Настоящее и будущее авиационных двигателей Б.А. Пономарёв (1014179), страница 34
Текст из файла (страница 34)
Двигатель СГМ.56 проходил летные испытания по стандартным и специальным программам ка летающей лаборатории «Каравелла» и опытном СКВП УС-15. На летающей лаборатории испытания по специальной программе состояли из оценки характеристик двигателя, оценки уровня вибраций, проверки работы системы охлаждения, эффективности системы регулирования тяги, исследования работы двигателя с несимметричным потоком на 171 входе. При всех этих испытаниях двигатель в целом продемонстрировал нормальную работу.
На самолете КВП УС-15 используются закрылки, обдуваемые реактивной струей. Во избежание их повреждения горячими выхлопными газами в двигателе СГМ.56 был применен и испытан смеситель. При стендовых испытаниях двигателя основное внимание было уделено работам по так называемому пиклу «С», который представлял собой полный полетный цикл, но сокращенный по времени.
При этом температура газа и частота вращения роторов достигали максимальных эксплуатационных значений. Испытания проводились, чтобы воздействию максимальной и минимальной температуры подвергались не только элементы, работающие непосредственно в горячем газе, но н находящиеся вне проточной части, например диски, В результате этих работ предполагается поставить самолетостроительным фирмам надежный н доведенный двигатель СГМ.56.
Двигатели СГМ.56 прсдлагаются для замены устаревших ТРД ,157 и ДТРД ТГЗЗ на четырехдвнгательных самолетах-топливозаправщиках КС-135, которых насчитывается 650 только в ВВС СШЛ. Французские ВВС уже приняли решение о такой замене двигателей на своих самолетах-топливозаправщиках. Рассматривается также возможность использования ДТРД СЕМ.56 на самолетах системы АЮЛС5, что должно улучшить характеристики этих самолетов, увеличив, в частности, на 16«7» время патрулирования по сравнению с эксплуатируемыми в настоящее время самолетами с двигателямн ТГЗЗ [121, Двигатель СГМ.56 предлагается также для широко распространенных пассажнрскихитранспортных самолетов В.707 и ПС-8 вместо двигателя ЛТЗ11.
Установка нового ДТРД на самолете В 707 обеспечивает увеличение дальности полета почти на 107« при неизменной платной нагрузке или повышение экономичности на 12 — 15«7« при одинаковой дальности полета, снижение длины ВПП на взлете на 15~(о и значительное снижение уровня шума. Предусматривается как замена двигателей на старых самолетах, так и установка ДТРД СГМ.56 на новых самолетах В.707 с обычным нли удлиненным фюзеляжем. Установка двигателя СГМ.56 на самолете РС-8 позволит снизить расход топлива примерно на 22% и увеличить дальность полета с 6500 до 7500 км при неизменной полезной нагрузке или увеличить платную нагрузку с 20 до 28 т при сохранении дальности.
Кроме того, модернизированные самолеты ПС-8 должны иметь значительно меньший уровень шума 1площадь звукового контура с уровнем шума до 90 ЕРШ дВ должна уменьшиться со 124 до 14 кмз). Двигатель СЕМ.56 предлагается также для двухдвигательных самолетов семейства «Джет», которые будут создаваться объединением европейских фирм. Применение ДТРД СРМ.56 на 172 этих самолетах должно привести к существенной экономии топлива, Наконец, изучается возможность применения двигателя СРМ.56 и для пассажирского самолета «Супер» Р.28. Для применения двигателя СРМ.56 на этом самолете требуется понизить тягу, чего можно достичь применением нового вентилятора и ряда других узлов или дросселированием.
Однако и в этом случае ДТРД СРМ.56 оказывается конкурентоспособным по отношению к другим двигателям. При проектировании двигателя СРМ.56 в его конструкции были заложены возможности повышения тяги до 120 кН, а впоследствии — до 129 кН при относительно небольших изменениях элементов и узлов. Кроме того, имеются проекты модификаций двигателя уменьшенной тяги. Модификация двигателя с вентилятором меньшего диаметра СРМ.56-3 (старое наименование СРМ.56-ОК-18) рассчитана на взлетную тягу 89 кН и отличается от базового двигагеля меньшим числом подпорных компрессорных ступеней (две), меньшим числом ступеней турбины вентилятора (|ри), а также более низкими степенью повышения давления и температурой газа.
Первый такой двигатель может быгь готов к испытаниям через 1,5 года после начала разработки, а поставки его самолетостроительным фирмам могут начаться через четыре года. Двигатели СРМ.56-3 предлагаются для новых самолетов малой и средней дальности полета на 120 — 130 пассажиров типа Р.29 и «Джет» 1, которые придут на смену эксплуазируемым сейчас самолетам В.727, В.737, ОС-9 н ВАС.111, а также для замены двигателей этих самолетов. Лля самолетов малой и средней дальности полета тапа В.737, Г.29 и 5Л, рассчитанных на 120 — 160 пассажиров, предлагается также англо-японский двигатель К3.500, создаваемый на базе ЛТРД КВ.432 фирмы «Роллс-Ройс».
При разработке двигателя К!.500 основное внимание уделяется обеспечению низкого уровня шума, незначительно~о загрязнения атмосферы, сохранения высоких тяговых и экономических характеристик в процессе эксплуатации и малой стоимости производства. На взлетном режиме (МСЛ +15'С) двигатель должен развивать тягу 89,2 кН, на крейсерском (0=-9,1 км, М„=0,8) — 22,2 кН при удельном расходе топлива 0,066 кг/(Н ° ч).
Сертификапия ДТРД К3.500 назначена на 1984 г., ввод в эксплуатацшо — на !986 г. Двигатель КВ.432 является двухвальпым ЛТРД с умеренным уровнем термодинамическнх параметров при большой степени двухконтурности. На первом этапе разработки намечено создать ЛТРД с взлетной тягой 80,1 кН и в дальнейшем ее увеличить. ЛТРД КВ.432 должен иметь удельный расход топлива, на 20— 25% меньший, чем ранее разработанные ЛТРД такого класса, например «Спей», Уровень шума двигателя должен соответствовать новым нормам 1САО.
ЛТРД должен обладать малой эмиссией загрязняющих веществ. Кроме того, двигатель должен со- стоять из малого числа узлов для снижения стоимости производства и технического обслуживания С этой целью он спроектирован с небольшим числом ступеней (одна сгупень вентилятора, восемь ступеней компрессора высокого давления, одна ступень турбины компрессора и три ступени турбины вентилятора) и малым числом опор (четыре подшипника расположены в трех опорных узлах).
Доводка двигателя КВ.432 должна быть завершена к концу 1984 г., т. е. к моменту готовности самолета Г.29. По предварительной оценке, для авиакомпаний мира может потребоваться 1200 двухдвигательных самолетов такого типа. Введение с начала 80-х годов новых, более жестких международных норм 1САО по уровню шума потребует замены или модернизации нескольких тысяч самолетов В 727, В.737, РС-9 (с ДТРД семейства ЯТ8Р), а также В 707 и РС-8 (с ДТРД семейства ЗТЗР).
Фирма «Пратт-Уитни», создавшая двигатели ЛТЗР и ЗТ8Р«, предложила три варианта решения этой проблемы: модернизацию мотогондол применением ЗПК, переоборудование самолетов модифицированными серийными двигателями с уровнем шума, отвечающим нормам, замену существующих самолетов новыми с новыми двигателями. Первый вариант возможен для двигателей ЗТ8Р, в воздухозаборнике, реактивном сопле и воздушном канале внешнего контура которых необходимо установить ЗПК. Для двигателей ЗТЗР эти меры неэффективны. Кроме того, применение ЗПК не решает другой задачи, важной при побой модернизаппи силовой установки — снп'кения расхода топ,чпва.
Второй вариант предусматривает переделку в двигателях ЗТЗР и ЯТ8Р каскада низкого данлеипя, в котором дол>вен быть установлен новый вентилятор увеличенного диаметра, что должно снизить уровень шума и улучшить тягово-экономические характеристики Фирмой на базе серийных двигателей ЯТ8Р-9 и,!Т8Р-17 создаются такие модернизированные ДТРД ЯТ8Р-209 н 5Т8Р-217 [43].
В соответствии с третьим вариантом решения проблемы фирмой разрабатывается новый ДТРД ЛТ10Р Наибольшие успехи пока достигнуты в создании модернизированных двигателей ЯТ8Р серии 200, а разработка модифицированного ДТРД на базе двигателя ЛТЗР оказалась малоперспек- «Двигатели семейства «Т8гт являются наиболее распространеннымн двигателямн самолетов гражданской авиапни и принадлежэт к первому поколению ДТРД Они установлены на самолетах В 727, В 737, ПС-9, «Каравелла», «Меркюр» и др Всего насчюывается более 3000 двтхь трех- и четырехдвигательиых самолетов с различными вариантами ДТРД «Т8ГЗ, наработавшими в эксплуата. пяч более 165 млн ч В мае !980 г был изготовлен десятитысячный двигатель семейства «Т8!>, а число аакэзаниых превысило 11 000 Поэтому понятно желание фирмы «Т!ратт Уитни» сохранить спрос на этн двигатели с помощью их модернизаппн. 174 тивной. При работе над модернизированным двигателем зТ81У для снижения скорости реактивной струи внутреннего контура, а следовательно, и шума у базового ДТРД было необходимо большую часть энергии потока внутреннего контура передать во внешний контур.
Такое перераспределение возможно либо увеличением степени повышения давлении вентилятора, либо увеличением степени двухконтурности, т. е. увеличением диаметра вентилятора. Увеличение степени двухконтурностн более целесообразно, так как при этом возрастает тяга и снижается удельный расход топлива двигателя. Исследование показало, что поставленные при замене вентилятора требования удовлетворяются применением двухступенчатого вентилятора несколько большего диаметра, чем у базового двигателя, или одноступевчатого вентилятора существенно большего диаметра. Небольшое увеличение диаметра, которое требуется при применении двухступенчатого вентилятора, благоприятно по условиям установки на самолет. Однако такой вентилятор должен был бы иметь большую длину и массу вследствие увеличенных осевых зазоров между статорнымн и роторными лопатками (для снижения генерируемого им шума) и значительную акустическую обработку мотогондолы, что также увеличивает длину и массу силовой установки.
Эти обстоятельства предопределили выбор одноступенчатого венгилятора. Применение односзупенчатого вентилятора потребовало снижения частоты вращения ротора низкого давления, чтобы избе-. жать чрезмерно высокой (более 550 м/с) окружной скорости на периферии рабочих лопаток вентилятора. При этом для сохранения степени повышения давления вентилятора и компрессора низкого давления, а также обеспечения запасов устойчивости таких же, как у базового двигателя, потребовалось добавить к компрессору низкого давления две ступени. Это вызвало необходимость применения новой турбины вентилятора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
