Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей под ред. Хронина Д. В. (1014169), страница 22
Текст из файла (страница 22)
рис. 3.48), резьбовых цапф (рис. 3.52), сварки. При использовании полочек 2, б лопатки 1 жестко крепятся к внутреннему кольцу 7 с помощью болтов б, заклепок, сварки и имеют свободу перемещения в корпусе 3 (рнс. 3.53). Чтобы предотвратить проворачивание направляющих аппаратов под действием крутящего момента, мог т использоваться штифты 4, запрессованные в корпус, специальные выступы н другие конструктивные элементы. В зав зависимости от конструкции ротора и корпуса компрессора направляющие аппараты выполняют разъемными и неразъемными. 114 Если корпус 3 имеет продольный разъем, направляющие аппараты конструируются также с продольным разъемом и фиксируются в нем винтами 4 (рис.
3.50) или штифтами. В корпусе с вертикальными разъемами направляющие аппараты выполняются неразъемными, кольцевыми. В случае индивидуального крепления лопаток к корпусу или внутреннему кольцу направляющий аппарат является разборным (рис. 3.53). Разборный направляющий аппарат с креплением лопаток к корпусу показан также на рис. 3,54. Каждая лопатка 1 имеет две цапфы: верхнюю 3 с резьбой и нижнюю б, цилиндрическую. Верхняя цапфа может выполняться на полочке 2, которая позволяет устанавливать лопатки в определенном положении относительно корпуса. С помощью верхней цапфы лопатка жестко крепится к корпусу.
Нижняя цапфа 6 устанавливается во внутреннем кольце с зазором, что позволяет лопатке перемещаться в радиальном направлении. Из условий сборки нижнее кольцо состоит из двух частей 4 и 7, стянутых шпилькой или болтом б. Использование разборного направляющего аппарата обеспечивает легкий монтаж и замену любой из лопаток, но при этом усложняется конструкция (особенно в варианте, изображенном на рис. 3.54), увеличивается масса из-за большого числа болтов и гаек, а в случае индивидуального крепления лопаток к корпусу снижается его прочность.
Возможны и другие способы крепления лопаток направляющих аппаратов. В рассмотренных конструкциях крепление является неподвижным. Для обеспечения газодинамической устойчивости двигателя лопатки как направляющих, так и входного направляющего аппаратов выполняются поворотными а целью регулирования проходных сечений по тракту компрессора. При этом для лопаток входного и первых ступеней направляющих аппаратов используется двухопорная схема крепления (рис. 3.55, а, в), а для коротких лопаток последних ступеней— консольная (рис.
3.55, б). Лопатки а одного или двух концов имеют цилиндрические цапфы, которые опираются на втулки— подшипники скольжения (рис. 3.55, а). Иногда для снижения силы трения в опорах па цилиндрические цапфы устанавливают сферические втулки (см. рис. 3 9, поз. 3). Перемещение лопаток в радиальном направлении ограничивается монтажным зазором в узлах крепления. Для предогвращення обледенения предусматривается обогрев входных кромок лопаток входного направляющего аппарата (см.
рнс. 3.5). 3.11. ПРОТИВООБЛЕДЕНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА В полете и прн работе двигателя на стенде при темпе- а ратурах наружного воздуха ниже нуля и влажности 1 г.м и выше возможно образование льда на элементах входного устройства, лопатках входного направляющего аппарата и рабочих лопатках 115 «О до д дд сд вк аа й о д а о с о да о а р сдз рода а сайд д эд о й с Ф'„'сд сд д дал « о д « о й а.. с д дэ «д р, о 'сд с д ддд о П'" с до О.
д обад ддй оодн ~з ОЬ~ д ! с О « с й до звс, Ф О сс с О О о д д с ддв дсз д ад а!л О д э с в д О Э. =с "а'с ! ад ар с д р д д д в с д д да д с д Эс св оо с ср а д о д, о , 'д с со~ сс д д Я ,с й« с с д с д 'о «да д до с с |а. ад с ос с ся д с Ф Й;: др о ~ р» а с а ° сйо д «Фд с йас Й ло д о О,с 'д» Од с с „с д до о в с д с а« р с «дл с с' до« «» сд д сс с о Ф с а в с ад д« с дд йа ос аэ Ф ,д -:е с о О д,. до с ао сс О ! д д с..
« о Ко а» 0 О ор да Ф «д ср,д р дзс дд ,аэ первой ступени. Обледенение возможно и при полете в тумане (влажность 1 г,см' и более) и в облаках (влажность облаков лежит в пределах 2 ... 10 гсм'), даже при более низкой температуре. Средний диаметр капель воды, находящихся во взвешенном состоянии в воздухе, составляет 12 ... 20 мкм, Эти капли находятся в жидкой фазе в переохлажденном состоянии даже при температуре ниже — 20'С. При встрече о препятствием они замерзают на нем, образуя лед.
При обледенении элементов двигателя уменьшается площадь проходных сечений каналов, что приводит к уменьшению расхода воздуха и, как следствие, падению тяги и росту удельного расхода топлива. При этом также увеличивается неравномерность потока воздуха на входе в компрессор. В результате может появиться неустойчивый режим его работы и повыситься температура газа перед турбиной. Кроме того, ледяная корка, толщина которой быстро растет, может разрушаться от тряски, и куски льда, попадая в двигатель, вызовут повреждение лопаток компрессора и, следовательно, выход двигателя из строя.
Следует отметить, что в осевых компрессорах передача тепла от последних ступеней к первым затруднена, поэтому при дозвуковой скорости полета лопатки первых низконапорных ступеней остаются холодными и лед может образовываться не только на первой, но и на одной-двух последующих ступенях. Для обеспечения надежной работы двигателей с осевыми компрессорами необходимо предусматривать специальные противообледенительные устройства.
Для предотвращения обледенения принципиально возможны два способа: — подогрев стенок элементов входного устройства, а также лопаток первых ступеней компрессора до температуры не ниже 10 'С! — впрыскивание во входное устройство двигателя противообледенительной жидкости. Источниками тепла для подогрева стенок элементов входного устройства и лопаток ВНА осевого компрессора могут быть: — теплый воздух, отбираемый нз-за одной из ступеней ком, с о прессора, где обеспечивается температура порядка 200 ... 2о0 С; — горячее масло, откачиваемое из маслоотстойннков; — горячие газы из-за турбяньп — горячие газы, отбираемые из камер сгорания двигателя; — горячие газы, вырабатываемые в специальной вспомогательной камере сгорания; — электрический подогрев.
Обогрев теплым воздухом, отбираемым от компрессора, является наиболее простым и поэгому полу: л наибольшее распространение. Теплый воздух подводится к входному устройству и лопаткам ВНА только при наличии условий обледенения. Расход воздуха регулируется калибровочными отверстиями, расположен!! ! Рис. 3.36. Лопатки входного направляющего аппарата с обогреваемыми входными кромками'. т — лопатка с прнваренным носком н щелью в теле профвла; т — лопатка с аавареаным концом щелв; а — лопатка с седелкой конца щслв пайкой; а — лопатка с накладным носкоы, првварснным нла прн.
клспанным ными в различных частях системы обогрева. Обогреваемые стенки имеют температуру 20 ... 40 'С. Пройдя систему 5 подогрева, теплый воздух поступает в тракт компрессора. Иногда горячий воздух для обогрева подается из передней разгрузочной полости, куда он поступает из проточной части компрессора через полость ротора. Такая система подвода теплого воздуха проще, так как не требуется внешних трубопроводов, уплотнений, имеет меньшую массу и надежней. В обогреваемых лопатках входного направляющего аппарата для подвода теплого воздуха выполняются продольные щели, которые по носку лопатки тем или иным способом заделываются (рис. 3.56). Обогреваемые лопатки входного направляющего аппарата могут выполняться также полыми с дефлектором путем сварки двух штампованных половинок из листового материала(см. рис.
3,5). Через полости таких лопаток пропускается теплый воздух, а установка дефлектора позволяет обеспечить организованное движение воздуха в определенном направлении для более эффективного обогрева входной кромки. Из полости лопаток теплый воздух выпускается через специальные отверстия 13 в проточную часть компрессора. Тепло отработанного масла, откачиваемого из маглоотстойников, может использоваться для обогрева силовых стоек (радиальных связей) переднего корпуса компрессора нли лобового картера в турбовинтовых или турбовальных двигателях.
Этот способ подогрева надежен и экономичен. Обогрев горячими газами не получил распространения вследствие того, что применение горячих газов для подогрева вызывает коррозию деталей, омьеваемых ими, и является небезопасным в противопожарном отношении прп нарушении герметичности трубопроводов. При электрическом подогреве источники тепла — нагревательные элементы — размещаются в стойках, лопатках н во входном кольцевом коллекторе. Для системы обогрева необходимо сравнительно большое количество электрической энергии: 80 ...
120 Вт на 1 дма обогреваемой поверхности, что является существенным недостатком. При любом способе подогрев должен быть умеренным, чтобы ие вызывать короблення поверхностей. 113 Применение противообледенительньтх жидкостей для впрыскивания в двигатель (например, водоспиртовых смесей) требует специальных конструктивных устройств (насоса, трубопроводов, форсунок), большого расхода жидкости, размещаемой в специальном бачке. Следовательно, использование противообледенительной жидкости для предотвращения образования льда на входе неизбежно сопровождается увеличением массы силовой установки. Устранить обледенение возможно также, применяя водоотталкивающие покрытия, которые наносят иа детали или иа их части, подвергаемые обледенению. 3.12.
ВОЗДУШНЫЕ УПЛОТНЕНИЯ деа е е5 мат е1опухпдление ппщллп / д5 ' д5 д 15 ту'5 Х5 д5 уд' 7 55 д5 Яптрпдпепие д5 Н'5 д15 атаплп '«Ф л т саду 55 Рис. 3.37. Схемы лабиринт. ных уплотнений с г = т 119 На КПД компрессора существенным образом влияет перетекание воздуха между ступенями из области с более высоким давлением в область с меньшим давлением и из-за последней ступени.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
