Настоящее и будущее авиационных двигателей Б.А. Пономарёв (1014179), страница 24
Текст из файла (страница 24)
Конструкция турбины вентилятора достаточно проста и типична для современных многоступенчатых неохлаждаемых турбин. Церегулнруемые реактивные сопла — отдельные для каждого контура. Сопло внутреннего контура выполнено коротким, сужающимся, с центральным конусом длиной 1„5 — 1,8 м. Система опор роторов двигателя ТР39 состоит из восьми подшипников (двух шариковых н шести роликовых), расположенных в семи опорах, причем, несмотря на длинный внутренний вал, межвальные подшипники отсутствуют. Внешний контур в условиях взлета создает до 85% тяги двигателя, вследствие чего реверсирование тяги целесообразно только в этом контуре. Реверсивное устройство имеет подвижный капот, при смещения которого назад открываются щели с решетками, отклоняющими поток воздуха в направлении полета.
Одновре- 124 «<л1 У2 0 2 4 6' В Гй 12 Г4Т,мин менно блокирующие створки перекрывают внешний контур двигателя. Для приведения реверсивного устройства в действие требуется 1,2 с. При создании двигателя ТГЗ9 высокие тягово-экономические характеристики были достигнуты не только в результате оптимизации термодинамических параметров рабочего процесса, но и вследствие достижения хороших аэродинамических качеств каждого 4 6 У узла двигателя и совершенствования ~г 0 его элементов.
Особое внимание было 1<Х10 уделено устранению различного рода бди Л утечек и перетечек и минимизации зазоров. С этой целью в конструкции 60~ двигателя применены сотовые встав- дд ки, принудительное охлаждение кор- 1 пусов, уплотнение стыков и т. п. Внедренные мероприятия проверялись при различного рода испытаниях. Представление об одном из циклов испытаний газогенераторной части, при котором воспроизводились крайние условия эксплуатации двигателя в жаркий день, дает рис. 65.
Двигатель ТГ39 применяется только на четырехдвигательных самолетах С-5А ВВС США, которых насчитывается в эксплуатации 77 единиц. Для расш"""~ия области применения этих самолетов в 80-е годы планируется произвести некоторую их модернизацию. Двухконтурный турбореактивный двигатель ТГ34, созданный фирмой «Дженерал электрик», блочной конструкции, выпускается в двух вариантах: ТГ34-ОЕ-400А и ТГ34-ОЕ-100 соответственно для самолета противолодочной обороны ВМС США Я-ЗА и самолета-штурмовика ВВС США А-10А.
Этот ДТРД с большой степенью двухконтурности н с тягой 40 — 50 кН выполнен по схеме с раздельным истечением потоков прн коротком канале внешнего контура. При его проектировании фирма использовала опыт, полученный при постройке и эксплуатации газогенераторов, демонстрационных двигателей и двигателей ТГ39, СГ6 и Т64 (см. рис. 45). В частности, компрессор двигателя ТГЗ4 по конструкции идентичен компрессору турбовального ГТД Т64.
Двигатель используется на самолетах, которые должны обладать следующими качествами: большой продолжительностью патрулирования, возы<оживеть<о полета на малых высотах и хорошей маневренностью, а также простотой и дешевизной изготовления при высокой надежности. ДТРД ТГ34 (рпс. 66) выполнен по двухвальной схеме с одно- ступенчатым вентилятором, приводимым четырехступенчатой тур- 125 биной вентилятора, и четырнадцатиступснчатым компрессором с приводом от двухступенчатой турбины компрессора.
Вентилятор двигателя — без В11А, с консольио расположенным рабочим колесом. Рабочие лопатки закреплены на колесе шарнирно и так же, как лопатки направляющего аппарата, могут заменяться в полевых условиях без снятия двигателя с самолета. Входной направляющий аппарат и направляющие аппараты первых пяти ступеней компрессора имеют поворотные лопатки.
Корпус компрессора разьемный, чзо позволяет заменять все рабочие и направляющие лопатки при снятом с самолета двигателе, не снимая ротора. Кольцевая камера сгорания является одним из наиболее оригинальных узлов двигателя. Она имеет восемнадцать смесительно-вихревых предкамср с двумя последовательно расположенными .лопастными завихрителями. Топливо проходит через спиралевидные форсункн с отверстиями не менее 0,15 мм, пропускающими любую загрязняющую топливо частицу, и попадает в предкамеры. Пройдя через первый завихритель, топливовоздушная смесь поступает во второй лопаточный венец, где нстречается с воздухом, закрученным в противоположном направлении. Две противоположно вращающиеся струи сталкиваются и распыливаются достаточно тонко. Такая организация рабочего процесса обеспечивает эффективное горение и равномерное поле температур на входе в турбину, а также позволяет двигателю работать на загрязненном топливе.
Турбина компрессора имеет сопловые лопатки перной ступени с конвективно-пленочным охлаждением и конвективное охлаждение лопаток других венцов. Сопловые лопатки турбины составлены из секторов по две лопатки, что позволяет заменять поврежденные лопатки без разборки всего соплового аппарата, а также уменьшает утечки воздуха по стыкам полок. Турбина вентилятора не охлаждается.
Сопловыс лопатки ее устанавливаются сегментами, так же, как и в турбине компрессора. Рабочие лопатки турбины имеют бандажные полки и могут заменяться в роторе прямо на самолете. Вся турбина вентилятора представляет собой отдельный блок.
Реактивное сопло внутреннего контура — нерегулируемое, с центральным телом, сопло внешнего контура— кольцевое. При создании двигателя ТГ34 был поставлен ряд специальных требований в соответствии с назначением самолетов. В двигателе ТГ-34-ОЕ-400А для самолета Я-ЗА, у которого при барражировании над морем двигатель работает при 25 "/в нагрузки, тщательно отрабатывалась противооблеленительная система. Кроме того, двигатель испытывался при подаче в воздухозаборник водяных струй и воды в распыленном виде. Двигатель ТГЗ4-ОЕ-100 имеет некоторые конструктивные отличия от двигателя ТГЗ4-СЕ-400А, введенные в целях упрощения и удешевления, в частности, исключена противообледенительная система, упрощена система управления, некоторые дорогие жаропрочные сплавы заменены более дешевыми и т.
п. 127 ДТРД ТГ34 серийно выпускается с 1972 г. Фирма «Дженерал электрик» предполагает изготовить более 2000 таких двигателей. При эксплуатации самолета А-10А выявилось, однако, что двигатель ТГ34 не обеспечивает ему необходимой тяги при маневрировании. По этой причине при выполнении на малой высоте петли разбился один из самолетов А-10А, демонстрировавшийся в 1977 г, на Парижской авиационной выставке. Для ликвидации указанного недостатка необходимы либо установка более мощного двигателя, лабо применение модифицированного крыла. Оба этих решения трудны по техническим и финансовым соображениям, вследствие чего было предложено несколько изменить приемы пилотирования самолета, а также применить программированную систему предупреждения о приближении срыва. Кроме того, при маневрировании наблюдается иногда срыв пламени в двигателе.
Фирма «Дженерал электрик» в соответствии с планом эксплуатационной доводки двигателя ТГ34 проводит комплекс работ по увеличению его надежности. Известен гражданский вариант двигателя ТГ34 — ДТРД СГ34, предназначенный для служебных и пассажирских самолет, ~ малой дальности полета. В частности, имеется предложение установить вариант двигателя ТГ34 на небольшом пассажирском сачолете малой дальности типа УГУ-614. Вариант ДТРД ТГ34 установлен также на демонстрационном СВВП фирмы «Грумман аэроспейс».
На европейских самолетах противолодочной обороны «Атлан-. тик» 1150, военно-транспортном самолете С-160 «Трансалль» и некоторых других транспортных самолетах применяется турбовинтовой двигатель «Тайн» (рнс. 67) фирмы «Роллс-Ройс». Двигатель был создан в конце 50-х годов и неоднократно подвергался модернизации, в результате чего он до снх пор успешно эксплуатируется и выпускается серийно. Уже к концу 1976 г.
было выпущено 1350 двигателей «Тайн» военного и гражданского назначения. Следует отметить, что ТВД «Тайн» является одним из первых двигателей с охлаждаемыми сопловыми и рабочими лопатками турбины. ТВД «Тайн» КТу.20 МЕ.22 самолета «Трансалль» развивает на взлетном режиме эквивалентную мощность 4500 кВт при удельном расходе топлива около 0,267 кг!(кВт ч) и у»,=0,22 кг/кВт. Двигатель «Тайн» КТу.20 М!ь21 самолета «Атлантик» развивает на взлетном режиме эквивалентную мощность 4410 кВт. Двигатель «Тайн» имеет кольцевое входное устройство, в котором расположены планетарный редуктор воздушного винта и передняя опора ротора низкого давления. Задняя стенка корпуса входного устройства и кольцевой кожух образуют масляный бак, Компрессор двигателя — двухкаскадный, рассчитан на и„"» =13,5, что достигается в шестиступенчатом компрессоре низкого давления и девятиступенчатом компрессоре высокого давления.
Для 128 о! о о. ~ йо мо о ( а о о о ок о о ~Ю о ' о 2 -о о » о о о,. А Ф о о оо о о"о о о а с о~ Ы о о о м о о о о оо~ о а о, ~ о. о- О ооо о м о 'о ' о о д о: о о,.о. о,*„о о х ! о ~5 о ~о м ж р ( о 3 о х 3~ 3" о ~ До о Ф 129 предогвращення обледенения стоек входного устройства, лопаток ВНА и направлнющего аппарата первой ступени компрессора применяется нх обогрев горячим воздухом и горячим маслом. Кроме того, в стойках имеются электрические обогреватели. Турбина состоит нз одноступеичатой турбины высокого давления и трехступенчатой турбины низкого давления, приводящей компрессор низкого давления н воздушный винт. Турбина высокого давления охлаждаемая. В ее рабочих лопатках используется простая канальная схема охлаждения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
