Настоящее и будущее авиационных двигателей Б.А. Пономарёв (1014179), страница 29
Текст из файла (страница 29)
В настоящее время ДТРД семейства СР6 в основном используются на самолетах 1)С-10-10 и ВС-10-30, Л.ЗООВ и В.747, а также на нескольких других специальных н опытных самолетах 147 ВВС США (Е-4А, УС-14 и КС-!0). Существуют различные моди- фикации этого мощного ДТРД, основныс из которых СГ6-бр СГ6-50А, СГ6-50С и С1.6 50М, Двухконтурный двигатель СГ6, как уже указывалось, разра. ботап на базе газогенератора ОЕ ! и создан на основе кояструк. ции ссрийного военного ДТРД ТГ39. Схема двигателя СГ6 при- ведена на рпс.
64. Основные цели, которые были поставлены при просктировании двигателя СГТк следующие: — низкий С„,=0,066 кгг(Н ч) на кренссрском режиме полета (г7=10,7 кч; М,=0,8); — малая т„, = 0,017 кг! Н; — простота конструкции и использование материалов с улуч- шенными характеристиками; — применение наиболее совершенных технологических процес- сов производства; — уменьшение стоимости производства; — низкис эксплуатационные расходы; — низкие уровни шума и дымления; — возможности дальнейшего совершенствования и развития двигателя. Одной из наиболее распространенных модификаций этогоДТРД является двигатель СГ6-50С, развивающий на взлете тягу 224 кН.
Оп имеет л",. =29,4 н Т„"=1595 К при т=4,4. Так как конструк- ция двигателя ТГ39, послужившего основой для ДТРД СГ6, под- робно рассмотрена ранее, здесь отмечаются только некоторые осо- бенности дзига~елей этого семейства. Двигатели СГ6 являются двухвальнымп ДТРД с большой сте- пенью двухконтурности, передним расположением вентилягора, приводимого многоступенчатой турбиной, регулируемыми направ- ляющими лопатками компрессора высокого давления, кольцевой камерой сгорания, системой воздушного охлаждения турбины и системой рсверснровання тяги. Узсл вентилятора состоит из одной вентиляторной ступени большого диаметра (О...
= 2184 мм) и трехступенчатого компрес- сора низкого давления. Для снижения уровня шума ВНА веиги- лятора отсутствует, а направляющий аппарат сделан наклонным и отодвинут от рабочего колеса па расстояние, которое было подо- брано экспериментально. Вентилятор имеет 38 рабочих лопаток, изготовленных из титанового сплава, причем для уменьшения их массы в торцах лопаток просверлены каналы. Поврежденная лопатка может быть демонтирована нз диска вентилятора двига- теля, установленного на самолете.
Следует также отметить, что при отрыве лопатки от диска ее центробежную энергию воспри- нимает защитное устройство, предохраняющее корпус вентилятора от разрушения. За компрессором низкого давления расположено двенадцать створок для перспуска воздуха во внешний контур в целях согласования расхода воздуха менгду компрессорами вы- сокого и низкого давления.
На двигателях СГ6 не предусмотрены 148 противообледеннтельные устройства (используются естественное повышение температуры за счет торможения потока, воздействие центробежных сил н поныв~ение давл:ния в вентиляторе), ь!етырнадцатиступенчатый компрессор высокого давления обеспечивает на взлетном режиме степень повышения давления 12 и имеет достаточный запас газодинамической устойчивости, для чего лопатки ВНЛ и направляющих аппаратов последующих шести ступеней сделаны поворотными, В конструкпии компрессора применены многие детали из титановых сплавов. В связи с этим для предотвращения нх загорания при задеваиии за корпус исключена возможность прямого трения титана по титану, что достигнуто установкой на торцах лопаток прирабатываемых гребешков и нанесением на корпус пламезадерживающего покрытия из окиси алюминия.
В компрессоре двигателя предусмотрена возможность замены отдельных рабочих лопаток без разборки ротора. В камере сгорания двигателя применено тридцать осевых завихрителей (по одному на каждую топливную форсувку), которые способствуют обеднению топливовоздушной смеси в первичной зоне камеры, что позволяет исключить образование видимого дыма с высоким содержанием частиц углерода, который обычно является результатом переобогащения смеси в этой зоне.
В печати отмечалось, что уровень дымления у двигателей СР6 даже ниже, чем у ДТРД ТР39, имеющего допустимое дымление. Турбины двигателей СР6 по своим схемам, системе охлаждения и конструкции подобны турбинам двигателя ТР39, однако вследствие уменьшения мощности, потребной для привода вентилятора и увеличения частоты вращения, турбина вентилятора ДТРД СГ6 имеет меньшее число ступеней (в частности, двигатель СР6-50С имеет четыре ступени). Турбина компрессора— высокотемпературная (Т„"почти 1600 К), полностью охлаждаемой конструкции, причем сопловые лопатки первой ступени имеют развитое коивективное и пленочное охлаждение, второй ступени— конвеьтивное с лобовым ватеканием (см.
рис, 28 и 32). Рабочие лопатки обеих ступеней имеют конвективное охлаждение, а лопатки первой ступени, кроме того, дополнительно пленочное охлаждение. Турбина вентилятора имеет иеохлаждаемые сопловые и рабочие лопатки, но охлаждаемый корпус, что позволяет управлять радиальными зазорами для поддержания высокого КПД турбины на различных режимах ее работы.
Реактивное сопло внешнего контура — дозвуковое, оборудованное реверсивным устройством, обеспечивающим реверсирование до 48,5'/в прямой тяги, причем на его развертывание и свертывание требуется около 2 с. Реактивное сопло внутреннего контура— сверхзвуковое, с центральным телом, также снабжено реверсивным устройством, которое имеет перекрывающиеся створки, приводимые в действие обтекателем, перемещающимся по неподвижной лопаточной решетке. 149 Система опор роторов двигателя состоит из восьми подпзипипков (по четыре на каждый ротор), расположенных в семи узлах. Следует отметить, что в случае возникновения чрезмерных вибраций из-за поломки переднего упорного подшипника двигатель автоматически выключается. С самого начала создания двигателя Сгб в его конструкции были предусмотрены меры по подавлению цгума, и в частности шума вентилятора.
Для этого вентилятор проектировался с учетом достижения низкого уровня шума (выбор окружной скорости Нзлеш унаксимальный КадардЫСОЛГЫ - максимальный ь~ крейсерский 45% дзлеты нойгпяги Ояид ануе «Полтныимаф лыи еаз Руление а. Земной малый газ Быклкгчение рис. 78. Типичный полетный ппнл работы дтрд Скб 50 (начало резнима А соответствует 88,5ей максимальной взлетной тяги, затем тяга за 15 с линейно уменьшается по тяги малого газа ротора, числа и расположения вращающихся и неподвижных лопаток, осевого зазора между ними и т. д.).
Кроме того, в корпусах вентилятора, во входном и выходном каналах мото- гондолы применены акустические панели для подавления шума. Эти меры позволили самолету ьуС-10 с двигателями СГ6 еще в 1969 г. пРойти сеРтификационные испытаниЯ на УРовепь шУма. Двигатель Сгб спроектирован на 35000 полетных циклов, а также на совершение дополнительных циклов при наземной проверке в течение пятнадцатилетнего срока эксплуатации. Длительность среднего полета принята равной 112,5 мнп с показанным на рис, 76 распределением тяги по режимам.
3а первый десятилетний период эксплуатации двигатели семейства СГ6 наработали более 10,5 млн. ч. К концу 1978 г. было произнедено 1300 этих двигателей. Двигатели отличаются высокой надежностью, однако их слабым местом является недостаточная стойкость при попадании посторонних предметов. фирма «Джсперал электрик» продолжает совершенствовать двигатели семейства Сгб, уделяя основное внимание улучшению 150 экономичности, увеличению надежности рабозы и уменьшению стоимости технического обслуживания этих ДТРД В связи с возникшей в конце 60-х годов необходнмосзЬЮ Соэданяя небольших самолетов общего назначения, имеющих большую дальность полета, в том числе межконтинентальную, н низкую стоимость эксплуатации, фирмой «Гэрршт-Эрпсерч» был создан ДТРД малой тяги ТГЕ731. Две основные модификации этого двигателя нашли широкое применение на различных вариантах служебных самолетов («Джет-Стар», «Фолкон», «Сейбрлай- Рве.
77. Схема ДТРД ТГЕ731 нер», «Снтейшн» и др.). При этом двигатель ТЕЕ731 устанавливается и на новых самолетах, а в некоторых случаях заменяет ТРД С3610 и «Вайнер» на ранее созданных самолетах. Двигатель ТРЕ731 (рис. 77) является двухвальным ДТРД блочной конструкции с приводом вентилятора через редуктор.
ДТРД ТРЕ731-3 на взлетном режиме развивает тягу 16,5 кН и имеет л"„, =!4,6 и Т„' =1353 К при т=2,8. Удельная масса двигателя — 0,0204 кг/Н. При создании двигателя ТРЕ731 фирма «Гэрритт-Эрисерч» широко использовала свой опыт по разработке ТВД н вспомогательных силовых установок (ВСУ). Принятая схема с приводом вентилятора через редуктор позволяет снизить диаметр и число ступеней турбины вентилятора в связи с увеличением частоты вРащения ротора этой турбины, хотя наличие редуктора усложняет конструкцию и утяжеляет двигатель. Кроме того, в двигателе применена противоточная камера сгорания, позволившая расположить турбины компрессора вблизи компрессора высокого давления н тем самым уменьшить длину двигателя.
Одноступенчатый вентилятор двигателя — без ВНА, с отдельными направляющими лопатками для внешнего и внутреннего контуров. При конструировании вентилятора фирма использовала !61 свой опыт и опьп НАСА по созданию высоконапорных компрессорных ступеней с КГ1Д 90%. Компрессор низкого давления через редуктор соединен с вентилятором и состоит из четырех ступеней, При его разработке пспользована аэродинамическая схема компрессора ВСУ самолета В.747. Примененный в двиг ателе плане- тарный редуктор с прямозубыми шестернями имеет степень редукции 0,555 и рассчитан на передаваемую мощность 2430 кВт. Одноступенчатый, центробежный, с двумерным лопаточным диффузором компрессор высокого давления имеет очень высокий КПД 11ри его разработке фирма базировалась на своем опыте создания центробежных компрессорных ступеней, в частности для ТВД ТРЕ331 Между компрессорами для предотвращения пом- пажа во время быстрого разгона или дросселирования двигателя установлен клапан перепуска, отводящий воздух в канал венти- лятора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
