Конструкция и прочность двигателя. 1. Анализ характеристик двигателей, схожих с проектируемым двигателям по
 Скачать 5.78 Mb.
|
|
1 Содержание 1. Анализ характеристик двигателей, схожих с проектируемым двигателям по области применения, основные характеристики проектируемого двигателя. ................. 2 2. Анализ возможных конструктивных схем на примере двигателей-прототипов и выводы по особенностям конструкции, которые предполагается реализовать в проектируемом двигателе....................................................................................................... 5 3. Определение геометрических характеристик проектируемого двигателя. .............. 22 4. Оценка массы двигателя и проектируемого узла. ....................................................... 31 5. Общая характеристика конструкции всех узлов и силовой схемы проектируемого двигателя. ............................................................................................................................... 32 6. Разработка схем, описание систем двигателя и спецификации систем. Расчет потребных характеристик и размеров масляного насоса и его эскизное проектирование. ..................................................................................................................... 37 7. Выводы по результатам проектирования узлов и систем. .......................................... 48 8. Расчеты на прочность. .................................................................................................... 50 9. Литература ....................................................................................................................... 66 10. Приложение ................................................................................................................... 67 2 1. Анализ характеристик двигателей, схожих с проектируемым двигателям по области применения, основные характеристики проектируемого двигателя. Тип двигателя: ТРДД Д-36 Двигатель Д-36 выполнен по трёхвальной схеме и имеет модульную конструкцию. В конструкции широко использован титан. Двигатель состоит из одноступенчатого трансзвукового вентилятора с титановыми лопатками ротора, 6-ступенчатого компрессора низкого давления с нерегулируемым входным направляющим аппаратом, компрессора высокого давления, кольцевой камеры сгорания с 24 форсунками, одноступенчатой турбины высокого давления, одноступенчатой неохлаждаемой турбины низкого давления, трёхступенчатой турбины вентилятора. Модули двигателя: колесо вентилятора, спрямляющий аппарат вентилятора, вал вентилятора, компрессор низкого давления, коробка приводов, задняя опора, турбина вентилятора, ротор турбины низкого давления, корпус опоры турбины, ротор турбины высокого давления, камера сгорания, промежуточный корпус в сборе с компрессором высокого давления. Двигатель оборудован системой реверса. НК-8У Турбовентиляторный двигатель НК-8-2У представляет собой двухконтурный, двухкаскадный, газотурбинный двигатель со смешением потоков воздуха и газа. Этот двигатель является модификацией двигателя НК-8-2, у него повышенная тяга, уменьшенный удельный расход топлива и увеличенная тяга реверса. На взлетном и крейсерских режимах у двигателя НК-8-2У более высокие запасы газодинамичесой устойчивости. На двигателе НК-8-2У установлена система сигнализации опасной температуры подшипников СТП-3 и система ограничения температуры выходящих газов РТ-12-9АТ. В масляной системе в линии откачки масла из опор стоят магнитные пробки, позволяющие судить о состоянии деталей опор роторов. Для осмотра в процессе эксплуатации проточной части двигателя, лопаток компрессора низкого и высокого давления, а также лопаток турбины предусмотрены специальные окна, через которые может осуществляться зачистка забоин на лопатках без снятия двигателя. Кроме того, на двигателе выполнены работы, повышающие надежность узлов и их ресурс. Д-436ТП Трехвальный, турбореактивный, двухконтурный двигатель Д-436-148 состоит из пятнадцати ступенчатого компрессора, промежуточного корпуса, кольцевой камеры сгорания, пятиступенчатой турбины, реверсивного устройства в наружном (вентиляторном) корпусе и разделительных нерегулируемых выходных сопел наружного и внутреннего контуров. 3 Компрессор двигателя осевой, трехкаскадный. Состоит из вентилятора, дозвуковой, подпорной ступени вентилятора, околозвукового компрессора низкого давления (КНД) и дозвукового компрессора высокого давления (КВД). КНД и КВД имеют клапаны перепуска воздуха. Камера сгорания с жаровой трубой кольцевого типа, с восемнадцатью одноканальными топливными форсунками (четыре из них - аэрофорсунки). На корпусе камеры сгорания установлены два воспламенителя факельного типа со свечами зажигания. Турбина реактивная, трехкаскадная состоит из одноступенчатой турбины высокого давления (ТВД), одноступенчатой турбины низкого давления (ТНД) и трехступенчатой турбины вентилятора (ТВ). Каждая из турбин приводит во вращение соответствующий ротор компрессора. Роторы вентилятора, КНД и КВД связаны между собой только газодинамически и имеют различные оптимальные для них частоты вращения. Реверсивное устройство (РУ) решетчатого типа, кольцевое с неподвижными решетками и двенадцатью створками, перекрывающими при реверсировании канал наружного контура двигателя. Сравним характеристики двигателей-прототипов в таблице №1. НК-8 Д-436ТП Д-36 Тип двигателя ТРДД ТРДД ТРДД Компрессор Осевой, двухкаскадный Осевой, трехкаскадный Осевой, трехкаскадный Количество ступеней компрессора КНД - 4 КВД - 6 Вентилятор-1 КНД - 6 КВД - 7 Вентилятор - 1 КНД - 6 КВД - 7 Камера сгорания Кольцевая (139) Кольцевая (18) Кольцевая (24) Турбина Осевая, двухвальная Осевая, трехвальная Осевая, трехвальная Количество ступеней турбины ТВД – 1 ТНД - 2 ТВД – 1 ТНД – 1 ТВ - 3 ТВД – 1 ТНД – 1 ТВ - 3 Тяга взл., кгс. 9500 8200 6500 Тяга крейс., кгс. 2250 1600 1600 Уд. Расход взл, кг/кгс.час 0,62 0,376 0,375 Уд. Расход крейс, кг/кгс.час 0,84 0,617 0,65 Степень двухконтурности 0,984 4,95 5,34 Степень повышения давления 10,25 22 20 Температура газа перед турбиной 1200 1630 1450 Масса двигателя 2320 1450 1100 4 Схема проектируемого двигателя с указанием расчетных сечений представлена на рис.1. Рисунок №1 Результаты газодинамического расчета двигателя для условий взлетного режима при H=0, M=0 по результатам выполнения курсовой работы по дисциплине “Теория авиационных двигателей”. Значения оптимальных степеней повышения давления: π *КНД.опт = 1,42 π *КВД.опт = 14,085 π *ТНД.опт = 2,73 π *ТВД.опт = 5,15 Таблица №2 Параметр Вход КНД Выход КНД Вход КВД Выход КВД Вход ТВД Выход ТВД Вход ТНД Выход ТНД p*, Па 97272 136181 138126 1945508 1945508 377768 377768 138376 Т*, град. K 288,15 326,1 326,1 776 1450 1064 1064 860,15 G, кг/с 274,66 274,66 49,21 49,21 49,21 49,21 49,21 49,21 5 2. Анализ возможных конструктивных схем на примере двигателей- прототипов и выводы по особенностям конструкции, которые предполагается реализовать в проектируемом двигателе. Возможную конструкцию проектируемого двигателя частично предопределил курсовой проект по дисциплине «Теория авиационных двигателей», в котором было определены газовоздушные характеристики проточной части, а именно геометрические характеристики проточных частей. Конструкция проектируемого ТРДД такая же как у многих современных двигателей: входное устройство, вентилятор, КНД с 1 ступенью, 11-ти ступенчатый КВД с поворотными лопатками НА, камера сгорания – трубчато-кольцевая, двухступенчатая ТВД с охлаждаемыми лопатками РК, 2-х ступенчатая ТНД с поворотными лопатками СА, и выходное устройство. 2.1 Входное устройство НК-8 Направление потока воздуха формируется 12-ю радиально расположенными лопатками. К каждой лопатке спереди приклепан дефлектор, образующий со входной кромкой лопатки полость, куда подается горячий воздух с целью предотвращения льдообразования. Подача горячего воздуха по лопаткам производится из общего кольцевого ресивера между наружным кольцом ВНА и кольцом ресивера. В ресивер воздух подается из-за 10 ст. компрессора по отдельному воздухопроводу с управляемой заслонкой, расположенному поверх оболочки двигателя. Рисунок №2 Входной направляющий аппарат схема расположения трубопроводов, электропроводов и фланцев; 1—гайка: 2— контровочная шайба; 3—кок; 4—регулировочная шайба; 5—датчик тахометра ДТЭ-5Т; 6—электропровод датчика тахометра; 7—крышка передней опоры; 8— наружное кольцо; 9—полная лопатка; 10—консольная лопатка; 11—датчик сигнализатора обледенения ДО-206; 12—фланец подвода горячего воздуха; 13—кольцо ресивера; 14— корпус передней опоры; 15—фланец; 16—угольник трубопровода подвода огнегасящего состава; 17—угольник трубопровода подвода масла; 18—угольник трубопровода отвода масла; 19—дефлектор; 20—электропровод датчика пожара; 21— датчик пожара ДП-6; 22—шпилька крепления кока На кольце ресивера с наружной стороны (с левой стороны двигателя) приклепаны фланцы, к которым крепятся: угольник трубопровода подвода масла к передней опоре 6 (4-я стойка), угольник трубопровода отвода масла (5-я стойка), фланец трубопровода подвода горячего воздуха для подогрева масла в ПО (от соседних ГПА), фланец трубопровода подвода горячего воздуха из-за 10 ступ. компрессора на обогрев ВНА и кока. Спереди к ВНА стыкуется проставка, окончательно формирующая поток воздуха перед двигателем после уравнительной трубы (входного коллектора ГПА) и на которой расположены: 6 шт. заглушенных фланцев для монтажа промывочных зондов, фланец крепления трубопровода подвода воздуха к термокорректору агрегата Р016 (трубопровод с теплоизоляцией зеленого цвета), фланец для крапления приемника замера температуры на входе в двигатель (П-98А). Д-36 Вентилятор (рисунок 2.2) состоит из следующих основных узлов: ротора 1 с вращающимся коком 10, передней опоры 8 ротора с шарикоподшипником 9 и статора вентилятора.В статор входят корпус 2 и спрямляющий аппарат 5. На внутреннюю поверхность корпуса 2, выполненного из титанового сплава, в зоне рабочих лопаток вентилятора нанесено прирабатываемое покрытие 3. Для повышения прочности и жесткости на внешнюю поверхность корпуса методом намотки нанесен углепластик 4. На переднем фланце корпуса имеются тридцать шесть отверстий для крепления самолетного воздухозаборника, задним фланцем корпус крепится болтовым соединением к спрямляющему аппарату. В верхней правой части корпуса приклепана бобышка для крепления приемника полного давления воздуха системы регулирования. В нижней части приклепаны два кронштейна крепления тяг управления двигателем. Спрямляющий аппарат выравнивает воздушный поток за рабочим колесом до осевого направления. Рисунок №3 7 2.2 Компрессор НК-8 Компрессор двигателя НК-8 состоит из девятиступенчатого осевого компрессора, состоящего из четырехступенчатого компрессора низкого давления и шестиступенчатого компрессора высокого давления. Компрессор низкого давления состоит из двух вентиляторных ступеней, обеспечивающих сжатие и подачу воздуха в наружный контур (II контур) и внутренний контур (I контур), и двух дополнительных ступеней, которые сжимают и подают воздух на компрессор высокого давления. Рисунок №4 Компрессор высокого давления для обеспечения устойчивой работы при запуске и работе на малой частоте вращения оборудован регулируемым направляющим аппаратом и клапанами перепуска воздуха Рисунок №5 8 Д-36 Компрессор двигателя - трехкаскадный, состоит из вентилятора, компрессора низкого давления (КНД) и компрессора высокого давления (КВД). Вентилятор имеет одну сверхзвуковую ступень, предназначен для приращения энергии воздуха, проходящего через второй контур двигателя, и для предварительного поджатия воздуха, поступающего в первый контур двигателя. Рисунок №6 КНД и КВД предназначены для сжатия воздуха, проходящего через первый контур двигателя, и подачи этого воздуха в камеру сгорания. КНД имеет 6 ступеней, причем первые три ступени - околозвуковые, а остальные - дозвуковые. КВД имеет 7 дозвуковых ступеней. Основными узлами каждого каскада являются ротор и статор. Все три ротора механически не связаны между собой и вращаются с разными числами оборотов. Ротор вентилятора состоит из диска, рабочих лопаток и вала. Роторы КНД и КВД - диско - барабанной конструкции. На валах вентилятора, КНД и КВД монтируются узлы передних опор роторов двигателя с шариковыми подшипниками. Ротор вентилятора приводится во вращение трехступенчатой турбиной вентилятора, роторы КНД и КВД - одноступенчатыми турбинами низкого давления (ТНД) и высокого давления (ТДД) соответственно. Статор вентилятора состоит из корпуса вентилятора и спрямляющего аппарата, расположенного во втором контуре. Статоры КНД и КВД представляют собой корпуса, в проточной части которых размещены лопатки спрямляющих аппаратов. КНД Ротор (рисунок 2.13) - шестиступенчатый, диско-барабанной конструкции, состоит из следующих основных деталей: рабочего колеса 1 ступени I, рабочего колеса 2 ступени II, рабочего колеса 3 ступени V, сварной секции 7 рабочих ко лес IV, V и VI ступеней; переднего вала 15, заднего вала 12, переднего лабиринта 34, заднего лабиринта 9 с зубчатым венцом 10 являющийся индуктором для датчика замера оборотов ротора КНД бесконтактным способом. Каждое рабочее колесо ротора состоит из диска и рабочих лопаток, установленных в ободе диска с помощью замков типа "ласточкин хвост". От осевого перемещения лопатки зафиксированы пластинчатыми замками. 9 Рисунок №7 Статор компрессора (рисунок 2.15) состоит из корпуса 7, рабочих колец 8 и направляющих аппаратов 1. Корпус компрессора низкого давления - цельный, выполнен из листового материала, имеет два приваренных фланца: передний 2, имещий тридцать восемь отверстий для соединения с передним корпусом, и задний 20, имеющий 44 отверстия для соединения с промежуточным корпусом. КВД Ротор (рисунок 2.23) - семиступенчатый, диско - барабанной конструкции, состоит из следующих основных деталей: секции ротора I-V ступеней I, рабочих колес VI ступени - 2 и VII ступени - 4, проставки 3, переднего вала 7 и зад него вала 6. Секция ротора 1 состоит из пяти дисков, сваренных в барабан, рабочих лопаток, установленных в ободе каждого диска с помощью замков типа "ласточкин хвост". Барабан имеет фланец, которым он стыкуется с рабочим колесом VI ступени 2. Рисунок №8 10 Статор (рисунок 2.25) состоит из корпуса 5, рабочих колец 13 и направляющих аппаратов 21. Корпус компрессора - цельный, сварной. К кожуху приварены встык передний 2 и задний 14 фланцы. 2.3 Камера сгорания НК-8 Корпус камеры сгорания входит в силовую схему двигателя и воспринимает нагрузки, возникающие во время работы двигателя. Наружный корпус 3 сварной конструкции состоит из двух оболочек и двух фланцев 4 и 6 для крепления к спрямляющему аппарату компрессора высокого давления и к сопловому аппарату первой турбины. С передней наружной стороны на корпусе имеются фланцы, к которым крепят фиксаторы 13 жаровой трубы 2, два воспламенителя 5, смотровой лючок 7, штуцер 8 отбора воздуха на агрегат управления регулируемого направляющего аппарата, гильзы 17. В гильзе 17 с помощью вкладыша 19 установлен штуцер 18 с трубкой 16, через которую подается топливо в блок форсунок — к форсункам первого и второго контура. Снизу к корпусу приклепан дренажный бачок 9 для сбора топлива после останова двигателя. Из дренажного бачка топливо удаляется эжекцией через боковое отверстие в поток воздуха наружного контура. Рисунок №9 11 Внутренний корпус 1 переменного сечения состоит из кожуха и трех ребер жесткости 10, приваренных с внутренней стороны кожуха. Передним фланцем корпус крепится к фланцу, образованному лопатками спрямляющего аппарата, компрессора высокого давления, а задним фланцем — к конусу внутреннего корпуса соплового аппарата первой турбины. Жаровая труба (рис. 25) кольцевого типа состоит из блока форсунок 12, наружного 4 и внутреннего 7 кожухов и наружного кольца 2. Блок форсунок сварной конструкции (рис. 26) расположен в передней части 36 жаровой трубы, образует два кольцевых топливных коллектора 2 и 9 форсунок первого 5 и второго 7 контуров. Из коллектора 9 через экранирующие трубки 16 топливо подается к форсункам первого контура 5, а из коллектора 2 — к форсункам 7 второго контура. На блоке форсунок в два кольцевых ряда установлены 139 топливных рабочих форсунок. В наружном кольцевом ряду установлено 70 форсунок, из них 35 форсунок первого контура, а 35 — второго. Во внутреннем ряду установлены 69 форсунок второго контура. Возле каждой форсунки выполнены сегментные отверстия для прохода первичного воздуха. Для предотвращения коксообразования в коллекторах 9 и 2 к блоку форсунок приклепаны козырек 12 и отражатель 8, под которые вводят теплоизолирующую набивку. Топливные форсунки состоят из корпуса, к которому через лопатки завихрителя 14 крепят конфузорные или диффузорные втулки. Внутри диффузорных втулок имеется конический стабилизатор. В корпусе установлены распылитель 4 и фильтр 11. Форсунки закреплены шлицевыми гайками 13. Д-36 Камера сгорания предназначена для организации процесса сгорания топлива и подвода газов к лопаткам соплового аппарата турбины высокого давления. Рисунок №10 12 Камера сгорания (рисунок 4.2) - кольцевого типа, состоит из корпуса 9, жаровой трубы 8, диффузора 1 со спрямляющим аппаратом VII ступени компрессора высокого давления, топливного коллектора 3, форсунок 6, трубопроводов подвода топлива 5 и двух воспламенителей 7. Воздушный тракт камеры представляет кольцевой канал, образованный оболочками Диффузора 1, корпуса 9 и внутреннего кожуха 10 соплового аппарата. В воздушном тракте камеры установлена жаровая труба 8. Спереди, к камере крепится корпус компрессора высокого давления, сзади - сопловой аппарат и корпуса турбины высокого давления. 2.4 Турбина НК-8 На двигателе НК-8 установлена двухкаскадная трехступенчатая турбина (рис. 27). Первая турбина (детали 1, 2, 12) одноступенчатая высокого давления. Вторая турбина (4, 11) двухступенчатая низкого давления. Турбина высокого давления расходует механическую работу на привод компрессора высокого давления и на приводные агрегаты, установленные на коробках двигательных и самолетных агрегатов. Турбина состоит из статора (1 и 2) и ротора 12 с опорой 5. Статор ТВД (рис. 28) — это сопловой аппарат, который состоит из наружного корпуса (детали 6 и 8), внутреннего корпуса (1 и 2) и лопаток 3. Ротор ТВД (рис. 29) состоит из вала 1, рабочего колеса с задней опорой. Рисунок №11 13 Турбина низкого давления (см. рис. 27) расходует механическую работу на привод компрессора низкого давления и на приводные агрегаты в передней, средней и задней опорах двигателя. Турбина состоит из статора 4, ротора 11 и задней опоры 5 двигателя. Статор ТНД состоит из двух сопловых аппаратов второй и третьей ступеней, аналогичных по конструкции (см. рис. 28). Каждый сопловой аппарат состоит из наружного кольца (10 и 14), внутреннего корпуса (19 и 21), лопаток (9 и 18) и замкового кольца (12 и 16). Ротор ТНД (рис. 30) состоит из вала 20, дисков рабочих колес второй 3 и третьей 4 ступеней, задней опоры. Рисунок №12 Д-36 Турбина высокого давления - осевая, одноступенчатая, преобразует тепло- перепад в механическую работу, идущую на привод компрессора высокого давления и агрегатов. Турбина низкого давления - осевая, одноступенчатая, преобразует теплоперепад в механическую работу, идущую на привод компрессора низкого давления. Турбина вентилятора - осевая, трехступенчатая, преобразует теплоперепад в механическую работу, идущую на привод вентилятора. 14 Рисунок №13 Турбина высокого давления (ТВД) включает статор и ротор. Рисунок №14 15 Статор (рисунок 5.2) состоит из соплового аппарата, включающего наружный корпус 1, внутренний корпус 11, семь секторов 6 и одну лопатку соплового аппарата между июли, задний корпус 4, десять проставок 1 ступени 5, колец 7 и 8 с сотовыми элементами лабиринтного уплотнения Рисунок №15 Ротор ТВД (рисунок 5.5) состоит из рабочего колеса 5, заднего вала 15 о гребешками лабиринтного, уплотнения, деталей 1, 2, 3, 4, 19 безрасходного уплотнения, роликоподшипника 17, гаек 11 и стяжных болтов 12 крепления валов к рабочему колесу 5, гайки 18 крепления роликоподшипника 17 на заднем валу 15, деталей 14, 20, уплотнения полости, образованной ступичной частью диска рабочего колеса и экраном. 16 Турбина низкого давления (ТНД) включает статор и ротор. Статор (рисунок 5.10) состоит из корпуса опор турбин, включающего наружный 21 и внутренний 16 корпуса, соединенные между собой при помощи девяти болтов 22 и призонных втулок 23, и девять секторов 20 лопаток соплового аппарата II ступени, смонтированных между этими корпусами. Ротор ТНД (рисунок 5.10) состоит из рабочего колеса 1, вала 9, роликоподшипника 12 ТНД, втулки 10, упорного кольца 11, болтов 6 и гаек 8 крепления вала к рабочему колесу, гайки 13 крепления роликоподшипника и деталей без- расходного уплотнения на валу, колец лабиринтного уплотнения. Рисунок №16 Турбина вентилятора (ТВ) состоит из статора 1 (рисунок 5.17) и ротора 2. Статор (рисунок 5.19) турбины вентилятора состоит из наружного корпуса 6, девятнадцати секторов 2 лопаток соплового аппарата III ступени, девятнадцати секторов 8 лопаток соплового аппарата IV ступени, двадцати одного сектора 10 лопаток соплового аппарата V ступени, внутренних корпусов 1, 13, 12 сопловых аппаратов III, IV, V ступеней соответственно и проставок (5, 9, 11) III, IV, V ступеней. Ротор турбины вентилятора состоит из рабочего колеса III ступени - 3, рабочего колеса IV ступени - 2, рабочего колеса V ступени - 15, вала 19 с роликоподшипником 22, гайки 26, шайбы 25 её стопорящей, лабиринтного кольца 24, болтов 8, гаек 7 и шайб 6, стяжных болтов 18, с гайками Рисунок №17 17 и шайбами 16, уплотнительных колец 1, упорных колец 21, 23 и деталей безрасходного уплотнения. 17 2.5 Выходное устройство НК-8 Задняя опора (рис. 32) является основной силовой частью двигателя сварной конструкции, состоит из сопла, внутреннего корпуса и шести вилок. Сопло состоит из наружного кожуха 8, внутреннего кожуха 17 и шести ребер-стоек 20. Наружный кожух 8 передним фланцем крепится к статору турбины. Сзади к кожуху 8 приварено силовое кольцо с двумя фланцами. К заднему фланцу силового кольца крепится смеситель 13, а в верхней части установлены два кронштейна 10 для вилки заднего узла подвески двигателя на самолет. Спереди наружный кожух усилен шестью парными продольными ребрами жесткости 16. С помощью болтов к парным ребрам крепятся демпферы, поддерживающие проставку внешнего контура. Для прохода силовых вилок 9 между ребрами 16 выполнены просечки. Вокруг просечек приварены манжеты, на которые телескопически опираются ребра-стойки 20. На кожухе при варены четыре гнезда 25 для установки термопар. Рисунок №18 18 Реактивное сопло установлено, представляющее собой трубу переменного сечения. Для крепления к двигателю спереди приварен фланец 1. Для увеличения жесткости к соплу приварены кольцевые ребра жесткости 2 и 3. Выходная часть усилена кольцом 4. Ось задней части сопла расположена под углом 6°30' к продольной оси двигателя. На первом и третьем двигателях сопло 46 крепят к выходной части реверса. Сопло состоит из корпуса насадка 7, к которому с помощью быстросъемного соединения 6 крепится реактивный насадок 5. Быстросъемное соединение 6 позволяет поворачивать реактивный насадок на 180° в зависимости от установки двигателя — слева или справа самолета. Продольная ось насадка 5 отклонена от оси двигателя на угол 6°30'. Отклонение газовой струи для внешних двигателей производится в горизонтальной плоскости в стороны от продольной оси самолета, а для второго двигателя — вверх. Рисунок №19 Д-36 Задняя опора - силовой элемент турбины, состоит из наружного корпуса 2, внутреннего корпуса 32, восьми силовых стоек 4 с обтекателями 10 и включает переднее уплотнительное кольцо 28, корпус форсунок 24, кольцо, левое 27 и правое 25 масляного демпфера, уплотнительные кольца 13, 20, 26, переходник трубы подвода масла 39, переходник трубы суфлирования 38, переходник трубы откачки масла 40 из масляной полости, переходник отбора воздуха 30, коммуникации, расположенные внутри обтекателей 10, заднюю крышку 23, насадок 16 и стекатель 18. Кроме того, задняя опора, насадок и стекатель образуют газовоздушный тракт (реактивное сопло) на выходе из двигателя, в котором происходит преобразование тепловой энергии и энергии давления в кинетическую энергию потока, создающего тягу двигателя. 19 Рисунок №20 2.6 Характеристика силовой схемы двигателя НК-8 Рисунок №21 В наружном контуре воздух проходит по каналу, образованному наружными и внутренними оболочками и поступает в камеру смешения, где смешивается с горячими газами, выходящими из внутреннего контура. Во внутреннем контуре после вентиляторных ступеней воздух сжимается в двух ступенях компрессора низкого давления и через регулируемый направляющий аппарат поступает в шестиступенчатый компрессор высокого давления. На выходе из компрессора высокого давления давление pI воздуха достигает максимальной величины, при этом 20 существенно возрастает температура T1. Из компрессора воздух поступает в камеру сгорания и разделяется на два потока: — первичный поток проходит через отверстия в блоке форсунок и смешивается с топливом, которое подается через 139 топливных форсунок, и воспламеняется от двух воспламенителей; — вторичный поток, охлаждая стенки камеры сгорания, постепенно подмешивается к продуктам сгорания, чем достигается необходимая температура газа перед турбиной. В результате сгорания топливовоздушной смеси значительно возрастает температура ТI , а давление рI рабочего тела по длине камеры сгорания несколько уменьшается из- за гидравлического и теплового сопротивления камеры. Из камеры сгорания газ поступает последовательно на три ступени турбины, где происходит процесс расширения, в результате которого совершается механическая работа. Мощность первой ступени затрачивается на вращение компрессора высокого давления и привод агрегатов, обеспечивающих работу систем двигателя и самолета. Мощность двух следующих ступеней затрачивается на вращение компрессора низкого давления и привод агрегатов двигателя в передней, средней и задней опорах. Между роторами высокого и низкого давления имеется только газодинамическая связь. Температура ТI и давление pI газа в турбине уменьшаются, но превышают атмосферные значения. При последующем расширении рабочего тела в реактивном сопле газовый поток разгоняется и его скорость на выходе из сопла превосходит скорость потока воздуха, поступающего в двигатель через входное устройство, в результате чего во внутреннем контуре создается реактивная тяга. Воздух, поступивший из компрессора низкого давления во внешний контур, расширяется в реактивном сопле. Тяга во внешнем контуре создается благодаря разности скорости истечения потока воздуха из реактивного сопла и скорости полета. Суммарная тяга двигателя складывается из тяги внутреннего и тяги внешнего контуров, причем в зависимости от параметров двигателя и режима его работы соотношение тяг может меняться. Истечение газовоздушной смеси из двигателя НК-8- 2У происходит через общее реактивное сопло. Д-36 В силовую схему корпуса двигателя входят силовые корпуса компрессора 1, камеры сгорания 3 и 6, турбины 4, а также опоры ротора 8 и элементы, передающие усилия с опор на корпус 2, 5 и 7. Силовые корпуса ГТД, в рабочих условиях подвержены действию статических и динамических (вибрационных) нагрузок. Вибрационные нагрузки, действующие на корпуса двигателя, порождаются неуравновешенностью 21 роторов, колебательными процессами в проточной части двигателя, вибрацией агрегатов. Рисунок №22 Двигатель выполнен по трехвальной схеме с передним расположением вентилятора и укороченным каналом внешнего контура; состоит из осевого 14-ступенчатого компрессора, промежуточного корпуса, кольцевой камеры сгорания, пятиступенчатой турбины и нерегулируемых сопел внешнего и внутреннего контуров. Взамен сопла внешнего контура на двигатель может быть установлено реверсное устройство. Особенность трехвальной схемы - разделение ротора компрессора на три самостоятельных ротора, каждый из которых приводится во вращение своей турбиной. При этом роторы имеет различные оптимальные для них обороты и связаны между собой только газодинамической связью. 22 |