Настоящее и будущее авиационных двигателей Б.А. Пономарёв (1014179), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Для новых вариантов многоцелевых вертолетов Франции ВЛ.З60 н БА 332 разработан современный ГТД «Макила»!-А, развивающий на чрезвычайном режиме мощность 1310 кВт (см. рис. ! 4) . Двигатели самолетов гражданской авиации. В гражданской авиации наряду с использованием давно созданных и модернизированных серийных разрабатывается ряд новых самолетов различных типов, В частности, продолжается модернизация современных дальних магистральных самолетов В.747, РС-10 и Е-1011, пассажирских самолетов более ранних лет выпуска В.707, В.727, В.737, РС-8 и РС-9, а также самолета-аэробуса А.ЗОО, служебных самолетов «Фолкон», «Джет-Стар», «Гольфстрим» и других.
С конца 70-х годов на межконтинентальных линиях эксплуатируется сверхзвуковой пассажирский самолет «Конкорд», созданный совместно Великобританией н Францией. На серийных гражданских пассажирских и грузовых самолетах используются в основном газотурбинные двигатели, хотя на легких самолетах (служебных, тренировочных, связных и др.) эксплуатируются и поршневые двигатели В настоящее время основным типом газотурбинного двигателя, применяемого в гражданской авиации, является ДТРД, однако продолжается эксплуатация н самолетов с ТРД и ТВД. На сверх- звуковом пассажирском самолете «Конкорд» применяется ТРДФ. В начале 60-х годов в ходе англо-французских переговоров по созданию сверхзвукового пассажирского самолета (СПС) было признано, что оптимальная силовая установка СПС должна состоять из регулируемого воздухозаборника, двухвального турбореактивного двигателя с форсажной камерой, используемой для взлета и трапсзвукового разгона, и выхлопной системы с реверсивным устройством.
Двигатели для СПС «Конкорд» являются развитием двигателей семейства «Олимп» (см. рис, !8), разработанного для английского сверхзвукового тактического истребителя— разведывательного самолета ТВР-2. На основе этого военного двигателя фирмами «Роллс-Ройс» и 5!з)ВСМА был создан двигатель для гражданской авиации — ТРДФ «Олимп» 593. Первые двигатели «Олимп» представляли собой исходный военный двигатель, к компрессору которого была добавлена дополнительная, «нулевая» ступень. Впоследствии при длительной доводке двигателя в его первоначальную конструкцию были внесены многочисленные изменения. Как н большинство других двигателей для гражданской авиации, ТРДФ «Олимп» 593 рассчитан на надежную работу в земных условиях при температуре воздуха от — 54 до +49'С, и это требование распространяется на все другие режимы эксплуатации.
Для самолета «КонН,н» 15 корд» установлена предельная скорость по- лета, соответствующая числу М.=2,2, и мак>г симальная температура заторможенного потока на входе 400 К, Типичная программа разгона этого СПС приведена на рис. 71. Хотя на крейсерском режиме полета температура газа перед турбиной приблизил тельно на 80 К ниже, чем на взлете, многие узлы двигателя работают во время крей- 05 /Э >5 >З серского сверхзвукового полета в таких же, если не более жестких чем прн взлете, Рнс.
Ть Типичная про- условиях. В частности, это относится к тургранна разгона СПС бине, охлаждение которой на крейсерском «Конкорд» режиме производится более горячим воз- духом, чем на взлетном режиме. Для сверхзвукового пассажирского самолета чрезвычайно важен низкий удельный расход топлива па крейсерском сверхзвуковом режиме полета. Например, при использовании СПС «Конкорд» яа трансатлантической трассе увеличение па 1~1> удельного расхода топлива двигателя приводит к снижению полезной нагрузки па 5%. В связи с этим при создании ТРДФ «Олимп» особое внимание было обращено на достижение прп доводке очень высоких КПД элементов двигателя, принятых в проекте, а также полное согласование характеристик планера и двигателя.
Кроме 136 того, проводилась оптимизация траектории полета. В целях снижения расхода топлива в практику нормальной эксплуатации введен трапсзвуковой разгон при включенной форсажной камере, хотя удельный расход топлива на этом режиме в 2,5 раза больше, чем на нефорсированном режиме, так как оказалось более выгодным быстро достигать крейсерской скорости полета, для которой оптимизированы крыло, воздухозаборник, двигатель и реактивное сопло, даже ценой более высокого расхода топлива на этапе разгона.
Двигатель кОлимп» 593 Мк.610 (рис. 72) является двухвальным ТРДФ, развивающим на взлетном режиме с форсажем тягу 169,3 кН. Двигатель имеет п„' =14,75 и Т„'=1450 К. На крейсерском сверхзвуковом режиме при Н =16,1 км и М.=2 (в условиях МСА +5'С) тяга двигателя равна 44,6 кН при удельном расходе топлива 0,121 кг/(Н ° ч).
Удельная масса двигателя — около 0,02 кг/Н (с выхлопной системой). Двигатель имеет во входном устройстве пять стоек, на которые опирается передняя опора ротора низкого давления, закрытая обтекателем. Стойки и обтекатель оборудованы воздушной противообледенитсльной системой. Компрессоры низкого и высокого давления — семнступенчатые.
Корпуса компрессоров — кованые, из нержавеющей стали, непробиваемые при обрыве рабочей лопатки. Между компрессорами расположен промежуточный корпус, в котором установлены упорные подшипники роторов (сдвоенные шарикоподшипники), а также узлы передачи к агрегатам. За компрессором высокого давления установлен корпус диффузора камеры сгорания, являющийся силовым узлом, на котором установлены цапфы подвески двигателя. Камера сгорания двигателя — кольцевая, с форсунками испарительного типа, бездымная. В задней части внутреннего корпуса расположен роликовый подшипник турбины высокого давления.
Турбины высокого и низкого давления — одноступенчатые, охлаждаемыс, их рабочие лопатки имеют бандажные полки. В конструкции турбин применены эффективные лабиринтные уплотнения. В опоре за турбиной установлен задний подшипник ротора низкого давления. Всего в двигателе пять подшипников с масляным демпфированием. Форсажная камера — упрощенного типа, с одним рядом топливных форсунок н одним стабилизатором пламени, так как она включается только иа взлете и при разгоне самолета от М,=0,9 до М„=1,6 и работает с постоянной степенью форсирования.
На СПС кКонкорд» применяется общая для двух соседних двигателей выпускная система, состоящая из первичного и вторичного реактивных сопел, выполненных раздельно, и реверсивного устройства. Первичное сопло — сужающееся, с пневматической системой управления. Вторичное сопло расширяющееся, его створки образуют канал овального сечения. Створки сопла одно- ~й о О Х о О О. 5 » о я > а о И Ф о к временно служат реверсивным устройством, которое включается при заходе на посадку Двигатель «Олимп» 693 яиеет блочную конструкцию и разбирается на двенадцать блоков, причем разборка на блоки может производиться с любого конца Замена всех узлов обвязки, кроче маслоблока и топливомасляного теплообменника, не требует съема двигателя с самолета Контроль состояния двигателя па земле производится при бороскопическом осмотре всех ступеней компрессоров, турбин и камеры сгорания.
Кроме того, состояние двигателя контролируется с помощью изотопных источнихов, рентгеновских лучей, указателей вибраций, данных спектрографического анализа масла и т д, а также результатов анализа тенденций изменения параметров. Для контроля состояния двигателя в полете имеются система предупреждения о перегреве воздуха для охлаждения дисков турбины, устройство для отсечки топлива при поломке вала ротора низкого давления, снгналнзатор падения давления масла, который срабатывает также в случае чрезмерного осевого смещения роторов, указатель уровня масла в баке, срабатывающий в случае переполнения бака, которое может привести к разрушению теплообмениика, ограничитель предельной частоты вращения роторов и устройство для отключения нагнетающего масляного насоса при отказе одного из насосов, откачивающих масло из корпусов подшипников.
При доводке ТРДФ «Олимп», продолжавшейся более десяти лет и продолжающейся и после ввода самолета в эксплуатацию, разработчики встретились с целым рядом крупных и мелких дефектов, основные из которых: перегрев нижнего обода соплового аппарата турбн ы высокого давления, растрескивание обтекателей передней части жаровой трубы, прогары испарительных горелок кольцевой камеры сгорания, повышенные вибрации рабочих лопаток первой ступени компрессора низкого давления, износ полок рабочих лопаток турбины низкого давления в местах их стыков В результате стендовой и летной доводки двигателя были достигнуты данные, несколько превышающие проектные параметры, и с 1976 г, началась летная эксплуатация самолета «Конкорд».
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
