 |
Произвести краткий анализ составленной конструктивно-силовой схемы двигателя.
|
|
|
|
Под анализом следует понимать рассмотрение достоинств и недостатков составных частей конструктивно-силовой схемы – ее основных конструкционных признаков. При этом следует обратить внимание на адекватность основных свойств конструкционных признаков требованиям, предъявляемым к конструктивно- силовой схеме данного двигателя.
Список наиболее важных требований, предъявляемых к конструктивно-силовым схемам АД и ЭУ, определяется техническим заданием и может быть сформулирован в самом общем виде как:
· необходимая жесткость ротора(ов) и статора при минимальной массе;
· прочностная надежность силовых деталей и элементов;
· оптимальное распределение силового потока для получения минимальных нагрузок на силовые детали и элементы;
· статическая определимость системы ротор – статор;
· свобода температурных деформаций;
· модульность;
· резерв совершенствования;
· независимая доводка структурных элементов.
Этот список неполный и может быть расширен за счет его детализации, а также специфических требований, зависящих от назначения АД и ЭУ.
Следует помнить, что принятие того или иного решения связано с техническим совершенством АД и ЭУ – комплексом свойств, которые определяют уровень технических, производственных, эксплуатационных, эргономических, патентно-правовых характеристик. А это достигается путем разрешения противоречий, свойственных диалектическому процессу развития сложных технических устройств – АД и ЭУ.
Анализ составленной конструктивно-силовой схемы следует представить в предлагаемой последовательности.
Общие сведения о двигателе – объект применения, основные данные;
Вид ГТД – ТВД, ТВаД, ТРД, ТРДФ, ТРДД, ТРДДФ, ТВВД;
|
|
|
Число валов – одновальный (однороторный), двухвальный (двухроторный), трехвальный(трехроторный);
Конструкционные признаки:
· входное устройство – дозвуковое, сверхзвуковое;
· компрессор(ы) - осевой, центробежный, комбинированный; количество каскадов и ступеней в них; тип ротора(ов) – барабанный, дисковый, барабанно-дисковый; тип соединений элементов ротора(ов) – неразборное (сварное, штифтовое), разборное (фланцевое болтовое, шлицевое) - элементы передачи крутящего момента и осевой силы; тип силовых корпусов статора – неразъемные, разъемные.
· турбина(ы) - осевая, центростремительная; количество каскадов и ступеней в них; тип ротора(ов) – барабанный, дисковый, барабанно-дисковый; тип соединений элементов ротора(ов) – неразъемное (сварное, штифтовое), разъемное (фланцевое болтовое, шлицевое); элементы передачи крутящего момента и осевой силы.
· камера сгорания основная - трубчатая, кольцевая, трубчато-кольцевая, противоточная;
· форсажная камера сгорания;
· выходные устройства:
реактивное сопло – дозвуковое, сверхзвуковое, нерегулируемое, регулируемое; реверсивное устройство - ковшовое, решетчатое, во внутреннем или наружном контуре.
Виды силовых связей ротора(ов) и статора по осевому, радиальному и окружному направлениям:
количество (2, 3, 4,…), тип (плавающие, фиксирующие, статорные, межвальные) и расположение опор роторов; особенности осевой фиксации роторов; количество и расположение силовых поясов.
Соединения валов роторов турбин и компрессоро в (жесткое, подвижное);
Тип силовой связи корпусов (одноконтурная внутренняя или внешняя, двухконтурная незамкнутая или замкнутая).
Модульность;
Система крепления ГТД к летательному аппарату (основные и вспомогательные плоскости крепления);
Система осевой разгрузки фиксирующих опор (разгрузочные полости передних и задних торцов ротора компрессора);
|
|
|
3. Рассмотреть баланс осевых газовых сил.
Показать стрелками на конструктивно-силовой схеме направления газовых осевых сил, действующих на структурные элементы двигателя и их результирующую – силу тяги двигателя. Такое распределение осевых газовых сил называется балансом осевых газовых сил.
Пример баланса осевых газовых сил ТРДДФ НК-144 представлен на рисунке 2.
Рисунок 2 – Баланс газовых осевых сил: Р – тяга двигателя; Рву – входное устройство; Рскн – статор компрессора низкого давления; Рркн – ротор компрессора низкого давления; Рскв – статор компрессора высокого давления; Рркв – ротор компрессора высокого давления; Рстн – статор турбины низкого давления; Рртн – ротор турбины низкого давления; Рств – статор турбины высокого давления; Рртв – ротор турбины высокого давления; Ркс – камера сгорания основная; Рфкс – камера сгорания форсажная; Ррс – реактивное сопло; Рфон – опора фиксирующая ротора низкого давления; Рфов – опора фиксирующая ротора высокого давления; Р1, Р2, Р3, Р4 – разгрузочные усилия, действующие на передние и задние торцы роторов компрессоров низкого и высокого давлений.
Построить эпюры осевых газовых сил ротора (ов). Проанализировать влияние месторасположения этих опор на характер вызываемых осевых деформаций ротора(ов) (растяжение, сжатие), величину осевых зазоров и условия работы элементов соединений ротора(ов). Пример построения эпюр осевых газовых сил роторов низкого и высокого давлений ТРДДФ НК-144 показан на рисунке 3. (Для упрощения анализа влияния разгрузочных усилий не учтены).
Составить диаграмму баланса осевых газовых сил. Объяснить работу разгрузочных устройств, снижающих осевые нагрузки на радиально-упорные подшипники фиксирующих опор.
Пример оформления диаграммы баланса осевых газовых сил ТРДДФ НК-144 приведен на рисунке 4.
 |
Рисунок 4 – Диаграмма баланса осевых газовых сил ТРДДФ НК-144
При проведении лабораторных занятий использовать методические материалы согласно списку использованных источников.
|
|
|
