Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей под ред. Хронина Д. В. (1014169), страница 89
Текст из файла (страница 89)
Наружная створка 3 соединена со створкой 1 о помощью шарнира и со створкой 2— о помощью пазов вдоль створки 2. В настоящее время плоские сопла еще не получили широкого распространения. Это связано а существенными трудностями по внутренней аэродинамике сопла и весовым характеристикам сопла. Для снижения массы сопла необходимо применение новых высокожаропрочных материалов типа углерод — углерод. 10.$.
ШУМОГЛУШАЩИЕ УСТРОЙСТВА Шум, производимый двигателями самолетов, неблагоприятно воздействует на людей, живущих вблизи аэропортов, на пассажиров, а также на персонал, обслуживающий авиационную 488 технику. Высокие уровни шума являются также причиной усталостных повреждений элементов самолетных конструкций и выхода из строя аппаратуры. Проблема снижения шума самолетов наиболее успешно можеу быть решена лишь с внедрением комплекса мероприятий, таких как создание малошумных двигателей, рациональная компоновка ее на самолете, улучшение аэродинамических качеств самолета, применение оптимальных режимов взлета и посадки и, наконец, мероприятия, направленные на ослабление шума в источниках (струе, компрессоре, турбине и др.) и на пути его распространенения.
Двигатель не является единственным источником шума. Значительный шум производит сам летящий самолеу на режимах взлета, набора высоты и посадки. Наиболее мощным источником шума в двигателе является шум, вызванный турбулентными пульсациями в зоне смешения реак1 2 5 тивной струи газа, вытекающей а большой скоростью из сопла, о окружающим атмосферным воздухом. Акустическая мощность струи пропорциональна скорости истечения в восьмой степени и площади сопла. Зависимость уровня звуковой мощности шума от скорости истечения газа из сопла показана на рис.
10.9 Уменьшением скорости истечения из сопла можно существенно снизить уровень шума. Поэтому двигатели о низкой скоростью бе,бб 1ОО 15О аа 11О МП 15П убр 5ПО ООО 5ПО Ус,в/Г Рис, 10зн Изменение урок пи звуко. вой мощности реактивной струи в зависимости от скорости истечеиия газа из сопла (угол измерения 78'), получеииое иа модельном сопле: — уровень авуковов мсжвеств: у и о скерссть струи Рис. !0.8. Кииематическая схема плоского миогофуикциоивлъиого регулируемого сопла: а — максимальвмя Ферсвреваивмв режем; б — режвм управлении вектором тяга; е — режвм реверсаревааая тяга; 1— створка деавуксвав1 П вЂ” створка сверх.
евуковая; З варужаая створка 484 истечения газа преимущественно применяются на гражданских самолетах. Такими двигателями являются двигатели с большой степенью двухконтурности. Для снижения шума реактивной струи ТРДД могут быть использованы следующие мероприятия: — применение двигателя со смесительной камерой в схеме двигате.зя (ТРДД); — высокая степень двухконтурности двигателя (снижение скорости истечения струи); — - применение убирающегося в полете эжекторного насадка (снижение скорости струи, экранирующий эффект, звукопаглощающие покрытия на стенках); — создание шумоглушащих выходных устройств (сопел), Камера смешения, в которой смешиваются внутри двигателя потоки контуров ТРДД, снижает общую акустическую мощность реактивной струи, так как ликвидирует местные участки высоких скоростей.
Звукопоглощающая облицовка стенок камеры смешения дополнительно снижает шум от внутренних источников, например задний шум от вентилятора. Шумоглушащие выходные устройства (сопла) основаны на принципе размельчения и расчленения исходной круглой реактивной струи при помо1ци многотрубчатых, лепестковых или гофрированных сопел, а также на принципе поперечного вдува струй сжатого воздуха или выставляемых в поток при взлете и убирающихся в полете плохообтекаемых лопаток. Снижение уровня шума достигается в этом случае благодаря подсасыианию воздуха в пространство между отдельными участками струи и уменьшению при этом относительной скорости течения газа.
Это один из наиболее эффективных способов снижения шума реактивной струи ТРД. Однако применение таких шумоглушащих устройств с фиксированной геометрией приводит к ухудшению эффективности и экономичности двигателя на всех эксплуатационных режимах в результате возрастания внутреннего гидравлического сопротивления и увеличения донного и внешнего сопротивления силовой установки. Более перспективными являются выходные устройства изменяемой в полете геометрии и устройств со струйным шумоглушением. Изменение геометрии достигается лепестками, рассекателямн, лопатками и т. п., которые вводятся в поток на режиме взлета и посадки и убираются во время крейсерского полета. Б соплах со струйным шучоглушением воздействие вдуваемых струй подобно введению в поток твердых тел. 10.8.
УСТРОИСТВО ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ИК-ИЗЛУЧЕНИЯ Современные средства обнаружения наземных и воздушных целей достигли высочайшего совершенства, широкого развития и применения. Наряду с электронными и оптическими систе- 16 Пур Д. В. кровава Рнс.
10,10. Выходное устройство ГТД со сниженным уровнем ИК-излучателя: à — лооатка гааоноа турбины; Э вЂ” охлаждаеные стоакн; Э вЂ” охлаждаеное нентральное тело; Ч вЂ” охлаждаеная наружная обечаака мами, использующими радиолокационную и лазерную технику, широкое распространение получили системы на основе теплового излучения в инфракрасной области спектра. Поскольку летательные аппараты с газотурбиииыми двигателями являются источниками весьма интенсивного теплового излучения, то они стали особенно уязвимыми для ракет с тепловыми головками самонаведения, Основными элементами ГТД, определяющими интенсивность его теплового излучения, являются в первую очередь лопатки последней ступени газовой турбины, затем конструктивные элементы форсажной камеры и реактивного сопла, расположенные в газовом тракте, внутренние поверхности стенок форсажной камеры и реактивного сопла и, наконец, сама струя газа, выходящего из сопла.
В узком диапазоне малых длин волн, соответствующих максимальным значениям интенсивности излучения, излучательная способность зависит в основном от температуры поверхности тела в степени 8 ... 10. Снижение заметности по ИК-излучению выходных устройств ГТД может быть достигнуто следующими способами. 1. Экранированием прямого ИК-излучения горячих элементов выходных устройств (лопаток турбины, элементов выходного канала и др.) с помощью охлаждаемого центрального тела с криволинейным выходным каналом, криволинейных патрубков с изогнутыми охлаждаемыми лопатками или экранами, расположенными в шахматном порядке. 2.
Экранированием горячих элементов конструкции и интенсификацией смешения выходного газового потока с наружным воздухом с помощью выходных устройств с регулируемыми плоскими соплами для ТРДД и ТРДФ на нефорсированных режимах полета. 3. Конвективно-пленочным охлаждением воздухом видимых со стороны сопла нагретых поверхностей выходного устройства до уровня, близкого к температуре поверхностей самолета. 486 4. Использование материалов и поверхностей с пониженной излучательной способностью для внутренних и наружных поверхностей выходных устройств.
На рис. 10.10 представлена схема выходного устройства ГТД, снабженного наиболее эффективной системой снижения уровня ИК-излучения. Здесь лопатки 1 газовой турбины экранированы центральным телом 3. Видимые со стороны сопла части центрального тела, наружной обечайки 4 и стоек 2 охлаждаются воздухом, который поступает из воздухозаборника самолета. Применение выходных устройств с плоскими соплами позволяет весьма эффективно снизить уровень ИК-излучения на нефорсированных режимах полета за счет экранирования горячих элементов выходного тракта и интенсификации смешения выходного плоского потока газа с наружным воздухом.
Вопросы для самопроверки 1. Виды выходных устройств н основные требования, предъявляемые к ннм. й. Каковы способы изменения площади проходного сечения в регулируемых реактивных соплах? 3. Чем может быть достигнута сннхроннзапня перемещении механизмов управления реактивным соплом? 4, Какие преимущества могут быть достигнуты при применении выходных устройств с изменяемым вектором тягах 5. Какими средствамн можно снизить уровень ИК-излучения выходных устройств ГТДг 11.1.
НАЗНАЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕДУКТОРОВ твд Турбовальныа ГТД Тнп н нанменованне двигателя АН-20 АИ-24 ТВ2Л! 7 Д2б.в Частота вращения ротора турбономпрессора илн свободной турбины, об!мии Тин н частота вращения винта, об!мнн !2 300 15 !00 12 000 8300 Тянущий 1100 Тянущий 1248 Несущий 192 Несущий 120 488 ГЛАВА 11 РЕДУКТОРЫ ТВД И ВЕРТОЛЕТНЫХ ТУРБОВАЛЬНЫХ ГТД Применение воздушных винтов в качестве движителей летательных аппаратов с ГТД приводит к необходимости применения редукторов частоты вращения большей или меньшей сложности из-за существенного различия частоты вращения воздушных винтов и приводящих их в движение газовых турбин (табл. 1!.1).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
