Настоящее и будущее авиационных двигателей Б.А. Пономарёв (1014179), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Кроме того, перед фронтовым устройством камеры установлен разделитель потока воздуха, гарантирующий распределение воздуха по наружному и внутреннему кольцевым каналам камеры, Двухступенчатая турбина компрессора охлаждается воздухом, отбираемым за компрессором. Примененная система охлаждения (см. гл. П) является развитием хорошо себя зарекомендовавшей системы двигателя Тг30-Р-100. Двухступенчатая турбина венти- лятора не охлаждается. Форсажная камера двигателя короткая, что достигнуто применением малых скоростей потоков в зоне смешения.
Многозонная система подачи топлива (четыре коллектора в потоке газа внутреннего контура и три — в потоке воздуха внешнего контура) позволяет регулировать тягу на форсаже в широком диапазоне, причем включение форсажа происходит практически без скачка тяги. На двигателе для сглаживания возмущений в виде колебаний давления воздуха в процессе запуска форсажной камеры и на переходных режимах в целях уменьшения воздействия форсажной камеры на устойчивость работы вентилятора специальное устройство плавно снижает давление топлива в уже включенных коллекторах. В форсажной камере установлен перфорированный тепловой экран с поперечными гофрами для организации охлаждения стенок и устранения нежелательных эффектов акустического резонанса.
Па двигателе применена новая конструкция регулируемого реактивного сопла с уравновешенной створкой, являющаяся изо- бретением фирмы. Створка этого сверхзвукового сопла крепится спереди, но в отличие от створок сопел других схем передняя точка створки не служит осью поворота или подвески. В новой конструкции ось поворота отодвинута назад примерно до сере- дины первичной створки, что и делает эту створку практически уравновешенной.
При этом вторичная створка сопла становится 104 свободно плавающей и самоустаиавлнвается под действием газодинамических сил. Применение уравновешенной створки позволяет облегчить конструкцию сопла, так как такая створка требует только небольших усилий в дополнение к давлению газа, воздействующему на створку, что обеспечивается легким пневмодвигателем и системой привода с ходовыми винтами вместо тяжелых гидравлических исполнительных устройств регулируемых реактивных сопел других типов. Такая пневмомеханическая система имеет малую массу, большую надежность и пожаробезопасность, так как не содержит топливопроводов и гидроцилиндров (как у 158 и ТГЗО) в зоне горячей части двигателя. Кроме того, новое сопло имеет хорошие газодииамнческие характеристики.
Валы двигателя имеют пять опор: три роликовых подшипника с масляным демпфированием (перед вентилятором, перед турбиной компрессора, за турбиной вентилятора) и два шариковых (за вентилятором и перед компрессором). В двигателе НОО используются титановые, бериллиевые и никелевые сплавы, многие элементы выполнены из слоистых конструкций с сотовым наполиителем. Для производства двигателя применяются новые технологические процессы, например направленная кристаллизация и применение жаростойкого покрытия материала рабочих лопаток турбины, ковка при постоянной температуре дисков турбины нз порошковых материалов, которая дает возможность приводить высокопрочные сплавы во временное состояние сверхпластичности и получать высокую ковкость, и т.
д. Требования к самолету Р-15 по безопасности, удобству эксплуатации и боевой живучести обусловили ряд особенностей двигателя Р100: — блочную конструкцию, позволяющую заменять блоки без снятия двигателя с самолета; — быстродействующие разъемы и муфты с механическими и электрическими приводами для подсоединения систем к двигателю; — бортовое диагностическое оборудование, которое совместно с наземными средствами осмотра позволяет вести обслуживание двигателя по техническому состоянию. Эти и другие меры, предусмотренные для повышения надежности двигателя, обеспечили его высокий ресурс. Максимальный межремонтный ресурс ДТРДФ НОО составляет 750 ч. Доводка двигателя НОО началась с 1970 г.
и состояла из трех этапов, занявших более пяти лет (стендовые испытания, доводочные летные испытания и режимные летные испытания). В процессе этих работ происходили многочисленные поломки и аварии двигателя (уже к апрелю 1973 г, насчитывалось 52 поломки). После устранения дефектов и окончания испытаний с 1975 г. двигатель был введен в эксплуатацию на самолетах Г-15 ВВС США. 105 Рис, бб. Частота возникновения неустранимого почпажа ДТРДФ Р!00 на 1000 ч полета Позднее эти самолеты были приняты на вооружение некоторых других стран (Япония, Израиль, Иран).
Однако в эксплуатации двигателя Г100 выявилось много дефектов, вызвавших ряд тяжелых происшествий: разрушение деталей двигателя (в частности, второй ступени турбины), срыв потока в форсажной камере, не- 12 поладки основного топливного на° о соса, затрудненный повторный заы О пуск в полетных условиях и т. д. В д Наиболее остро в эксплуатации о проявился дефект, ие ликвиднрос б ванный при доводке двигателя,— й 4 неустранимый помпаж компрессз Е О .г сора, возникающий чаще всего ь при малых скоростях полета на 0 больших высотах (рис.
56). В ре1оун го77 гизы зУльтате этого потеРпело аваРию несколько самолетов. Для решения этой проблемы фирма <Пратт-Уитни» разработала несколько мероприятий (изменение программы работы электронной системы управления двигателем, отключение зон подачи топлива в форсажной камере в целях снижения противодавления за вентилятором, удлинение разделителя потоков, расположенного за вентилятором, и т. д.), оценка эффективности применения которых проводилась во время войсковых испытаний самолетов с модифицированными двигателями в течение 1978 †19 гг. В результате интенсивных работ фирмы по доводке частота появления помпажа уменьшилась к середине 1978 г.
приблизительно до 2,3 на 1000 ч полета, и поставлена задача достижения уровня 1,3. В полностью доведенных двигателях Г100 предполагается достичь частоты 0,5 на 1000 ч, однако признается, что эта проблема никогда не будет решена окончательно, так как оиа свойственна самой конструкции двигателя. По мнению специалистов ВВС США, достижение у двигателя Г1((0 расчетных данных по термодинамическим параметрам, ресурсу и надежности тем более необходимо, что второе применение этот ДТРДФ нашел на многоцелевом однодвигательяом истребителе Г-16, принятом на вооружение ВВС США, ряда стран НАТО (Дания, Норвегия, Бельгия и др.) и некоторых других стран. Выбор двигателя Г!00 для самолета Г-16 обосновывался большой ' Неустранимым называется такой помпаж, при котором компрессор ие может быть выведен на устойчивый режим работы без предварительного вы.
ключенпя и повторного запуска двигателя Двигатель прп неустранимом помпаже дает малую тягу, имеет низкие частоты вращения ротора и его режим работы не смещается в сторону увеличения частоты вращения по дроссельной линии Если не выключать двигатель, может произойти его перегрев и повреждение влементов горячей части, наработкой этого двигателя при стендовых и летных испытаниях в условиях, которые были самыми жесткими из созданных когда- либо для испытаний двигателей военных самолетов, значительно более широким диапазоном режимов полета самолета Г-15, чем самолета Г-!6, и минимальными переделками двигателя, необходимыми для установки его на самолете Г-16. Хотя на самолете Г-16 с двигателем Г100-РЮ-200 возникает гораздо меньше проблем, чем на самолете Г-15 с двигателем Г100-Р%-100, наработка самолета Г-!6 в летной эксплуатации еще мала и делать окончательные выводы о его летных качествах преждевременно.
Однако неполадки, возникающие в двигателе самолета Г-16, более значимы по своим последствиям, так как этот самолет — одно- двигательный. В частности, только в июне — июле 1981 г. ВВС СШЛ потеряли два самолета Г-16 из-за неполадок в двигателе. У специалистов ВВС США вызывает беспокойство не только то, что ДТРДФ Г!00 не может выполнить задач, которые на него возложены, но и то, что в период 1983- — 1985 гг. около 60«/«истребителей капиталистических стран будут оснащены двигателями одной марки.
Следует отметить, что в начальный период эксплуатации двигателей Г100 образовался большой объем невыполненных работ по техническому обслуживанию двигателей в основном из-за отсутствия рабочих лопаток первой ступени турбины компрессора. При этом фирма «Пратт-Уитни» ссылалась на нехватку материала для изготовления лопаток. Причиной большой потребности в турбинных лопатках явилась их недостаточная работоспособность, что резко проявилось при увеличении средней летной наработки истребителей Г-15 и Г-16 и росте числа лопаток, забракованных по перегреву.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
