Далин В.Н. Конструкция вертолетов (553618), страница 37
Текст из файла (страница 37)
5.1.3, б) воспринимают крутящий момент от двигателя, часть продольной и поперечной нагрузки от веса двигателя. Они должны иметь также амортизаторы„линейные и угло- 240 А-А в-в в) б) Рис. 5.1.3. Скала крепления двигателя со сферической опорой а — расчетная схема: а, в — вынос передней опоры и задней сферической опоры относительно центра массы двигателя; у — угол наклона вала НВ; 6 — передний пояс: 1 — кронштейн; 2 — труба тяги; в — задний пояс крепления двигателя: 1 — сферическая опора; 2 — корпус двиготеляг 3 — сферический фланецг 4 — корпус ГР; 5 — вал ГР; 6 — сферические иглицьц 7 — вол двигателя вые компенсаторьк На рис. 5.1.4 приведены узлы соединительных муфт вала двигателя с валом ГР. 241 Рис.
5.й4. ККС узла соединительной муфты вала двигателя с валом Ррг 1 — сферическая центриругогцая олора; 2 — зубчатая муфта 5.2. ВОЗДУХОЗАБОкНИКИ При всех допускаемых Руководством по летной эксплуатации режимах работы двигателей и их сочетаний должна обеспечиваться газодинамическая устойчивая совместная работа воздухозаборников и двигателей.
Конструкция воздухозаборника и компоновка СУ вертолета должны быть выполнены таким образом, чтобы при рулении, взлете и посадке была сведена к минимуму возможность всасывания с земли в двигатель посторонних предметов, способных вызвать недопустимые отклонения работы двигателя. Ксли это требование не может быть выполнено, то должно быть создано защитное устройство (в частности, пылезащитное устройство — ПЗУ), обеспечивающее пеобходиму|о степень очистки воздуха, поступающего в двигатель.
Воздухозаборник снабжается противообледенительной системой (ПОС) для предотвращения опасного образования льда при полете э условиях обледенения. 'Проблему защиты от пыли решают как двигательные фирмы, так и вертолетные. Очистка от пыли может быть осуществлена методами гравитационного осангдения, инерционными сепараторами и центрифугами, вымыванием, электрическими очистителями, звуковой агломерацией и т.д. Выбор метода очистки зависит от скорости потока, энергии, потребной для работы сепаратора, располагаемого пространства для установки сепаратора, типа, формы, размеров и концентрации частиц я многих других факторов.
Для защиты от эрозии вертолотпых ГТД преимущественно используются инерционные ПЗУ. Б них отделение частиц происходит под действием сил инерции, возникающих вследствие изменения направления дои>козик запыленного воздуха. Они имеют незначительные габариты я гидравлическое сопротивление устройств, постоянные характеристики во время эксплуатации и высокую степень очистки запыленного воздуха.
Ипорционные ПЗУ по призщипу действия или конструктивным особенностям можно разделить па следующие подгруппы (рис. 5.2.1): — жалюзпые (баллистические, с инерционными решетками); — циклонпые (мопоциклоны, мультициклоны); — ротационпые (с вращающимися лопатками, турбоциклоны, с вращавпцимися щитками); — с криволинейными каналами; — с направленной сепарацией к оси симметрии; — с сепарацией к периферии.
Допустимым уровнем гидравлических потерь в тракте очистки ПЗУ моягпо считать потери порядка 2% (200 мм вод. ст.). При выборе параметров воздухозаборников ГТД рассматриваются два режима; — воздухоочистка (опробование двигателей, руление, взлет, висение, перемещение па неболыпой высоте, посадка); — горизонтальный полет. Таким образом, в воздухозаборнике необходимо иметь два капала: воздухоочистительпый и обводной ("байпаспый").
») Рис. 5.2.1. Схемы пылезащитных устройств: а — инерционные ПЗУ« 1 — с сепарацией по оси симметрии; 2 — с сепарацией по периферии; 3 — цихлонные; б — П2У с направленной сепарацией: 1 — лал»ззные1 2 — воздухозаборник-пылеуловител» с «байпасом» В режиме воздухоочистки весь воздух поступает через очистительный тракт, при атом «байпасный» канал должен быть перекрыт (в нем устанавливается заслонка). В случае обледенения или наличия в воздухе снега «байпасный» канал открывается и воздух к ГТД поступает через оба тракта. В первом приближении можно считать, что через тракт очистки на режиме висения поступает 33%, а через «байпасный» вЂ” 67% воздуха. «Байпасный» канал должен быть обеспечен ПОС. Данный режим можно считать приемлемым лишь в том случае, если на поверхности тракта очистки нет интенсивного льдообразования.
Наиболее перспективны инерционные ПЗУ с периферийной сепарацией пыли и с сепарацией к оси симметрии устройств. Для 244 повышения степени очистки отрабатывается более совершенная форма входного канала и центрального тела. Разрабатываются варианты ПЗУ, предусматривающие установку закручивающих поток лопаток. Исходными данными для выбора параметров ПЗУ являготся: — структура запыленного потока в зоне работы вертолета в условиях близости земли; — состав грунтовых пылей и абразивные свойства их составляющих; — характер взаимодействия быстродвижущихся абразивных частиц пыли с конструкциопными материалами элементов ГТД.
Формирование геометрии канала пылеочистки выполняется на основе расчета траектории движения твердых частиц через входные Рис. 5.2.2. Схема забора воздуха на зесперименталыгом вертолете Боинг-370: 1 — заборние воздуха; 2 — вал заднего НВ; 3 — пилон; 4 — двигатели 245 каналы при различных начальных скоростях частиц. В условиях повышенной концентрации пыли возрастает взаимодействие между частицами в дисперсной фазе, а также между фракциями пыли разного дисперсного состава.
Совершенствование конструкции в сборной зоне инерционных сепарационных колец существенно снижает затраты энергии на отсос пылевого концентрата. Эффективным способом повышения ресурса двигателей является организация забора воздуха из наименее запыленной золы, Такая вона располагается в области оси НВ. В частности, па экспериментальном вертолете Боинг-360 воздух в двигатели поступает из верхней части заднего пилона НВ (рис. 5.2.2). При такой компоновке силовой установки в горизонтальном полете вертолета пе испольауется энергия скоростного потока. Однако при достилсимых вертолетом скоростях полета повышение мощности двигателей от скоростного потока незначительно.
При этом исключаются потери мощности двигателей от ПЗУ, уменьшается масса силовой установки и расходы на ее эксплуатацию. 5.3, ВЫХОДНЫЕ УСТРОЙСТВА И КАПОТЫ ДВИГАТЕЛЕЙ Выходные устройства (ВУ) двигателей СУ и вспомогательной силовой установки (ВСУ) компонуются таким образом, чтобы пе допустить перегрева прилегающих элементов конструкции вертолета.
Компоновка выходных устройств должна исключать произвольную утечку газов, а также их попадание в кабины вертолета. Элементы выходных устройств должны допускать (где это необходимо) относительные перемещения и исключить разрушение или недопустимую деформацию ВУ при расширении от нагрева в условиях работы двигателей на всех эксплуатационных режимах. Капоты (обшивка) гондол (рис. 5.3,() двигателей конструируются и устанавливаются так, чтобы они выдерхсивали вибрациопныо, инерционные и другие нагрузки от потока воздуха. При этом необходимо обеспечить достаточную герметичность отсека двигателей. Части капота, подверженные в процессе эксплуатации повышенному нагреву из-за близости к высоконагретым поверхностям двигателя или их элементам выходных устройств, должны изготовляться из материалов, выдерживающих повышенные температуры.
Для исключения возможности поражения вертолета ракетами теплового наведения температуру выхлопных газов снижают до тре- 246 / ОО :с 3 1 '- о о счс Ф ~ сс О сь сссч о Ес ч,„Ео Ьо~ооВ о,$,$ о о ! чс сс О о сс осо 'с Есч сч оосс оч ! ссЕ ,сс .оо 'ом ~сс о сч сс $ ~о"..о, Е, ~сс Е о ~',$ ф ! 247 буемой величины. С этой целью на выходное устройство устанав- ливается смеситель (эжектор). 5.4. СИСТЕМЫ ЗАПУСКА ДВИГАТЕЛЕЙ При установке на вертолет одновального ТВД всегда необходима МСХ и желательна муфта сцепления. Если муфты сцепления нет, запуск двигателя и опробование его работы производится совместно с винтом, что эксплуатационно неудобно, Кроме того, для запуска двигателя при отсутствии муфты сцепления требуется более мощный стартер. Мощность стартера при запуске с винтом должна быть увеличена в 1,5 — 2 раза. Время раскрутки то же, что и при аапуско без винта.
При установке двухвальпого двигателя муфта сцепления не нужна, т.к. турбина винта не имеет механической связи с турбокомпрессорной частью двигателя. Для удобства эксплуатации необходима МСХ; желательна установка тормозного устройства или перепуска газа для опробования работы турбокомпрессорной части двигателя при невращающемся винте. Бортовые системы запуска двигателя на вертолетах те же, что и на самолете (турбостартеры, пусковые двигатели, инерционные стартеры, электростартеры, запуск рабочей семью, сжатым воздухом и др.).
В качестве основного требования к системе запуска выдвигается трех-пятикратный автономный запуск с применением только бортовых систем (аккумуляторов, баллонов и др.). Всегда предусматривается присоединение бортовой пусковой системы к аэродромным источникам питания. Наиболее просты по конструкции, надежны в эксплуатации и имеют наименьшую массу струйные стартеры. Они представляют собой свободную турбину, приводимую ва вращение сжатым воздухом, подаваемым от небольшого по мощности турбогенератора. На рис.
5.4.1 показана схема запуска ТВД со свободной турбиной. При помощи стартера (этап 1) осуществляется раскрутка компрессора с турбиной двигателя до заданной частоты вращения вала. Потребная мощность стартера: У„= У„+ У,+ У,+ У„, где У„, У„, У вЂ” мощность на вращение компрессора, энергосистем двигателя и турбины двигателя соответственно; ӄ— мощ- 24В Рис. 5.4.1. Этааы зааусеа газотурбинного двигателя ность на преодоление сил инерции вращающихся агрегатов двигателя.
Подача мощности на турбину от камер сгорания двигателя — этап 1?. Отключение стартера (этап П1) осуществляется при соблюдении условия Ут> Ла+ М 5.5. ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА Топливная система и ее агрегаты обеспечивают: — подачу топлива к двигателям при работе на марках топлива и их смесях, принятых для эксплуатации данного вертолета; — автоматическую выработку топлива в заданной последовательности при возможных эксплуатационных вариантах заправки баков топливом на всех режимах полета вертолета; — возможность ручного управления выработкой топлива в необходимой последовательности в случае неисправности автоматики и при всех возможных сочетаниях числа работающих и неработазогцих двигателей; — возможность раздельного включения и выключения каждого бакового злектроприводного насоса подкачки и перекачки топлива; — возможность перекрестной подачи топлива по магистралям перекрестного питания из лзобой группы баков к любому двигателю; — питание двигателей СУ топливом при выключенных насосах подкачки для заданных режимов работы двигателей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
