Настоящее и будущее авиационных двигателей Б.А. Пономарёв (1014179), страница 28
Текст из файла (страница 28)
материал диска был заменен более прочным, кроме того, потребовалось для упрочения псреконструированне вала вентилятора и передней опоры, Однако в 1981 г. вновь произошли три случая разрушения опоры, хотя в целом двигатель имеет вполне удовлетворительную надежность. Его наработка превышает 3 млн, ч, и он установлен более чем иа 150 самолетах 1.-1011, для которых к 1978 г. произведено около 600 двигателей КВ.21!. С 1977 г. КВ.211 применяется на одном из вариантов четырехдвигательного нгирокофюзеляжного пассажирского самолета В.74?, а в последнее время почвились предложения об установке его и на самолетах 1.-1011, В.747 и А.ЗОО новых модификаций.
Фирма <Роллс-Ройс» планирует дальнейшее развитие двигателя ЯВ.211 как в направлении увеличения тяги (КВ.2!1-524С, ВВ.211-524Р и КВ.211-524С), так и в направлении ее уменьшения (17В,211-535С). В частности, ДТРД КВ.211-524Р рассчитан па взлетную тягу 235,9 кН при 7„'=1590 К. В этом двигателе предполагается использовать полые рабочие лопатки вентилятора новой конструкции с увеличенной хордой, улучшить систему охлаждения турбины высокого давления, применить усовершенствованную жаровую трубу камеры сгорания и т. д, Ввод в эксплуатацию этого двигателя запланирован на 1982 г. На самом тяжелом американском пассажирском самолете В,747 применяются мощные двухконтурные двигатели фирмы «Пратт-Уитни» ЗТ90 (рис.
75). Первоначально двигатель ЗТ90 устанавливался на различных вариантах самолета В.747, а сейчас н на некоторых модификациях пассажирских самолетов РС-1О и А 300 ДТРД ЗТ90 РазРаботан на базе газогенеРатоРа малой массы 1.АНУЙ() этой фирмы и является высокоэкономичным двухвальным двигателем большой тяги. Двигатель ЗТОР выпускается серийно свыше десяти лет. За это время создано несколько его модификаций, наиболее совершенная и мощная из которых ЯТ90-70А. Двигатель .)Т9Еь70А на взлетном режиме развивает тягу 235,4 кН, а на максимальном крейсерском режиме (г7=10,7 км, М„=0,85) — тягу 53,2 кН прп удельном расходе топлива 0,0645 кг/(Н.ч) без учета потерь в сопле.
На взлетном режиме двигатель имеет л„, =24 и температуру газа перед сопловым аппаратом, равную 1623 — 1643 К при л=4,9, Удельная масса двигателя — 0,0175 кг/Н. Двигатель зТ90-70А имеет консольпо расположенныи одн . ступенчатый вентилятор большого диаметра (О„»=2378 мм), пе имеющий ВНА, к ротору вентилятора присоединен четырехступенчатый компрессор низкого давления (подпорные ступени).
Компрессор высокого давления состои~ из одиннадцати ступеней. Кольцевая камера сгорания обеспечивает эффективный рабочий процесс, в результате которого двигатель имеет малый уровень дымления. Конструктивно головная часть камеры объединена с корпусом диффузора, установленного за компрессором высокого давления, что сокращает пролет между опорами валов и общую длину двигателя. Турбина компрессора — двухступенчатая, с интенсивно охлаж.
даемыми сопловыми и рабочими лопагкамн, для чего в сопловом аппарате первой ступени применено копвективио-пленочное охлаждение, а в рабочем колесе этой ступени кроме конвективного охлаждения — струйное охлаждение внутренней поверхности входных кромок лопаток с помошью дефлекторов (рис.
30,б), Турбина вентилятора — четырехступенчатая, пеохлаждаемая. Каждый ротор двигателя имеет по две опоры. Передний подшипник в упорный (шариковый), задний подшипник — опорный (роликовый). Таким образом, в двигателе всего четыре опоры. Реактивное сопло внутреннего контура — нерегулируемое, с центральным телом увеличенных размеров для укорочения обтекателя внешнего контура без превышения необходимой плошади сопла и получения приемлемого аэродинамического профиля задней части обтскателя. Реактивное сопло внешнего контура— также иерегулируемое, дозвуковое, установлено непосредственно за вентилятором. Двигатель снабжен реверсивным устройством решетчатого типа в обоих контурах у первых модификаций двигателя и только в наружном контуре у модификации ЗТ9Р-70А. Следует отметить, что при введении первых ДТРД дТ90 в эксплуатацию возникло достаточно много трудностей и неисправностей, часть нз которых устранялась на этих двигателях, а часть на последующих его модиФикациях.
В частности, отмечались срывы воздушного потока на режиме малого газа при сильном боковом ветре, реверсироваиин тяги н режиме малого газа, недостаточная газодинамнческая устойчивость компрессоров низкого и нысокого давления на переходных режимах, неравномерность поля температур за камерой сгорания и как следствие этого перегрев турбинных лопаток, недостаточная прочность ряда деталей двигателя н т, д. На режиме большой тяги выявился дефект, характерный для ДТрд с высокой степенью двухконтурности, у которых передняя часть (вентилятор) имеет увеличенные габариты и массу.
На двигателе наблюдалось задевание рабочими лопатками компрессора высокого давления и турбины компрессора корпусов, а также сраоатывание гребешков лабиринтных уплотнений. Г!ричиной дефектов было отклонение вниз передней части двигателя, вызывающее овализацию корпусов. Вследствие этого было применено новое крепление двигателя в мотогондоле самолета В.747 с помощью фиксирующих подвесок, имеюших форму перевернутой буквы У с углом 60', двигатели семейства 3Т9ГУ широко используются в гражданской авиации. К середине 1980 г.
в эксплуатации находилось более 2100 таких ДТРД, а их наработка превышала 34 млн, ч. фирма «Праттгуитпи» совместно с самолетостроптельными фирмами продолжает разрабатывать и предлагать авиакомпйнйям различных стран новые модификации двигагелей семейства )Т9Р для новых и модернизируемых пассажирских самолетов, в частное~и для двухдвигательного самолета нового поколения В.767 ~редней дальности полета.
Интересно сравнить различные решения при выборе числа валов двух ДТРД с большой степенью двухконтурности: двухвального двнгазеля )Т90 американской фирмы «Пратт-Уитни» и трехвального двигателя )гВ.21! английской фирмы «Роллс- ройс». Оба двигателя являются мощными высокоэкономичными ДТРД со сравнимыми параметрами рабочего процесса и близким уровнем зяг. По мнению специалистов фирмы «Пратт-Уитни», для такого типа двигателя, как мощный ДТРД с высокнмн параметрами рабочего процесса, предпочтительнее двухвальная схема с регулируемыми сечениями компрессора высокого давления и нерегулируемым компрессором низкого давления, соединенным' общим валом с венгилятором, нежели трехвальная схема без регулируемых проходных сечений компрессоров низкого и высокого давления.
Сравнительные исследования этих двух компоновочных схем, выполненные фирмой «Пратт-Уитни», показали, что в двигателе двухвальной схемы проще конструкция и меньше число основных деталей, меньше масса, ббльшие возможности для дальнейшего увеличения тяги и меньшие трудности в разработке, Кроме того, двухвальный двигазель имеет малое число опор и подшипников. Некоторые преимущества двигателя двухвальной схемы обусловлены наличием регулируемых сечений компрессора (меньший расход топлива на крейсерском режиме, лучшая приемистость и т. д,) . Однако специалисты фирмы «Роллс-Ройс», выбравшие для своего мощного высокоэкономнчного ДТРД трехвальную схему турбокомпрессорной части без регулируемых направляющих аппаратов компрессора, отмечают ряд других газодинамических, конструктивных и эксплуатационных преимуществ такого двигателя (см.
гл, П). Известно также, что в процессе доводки и эксплуатации двигателя ЗТ9Р фирма «Пратт-Уитни» встретилась с проблемой обеспечения газодинамической устойчивости компрессоров низкого и высокого давления, в связи с чем в современных модификациях двигателя применены регулируемый ВНА компрессора низкого давления и перепуск воздуха из-за последней ступени компрессора низкого давления и из-за шестой ступени компрессора высокого давления, Для американского «воздушного автобус໠— самолета РС-10 фирмой «Дженерал электрик» серийно производится с 1968 г. двигатель СР6 блочной конструкции с высокой степенью двухконтурности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
