Тема 12 Занятие 2 (Вопросы по Военке и материал по планеру и КД)

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Факультет военного обучения

Экз.№ УТВЕРЖДАЮ:

Начальник кафедры №2

Полковник В.Фролов
« » 2000г.

МАТЕРИАЛЫ К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ

Курс Д-21 «Авиационные двигатели»

по теме №12

«Турбины двигателей. Редукторы и приводы»

Занятие 2

для студентов 4 курсов, факультетов №1, 2, «Стрела», «Ухтомское»

Учебное время 2 часа

Составил: пол-к Фролов В.А. Редактировал: пол-к Луценко В.Н.

Тираж 5 экз.

Рассмотрено на заседании кафедры

Протокол № от 2000г.

Москва 2000г.

ТЕМА 12: Турбины двигателей. Редукторы и приводы.

Цель: Изучить принцип действия, конструкцию, охлаждение и правила эксплуатации газовых турбин двигателя.

Занятие №2: Система охлаждения турбины двигателя РД-33-2С.

Цель: Изучить систему охлаждения и основные правила эксплуатации газовой турбины двигателя РД-33-2С.

Учебные вопросы:

1. Охлаждение турбины высокого давления.

2. Охлаждение турбины низкого давления.

3. Основные правила эксплуатации газовой турбины.

1. Охлаждение турбины высокого давления.

Для обеспечения надёжной работы турбины двигателя предусматривается охлаждение и теплозащита основных её элементов воздухом, отбираемым из-за КВД, за пятой ступенью КВД и из наружного контура.

Система охлаждения ТВД (рис. 5*) воздушная, открытая нерегулируемая. Охлаждаются сопловые и рабочие лопатки, диск рабочего колеса, вращающийся дефлектор и корпуса соплового аппарата.

Корпуса и лопатки СА статора ТВД, наружная поверхность вращающегося дефлектора, обод диска, ножки и полки рабочих лопаток охлаждаются и защищаются воздухом из-за компрессора.

Для сопловых лопаток 8 ТВД используется комбинация конвективного и плёночного охлаждения. Охлаждающий воздух из-за компрессора подаётся раздельно в переднюю и заднюю полости и средний канал лопаток. Через отверстия в дефлекторах воздух обдувает внутренние поверхности стенок лопатки. Из передней полости лопатки через перфорированные стенки в зоне входной кромки (сеч. Б-Б, рис. 4*) и передней части выпуклой и вогнутой поверхности профиля воздух выходит в проточную часть, создавая на поверхности лопатки заградительную воздушную плёнку. Из задней полости воздух выпускается через щель в выходной кромке. Для интенсификации охлаждения выходной кромки в ней установлены турбулизирующие воздушный поток штыри 19.

На наружной и внутренней полках секторов лопаток СА имеются отверстия для создания защитной пелены у полок.

Для охлаждения рабочих лопаток ТВД используется воздух, отбираемый за пятой ступенью КВД (сеч. А, рис. 5*).

Воздух через отверстия 7 в роторе компрессора попадает на радиальные лопатки 4, расположенные между дисками рабочих колёс пятой 3 и шестой 2 ступеней компрессора, и с пониженной температурой поступает в полость «в» под вращающийся дефлектор 5. Сорок две радиальные лопатки 6, выполненные на дефлекторе, способствуют поддавливанию охлаждающего воздуха на выходе из полости «в».

Через отверстие в ободе диска воздух поступает к хвостовикам рабочих лопаток 11.

Охлаждение рабочих лопаток конвективное, с применением полупетлевой схемы течения воздуха и турбулизирующих штырей, повышающих теплоотдачу в охлаждающий воздух.

Распределение воздуха, подаваемого в передний и задний отсеки лопатки, достигается дросселем на входе в задний отсек. Выброс воздуха производится через щель в выходной кромке лопатки.

Теплозащита вращающегося дефлектора диска турбины обеспечивается продувкой воздухом из-за пятой ступени и из-за компрессора соответственно внутренней «в» и наружной «б» околодисковых полостей. Охлаждающий воздух через ступенчатый вертикальный лабиринт и осевой зазор в зоне нижних полок лопаток поступает в проточную часть турбины, попутно охлаждая обод диска, ножки и полки рабочих лопаток.

Теплозащита диска от теплового потока со стороны рабочих лопаток достигается за счёт большого термического сопротивления удлинённых ножек лопаток и теплосъёма в воздушных каналах самих ножек и замков. Охлаждение боковых сторон диска осуществляется воздухом из-за пятой ступени КВД. Передняя сторона диска охлаждается воздухом, проходящим через полости «а», «в», задняя - воздухом из-за пятой ступени компрессора, поступающим в полости «к» и «л». Внутренняя часть ступицы 1 диска охлаждается воздухом, протекающим из полости «а» в полость «г».

Наружный и внутренний корпуса, завесы и сильфонная перегородка статора ТВД охлаждаются воздухом вторичного потока КС.

2. Охлаждение турбины низкого давления.

Система охлаждения ТНД (рис. 5*) воздушная, открытая, нерегулируемая.

В ТНД охлаждаются сопловые и рабочие лопатки, диск и лабиринт, а также корпуса.

Охлаждение сопловых лопаток 13 конвективное. Охлаждающий воздух от пятой ступени КВД по трём трубопроводам 9 (сеч. А, рис. 5*) через наружный корпус поступает во внутреннюю полость дефлектора лопаток. Часть воздуха через отверстия в носике и корытце дефлектора натекает на внутреннюю с поперечными рёбрами поверхность лопаток и выходит через отверстия у выходной кромки со стороны корытца.

Другая часть воздуха через дефлекторы лопаток поступает в полость «к» и через отверстия во внутренних стенках системы лабиринтов соплового аппарата ТНД идёт на охлаждение передней стороны диска и рабочих лопаток 14 через наклонные радиальные отверстия в ободе диска.

Схема движения воздуха в лопатке радиальная. Воздух входит в лопатку в торце замка и выходит через щель в бандажной полке. В качестве интенсификаторов теплообмена с воздухом во внутренней полости лопатки расположены турбулизирующие штыри.

Теплозащита диска от теплового потока со стороны рабочих лопаток достигается за счёт термического сопротивления удлинённых ножек лопаток теплосъёма в воздушных каналах самих ножек и замков, а также наддувом воздухом околодисковых полостей.

Передняя часть диска охлаждается воздухом из-за пятой ступени КВД. Часть воздуха, протекающая через лабиринтные уплотнения, поступается к ободу диска и замком лопаток и через щели замков и отверстия между ножками лопаток выходит в заднюю часть обода и в проточную часть.

Задняя сторона диска охлаждается воздухом из наружного контура, поступающим в полость «е» через полые стойки и отверстия в корпусе опор и вытекающим через лабиринтные уплотнения в проточную часть и в предмаслянную полость «ж». Ступица диска охлаждается смешанным воздухом из-за пятой ступени КВД и из системы наддува предмаслянных полостей, перетекающим из полостей «а» и «г» в полость «ж».

Наружный корпус ТНД снаружи, а в задней часть и внутри (вид А, рис. 5*) охлаждается воздухом наружного контура.

Внутренняя полость передней части корпуса (в зоне крепления вставок 12 над рабочим колесом ТВД) вяло обтекается вторичным воздухом КС.

Охлаждение наружного корпуса опор 17 осуществляется воздухом наружного контура, который дополнительно охлаждает изнутри и заднюю часть корпуса ТНД, попадая в полость между обтекателями 15 и корпусом. Стойки 16, их обтекатели и внутренний корпус 18 также охлаждаются воздухом наружного контура.

3. Основные правила эксплуатации газовой турбины.

Техническое обслуживание турбины осуществляется в соответствии с «Руководством по технической эксплуатации». Периодичность выполнения работ по обслуживанию турбины приведена в «Регламенте технического обслуживания».

Руководством установлены следующие работы:

1. Наружный осмотр корпусов турбины и опор с применением подсветки.

На корпусах не допускаются трещины и повреждения, подтекания масла и топлива по стыкам корпусов и агрегатов, повреждение контровок и нарушение затяжки болтов и гаек крепления корпусов и агрегатов.

2. Осмотр сопловых аппаратов и рабочих лопаток турбины с помощью
гибкого авиаэндоскопа диаметром 12мм или жёсткого - диаметром 6,5мм
или 8,5мм через лючки, расположенные на корпусе КС и на корпусе ТНД.
Через лючки на корпусе КС осматриваются лопатки и завесы СА ТВД, а
также рабочие лопатки ТВД со стороны входных кромок. Через лючки на
корпусе ТНД осматриваются рабочие лопатки ТВД и ТНД, соответственно
со стороны выходных и входных кромок и лопаток СА (в пределах
видимости). Необходимо обращать особое внимание на состояние
входной кромки и 5мм - зоны от торца пера со стороны выходной кромки
лопаток ТВД.

На рабочих лопатках ТВД допускаются следующие дефекты:

► Потемнение на входной кромке верхней части пера;

► Следы касания торцов лопаток о рифлёную поверхность вставок с

потемнением до Змм от торца пера лопатки. На рабочих лопатках ТНД допускается только потемнение входной

кромки.

На СА ТВД допускаются:

► Трещины со следами перегрева длиной не более 10мм на наружной и внутренней полках секторов, не выходящие на перо лопатки. Допускается не более одной трещины длиной 10мм на один межлопаточный канал. Количество трещин длиной менее 10мм с расстоянием между ними не менее 10мм - не ограничивается.

► Не более трёх поперечных трещин без следов «разгара» и раскрытия, длиной не более 20мм на корыте лопатки, без выхода на полки и кромки лопатки. На спинке лопатки допускается не более 1 трещины такого типа.

► Посторонний налёт на поверхности лопаток.

► Осевые трещины длиной не более 15мм, с расстоянием между ними не менее 60мм на поверхностях верхней и нижней завес СА.

На СА ТНД допускаются:

► Следы врезания гребешков бандажных полок лопаток ТНД глубиной до

0,5мм в сотовые вставки в корпусе ТНД.

► Посторонний налёт на поверхности лопаток.

► Трещины длиной до 15мм без разгара и раскрытия на входных кромках

лопаток в радиусах перехода к полкам.

► Осевые трещины на припаянных к лопаткам наружных и внутренних

кольцах, с расстоянием между ними не менее Змм.

Задние кромки рабочих лопаток СА ТНД осматриваются визуально со стороны форсажной камеры. Особое внимание необходимо обратить на состояние лопаток СА в секторе 4-6 часов по полёту.

ПРИМЕЧАНИЕ: 1. При наличии дефектов, не указанных выше,

решение о дальнейшей эксплуатации принимают представители разработчика и изготовителя двигателя совместно с заказчиком. 2. Размеры повреждений оцениваются по эталонной лопатке.