ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ АВИАЦИОННЫХ ТУРБОВИНТОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ АИ-20 и (Раздаточные материалы)

ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ
АВИАЦИОННЫХ ТУРБОВИНТОВЫХ
ДВИГАТЕЛЕЙ АИ-20 и АИ-24
Методические материалы по курсу
«Энергетические машины и установки»
Лектор – доцент Полянский А.Р.

 Турбовинтовой двигатели АИ-20 и АИ-24
 Двигатель АИ-20, устанавливающийся на самолетах Ил-18, Ан-10,
Ан-12 и Ан-32 и двигатель АИ-24, устанавливающийся на самолетах
Ан-24 и Ан-24Б, представляют собой авиационные высотные
турбовинтовые двигатели, работающие с воздушным винтом
изменяемого шага левого вращения.
Двигатели состоят из следующих основных узлов: редукторного
механизма, предназначенного для передачи избыточной мощности
газовой турбины на воздушный винт с наиболее выгодным для работы
винта оборотами; лобового картера, установленного между редуктором
и компрессором, который предназначен для размещения агрегатов
двигателя, приводов к агрегатам, установки передних цапф подвески
двигателя на самолете; компрессора, состоящего из ротора с
рабочими лопатками и корпуса со спрямляющими аппаратами и
рабочими кольцами; камеры сгорания; турбины, состоящей из ротора и
трех сопловых аппаратов, заключенных в один общий корпус;
реактивного сопла, состоящего из наружного и внутреннего кожухов,
соединенных между собой пятью полыми обтекаемой формы
стойками; агрегатов, обслуживающих работу двигателя и самолета.

Двигатель АИ-24

 Обозначение двигателя
АИ-20
 Тип двигателя
турбовинтовой
 Направление вращения ротора двигателя










и воздушного винта
левое
Сухая масса двигателя, кг
1040 + 2%
Габаритные размеры двигателя, мм:
Длина - 3096
Ширина - 842
Высота - 1180
Компрессор осевой, 10 ступенчатый
Камера сгорания - кольцевая,
с 10 рабочими форсунками
Турбина осевая, 3-х ступенчатая
Реактивное сопло - нерегулируемое








Режимы работы двигателя:
Взлетный:
Обороты двигателя - 12300 об/мин
Часовой расход топлива - 1030 кг/ч(не более)
Номинальный:
Обороты двигателя - 12300 об/мин
Часовой расход топлива - 927 кг/ч(не более)
Крейсерский:
 Обороты двигателя - 12300 об/мин
 Часовой расход топлива 855 кг/ч (не более)
Малый газ:
 Обороты двигателя - 10400 об/мин

Турбовинтовой двигатель АИ-24















Двигатель АИ-24 конструкции А.Г. Ивченко - одновальный, турбовинтовой.
Двигатель АИ-24 состоит из следующих узлов:
дифференциального планетарного редуктора;
лобового картера;
10-ступенчатого осевого компрессора;
кольцевой камеры сгорания;
3-ступенчатой осевой реактивной турбины;
нерегулируемого реактивного сопла.
Для обеспечения работы двигателя имеются системы:
смазки и суфлирования;
топливорегулирования;
запуска;
управления воздушным винтом;
противопожарная;
противообледенительная.
На самолетах Ан-24 и Ан-24Б, эксплуатируемых в условиях высоких температур
наружного воздуха, силовая установка оборудуется системой впрыска воды в
компрессор двигателя.

Двигатель АИ-24














Обозначение двигателя АИ-24
тип двигателя – турбовинтовой
Компрессор:
тип – осевой
количество ступеней – 10
расход воздуха через проточную часть – 12,7 кг/c
Камера сгорания - кольцевого типа
Турбина:
тип – осевая
количество ступеней – 3
Редуктор:
Схема замкнутая дифференциально-планетарная
передаточное число – 12,1
Сухая масса двигателя - 600 кг

Схема двигателя и изменение параметров по его
тракту

Компрессор (продольный разрез)

Передняя опора ротора компрессора

Задняя опора ротора компрессора

Направляющий аппарат

Спрямляющий аппарат

Клапан перепуска воздуха

Организация процесса сгорания

Камера сгорания

Жаровая камера

Ротор турбины

Лопатки и замки лопаток рабочих колес
турбины

Опора ротора турбины

Сопловой аппарат первой ступени

Лопатки соплового аппарата I ступени турбины (слева).
Сопловые аппараты II и III ступени турбины

Выходное устройство двигателя

Кинематическая схема редуктора

Передаточное число редуктора
 Крутящий момент от ротора двигателя на вал
воздушного винта передается параллельно по двум
ветвям: через корпус сателлитов планетарной
ступени и через ступень перебора. Связующим
звеном замкнутого дифференциального редуктора
является вал воздушного винта.
 Передаточное число редуктора определяется по
формуле:
 i = 1+ z3/ z3+(z3∙ z6)/(z1∙ z4).
 Для двигателя АИ-20 передаточное число редуктора
равно
 i = 1+97/35+(97∙97)/(35∙35) = 11,4527.