Иноземцев А.А., Сандрацкий В.Л. Газотурбинные двигатели

Подождите немного. Документ загружается.

Ãëàâà 2 - Îñíîâíûå ïàðàìåòðû è òðåáîâàíèÿ ê ÃÒÄ

100

Оп

åдåлåíèå

Äîêóìåíò, ñîäåðæàùèé èçîáðàæåíèå äåòàëè è äðóãèå äàííûå, íåîáõîäèìûå äëÿ åå èçãîòîâëåíèÿ

è êîíòðîëÿ

Äîêóìåíò, ñîäåðæàùèé èçîáðàæåíèå ñáîðî÷íîé åäèíèöû è äðóãèå äàííûå, íåîáõîäèìûå äëÿ åå

ñáîðêè (èçãîòîâëåíèÿ) è êîíòðîëÿ. Ê ñáîðî÷íûì ÷åðòåæàì òàêæå îòíîñÿò ÷åðòåæè, ïî êîòîðûì

âûïîëíÿþò ìîíòàæ, àãðåãàòîâ è îáâÿçêè

Äîêóìåíò, îïðåäåëÿþùèé êîíñòðóêöèþ äâèãàòåëÿ, ðàñïîëîæåíèå îñíîâíûõ àãðåãàòîâ,

âçàèìîäåéñòâèå åãî ñîñòàâíûõ ÷àñòåé è ïîÿñíÿþùèé ïðèíöèï ðàáîòû èçäåëèÿ

Äîêóìåíò, îïðåäåëÿþùèé ãåîìåòðè÷åñêóþ ôîðìó (îáâîäû) èçäåëèÿ è êîîðäèíàòû ðàñïîëîæåíèÿ

ñîñòàâíûõ ÷àñòåé

Äîêóìåíò, ñîäåðæàùèé êîíòóðíîå (óïðîùåííîå) èçîáðàæåíèå èçäåëèÿ ñ ãàáàðèòíûìè,

óñòàíîâî÷íûìè è ïðèñîåäèíèòåëüíûìè ðàçìåðàìè

Äîêóìåíò, ñîäåðæàùèé äàííûå, íåîáõîäèìûå äëÿ âûïîëíåíèÿ ìîíòàæà ýëåêòðîîáâÿçêè èçäåëèÿ

Äîêóìåíò, ñîäåðæàùèé êîíòóðíîå (óïðîùåííîå) èçîáðàæåíèå èçäåëèÿ, à òàêæå äàííûå,

íåîáõîäèìûå äëÿ åãî óñòàíîâêè (ìîíòàæà) íà ìåñòå ïðèìåíåíèÿ

Äîêóìåíò, ñîäåðæàùèé äàííûå, íåîáõîäèìûå äëÿ âûïîëíåíèÿ óïàêîâûâàíèÿ èçäåëèÿ

Äîêóìåíò, íà êîòîðîì ïîêàçàíû â âèäå óñëîâíûõ èçîáðàæåíèé èëè îáîçíà÷åíèé ñîñòàâíûå ÷àñòè

èçäåëèÿ è ñâÿçè ìåæäó íèìè

Äîêóìåíò, îïðåäåëÿþùèé ñîñòàâ ñáîðî÷íîé åäèíèöû, êîìïëåêñà èëè êîìïëåêòà

Äîêóìåíò, ñîäåðæàùèé ïåðå÷åíü âñåõ ñïåöèôèêàöèé ñîñòàâíûõ ÷àñòåé èçäåëèÿ ñ óêàçàíèåì èõ

êîëè÷åñòâà è âõîäèìîñòè

Äîêóìåíò, ñîäåðæàùèé ïåðå÷åíü äîêóìåíòîâ, íà êîòîðûå èìåþòñÿ ññûëêè â êîíñòðóêòîðñêèõ

äîêóìåíòàõ èçäåëèÿ

Äîêóìåíò, ñîäåðæàùèé ïåðå÷åíü ïîêóïíûõ èçäåëèé, ïðèìåíåííûõ â ðàçðàáàòûâàåìîì èçäåëèè

Äîêóìåíò, ñîäåðæàùèé ïåðå÷åíü ïîêóïíûõ èçäåëèé, ðàçðåøåííûõ ê ïðèìåíåíèþ

Äîêóìåíò, ñîäåðæàùèé ïåðå÷åíü äîêóìåíòîâ, âîøåäøèõ â òåõíè÷åñêîå ïðåäëîæåíèå

Äîêóìåíò, ñîäåðæàùèé ïåðå÷åíü äîêóìåíòîâ, âîøåäøèõ â ýñêèçíûé ïðîåêò

Äîêóìåíò, ñîäåðæàùèé ïåðå÷åíü äîêóìåíòîâ, âîøåäøèõ â òåõíè÷åñêèé ïðîåêò

Äîêóìåíò, ñîäåðæàùèé îïèñàíèå óñòðîéñòâà è ïðèíöèïà äåéñòâèÿ ðàçðàáàòûâàåìîãî èçäåëèÿ,

à òàêæå îáîñíîâàíèå ïðèíÿòûõ ïðè åãî ðàçðàáîòêå òåõíè÷åñêèõ è òåõíèêî-ýêîíîìè÷åñêèõ

ðåøåíèé

Äîêóìåíò, ñîäåðæàùèé òðåáîâàíèÿ (ñîâîêóïíîñòü âñåõ ïîêàçàòåëåé, íîðì, ïðàâèë è ïîëîæåíèé)

ê èçäåëèþ, åãî èçãîòîâëåíèþ, êîíòðîëþ, ïðèåìêå è ïîñòàâêå

Äîêóìåíò, ñîäåðæàùèé òåõíè÷åñêèå äàííûå, ïîäëåæàùèå ïðîâåðêå ïðè èñïûòàíèè èçäåëèé,

à òàêæå ïîðÿäîê è ìåòîäû èõ êîíòðîëÿ

Äîêóìåíò, ñîäåðæàùèé â çàâèñèìîñòè îò åãî íàçíà÷åíèÿ ñîîòâåòñòâóþùèå äàííûå, ñâåäåííûå

â òàáëèöó

Äîêóìåíò, ñîäåðæàùèé ðàñ÷åòû ïàðàìåòðîâ è âåëè÷èí, íàïðèìåð, ðàñ÷åò ðàçìåðíûõ öåïåé,

ðàñ÷åò íà ïðî÷íîñòü è äð.

Äîêóìåíòû, ïðåäíàçíà÷åííûå äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ ïðè ýêñïëóàòàöèè, îáñëóæèâàíèè è ðåìîíòå

èçäåëèÿ â ïðîöåññå ýêñïëóàòàöèè

Äîêóìåíòû, ñîäåðæàùèå äàííûå äëÿ ïðîâåäåíèÿ ðåìîíòíûõ ðàáîò íà ñïåöèàëèçèðîâàííûõ

ïðåäïðèÿòèÿõ

Äîêóìåíò, ñîäåðæàùèé óêàçàíèÿ è ïðàâèëà, èñïîëüçóåìûå ïðè èçãîòîâëåíèè èçäåëèÿ (ñáîðêå,

ðåãóëèðîâêå, êîíòðîëå, ïðèåìêå è ò.ï.)

Ýêñïëóàòàöèîííûå

äîêóìåíòû

Ðåìîíòíûå äîêóìåíòû

Èíñòðóêöèÿ

Âåäîìîñòü ðàçðåøåíèÿ

Âåäîìîñòü òåõíè÷åñêîãî

Âåäîìîñòü ýñêèçíîãî

Âåäîìîñòü òåõíè÷åñêîãî

Ïîÿñíèòåëüíàÿ çàïèñêà

Òåõíè÷åñêèå óñëîâèÿ

Ïðîãðàììà è ìåòîäèêà

èñïûòàíèé

Òàáëèöà

Ðàñ÷åò

Âåäîìîñòü ñïåöèôèêàöèé

Âåäîìîñòü ññûëî÷íûõ

äîêóìåíòîâ

Âåäîìîñòü ïîêóïíûõ

èçäåëèé

Ìîíòàæíûé ÷åðòåæ

Óïàêîâî÷íûé ÷åðòåæ

Ñõåìà

Ñïåöèôèêàöèÿ

×åðòåæ îáùåãî âèäà

Òåîðåòè÷åñêèé ÷åðòåæ

Ãàáàðèòíûé ÷åðòåæ

Ýëåêòðîìîíòàæíûé

÷åðòåæ

Вèд дîêуìåíòà

×åðòåæ äåòàëè

Ñáîðî÷íûé ÷åðòåæ

Òàáëèöà 2.5.1.5_1

Âèäû äîêóìåíãòîâ

Â íàñòîÿùåå âðåìÿ ïðè ðàçðàáîòêå ÃÒÄ äëÿ

ñîêðàùåíèÿ ñðîêîâ ñîçäàíèÿ è ñíèæåíèÿ òåõíè-

÷åñêîãî è ôèíàíñîâîãî ðèñêîâ øèðîêî ïðàêòèêó-

åòñÿ îïåðåæàþùàÿ ðàçðàáîòêà è äîâîäêà êëþ÷å-

âûõ óçëîâ è òåõíîëîãèé. Â äàëüíåéøåì ýòè óçëû

è òåõíîëîãèè èñïîëüçóþòñÿ â êîììåð÷åñêèõ ïðî-

åêòàõ – ýòèì ñâîäÿòñÿ ê ìèíèìóìó ðàçëè÷íûå

ðèñêè. Êàê ïðàâèëî, ýòîò ïðîöåññ èäåò ïðè ôè-

íàíñîâîé ïîääåðæêå ãîñóäàðñòâà. Òàêîé ïîäõîä

â ïîëíîé ìåðå ïðèìåíÿåòñÿ ïðè ðàçðàáîòêå ãàçî-

ãåíåðàòîðà, êàê íàèáîëåå ñëîæíîãî è äîðîãîñòî-

ÿùåãî àãðåãàòà ÃÒÄ, îïðåäåëÿþùåãî òåõíè÷åñêîå

ñîâåðøåíñòâî äâèãàòåëÿ â öåëîì.

Ãëàâà 2 - Îñíîâíûå ïàðàìåòðû è òðåáîâàíèÿ ê ÃÒÄ

101

2.5.2.2 – Îñíîâíûå ïàðàìåòðû

è êîíñòðóêòèâíûå ñõåìû ãàçîãåíå-

ðàòîðîâ ÃÒÄ

Ðàññìîòðèì ïîíÿòèå ðàçìåðíîñòü ãàçîãåíåðà-

òîðà. Ðàçìåðíîñòü ãàçîãåíåðàòîðà õàðàêòåðèçóåò-

ñÿ ïðèâåäåííûì ðàñõîäîì âîçäóõà íà âõîäå â êîì-

ïðåññîð G

ÊÎ

è íà âûõîäå èç êîìïðåññîðà G

ÏÐ ÂÛÕ

Ïðèâåäåííûé ðàñõîä (êã/ñ)íà âûõîäå îïðåäå-

ëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå:

Â ïðèáëèæåííûõ îöåíêàõ ìîæíî ïîëüçîâàòü-

ñÿ óïðîùåííîé ôîðìóëîé:

Ïðèâåäåííûé ðàñõîä âîçäóõà íà âõîäå â êîì-

ïðåññîð ãàçîãåíåðàòîðà G

ÊÎ

õàðàêòåðèçóåò ïëîùàäü

è äèàìåòð íà âõîäå â êîìïðåññîð (ïðè îïðåäåëåí-

íîé ïðèâåäåííîé ñêîðîñòè íà âõîäå

λλ

ÂÕ

è âòóëî÷-

íîì îòíîøåíèè d

ÂÒ

Ïðèâåäåííûé ðàñõîä âîçäóõà ïî âûõîäó èç

êîìïðåññîðà G

ÏÐ ÂÛÕ

õàðàêòåðèçóåò ïëîùàäü è äè-

àìåòð (âûñîòó ëîïàòêè) íà âûõîäå èç êîìïðåññîðà.

Ýòèì ïàðàìåòðîì óäîáíî ïîëüçîâàòüñÿ ïðè îöåí-

êå äîñòèæèìîãî óðîâíÿ ìîùíîñòè (òÿãè) ÃÒÄ, ñî-

çäàâàåìûõ íà áàçå ãàçîãåíåðàòîðà. Áîëåå âûñîêàÿ

ðàçìåðíîñòü ãàçîãåíåðàòîðà (G

ÏÐ ÂÛÕ

) ïðè ôèêñèðî-

âàííîé ñóììàðíîé ñòåïåíè ñæàòèÿ êîìïðåññîðà

ïîçâîëÿåò èìåòü áîëüøèé ôèçè÷åñêèé ðàñõîä âîç-

äóõà ÷åðåç äâèãàòåëü è, ñîîòâåòñòâåííî, áîëüøóþ

ìîùíîñòü (èëè òÿãó).

ÏÐ ÂÛÕ

íå çàâèñèò îò «íàääóâà» (íàëè÷èÿ êîì-

ïðåññîðà íèçêîãî äàâëåíèÿ (ÊÍÄ)) íà âõîäå, òàêæå

êàê è îò ïîäñòàíîâêè ñòóïåíåé âïåðåäè êîìïðåñ-

ñîðà. Äîáàâëåíèå ñòóïåíåé çà êîìïðåññîðîì óìåíü-

øàåò G

ÏÐ ÂÛÕ

(ðàçìåðíîñòü ãàçîãåíåðàòîðà) è òðå-

áóåò áîëåå ðàäèêàëüíîãî èçìåíåíèÿ êîíñòðóêöèè

ãàçîãåíåðàòîðà.

Íåîáõîäèìî èìåòü â âèäó, ÷òî äëÿ ÃÒÄ ñ îñå-

âûì êîìïðåññîðîì ìîæåò ñóùåñòâîâàòü îãðàíè÷å-

íèå ìèíèìàëüíîé ðàçìåðíîñòè ãàçîãåíåðàòîðà ïðè

ÏÐ ÂÛÕ

< 2…2,5 êã/ñ. Ýòî ñâÿçàíî ñ óìåíüøåíèåì

âûñîòû ëîïàòîê ïîñëåäíèõ ñòåïåíåé êîìïðåññîðà

äî

ηη

< 16…18 ìì, âûçûâàþùèì çíà÷èòåëüíîå ïà-

äåíèå ê.ï.ä. èç-çà óâåëè÷åíèÿ îòíîñèòåëüíûõ çàçî-

ðîâ è íåáëàãîïðèÿòíîãî âëèÿíèÿ ÷èñëà Ðåéíîëüä-

ñà. Ýòîò ïðåäåë ìîæåò áûòü íåñêîëüêî óìåíüøåí,

åñëè ïðèìåíèòü ïîíèæàþùóþñÿ ôîðìó ïðîòî÷íîé

÷àñòè êîìïðåññîðà èëè óñòàíîâèòü íà âûõîäå öåí-

òðîáåæíóþ ñòóïåíü. Ãàçîãåíåðàòîðû ñ îñåöåíòðî-

áåæíûìè è öåíòðîáåæíûìè êîìïðåññîðàìè ÷àñòî

ïðèìåíÿþòñÿ â ìàëîðàçìåðíûõ àâèàöèîííûõ è íà-

çåìíûõ ÃÒÄ.

Ãàçîãåíåðàòîð õàðàêòåðèçóåòñÿ òåðìîäèíàìè-

÷åñêèìè ïàðàìåòðàìè:

- ìàêñèìàëüíîé òåìïåðàòóðîé ãàçà ïåðåä òóðáèíîé;

- ñòåïåíüþ ñæàòèÿ â êîìïðåññîðå;

- ðàñ÷åòíîé ñòåïåíüþ ðàñøèðåíèÿ â òóðáèíå;

- ê.ï.ä. êîìïðåññîðà è òóðáèíû.

Ýòè ïàðàìåòðû â ðåøàþùåé ñòåïåíè îïðåäå-

ëÿþò ïàðàìåòðû öèêëà è îñíîâíûå äàííûå ÃÒÄ.

Ê.ï.ä. óçëîâ ãàçîãåíåðàòîðà, êàê îñíîâíîãî ïðîèç-

âîäèòåëÿ ñâîáîäíîé ýíåðãèè, èìåþò ïîâûøåííîå

âëèÿíèå íà òÿãó (ìîùíîñòü) è ýêîíîìè÷íîñòü äâè-

ãàòåëÿ ïî ñðàâíåíèþ ñ ê.ï.ä. äðóãèõ óçëîâ ÃÒÄ (íà-

ïðèìåð, òóðáîêîìïðåññîðà íèçêîãî äàâëåíèÿ).

Òàêæå âàæíû ãåîìåòðè÷åñêèå è àýðîäèíàìè-

÷åñêèå ïàðàìåòðû óçëîâ ãàçîãåíåðàòîðà:

- ïðèâåäåííàÿ îêðóæíàÿ ñêîðîñòü êîìïðåññîðà;

- âòóëî÷íûå ñîîòíîøåíèÿ êîìïðåññîðà íà âõî-

äå è âûõîäå;

- ôîðìà ïðîòî÷íîé ÷àñòè;

- àýðîäèíàìè÷åñêàÿ íàãðóçêà ñòóïåíåé êîìï-

ðåññîðà è òóðáèíû (êîýôôèöèåíò òåîðåòè÷åñêîãî

íàïîðà êîìïðåññîðà Í

è ïàðàìåòð íàãðóæåííîñòè

òóðáèíû Y) îïðåäåëÿþò êîëè÷åñòâî ñòóïåíåé êîì-

ïðåññîðà è òóðáèíû è âëèÿþò íà êîíñòðóêòèâíûé

îáëèê è âûáîð ñèëîâîé ñõåìû ãàçîãåíåðàòîðà.

Ïîèñê îïòèìàëüíîãî ñî÷åòàíèÿ ãåîìåòðè÷åñ-

êèõ è àýðîäèíàìè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ, îáåñïå÷èâà-

þùèõ âûñîêèå ê.ï.ä. êîìïðåññîðà è òóðáèíû, ïðî÷-

íîñòü îñíîâíûõ äåòàëåé è ìèíèìàëüíóþ ìàññó

ãàçîãåíåðàòîðà äëÿ ÃÒÄ ðàçëè÷íûõ ñõåì è íàçíà÷å-

íèÿ – ñëîæíàÿ îïòèìèçàöèîííàÿ çàäà÷à, ðåøàåìàÿ

íà ýòàïå ïðîåêòèðîâàíèÿ ãàçîãåíåðàòîðà è ÃÒÄ.

Ãàçîãåíåðàòîðû ÃÒÄ ìàëîé ðàçìåðíîñòè âû-

ïîëíÿþòñÿ ñ îñåöåíòðîáåæíûìè èëè öåíòðîáåæ-

íûìè (îäíî- è äâóõñòóïåí÷àòûìè) êîìïðåññîðàìè.

Òóðáèíû ãàçîãåíåðàòîðà äàæå ïðè ìàëîé ðàçìåð-

íîñòè, êàê ïðàâèëî, âûïîëíÿþòñÿ îñåâûìè. Êîí-

ñòðóêòèâíûå ñõåìû ãàçîãåíåðàòîðîâ ðàçëè÷íîé

ðàçìåðíîñòè ïîêàçàíû íà Ðèñ. 2.5.2.2_1. Ïàðàìåò-

ðû ãàçîãåíåðàòîðîâ íåêîòîðûõ ñîâðåìåííûõ ÃÒÄ

äàíû â òàáëèöå 2.5.2.2_1.

Îñíîâíûå òåíäåíöèè ðàçâèòèÿ ãàçîãåíåðàòî-

ðîâ ñîâðåìåííûõ ÃÒÄ:

- ïîâûøåíèå àýðîäèíàìè÷åñêîé íàãðóæåííî-

ñòè ñòóïåíåé êîìïðåññîðà è òóðáèíû äëÿ ñîêðàùå-

íèÿ êîëè÷åñòâà ñòóïåíåé ãàçîãåíåðàòîðà è ñîîòâåò-

ñòâóþùåãî ñíèæåíèÿ ñòîèìîñòè ïðîèçâîäñòâà

è ðåìîíòà;

Ãëàâà 2 - Îñíîâíûå ïàðàìåòðû è òðåáîâàíèÿ ê ÃÒÄ

102

Ðèñóíîê 2.5.2.2_1 – Êîíñòðóêòèâíûå ñõåìû ãàçîãåíåðàòîðîâ ðàçëè÷íîé ðàçìåðíîñòè

Ãëàâà 2 - Îñíîâíûå ïàðàìåòðû è òðåáîâàíèÿ ê ÃÒÄ

103

- ïîâûøåíèå ìàêñèìàëüíîé òåìïåðàòóðû ãàçà

ïåðåä òóðáèíîé;

- óìåíüøåíèå ðàçìåðíîñòè ãàçîãåíåðàòîðà äëÿ

ÃÒÄ ôèêñèðîâàííîé òÿãè (ìîùíîñòè) â ñâÿçè ñ îá-

ùåé òåíäåíöèåé ïîâûøåíèÿ òåìïåðàòóðû ãàçà ïå-

ðåä òóðáèíîé è ñòåïåíè äâóõêîíòóðíîñòè (äëÿ

ãðàæäàíñêèõ ÒÐÄÄ);

- óëó÷øåíèå ýìèññèîííûõ õàðàêòåðèñòèê êà-

ìåðû ñãîðàíèÿ: ñíèæåíèå âðåäíûõ âûáðîñîâ NOx,

CO, CN, äûìíîñòè;

- ïðèìåíåíèå ïåðåäîâûõ òåõíîëîãèé: êîëåñ

òèïà «blisk» è «bling» â êîìïðåññîðå, ìíîãîñëîé-

íûõ ÒÇÏ è ýôôåêòèâíûõ ñèñòåì îõëàæäåíèÿ â òóð-

áèíå è äð.

Íåîáõîäèìî îòìåòèòü, ÷òî ñîêðàùåíèå êîëè-

÷åñò

âà ñòóïåíåé ãàçîãåíåðàòîðà íàèáîëåå àêòóàëü-

íî äëÿ àâèàöèîííûõ ÃÒÄ — â ïåðâóþ î÷åðåäü äëÿ

áîåâûõ ÒÐÄÄÔ, ïîñêîëüêó ýòèì ïîâûøàåòñÿ êîì-

ïàêòíîñòü è ñíèæàåòñÿ ìàññà. Òàêæå ýòî î÷åíü

âàæíî è äëÿ äâèãàòåëåé ðåãèîíàëüíûõ è áëèæíå-

ìàãèñòðàëüíûõ ñàìîëåòîâ. Äëÿ íèõ ñíèæåíèå ïî-

êóïíîé öåíû, ñòîèìîñòè ðåìîíòà è îáñëóæèâàíèÿ

èìååò áîëüøåå âëèÿíèå íà ñíèæåíèå ïðÿìûõ ýêñ-

ïëóàòàöèîííûõ ðàñõîäîâ, ÷åì ýêîíîìè÷íîñòü äâè-

ãàòåëÿ.

Äëÿ íàçåìíûõ, â îñîáåííîñòè äëÿ ýíåðãåòè-

÷åñêèõ ÃÒÄ, êîìïàêòíîñòü è ìàëûé âåñ èìåþò âòî-

ðîñòåïåííîå çíà÷åíèå. Ðåøàþùèìè ÿâëÿþòñÿ òðå-

áîâàíèÿ ýêîíîìè÷íîñòè è íàäåæíîñòè. Äëÿ ýòèõ

ÃÒÄ îáû÷íî èñïîëüçóþòñÿ óìåðåííûå îêðóæíûå

ñêîðîñòè è àýðîäèíàìè÷åñêèå íàãðóçêè, îáåñïå÷è-

âàþùèå ìàêñèìàëüíî âûñîêèå ê.ï.ä. ëîïàòî÷íûõ

ìàøèí è ýêîíîìè÷íîñòü ÃÒÄ, à òàêæå ñíèæàþùèå

ýðîçèîííûé èçíîñ ëîïàòîê ïðè ðàáîòå â áîëåå çà-

Òàáëèöà 2.5.2.2_1

Îñíîâíûå ïàðàìåòðû ãàçîãåíåðàòîðîâ íåêîòîðûõ ñîâðåìåííûõ ÒÐÄÄ

ïûëåííîì è çàãðÿçíåííîì âîçäóõå ïî ñðàâíåíèþ

ñ àâèàöèîííûìè ÃÒÄ.

2.5.2.3 – Ñîçäàíèå ÃÒÄ ðàçëè÷íîãî

íàçíà÷åíèÿ íà áàçå åäèíîãî ãàçîãå-

íåðàòîðà

Ñòîèìîñòü ñîçäàíèÿ ïîëíîñòüþ íîâîãî ÃÒÄ,

íàïðèìåð, ÒÐÄÄ êëàññà òÿãè 100…400 êÍ, (ïðè

ïðîåêòèðîâàíèè «ñ îñåâîé ëèíèè») äîñòèãàåò 1…3

ìèëëèàðäà äîëëàðîâ ÑØÀ è ïðèáëèæàåòñÿ ê ñòî-

èìîñòè ðàçðàáîòêè ïëàíåðà ñàìîëåòà. Ïîýòîìó ãà-

çîãåíåðàòîð âíîâü ñîçäàííîãî äâèãàòåëÿ öåëåñîîá-

ðàçíî èñïîëüçîâàòü äëÿ ðàçðàáîòêè íà åãî áàçå

ìîäèôèêàöèé áoëüøåé èëè ìeíüøåé òÿãè èëè ñî-

çäàíèÿ ÃÒÄ äðóãîãî íàçíà÷åíèÿ. Êðîìå çíà÷èòåëü-

íîé ýêîíîìèè ôèíàíñîâûõ ñðåäñòâ, èñïîëüçîâàíèå

äîâåäåííîãî ãàçîãåíåðàòîðà ïîçâîëÿåò ñóùåñòâåí-

íî ñíèçèòü òåõíè÷åñêèé ðèñê è ñðîêè ñîçäàíèÿ íî-

âûõ ÃÒÄ, à òàêæå îáåñïå÷èòü áîëåå âûñîêèé óðî-

âåíü íà÷àëüíîé íàäåæíîñòè äâèãàòåëåé, ÷òî

ïîâûøàåò èõ êîíêóðåíòîñïîñîáíîñòü.

Êîíñòðóêòèâíî ñîçäàíèå ÃÒÄ ðàçëè÷íûõ ñõåì

íà áàçå åäèíîãî ãàçîãåíåðàòîðà îñóùåñòâëÿåòñÿ

íàäñòðîéêîé ãàçîãåíåðàòîðà íåîáõîäèìûìè äîïîë-

íèòåëüíûìè óçëàìè è ñèñòåìàìè (Ðèñ. 2.5.2.3_1).

Íàïðèìåð, ïðè ðàçðàáîòêå ÒÐÄ ãàçîãåíåðàòîð äî-

ïîëíÿåòñÿ âõîäíûì óñòðîéñòâîì è ñîïëîì. Ïðè

ñîçäàíèè ÒÐÄÄ ãàçîãåíåðàòîð íàäñòðàèâàåòñÿ êàñ-

êàäîì íèçêîãî äàâëåíèÿ (âåíòèëÿòîðîì è òóðáèíîé

íèçêîãî äàâëåíèÿ

(ÒÍÄ)), íàðóæíûì êîíòóðîì

è âûõëîïíîé ñèñòåìîé, êîòîðàÿ ìîæåò áûòü âû-

ïîëíåíà ñ ðàçäåëüíûìè ñîïëàìè âíóòðåííåãî

è íàðóæíîãî êîíòóðîâ èëè ñ îáùèì ñîïëîì. Ïðè

Пàрàìåòры

КО

íîì./

ìàêñ. êр.

êг/ñ

íîì./

ìàêñ.

ìì

вò

вх/вых

К0

íîì./

ìàêñ. êр.

ì/ñ

íîì./

ìàêñ. êр

К пîл,

íîì./

ìàêñ. êр

СА

CFM-56-5C2

27,9/27,4 12,5/12,2 9 ~615

0,70/

0,92

420/413 0,86/0,861 0,9/0,901 1635 4,2 0,882 1

V2500-À1

32,1/30,8

16…18

/15

10 567

0,53/

0,92

0,861/

0,867

0,904/

0,908

1592 4,8 0,896 2

ÏÑ-90À

47,6/47,1 16,2/15,9 13 648

0,488/

0,905

363,5/

361

0,834/

0,838

0,885/

0,888

1640 5,1 0,888 2

PW 2037

41,0/40,2 13,0/12,5 12 660

0,63/

0,91

/348

0,868/

0,87

0,906/

0,907

1593 4,1 0,905 2

CF6-80C2

58,2/ 11,9/ 14 750

0,48/

0,895

346/ 0,876/ 0,91/ 1638 4,0 0,929 2

PW 4084

10/ 11 850

0,66/

0,875

366/ 0,861/ ~0,9/ 1780 3,9 0,91 2

GE90-90Â

/94 /22,8 10 ~965

0,53/

0,92

/~440 /~0,86 /0,906 1750 5,1 0,924 2

Ãëàâà 2 - Îñíîâíûå ïàðàìåòðû è òðåáîâàíèÿ ê ÃÒÄ

104

ñîçäàíèè ïðîìûøëåííûõ ÃÒÄ ðàçðàáàòûâàåòñÿ

óçåë ÑÒ, à ïðè íåîáõîäèìîñòè çíà÷èòåëüíîãî ïî-

âûøåíèÿ ìîùíîñòè ãàçîãåíåðàòîð ìîæåò áûòü

íàäñòðîåí êàñêàäîì ÍÄ äëÿ óâåëè÷åíèÿ ðàñõîäà

âîçäóõà.

Ïðè ðàçðàáîòêå ÃÒÄ íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü

êîíñòðóêòèâíûå è ïðî÷íîñòíûå îãðàíè÷åíèÿ ãàçî-

ãåíåðàòîðà, êîòîðûå îïðåäåëÿþò âîçìîæíûé ïðå-

äåë ïîâûøåíèÿ òÿãè (ìîùíîñòè) äâèãàòåëÿ.

Ïðè íàëè÷èè íà âõîäå ãàçîãåíåðàòîðà ÊÍÄ,

ò.å. êîãäà ãàçîãåíåðàòîð ðàáîòàåò ïðè ïîâûøåííûõ

äàâëåíèè (Ð*

ÂÕ

)è òåìïåðàòóðå (Ò*

ÂÕ

) íà âõîäå, ïðî-

ïîðöèîíàëüíî Ð*

ÂÕ

è Ò*

ÂÕ

ïîâûøàþòñÿ äàâëåíèå

è òåìïåðàòóðà ïî òðàêòó ãàçîãåíåðàòîðà, à òàêæå

óâåëè÷èâàþòñÿ ôèçè÷åñêàÿ ÷àñòîòà âðàùåíèÿ

è ðàñõîä âîçäóõà. Ïîâûøåíèå óêàçàííûõ ïàðàìåò-

ðîâ âîçìîæíî äî îïðåäåëåííûõ ìàêñèìàëüíûõ çíà-

÷åíèé, íà êîòîðûå ðàññ÷èòàí ãàçîãåíåðàòîð èç óñ-

ëîâèÿ îáåñïå÷åíèÿ íîðìèðîâàííûõ çàïàñîâ

ïðî÷íîñòè îñíîâíûõ äåòàëåé è ðàáîòîñïîñîáíîñ-

òè òðàíñìèññèè.

Âàæíûì êîíñòðóêòèâíûì ïàðàìåòðîì ÿâëÿ-

åòñÿ âíóòðåííèé äèàìåòð ïîäøèïíèêîâ ãàçîãåíå-

ðàòîðà, îãðàíè÷èâàþùèé ìàêñèìàëüíûé äèàìåòð

âàëà êàñêàäà ÍÄ, êîòîðûé ïðîõîäèò âíóòðè âàëà

ãàçîãåíåðàòîðà. Ïîâûøåíèå ìîùíîñòè è êðóòÿùå-

ãî ìîìåíòà íà âàëó êàñêàäà ÍÄ (íàïðèìåð, ïðè

óâåëè÷åíèè ñòåïåíè äâóõêîíòóðíîñòè ÒÐÄÄ) ïðè

ôèêñèðîâàííîì äèàìåòðå âàëà ÍÄ ìîæåò âûçâàòü

òðóäíîñòè ñ îáåñïå÷åíèåì ïðî÷íîñòè âàëà. Óâå-

ëè÷åíèå æå äèàìåòðà ïîäøèïíèêîâ ãàçîãåíåðàòî-

ðà îãðàíè÷èâàåòñÿ âåëè÷èíîé ïàðàìåòðà D*

, îï-

ðåäåëÿþùåãî äîëãîâå÷íîñòü ïîäøèïíèêîâ,

à òàêæå ïðî÷íîñòüþ äèñêîâ òóðáèíû ãàçîãåíåðà-

òîðà ïðè óâåëè÷åíèè äèàìåòðà âíóòðåííåãî îòâåð-

ñòèÿ äèñêà.

Äëÿ ñíÿòèÿ òàêîãî ðîäà ïðî÷íîñòíûõ è êîíñò-

ðóêòèâíûõ îãðàíè÷åíèé ìîæåò ïîòðåáîâàòüñÿ ðà-

äèêàëüíàÿ ìîäåðíèçàöèÿ ãàçîãåíåðàòîðà: èçìåíåíèå

êîíñòðóêöèè, èñïîëüçîâàíèå íîâûõ ìàòåðèàëîâ,

êåðàìè÷åñêèõ ïîäøèïíèêîâ èëè ïðèìåíåíèå ðåäóê-

òîðà äëÿ ïðèâîäà âåíòèëÿòîðà

Èñïîëüçîâàíèå áàçîâîãî ãàçîãåíåðàòîðà øè-

ðîêî ïðèìåíÿåòñÿ â ïðàêòèêå ãàçîòóðáîñòðîåíèÿ.

Íàïðèìåð, â Ñîâåòñêîì Ñîþçå â ÊÁ «Òðóä» (ã. Êóé-

áûøåâ, íûíå Ñàìàðà) â 1960…1970 ã.ã. íà áàçå ãà-

çîãåíåðàòîðà îïûòíîãî äâèãàòåëÿ ÍÊ-6 áûëî ðàç-

ðàáîòàíî ñåìåéñòâî ÒÐÄÄ ÍÊ-8 (R

ÂÇË

= 93…103 êÍ)

äëÿ ìàãèñòðàëüíûõ ñàìîëåòîâ ÈË-62 è ÒÓ-154

è ÒÐÄÄ ÍÊ-86 ñ R

ÂÇË

= 127 êÍ äëÿ ñàìîëåòà ÈË-86,

à òàêæå ÒÐÄÄÔ ÍÊ-144 äëÿ ïàññàæèðñêîãî ñâåðõ-

çâóêîâîãî ñàìîëåòà ÒÓ-144 ñ R

= 172 êÍ è ÒÐÄÄÔ

ÍÊ-22 ñ R

= 196 êÍ äëÿ ñâåðõçâóêîâîãî äàëüíåãî

áîìáàðäèðîâùèêà ÒÓ-22Ì.

Åùå îäíèì ïðèìåðîì óñïåøíîé â òåõíè÷åñ-

êîì è êîììåð÷åñêîì ïëàíå ðàçðàáîòêè àâèàöèîí-

íûõ ÃÒÄ ðàçëè÷íîãî íàçíà÷åíèÿ íà îñíîâå åäèíî-

ãî ãàçîãåíåðàòîðà ÿâëÿåòñÿ ñîçäàíèå àìåðèêàíñêîé

ôèðìîé General Electric äâóõ ðàçëè÷íûõ ñåìåéñòâ

àâèàöèîííûõ ÃÒÄ íà áàçå ãàçîãåíåðàòîðà âîåííî-

ãî ÒÐÄÄÔ F101 òÿãîé 133 êÍ, ïðåäíàçíà÷åííîãî

äëÿ ñòðàòåãè÷åñêîãî áîìáàðäèðîâùèêà Â-1Â

(Ðèñ. 2.5.2.3_2).

Ñîâìåñòíî ñ ôðàíöóçñêîé ôèðìîé Snecma

áûëî ðàçðàáîòàíî ñåìåéñòâî ÒÐÄÄ CFM56 ñ âû-

ñîêîé ñòåïåíüþ äâóõêîíòóðíîñòè m = 4,9…6,6

Ðèñóíîê 2.5.2.3_1 — Ñõåìà ñîçäàíèÿ ðàçëè÷íûõ ÃÒÄ íà áàçå îáùåãî ãàçîãåíåðàòîðà

Ãëàâà 2 - Îñíîâíûå ïàðàìåòðû è òðåáîâàíèÿ ê ÃÒÄ

105

Ðèñóíîê 2.5.2.3_2 – Ñåìåéñòâà ÒÐÄÄ ðàçëè÷íîãî íàçíà÷åíèÿ íà áàçå åäèíîãî ãàçîãåíåðàòîðà

Ãëàâà 2 - Îñíîâíûå ïàðàìåòðû è òðåáîâàíèÿ ê ÃÒÄ

106

â êëàññå òÿãè 82…152 êÍ, âêëþ÷àþùåå áîëüøîå

êîëè÷åñòâî ìîäèôèêàöèé, äëÿ ìàãèñòðàëüíûõ ñà-

ìîëåòîâ Boeing 737, Airbas A320 è A340 è äð. Ä

âè-

ãàòåëè âûïîëíåíû ïî äâóõâàëüíîé ñõåìå ñ ïîäïîð-

íûìè ñòóïåíÿìè íà âàëó âåíòèëÿòîðà. Â ïðîöåññå

ðàçâèòèÿ CFM56 ñ 1977 ã. ïî 2001 ã. áûëî ðàçðàáî-

òàíî è ââåäåíî â ýêñïëóàòàöèþ øåñòü áàçîâûõ ïîä-

ñåìåéñòâ, îòëè÷àþùèõñÿ äèàìåòðîì âåíòèëÿòîðà

è êîëè÷åñòâîì ïîäïîðíûõ ñòóïåíåé. Ýòî ïîçâîëè-

ëî CFM56 çàêðûòü øèðîêèé äèàïàçîí òÿãè îò 82 äî

152 êÍ è ýêñïëóàòèðîâàòüñÿ íà 20 ìîäåëÿõ ñàìîëå-

òîâ. Çà 20 ëåò ðàçâèòèÿ ñåìåéñòâà CFM56 áàçîâûé

ãàçîãåíåðàòîð òàêæå áûë çíà÷èòåëüíî ìîäåðíèçè-

ðîâàí â ÷àñòè ñîâåðøåíñòâîâ

àíèÿ àýðîäèíàìèêè

è êîíñòðóêöèè êîìïðåññîðà è òóðáèíû, à òàêæå

óëó÷øåíèÿ ýêîëîãè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê êàìåðû

ñãîðàíèÿ. Ýòî ïîçâîëèëî óìåíüøèòü óäåëüíûé ðàñ-

õîä òîïëèâà ïîñëåäíèõ ìîäåëåé ÒÐÄÄ áîëåå ÷åì

íà 10 % ïðè áëèçêèõ ïàðàìåòðàõ öèêëà.

Âòîðûì ñåìåéñòâîì ÃÒÄ íà áàçå ãàçîãåíåðàòî-

ðà F101 ñòàëî ñåìåéñòâî âîåííûõ ÒÐÄÄÔ F110,

ïðåäíàçíà÷åííûõ äëÿ èñòðåáèòåëåé F-14, F-15

è F-16. Ïî ñðàâíåíèþ ñ áàçîâûì äâèãàòåëåì F101

(ñì. Ðèñ. 2.5.2.3_2) áûëà ñíèæåíà ñòåïåíü äâóõêîí-

òóðíîñòè ñ 2,0 äî 0,8 è

ïðèìåíåí òðåõñòóïåí÷àòûé

ÊÍÄ ñ ïîâûøåííîé ñòåïåíüþ ñæàòèÿ è óìåíü-

øåííûì äèàìåòðîì íà âõîäå. Áûëè ñîçäàíû ÷å-

òûðå

ìîäèôèêàöèè äâèãàòåëÿ â äèàïàçîíå òÿãè

=19…151

êÍ, à òàêæå áåñôîðñàæíûé âàðèàíò F118

äëÿ ñòðàòåãè÷åñêîãî áîìáàðäèðîâùèêà

Â-2À.

Òàêæå íà áàçå êîíâåðòèðîâàííûõ ãàçîãåíåðà-

òîðîâ àâèàäâèãàòåëåé âîçìîæíà ðàçðàáîòêà íàçåì-

íûõ ÃÒÄ ðàçëè÷íûõ ñõåì. Ïðèìåð ñîçäàíèÿ ñåìåé-

ñòâà ïðîìûøëåííûõ ÃÒÄ â êëàññàõ ìîùíîñòè 10,

12, 16 è 25 ÌÂò íà áàçå ÒÐÄÄ ÏÑ-90À ðàçðàáîòêè

ÎÀÎ «Àâèàäâèãàòåëü» ïîêàçàí íà Ðèñ. 2.5.2.3_3.

Áàçîâûé àâèàöèîííûé äâèãàòåëü ïðåäñòàâëÿåò ñî-

áîé ýêîíîìè÷íûé ìàëîøóìíûé ÒÐÄÄ ñ âûñîêèìè

ïàðàìåòðàìè öèêëà: Ò*

ÑÀ

max

= 1640 Ê,

ππ

Êmax

= 38,

m = 4,5, ýêñïëóàòèðóþùèéñÿ íà ñàìîëåòàõ òèïà

ÈË-96, ÒÓ-204 è ÈË-76. Êîíñòðóêòèâíî äâèãàòåëü

âûïîëíåí ïî äâóõâàëüíîé ñõåìå ñ äâóìÿ ïîäïîð-

íûìè ñòóïåíÿìè íà âàëó âåíòèëÿòîðà è ñî ñìåøå-

íèåì ïîòîêîâ âíóòðåííåãî è íàðóæíîãî êîíòóðîâ.

Ãàçîãåíåðàòîð áàçîâîãî äâèãàòåëÿ ïðåäñòàâ-

ëÿåò ñîáîé âûñîêîíàïîðíûé îäíîâàëüíûé òóðáî-

êîìïðåññîð, âêëþ÷àþùèé òðèíàäöàòèñòóïåí÷à-

òûé êîìïðåññîð ñî ñòåïåíüþ ñæàòèÿ

ππ

= 16,

òðóá÷àòî-êîëüöåâóþ êàìåðó ñãîðàíèÿ ñ äâåíàäöà-

òüþ æàðîâûìè òðóáàìè è äâóõñòóïåí÷àòóþ òóð-

áèíó âûñîêîãî äàâëåíèÿ (ÒÂÄ). Ðàçìåðíîñòü ãà-

çîãåíåðàòîðà õàðàêòåðèçóåòñÿ ïðèâåäåííûì

ðàñõîäîì âîçäóõà íà âõîäå G

ÂÎ

= 47 êã/ñ è ïî âû-

õîäó G

Â ÏÐ ÂÛÕ

= 4,6 êã/ñ. Â ñèñòåìå áàçîâîãî ÒÐÄÄ

ÏÑ-90À ãàçîãåíåðàòîð ðàáîòàåò ñ «íàääóâîì» îò

âåíòèëÿòîðà è ïîäïîðíûõ ñòóïåíåé è, ïîýòîìó

ðàññ÷èòàí íà âûñîêèå òåìïåðàòóðó è äàâëåíèå ïî

ãàçîâîçäóøíîìó òðàêòó è ïîâûøåííóþ ôèçè÷åñ-

êóþ ÷àñòîòó âðàùåíèÿ.

Ïåðâîé ìîäåëüþ íàçåìíîãî ÃÒÄ ñòàë äâèãà-

òåëü ãàçîòóðáèííîé óñòàíîâêè ÃÒÓ-12Ï â êëàññå

ìîùíîñòè 12 ÌÂò ñ ê.ï.ä. 34,6 %. Îí ïðåäñòàâëÿë

ñîáîé êîíâåðòèðîâàííûé ãàçîãåíåðàòîð áàçîâîãî

ÒÐÄÄ è âíîâü ñïðîåêòèðîâàííóþ äâóõñòóïåí÷àòóþ

ñèëîâóþ òóðáèíó (ÑÒ) ñ íîìèíàëüíîé ÷àñòîòîé

âðàùåíèÿ n

ÑÒ

=6500 îá/ìèí.

Ïðèìå÷àíèå: òåðìèí «ãàçîòóðáèííàÿ óñòà-

íîâêà» — ÃÒÓ — ÷àñòî óïîòðåáëÿåòñÿ â íàçåì-

íîì ãàçîòóðáîñòðîåíèè. ÃÒÓ âêëþ÷àåò ïîìèìî

äâèãàòåëÿ ïîäìîòîðíóþ ðàìó, ÑÀÓ è ðÿä äðóãèõ

ñèñòåì îáåñïå÷åíèÿ äâèãàòåëÿ. Ñîñòàâ îáîðóäî-

âàíèÿ, âêëþ÷àåìûé â ÃÒÓ, ìîæåò áûòü ðàçëè÷íûì

â çàâèñèìîñòè îò ïðèìåíåíèÿ. îäíàêî, êîãäà èäåò

ðå÷ü îá îñíîâíûõ äàííûõ è ïàðàìåòðàõ ÃÒÓ, èìå-

þòñÿ â âèäó ïàðàìåòðû è îñíîâíûå äàííûå äâè-

ãàòåëÿ, íàïðèìåð: ìîùíîñòü è ê.ï.ä. íà âàëó, ðàñ-

õîä âîçäóõà, ñòåïåíü ñæàòèÿ è ò.ä.

Â äàëüíåéøåì íà áàçå ãàçîãåíåðàòîðà ÏÑ-90À

áûë ðàçðàáîòàí äâèãàòåëü äëÿ óñòàíîâêè ÃÒÓ-10Ï

ìîùíîñòüþ 10 ÌÂò ñ âûñîêîîáîðîòíîé

ÑÒ

= 9000 îá/ìèí) äëÿ ïðèâîäà êîìïðåññîðîâ çà

êà÷êè ïðèðîäíîãî ãàçà â ïîäçåìíûå õðàíèëèùà.

Â ñâÿçè ñ îòñóòñòâèåì íàääóâà îò ÊÍÄ, ôèçè÷åñ-

êàÿ ÷àñòîòà âðàùåíèÿ ãàçîãåíåðàòîðà è òåìïåðàòó-

ðà ïåðåä òóðáèíîé ÃÒÓ-12Ï è ÃÒÓ-10Ï çíà÷èòåëü-

íî íèæå, ÷åì íà áàçîâîì ÏÑ-90À.

Äëÿ ñîçäàíèÿ ÃÒÄ â êëàññå ìîùíîñòè 16 ÌÂò

áàçîâûé ãàçîãåíåðàòîð áûë ìîäèôèöèðîâàí —

ñïå

ðåäè êîìïðåññîðà áûëà óñòàíîâëåíà äîïîëíè-

òåëüíàÿ ñòóïåíü äëÿ óâåëè÷åíèÿ ðàñõîäà âîçäóõà

è ñòåïåíè ñæàòèÿ. Ïîñêîëüêó ïðè ýòîì, êàê îòìå-

÷àëîñü ðàíåå, ïðèâåäåííûé ðàñõîä âîçäóõà ïî

âûõîäó ïðàêòè÷åñêè íå èçìåíèëñÿ, òî äîðàáîòêà

êàìåðû ñãîðàíèÿ è ÒÂÄ íå ïîòðåáîâàëàñü. Âñëåä-

ñòâèå «íàääóâà» áàçîâîãî êîìïðåññîðà îò äîïîë-

íèòåëüíîé ñòóïåíè íà âõîäå ÷àñòîòà âðàùåíèÿ ìî-

äèôèöèðîâàííîãî ãàçîãåíåðàòîðà ïîâûñèëàñü.

Áûëà ðàçðàáîòàíà òàêæå íîâàÿ òðåõñòóïåí÷àòàÿ

ÑÒ. Óâåëè÷åíèå ðàñõîäà âîçäóõà äî G

ÂÎ

= 57 êã/ñ

è ñòåïåíè ñæàòèÿ äî

ππ

= 20 â ñî÷åòàíèè ñ ïîâû-

øåíèåì òåìïåðàòóðû ãàçà ïåðåä òóðáèíîé îáåñ-

ïå÷èëî óâåëè÷åíèå ìîùíîñòè äî 116,5 ÌÂò

è ê.ï.ä. äî 37 % (â óñëîâèÿõ ISO).

Íàèáîëåå ìîùíàÿ ìîäèôèêàöèÿ — ÃÒÓ-25Ï

â êëàññå ìîùíîñòè 25 ÌÂò — áûëà ñîçäàíà ïóòåì

íàäñòðîéêè áàçîâîãî ãàçîãåíåðàòîðà êàñêàäîì íèç-

êîãî äàâëåíèÿ äëÿ çíà÷èòåëüíîãî ïîâûøåíèÿ ðàñ-

õîäà âîçäóõà è ñòåïåíè ñæàòèÿ. ÑÒ ðàçðàáîòàíà

Ãëàâà 2 - Îñíîâíûå ïàðàìåòðû è òðåáîâàíèÿ ê ÃÒÄ

107

Ðèñóíîê 2.5.2.3_3 – Ñåìåéñòâî íàçåìíûõ ÃÒÄ íà áàçå ãàçîãåíåðàòîðà ÒÐÄÄ ÏÑ-90À

Ãëàâà 2 - Îñíîâíûå ïàðàìåòðû è òðåáîâàíèÿ ê ÃÒÄ

108

Ðèñóíîê 2.5.2.3_4 – Ïðèìåð ïðîåêòèðîâàíèÿ ñåìåéñòâà ÒÐÄÄ íà áàçå óíèôèöèðîâàííîãî ãàçîãåíåðàòîðà

Ãëàâà 2 - Îñíîâíûå ïàðàìåòðû è òðåáîâàíèÿ ê ÃÒÄ

109

âíîâü íà áàçå ÑÒ ÃÒÓ-16Ï. Òóðáîêîìïðåññîð ÍÄ

âêëþ÷àåò òðåõñòóïåí÷àòûé ÊÍÄ ÏÑ-90À ñî ñðå-

çàííîé íàðóæíîé ÷àñòüþ ëîïàòîê âåíòèëÿòîðà è íî-

âóþ îäíîñòóïåí÷àòóþ ÒÍÄ. Â êîíñòðóêöèè

ÃÒÓ-25Ï â íàèáîëüøåé ñòåïåíè èñïîëüçóåòñÿ ïà-

ðàìåòðè÷åñêèé è ïðî÷íîñòíîé ïîòåíöèàë áàçîâî-

ãî àâèàäâèãàòåëÿ ÏÑ-90À, à âûñîêèå ïàðàìåòðû

öèêëà: Ò*

ÑÀ

= 1512 Ê,

ππ

ÊΣ

= 28 îáåñïå÷èâàþò âû-

ñîêèé óðîâåíü ýôôåêòèâíîãî ê.ï.ä.

ηη

= 40 %.

Î÷åâèäíî, ÷òî èñïîëüçîâàíèå îáùåãî ãàçîãå-

íåðàòîðà â ñåìåéñòâå ÃÒÄ ðàçëè÷íîãî íàçíà÷åíèÿ

ìîæåò ïðèâíåñòè íåêîòîðûå îòêëîíåíèÿ îò îïòè-

ìóìîâ äëÿ êîíêðåòíûõ òèïîâ ÃÒÄ è ñîîòâåòñòâóþ-

ùèå êîìïðîìèññû. Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ðàáîòîñïîñîá-

íîñòè óçëîâ â ðàçëè÷íûõ ïðèìåíåíèÿõ (îñîáåííî

â ÒÐÄÄÔ íà ñâåðõçâóêîâûõ ðåæèìàõ)

ìîæåò ïîòðå-

áîâàòüñÿ ðÿä êîíñòðóêòèâíûõ èçìåíåíèé ãàçîãåíå-

ðàòîðà, çàìåíà ìàòåðèàëîâ, óëó÷øåíèå îõëàæäå-

íèÿ, ïåðåñîãëàñîâàíèå ðàáî÷èõ òî÷åê êîìïðåññîðà.

Îäíàêî, ïðè äâîéíîì èëè òðîéíîì ïðèìåíåíèè

îáùåãî ãàçîãåíåðàòîðà äîñòèãàåòñÿ çíà÷èòåëüíàÿ

ýêîíîìèÿ âðåìåíè è ñðåäñòâ íà òðóäîåìêóþ àýðî-

äèíàìè÷åñêóþ è ïðî÷íîñòíóþ äîâîäêó ëîïàòî÷-

íûõ ìàøèí, à èìåííî: ïîëó÷åíèå ê.ï.ä., çàïàñîâ

óñòîé÷èâîñòè, ÷àñòîòíîé îòñòðîéêè äåòàëåé êîì-

ïðåññîðà è òóðáèíû îò îïàñíûõ âèáðîíàïðÿæå-

íèé, îáåñïå÷åíèå äîëãîâå÷íîñòè ðîòîðíûõ äåòà-

ëåé è ïîäøèïíèêîâûõ óçëîâ.

Ïðèìåð ïðîåêòèðîâàíèÿ ÒÐÄÄ ðàçëè÷íîãî

êëàññà òÿãè íà áàçå îáùåãî ãàçîãåíåðàòîðà ïîêà-

çàí íà Ðèñ. 2.5.2.3_4. Ïðåäñòàâëåíî ñåìåéñòâî

ãðàæäàíñêèõ ÒÐÄÄ â øèðîêîì äèàïàçîíå òÿãè

(R = 90…220 êÍ) ñî ñòåïåíüþ äâóõêîíòóðíîñòè

5…12, â ò.÷. ñ ðåäóêòîðíûì ïðèâîäîì âåíòèëÿ-

òîðà.

2.5.2.4 – Èñïîëüçîâàíèå ãåîìåòðè-

÷åñêîãî ìîäåëèðîâàíèÿ ïðè ïðîåê-

òèðîâàíèè ÃÒÄ

Â ïðàêòèêå ïðîåêòèðîâàíèÿ ÃÒÄ íàðÿäó ñ èñ-

ïîëüçîâàíèåì ïîëíîðàçìåðíûõ áàçîâûõ ãàçîãåíå-

ðàòîðîâ íàõîäèò øèðîêîå ïðèìåíåíèå ãåîìåòðè-

÷åñêîå ìîäåëèðîâàíèå ãàçîãåíåðàòîðîâ, îòäåëüíûõ

óçëîâ ÃÒÄ è ñòóïåíåé ëîïàòî÷íûõ ìàøèí.

Îòíîøåíèå ñõîäíûõ ëèíåéíûõ ðàçìåðîâ êîí-

ñòðóêòèâíûõ óçëîâ ìîäåëèðóåìîãî è áàçîâîãî ÃÒÄ

íàçûâàåòñÿ êîýôôèöèåíòîì ìîäåëèðîâàíèÿ. Äëÿ

îïðåäåëåíèÿ êîýôôèöèåíòà ìîäåëèðîâàíèÿ óçëà

èëè ñòóïåíè ÷àùå âñåãî èñïîëüçóåòñÿ õàðàêòåðíûé

äèàìåòð. Íàïðèìåð, äëÿ êîìïðåññîðà – ýòî íàðóæ-

íûé äèàìåòð ïåðâîãî ðàáî÷åãî êîëåñà:

ÌÎÄ

= D

ÍÀÐ

/ D

ÍÀÐ ÁÀÇ

ГТД ñ ìîдåлèрîвàííыì

гàзîгåíåрàòîрîì (фèрìà –

рàзрàбîòчèê)

Вåлèчèíà èзìåíåíèя

лèíåéíых рàзìåрîв

прè ìîдåлèрîвàíèè

Кìîд

Иñхîдíыé ГТД

(фèрìà – рàзрàбîòчèê)

Гîд íàчàлà

рàбîòы

Ä-30ÊÓ/ÊÏ (ÎÀÎ «Àâèàäâèãàòåëü»)

R=103…118 êÍ

1,11 Ä-30 (ÎÀÎ «Àâèàäâèãàòåëü») R=66…68 êÍ 1967

ÀË-31Ô (ÎÀÎ «Ñàòóðí») R=123 êÍ 1,13

ÐÄ-33 (ÃÓÍÏÏ «Çàâîä èì. Êëèìîâà»)

R=81…86 êÍ

1975

BR710,715 (Rolls-Royce) R=66…93 êÍ 0,9 V2500 (IAE) R=98…147 êÍ 1993

Trent 900 (Rolls-Royce) R=303…374 êÍ 0,9 Trent 800 (Rolls-Royce) R=332…463 êÍ 1996

GP 7000 (Engine Alliance) R=298…362 êÍ 0,86 GE90 (General Electric) R=340…512 êÍ 1996

Trent 500 (Rolls-Royce) R=236…249 êÍ 0,8 Trent 800 (Rolls-Royce) R=332…463 êÍ 1997

CF34-10 (General Electric) R=80…82 êÍ 0,915 CFM56-5 (CFMI) R=98…151 êÍ 2001

Tempest (Siemens) Nýë = 7,7 ÌÂò 1,25 Typhoon (Siemens) Nýë=4,3…5,2 ÌÂò

1994

(ââîä â ýêñïë.)

Titan 130 (Solar) Ne = 13,3 ÌÂò 1,36 Taurus 70 (Solar) Ne=7,2 ÌÂò

1998

(ââîä â ýêñïë.)

MS 9000H (General Electric) Nýë » 320

ÌÂò

3,1 ÒÐÄÄ CF6-80C2 (General Electric) 1999

Прîìышлåííыå íàзåìíыå ГТД

Авèàцèîííыå ТРДД

Òàáëèöà 2.5.2.4_1

Ïðèìåðû ÃÒÄ, ñîçäàííûõ ìîäåëèðîâàíèåì áàçîâûõ ãàçîãåíåðàòîðîâ