні температури та тиски. Дві ключові небезпеки:
  • Detonation: Uncontrolled, explosive combustion in the cylinder that can damage pistons, rings, and cylinder heads.
  • Pre-ignition: Fuel-air mixture igniting before the spark plug fires, often due to hot spots in the combustion chamber, which can rapidly overheat and damage components.
Щоб зменшити ці ризики, багато POH вказують, що збагачення суміші не дозволяється вище певного рівня потужності (наприклад, понад 75 % потужності), якщо не дотримано конкретної процедури. Учні-пілоти завжди повинні дотримуватися цих обмежень.

Ризики експлуатації з надто багатою сумішшю

Надмірно багата суміш також має недоліки:
  • Spark plug fouling: Unburned fuel and lead deposits can foul spark plugs, causing rough running, misfires, or difficulty starting.
  • Carbon buildup: Soot and carbon deposits can accumulate on valves and in combustion chambers.
  • Reduced efficiency: Fuel consumption increases without a corresponding increase in useful power or cooling benefit.
  • Potential for after-firing: Excess fuel in the exhaust can ignite, causing backfires or pops.
На землі часто рекомендується агресивне збагачення суміші під час руління, щоб зменшити забруднення свічок, особливо під час повторюваних тренувальних польотів. У повітрі суміш слід регулювати, щоб уникнути зайвої багатості, особливо під час крейсерського польоту.

Суміш і висота

З підвищенням висоти щільність повітря зменшується. Якщо під час набору висоти залишати суміш повністю збагаченою, суміш стає поступово більш збагаченою, оскільки однакова кількість палива змішується з меншою кількістю повітря. Це призводить до втрати потужності та можливого забруднення свічок запалювання. Тому, як правило, необхідно збіднювати суміш вище певної густинної висоти, яка часто вказується в POH (наприклад, вище 3 000 футів).
На аеропортах, розташованих на великій висоті, суміш часто потрібно збіднювати на землі як для руління, так і для зльоту. Поширена техніка полягає у збідненні суміші для досягнення максимальної частоти обертання двигуна на повному газі під час статичного прогріву перед зльотом, як описано в POH. Учні-пілоти, які працюють в аеропортах на великій висоті, повинні отримати спеціальне навчання з цих процедур.

Суміш і обмерзання карбюратора

Карбюраторні двигуни схильні до карбюраторного льоду, який може зменшити потужність або зупинити двигун. Нагрівання карбюратора вводить у двигун тепліше, менш щільне повітря, що ефективно збагачує суміш. Коли застосовується нагрівання карбюратора, особливо в крейсерському режимі, може знадобитися додатково збіднити суміш, щоб підтримувати бажане співвідношення паливо-повітря. Коли нагрівання карбюратора вимикається, суміш знову стає біднішою, тому її може знадобитися збагачувати.
Учні-пілоти повинні контролювати оберти двигуна (RPM) та його плавність роботи при включенні або вимкненні підігріву карбюратора і відповідно регулювати суміш, дотримуючись POH.

Практичні приклади

Наступні короткі приклади ілюструють, як може використовуватися регулювання суміші в типових навчальних ситуаціях. Вони є загальними; завжди дотримуйтесь POH та вказівок вашого інструктора.

Приклад 1: Регулювання суміші в крейсерському польоті на 5 500 футів

Учень-пілот у двомісному тренажері на висоті 5 500 футів встановлює потужність крейсерського польоту на 2 400 об/хв. Суміш повільно збіднюється до піку температури вихлопних газів (EGT), потім збільшується до приблизно 75 6F багатше за пік, і двигун працює плавно. Витрата палива зменшується порівняно з повною багатою сумішшю, а швидкість повітря залишається близькою до очікуваної крейсерської швидкості за POH.

Приклад 2: Відліт з аеропорту на великій висоті

На висоті аеродрому 6000 футів POH інструктує пілота збіднити суміш для максимальної кількості обертів двигуна під час повного газу на статичному запуску перед зльотом. Студент повністю відкриває дросель, збіднює суміш до досягнення максимальних обертів, а потім залишає суміш у цьому положенні для зльоту, забезпечуючи достатню потужність двигуна в розрідженому повітрі.

Приклад 3: Суміш для рулювання, щоб запобігти забрудненню свічок

Під час напруженого навчального дня в аеропорту на низькій висоті студент-пілот різко збагачує суміш під час руління, щоб будь-яка спроба застосувати повний газ спричинила перебої в роботі двигуна. Це зменшує засмічення свічок запалювання і також служить нагадуванням про необхідність збагачення суміші перед зльотом, як частина передзльотної перевірки.

Резюме

Керування сумішшю дозволяє пілоту регулювати співвідношення палива та повітря залежно від зміни висоти, температури та налаштувань потужності. Правильне використання суміші покращує продуктивність, зменшує споживання палива і захищає двигун від пошкоджень. Поняття "rich of peak" та "lean of peak" EGT описують, як налаштовується суміш відносно точки максимальної температури вихлопних газів і особливо важливі під час круїзу. Учні-пілоти повинні вивчати та застосовувати конкретні процедури налаштування суміші, наведені в POH для їхнього навчального літака, і консультуватися з інструкторами перед використанням просунутих технік, таких як робота "lean-of-peak".