Полянский А.Р. - Изучение конструкций газотурбинных двигателей (1051630), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Турбина двигателя осевая, двухступенчатая. В состав узла турбины входят (рис 9): одноступенчатая ТВД 7 с охлаждаемыми воздухом диском, сопловыми и рабочими лопатками, а также деталями наружного и внутреннего корпусов; одноступенчатая ТНД 8 с охлаждаемыми воздухом диском и сопловыми лопатками; опора 11 турбины, в которую входят корпус опоры и корпус подшипника. ТВД приводит во вращение КВД и агрегаты, установленные на коробке приводов двигательных агрегатов и на выносной коробке агрегатов; ТНД вращает КНД. Каждая из турбин содержит ротор и сопловой аппарат (рис. 12).
Опора узла турбины - элемент силовой схемы двигателя. Радиальные усилия от ротора ТВД передаются на опору через межроторный подшипник, вал ТНД и расположенный в опоре подшипник ротора ТНД. В узел входят корпус опоры и корпус подшипника.
Сопловой аппарат 1 ТВД соединен с фланцами обода соплового аппарата ТНД и корпуса теплообменника, а также телескопическим соединением - с жаровой трубой камеры сгорания. Наружное кольцо соплового аппарата ТВД имеет отверстия для подвода вторичного воздуха из камеры сгорания и воздухо-воздушного теплообменника на охлаждение соплового аппарата и рабочих лопаток 2 ТВД. Внутреннее кольцо соплового аппарата ТВД соединено фланцем с аппаратом закрутки и с внутренним корпусом камеры сгорания.
Сопловой аппарат ТВД имеет 42 лопатки, объединенные в 14 литых трехлопаточных блоков, чем достигается уменьшение перетечек газа.
Сопловая лопатка пустотелая, охлаждаемая. Внутренняя полость лопатки разделена перегородкой. На входной кромке лопатки имеется перфорация, выполненная в несколько продольных рядов, обеспечивающая пленочное охлаждение наружной поверхности пера у входной кромки. В передней и задней полостях лопатки размещены тонкостенные дефлекторы с отверстиями для выпуска охлаждающего воздуха в зазоры между дефлекторами и внутренней поверхностью лопатки. Для интенсификации теплообмена на поверхности у выходной кромки имеются турбулизирующие штырьки.
Ротор ТВД состоит из диска 10, имеющего 90 рабочих лопаток, цапфы 9 с лабиринтами и маслоуплотнительными кольцами. В диске с передней стороны выполнены наклонные отверстия 13 для подвода охлаждающего воздуха к рабочим лопаткам. Рабочая лопатка 2 ТВД литая, полая, охлаждаемая. Во внутренней полости ее для организации охлаждения имеются продольный канал с отверстиями в перегородке и ребра. Кроме того, на передней кромке лопатки выполнена перфорация для организации пленочного охлаждения. Воздух, охладив лопатку, вытекает в осевой зазор. Хвостовик лопатки - "елочного" типа.
Сопловой аппарат 3 ТНД соединен с корпусом теплообменника и наружным кольцом ТВД, а также с корпусом опоры турбины. Сопловой аппарат имеет 33 лопатки, спаянные в 11 трехлопаточных блоков для уменьшения перетечек газа. Сопловая лопатка литая, пустотелая, охлаждаемая. Во внутренней полости пера лопатки размешен перфорированный дефлектор. На внутренней поверхности пера имеются поперечные ребра и турбулизирующие штырьки для организации направленного течения охлаждающего воздуха. Для разделения полостей между рабочими колесами ТВД и ТНД на сопловом аппарате ТНД крепится диафрагма.
Ротор ТНД состоит из диска 6, имеющего 90 рабочих лопаток 4, цапфы 7, вала 8 и напорного диска 5. Основной диск имеет пазы для крепления рабочих лопаток и наклонные отверстия 12 с задней стороны диска для подвода воздуха к ним. Рабочая лопатка ТНД литая, полая, охлаждаемая. Интенсификация охлаждения достигается благодаря поперечным штырькам, отлитым между внутренними стенками спинки и вогнутой поверхности. Воздух после охлаждения лопатки вытекает в радиальный зазор. Лопатка на периферийной части имеет бандажную полку с гребешком лабиринтного уплотнения, обеспечивающим уменьшение радиального зазора между ротором и статором.
Диск ротора ТНД установлен на валу с помощью цапфы 7. Крутящий момент от диска ТНД через цапфу и шлицевые соединения передается на вал ТНД, с которым соединен вал КНД. На наружной поверхности передней части цапфы установлены внутренняя обойма роликового подшипника (на который опирается ротор высокого давления), лабиринт и набор уплотнительных колец, образующих переднее уплотнение масляной полости задней опоры ТВД.
На цилиндрическом поясе в передней части цапфы имеется набор уплотнительных колец, образующих уплотнение масляной полости между роторами ТВД и ТНД. На цилиндрическом поясе в задней части цапфы установлен набор уплотнительных колец, образующий уплотнение масляной полости опоры ТНД.
Вал 8, с которым соединена цапфа, состоит из трех частей, соединенных штифтами. В задней части вала имеется привод откачивающего маслонасоса опоры турбины, в передней части - шлицы, передающие крутящий момент на ротор КНД через рессору.
С задней стороны диска ТНД установлен напорный диск 5, обеспечивающий повышение давления охлаждающего воздуха при входе в рабочие лопатки ТНД. В состав опоры турбины входят корпуса опоры и подшипника, экран с обтекателями, пеногасящая сетка и крепежные детали. Корпус опоры состоит из наружного корпуса и внутренних колец, соединенных силовыми стойками и образующих силовую схему опоры турбины. Внутри силовых стоек размещены трубопроводы подвода и откачки масла, суфлирования масляных полостей, слива масла. Через полости силовых стоек подводится воздух на охлаждение ТНД и отводится воздух из предмасляной полости. Силовые стойки закрыты снаружи обтекателями. Экран с обтекателями образует проточную часть газовоздушного тракта за ТНД.
Корпус подшипника и крышки образуют масляную полость опоры турбины, которая термоизолирована. На корпусе подшипника установлены маслооткачивающий насос и масляный коллектор. Между наружной обоймой роликового подшипника ротора ТНД и корпусом подшипника размещен упругомасляный демпфер.
ЛИТЕРАТУРА
-
Теория и проектирование газотурбинных и комбинированных установок: учебник для вузов / Ю.С. Елисеев, Э.А. Манушин, В.Е. Михальцев и др.- М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. - 640 с.
2. Скубачевский Г.С. Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкция и расчет деталей. – М.: Машиностроение, 1969. – 543 с.
3. Мишин В.П., Паничкин Н.И. Основы авиационной и ракетно-космической техники: Учеб. Пособие. – М.: Изд-во МАИ, 1988. – 228 с.
|
|
| Рис. 10. Продольный разрез ТРДД 99.01: 1 - КНД; 2 – промежуточный корпус; 3 – КВД; 4 – наружный контур; 5 – основная турбина; 6 – воздухо-воздушный теплообменник; 7 – ТВД; 8 – ТНД; 9 – форсажная камера сгорания; 10 – реактивное сопло; 11 – опора турбины |
| |
| Рис. 11. Продольный разрез компрессора ТРДД 99.01: 1 – входной направляющий аппарат; 2 – ротор КНД; 3 – статор КНД; 4 – промежуточный корпус; 5 – статор КВД; 6 – ротор КВД; 7 – основная камера сгорания; 8 – вал ротора ТНД; 9 – передняя опора КВД; 10 – задняя опора КВД; 11 – передняя опора КНД; 12 – откачивающий маслонасос; 13 – обтекатель («кок») |
| |
| Рис. 12. Продольный разрез турбины ТРДД 99.01: 1 – сопловой аппарат ТВД; 2 – лопатка рабочего колеса ТВД; 3 – сопловой аппарат ТНД; 4 – лопатка рабочего колеса ТНД; 5 – напорный диск; 6 – диск ТНД; 7 – цапфа ротора ТНД; 8 – вал ротора ТНД; 9 – цапфа ротора ТВД; 10 – диск ТВД; 11 – вал КВД; 12, 13 – отверстия в диске ТНД и ТВД соответственно |
Таблица 1
Основные характеристики некоторых самолетов России
| Параметры | Як-3 | Ил-18 | МиГ-31 | Су-27 | Ту-22М3 | Ту-160 | Ил-62М | Ту-154М | Ил-96-300 |
| Взлетная масса, т | 2,70 | 64,0 | 41 – норм. 46,2 – макс. | 22 – норм. 30 – макс. | 122,5 – норм. 125 – макс. | 275 | 165 | 90 | 216 |
| Нагрузка, т | 0,57 | 13,5 | - | 2,5 – норм. 5,0 – макс. | 24 – макс. | 22,5 – норм. 45 – макс. | 23 | 18 | 40 |
| Скорость полета, км/час | 640 (на высоте) | 685 (макс.) | 3000 (Н=17,5 км) | М=2,35 | 2450 (на высоте) | 2230 – макс. | 870 - крейсерская | 900 - крейсерская | 850 - 900 крейсерская |
| Скорость полета, км/час | 565 (у земли) | 625 (крейс.) | 1500 (у земли) | М=0,9 (у земли) | 265 – посадочная | 230 – посадочная | 260 – 270 - посадочная | ||
| Радиус действия, км | 720 при М=2,35 | 4000 – макс. дальность | 1500 – 2500 | 14600 – макс. дальность | |||||
| Дальность полета, км | 850 | 6500 | 8300 | 2400 | 9000 | ||||
| Площадь крыла, м2 | 14,85 | 140 | 61,6 | 62 | 165 | - | 279,55 | 180 | 391,6 |
| Взлетная тяга, кН | 912,6 – мощность двигателя, кВт | 4*5780 мощность двигателя, кВт | 2*152 | 2*133,4 | 2*245,2 | 4*250 | 4*107,9 | 3*102,8 | 4*157 |
| Высота полета, км | 10-12 | 10-12 | 12 | ||||||
| Практический потолок, км | 10,4 | 10 | 20,6 | 18,5 | 15 | 18 | |||
| Тип двигателя | ДВС | ТВД | ГТД | ГТД | ГТД | ГТД | ГТД | ГТД | ГТД |
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
