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

Подождите немного. Документ загружается.

Ãëàâà 5 - Êîìïðåññîðû ÃÒÄ

270

Êîíñòðóêöèè ñîâðåìåííûõ äâèãàòåëåé ïîçâî-

ëÿþò ðåìîíòèðîâàòü ïîâðåæäåííûå ëîïàòêè âåí-

òèëÿòîðîâ è ÊÍÄ âïëîòü äî çàìåíû ìîäóëåé áåç

ñúåìà äâèãàòåëÿ ñ ñàìîëåòà. Â òî æå âðåìÿ

ïîâðåæ-

äåíèÿ ÊÂÄ âåäóò ê äîñðî÷íîìó ñúåìó äâèãàòåëåé

è èõ ïîëíîé ïåðåáîðêå.

Àíàëèç ïîâðåæäåíèé ïðî-

òî÷íîé ÷àñòè êîìïðåññîðîâ ïîêàçûâàåò, ÷òî ñîîòâåò-

ñòâóþùåé êîìïîíîâêîé êîìïðåññîðîâ, ïðîôèëèðî-

âàíèåì ëîïàòîê è ïðîòî÷íîé ÷àñòè, èñïîëüçîâàíèåì

ñèñòåì ñäóâà âèõðÿ è ÏÎÑ, ìîæíî ñóùåñòâåííî ñíè-

çèòü âåðîÿòíîñòü ïîâðåæäåíèÿ ëîïàòîê ÊÂÄ.

Äëÿ ðàçðàáîòêè ìåðîïðèÿòèé ïî ïðåäîòâðàùå-

íèþ ïîïàäàíèÿ ïîñòîðîííåãî ïðåäìåòà â ãàçîâîç-

äóøíûé òðàêò íåîáõîäèìî ÿñíî ïðåäñòàâëÿòü ñåáå

ïðîöåññû, âûçûâàþùèå âèõðåâîå çàñàñûâàíèå

ïðåäìåòîâ, è âëèÿíèå êîíñòðóêòèâíûõ è ýêñïëóà-

òàöèîííûõ ïàðàìåòðîâ íà èíòåíñèâíîñòü çàñàñû-

âàíèÿ. Äëÿ ýòîãî ðàññìàòðèâàåòñÿ êèíåìàòè÷åñêàÿ

ñòðóêòóðà ïîòîêà îêîëî âîçäóõîçàáîðíèêà äâèãà-

òåëÿ ïðè åãî ðàáîòå íàä ïîâåðõíîñòüþ àýðîäðîìà

(ñì. Ðèñ. 5.8_1).

Àíàëèç âåêòîðíîãî ïîëÿ ñêîðîñòåé ïîêàçûâà-

åò, ÷òî ïî ìåðå ïðèáëèæåíèÿ ê âîçäóõîçàáîðíèêó

ïðîèñõîäèò ñáëèæåíèå ëèíèé òîêà, ïðè÷åì íà ïî-

âåðõíîñòè àýðîäðîìà ñóùåñòâóåò òî÷êà, ðàäèàëü-

íûå ñîñòàâëÿþùèå ñêîðîñòè â êîòîðîé ðàâíû íóëþ.

Êàê ïîêàçûâàþò ýêñïåðèìåíòàëüíûå èññëåäîâàíèÿ

[5.13.17], èìåííî âîçëå òàêèõ òî÷åê òîðìîæåíèÿ

ôîðìèðóåòñÿ ÿäðî âèõðåâîãî øíóðà. Ïîëîæåíèå

òî÷êè òîðìîæåíèÿ çàâèñèò îò ñêîðîñòè è íàïðàâ-

ëåíèÿ âåòðà, ñêîðîñòè äâèæåíèÿ ñàìîëåòà ïî àýðî-

äðîìó. Ïðè óâåëè÷åíèè ñêîðîñòè äâèæåíèÿ ñàìî-

ëåòà òî÷êà òîðìîæåíèÿ ñäóâàåòñÿ, è, ñëåäîâàòåëüíî,

èñ÷åçàåò ïðåäïîñûëêà âîçíèêíîâåíèÿ âèõðåâîãî

øíóðà. Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòíûõ è ýêñïåðèìåíòàëü-

íûõ äàííûõ ñâèäåòåëüñòâóþò, ÷òî òå÷åíèå íà âõî-

äå â âîçäóõîçàáîðíèê ïðè íàëè÷èè âèõðåâîãî çà-

ñàñûâàíèÿ, íå ÿâëÿåòñÿ ðàâíîìåðíûì, è ïðè îïðå-

äåëåííûõ óñëîâèÿõ ìîæåò ïðèâåñòè ê íàðóøåíèþ

óñòîé÷èâîé ðàáîòû äâèãàòåëÿ.

Îäíàêî íàëè÷èå âèõðåâîãî òå÷åíèÿ ïîä âîçäó-

õîçàáîðíèêîì íå âñåãäà ïðèâîäèò ê çàáðîñó â äâè-

ãàòåëü ïîñòîðîííèõ ïðåäìåòîâ, íàõîäÿùèõñÿ íà

ïîâåðõíîñòè àýðîäðîìà. Äëÿ ýòîãî âèõðü äîëæåí

îáëàäàòü îïðåäåëåííîé èíòåíñèâíîñòüþ. Èíòåí-

ñèâíîñòü âèõðåâîãî òå÷åíèÿ ìîæíî îöåíèòü âåëè-

÷èíîé ãîðèçîíòàëüíîé ñîñòàâëÿþùåé ñêîðîñòè

âîçäóøíîãî ïîòîêà â ïðèçåìíîì ñëîå ïîä âîçäó-

õîçàáîðíèêîì Vãmax [5.4.18].

max

= G

max

/ (20,1 - H

)

ãäå G

max

– ìàêñèìàëüíûé ðàñõîä âîçäóõà;

– ðàññòîÿíèå îò ïîâåðõíîñòè àýðîäðîìà

äî îñè âîçäóõîçàáîðíèêà.

Ãðàíè÷íûìè çíà÷åíèÿìè, óñòàíîâëåííûìè íà

îñíîâàíèè ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ, ÿâëÿþòñÿ:

max

< 1,0 ì/ñ – îòñóòñòâèå âèõðåâûõ øíóðîâ

èëè âåñüìà ñëàáîå âèõðåîáðàçîâàíèå;

1,0 ì/ñ < V

max

< 1,5 ì/ñ – âèõðåîáðàçîâàíèå íå-

äîñòàòî÷íî èíòåíñèâíîå, ÷òîáû ïîäáðîñèòü ÷àñòè-

öó îïàñíîãî ðàçìåðà íà óðîâåíü âîçäóõîçàáîðíèêà;

max

> 1,5 ì/ñ – èíòåíñèâíîå âèõðåîáðàçîâàíèå.

Ñîãëàñíî ïðåäëîæåííîé ËÈÈ èì Ì.Ì. Ãðîìî-

âà ìåòîäèêå îïðåäåëåíèÿ èíòåíñèâíîñòè âèõðåâî-

ãî òå÷åíèÿ, âñå ñàìîëåòû, ñ òî÷êè çðåíèÿ âåðîÿòíî-

ñòè çàáðîñà ïîñòîðîííèõ ïðåäìåòîâ â äâèãàòåëü,

ìîæíî ðàçäåëèòü íà «âèõðåâûå» è «íåâèõðåâûå»

(ñì. Ðèñ. 5.8_2).

Èç ðèñóíêà ñëåäóåò, ÷òî çàùèòà äâèãàòåëÿ

îáåñïå÷èâàåòñÿ, êîãäà âåëè÷èíà ãîðèçîíòàëüíîé

ñîñòàâëÿþùåé ñêîðîñòè âîçäóøíîãî ïîòîêà â ïðè-

çåìíîì ñëîå ïîä âîçäóõîçàáîðíèêîì íå ïðåâûøà-

åò çíà÷åíèÿ

Ãmax

= 1,5 ì/ñ. Ïðè ýòîì îòíîñèòåëü-

íàÿ âûñîòà ðàñïîëîæåíèÿ âîçäóõîçàáîðíèêà

äîëæíà áûòü íå íèæå Í

îòí

= 2.

Òàêèì îáðàçîì, ìîæíî ñäåëàòü ñëåäóþùèå

âûâîäû.

Äëÿ çàùèòû äâèãàòåëÿ íåîáõîäèìî îáåñïå÷è-

âàòü òàêóþ êîìïîíîâêó ñèëîâîé óñòàíîâêè íà ñàìî-

ëåòå, ïðè êîòîðîé âûñîòà ðàñïîëîæåíèÿ âîçäóõîçà-

áîðíèêà äîëæíà áûòü çàâåäîìî áîëüøåé, ÷åì

îòí

= 2.

2. Åñëè îáåñïå÷èòü òàêóþ âûñîòó ðàñïîëîæå-

íèÿ âîçäóõîçàáîðíèêà íå óäàåòñÿ, òî íåîáõîäèìî

ðàññìàòðèâàòü ïðèìåíåíèå ñïåöèàëüíûõ ñðåäñòâ

çàùèòû, íàïðèìåð, ñòðóéíûõ.

Òàêèì îáðàçîì, ñõåìà ðàçìåùåíèÿ ÑÓ íà ñà-

ìîëåòå, øèðîêî ïðèìåíÿåìàÿ â íàñòîÿùåå âðåìÿ

(ñì. Ðèñ. 5.8_3) – íàèáîëåå óäà÷íàÿ ñ òî÷êè çðåíèÿ

ëåòíûõ êà÷åñòâ ñàìîëåòà - íå ïîçâîëÿåò â òî æå

âðåìÿ èçáåæàòü âîçìîæíîñòè ïîÿâëåíèÿ âèõðåâî-

Ðèñóíîê 5.8_1 – Ñòðóêòóðà âîçäóøíîãî ïîòîêà ïðè

ðàçìåùåíèè äâèãàòåëÿ ÏÑ-90À íà

âûñîòå H=2 ì (óñëîâèÿ M=0, H=0)

Ãëàâà 5 - Êîìïðåññîðû ÃÒÄ

271

Ðèñóíîê 5.8_2 – Çíà÷åíèå ïàðàìåòðà çàùèùåííîñòè ÃÒÄ îò âèõðåâîãî

øíóðà êîìïîíîâî÷íîé ñõåìîé ñàìîëåòà

Ðèñóíîê 5.8_3 – Ðàçìåùåíèå äâèãàòåëÿ íà ñàìîëåòå Òó-204-100

Ãëàâà 5 - Êîìïðåññîðû ÃÒÄ

272

ãî òå÷åíèÿ ïðè ðàáîòå äâèãàòåëåé â íàçåìíûõ óñ-

ëîâèÿõ.

Èç âûøåñêàçàííîãî ìîæíî ñäåëàòü âûâîä, ÷òî

äëÿ ñíèæåíèÿ âåðîÿòíîñòè ïîïàäàíèÿ â äâèãàòåëü

ïîñòîðîííèõ ïðåäìåòîâ âèõðåâûì òå÷åíèåì íåîá-

õîäèìà çàùèòà õîòÿ áû îò îäíîãî èç äâóõ ñëåäóþ-

ùèõ óñëîâèé:

- ñóùåñòâîâàíèå âèõðåâîãî òå÷åíèÿ, ÷òî îáóñ-

ëàâëèâàåòñÿ íàëè÷èåì òî÷êè òîðìîæåíèÿ ëèíèé

òîêà íà ïîâåðõíîñòè çåìëè;

- ñóùåñòâîâàíèå â ïðèçåìíîì ñëîå âîçäóøíîãî

ïîòîêà äîñòàòî÷íîé èíòåíñèâíîñòè (V

Ãmax

> 1,5 ì/ñ).

5.8.1 – Ýêñïëóàòàöèîííûå ìåðîïðè-

ÿòèÿ ïî ïðåäîòâðàùåíèþ ïîÿâëå-

íèÿ âèõðåâîãî øíóðà

Îäíèì èç ýêñïëóàòàöèîííûõ ìåòîäîâ çàùè-

òû äâèãàòåëÿ ÿâëÿåòñÿ ñïåöèàëüíûé ìåòîä ðàç-

áåãà ñàìîëåòà íà ñòàðòîâîì ó÷àñòêå ÂÏÏ ñî ñâî-

áîäíûìè òîðìîçàìè – «ðîëëèíã-ñòàðò». Ñóòü

òàêîãî ìåòîäà â òîì, ÷òî ñàìîëåò íà÷èíàåò ðàç-

áåã ïðè ðàáîòå äâèãàòåëÿ íà ïîíèæåííîì ðåæè-

ìå (ðåæèìå ñòðàãèâàíèÿ), à çàòåì â ïðîöåññå ðàç-

áåãà ðåæèì ðàáîòû äâèãàòåëåé óâåëè÷èâàåòñÿ äî

ìàêñèìàëüíîãî.

Äðóãèì ýêñïëóàòàöèîííûì ìåðîïðèÿòèåì, èñ-

êëþ÷àþùèì âîçíèêíîâåíèå âèõðåâîãî øíóðà ïîä

âîçäóõîçàáîðíèêîì ïðè îòëàäêå äâèãàòåëåé íà ãî-

íî÷íîé ïëîùàäêå, ÿâëÿåòñÿ ïðèìåíåíèå íàçåìíîãî

óñòðîéñòâà (Ðèñ. 5.8.1_1), ðàçðóøàþùåãî âèõðåâîé

øíóð. Òàêîå íàçåìíîå óñòðîéñòâî ïðåäñòàâëÿåò ñî-

áîé çâåçäîîáðàçíóþ êîíñòðóêöèþ, ñîñòîÿùóþ èç

ðÿäà ïëàñòèí, ðàâíîìåðíî ðàñõîäÿùèõñÿ èç öåíòðà.

Ðàçìåðû ïëàñòèí ìîãóò áûòü ñëåäóþùèìè: òîëùè-

íà 2-2,5 ìì, äëèíà, ðàâíàÿ ðàäèóñó çîíû âèõðåîá-

ðàçîâàíèÿ, âûñîòà, ðàâíàÿ 0,07 äèàìåòðà âîçäóõîçà-

áîðíèêà. Ðàñïîëàãàåòñÿ äàííîå óñòðîéñòâî íà

ïîâåðõíîñòè àýðîäðîìà ïîä âîçäóõîçàáîðíèêîì, ïðè

ýòîì öåíòð óñòðîéñòâà ñîâìåùàåòñÿ ñ ýïèöåíòðîì

âèõðÿ.

5.8.2 – Êîíñòðóêòèâíûå ìåðîïðèÿòèÿ

äëÿ çàùèòû âíóòðåííåãî êîíòóðà îò

ïîïàäàíèÿ ïîñòîðîííèõ ïðåäìåòîâ

Íà ïðèìåðå äâèãàòåëÿ ÏÑ-90À ðàññìîòðèì

ìåðîïðèÿòèÿ äëÿ çàùèòû âíóòðåííåãî êîíòóðà îò

ïîïàäàíèÿ ïîñòîðîííèõ ïðåäìåòîâ:

- îáòåêàòåëü ñïðîåêòèðîâàí âðàùàþùèìñÿ

ñ óãëîì êîíóñà 90°;

- íà îáòåêàòåëü íàíåñåíà îòïóãèâàþùàÿ îêðàñ-

êà äëÿ çàùèòû äâèãàòåëÿ îò ïîïàäàíèÿ ïòèö;

- âòóëêà ðàáî÷åãî êîëåñà èìååò êðóòîé ïîäúåì

≈

25°;

- ðàçäåëèòåëü ïîòîêà ìàêñèìàëüíî îòîäâèíóò

îò ðàáî÷åãî êîëåñà;

- îñóùåñòâëÿåòñÿ ñåïàðèðîâàíèå ïîñòîðîííèõ

ïðåäìåòîâ (ïðîøåäøèõ ÷åðåç òðàêò ïîäïîðíûõ

ñòóïåíåé) â ïîëîñòü íàðóæíîãî êîíòóðà ÷åðåç êîëü-

öåâóþ ùåëü ïåðåïóñêà âîçäóõà èç ÊÍÄ;

- ñïðîåêòèðîâàí èñêðèâëåííûé êàíàë âíóòðåí-

íåãî êîíòóðà âåíòèëÿòîðà ñ ìàëûì øàãîì ðåøåòîê

ÂÍÀ è ñïðÿìëÿþùåãî àïïàðàòà ïîäïîðíûõ ñòóïåíåé;

Ðèñóíîê 5.8.1 _1 – Íàçåìíîå çàùèòíîå óñòðîéñòâî òèïà àíòèâèõðåâîãî ðàññåêàòåëÿ

Ãëàâà 5 - Êîìïðåññîðû ÃÒÄ

273

- ïðåäóñìîòðåíà ÏÎÑ îáòåêàòåëÿ äâèãàòåëÿ

è âîçäóõîçàáîðíèêà ñàìîëåòà.

Äëÿ óâåëè÷åíèÿ óñòîé÷èâîñòè äâèãàòåëÿ ê ïî-

ïàäàíèþ ïîñòîðîííèõ ïðåäìåòîâ ïðèìåíÿþò øè-

ðîêîõîðäíûå ëîïàòêè âåíòèëÿòîðà ñ óïðî÷íåííîé

âõîäíîé êðîìêîé.

Ëîïàòêè øèðîêîõîðäíîãî âåíòèëÿòîðà ïî

ñðàâíåíèþ ñ òðàäèöèîííûì â áîëüøåé ñòåïåíè

çàùèùàþò äâèãàòåëü îò ïîïàäàíèÿ ïîñòîðîííèõ

ïðåäìåòîâ, ïîñêîëüêó îíè èìåþò áîëüøóþ øèðè-

íó è òîëùèíó êîðíåâîãî ñå÷åíèÿ è ïîýòîìó áîëåå

óñòîé÷èâû è ê ïîïàäàíèþ ïòèö. Êðîìå ýòîãî ïîä

äåéñòâèåì öåíòðîáåæíûõ ñèë, à òàêæå èç-çà ïåðå-

íîñà ïåðåäíåé êðîìêè áëèæå ê âõîäó òàêèå ëîïàò-

êè ïîçâîëÿþò îòáðàñûâàòü ïîñòîðîííèå ïðåäìåòû

â íàðóæíûé êîíòóð.

Ïðèìåíåíèå óêàçàííûõ ìåðîïðèÿòèé, à òàê-

æå âîçìîæíîñòü çà÷èñòêè çàáîèí íà ëîïàòêàõ âåí-

òèëÿòîðà è èõ çàìåíû áåç ðàçáîðêè äâèãàòåëÿ ïî-

çâîëÿþò óìåíüøèòü êîëè÷åñòâî äâèãàòåëåé,

ñíèìàåìûõ ñ ñàìîëåòà â ýêñïëóàòàöèè ïî ïîâðåæ-

äåíèÿì ëîïàòîê.

Ïðîâåäåííûå ñ öåëüþ îïðåäåëåíèÿ ìåñòà

è ñòåïåíè êîíöåíòðàöèè ïîñòîðîííèõ ïðåäìåòîâ

â âîçäóõîçàáîðíèêå ñàìîëåòà ðàñ÷åòíûå èññëå-

äîâàíèÿ ïîêàçûâàþò, ÷òî îò÷åòëèâî âèäíà êîíöåí-

òðàöèÿ ÷àñòèö â öåíòðå êàíàëà, êîòîðàÿ äîñòèãà-

åò íàèáîëüøåé âåëè÷èíû íà íà÷àëüíîì ó÷àñòêå

(ñì. Ðèñ. 5.8.2_1). Çàòåì ïîòîê ÷àñòèö íà÷èíàåò

ðàñøèðÿòüñÿ, ñìåùàòüñÿ ââåðõ è â äàëüíåéøåì

èñïûòûâàåò ñîóäàðåíèå, äîñòèãàÿ âåðõíåé ñòåí-

êè êàíàëà.

Ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû ïî ñòåïåíè êîíöåíò-

ðàöèè ÷àñòèö, â ÷àñòíîñòè, ïî âåëè÷èíå ïëîùàäè

ïó÷êà â îáëàñòè ïîâûøåííîé êîíöåíòðàöèè, å¸ ïðî-

òÿæåííîñòè ïî äëèíå êàíàëà äàþò âñå îñíîâàíèÿ

ïîëàãàòü, ÷òî ýëåìåíòû âåíòèëÿòîðà, â òîì ÷èñëå

îáòåêàòåëü, ïðè íàëè÷èè êîðîòêîãî âîçäóõîçàáîð-

íèêà, ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû äëÿ ýôôåêòèâíîé

ñåïàðàöèè ÷àñòèö èç âîçäóøíîãî ïîòîêà.

Óñòàíîâëåíî, ÷òî íà äâèæåíèå ÷àñòèö ïîñëå

ñîóäàðåíèÿ ñ îáòåêàòåëåì ñóùåñòâåííîå âëèÿíèå

îêàçûâàåò âåëè÷èíà êîýôôèöèåíòà îòðàæåíèÿ, êîòî-

ðàÿ çàâèñèò îò îòíîøåíèÿ äèàìåòðà ÷àñòèöû ê òîë-

ùèíå ñòåíêè îáòåêàòåëÿ.

Ïðîâåäåííûå ðàñ÷åòû òðàåêòîðèé äâèæåíèÿ

ïîñòîðîííèõ ïðåäìåòîâ äëÿ äâóõ çíà÷åíèé óãëîâ

êîíóñà (

ββ

) âõîäíîãî îáòåêàòåëÿ äâèãàòåëÿ ïîêàçà-

ëè, ÷òî ïîñëå îòðàæåíèÿ îò îáòåêàòåëÿ ïðè

ββ

= 118

áîëüøàÿ ÷àñòü ïîñòîðîííèõ ïðåäìåòîâ ïîïàäàåò íà

ëîïàòêó âåíòèëÿòîðà â çîíó áîëüøèõ ñêîðîñòåé

è ìàëûõ îòíîñèòåëüíûõ òîëùèí ïåðåäíåé êðîìêè

è òåëà ëîïàòêè, ÷òî óâåëè÷èâàåò âåðîÿòíîñòü èõ

ïîâðåæäåíèÿ, ÷åãî íå íàáëþäàåòñÿ ïðè óãëå

ββ

= 71

Ðèñóíîê 5.8.2_1 – Ðàñ÷åòíûå òðàåêòîðèè äâèæå-

íèÿ ïîñòîðîííèõ ïðåäìåòîâ

â ïîòîêå âîçäóõà ïåðåä âîçäóõîçà-

áîð íèêîì è â åãî êàíàëå

Äàííûì ïðèìåðîì èëëþñòðèðóåòñÿ âçàèìî-

ñâÿçü ãåîìåòðèè âåíòèëÿòîðà ñ âåëè÷èíîé âåðîÿòíî-

ñòè ïîïàäàíèÿ ïîñòîðîííèõ ïðåäìåòîâ â êîìïðåñ-

ñîð âûñîêîãî äàâëåíèÿ, ïîêàçûâàåòñÿ íåîáõîäèìîñòü

òùàòåëüíîãî (îïòèìàëüíîãî) âûáîðà ãåîìåòðè÷åñ-

êèõ ïàðàìåòðîâ (âåëè÷èíà óãëà êîíóñà îáòåêàòåëÿ,

óãîë íàêëîíà âòóëêè ðàáî÷åãî êîëåñà, ðàñïîëîæåíèå

àíòèâèáðàöèîííîé ïîëêè ðàáî÷åãî êîëåñà è ðàçäå-

ëèòåëÿ ïîòîêà) ïðè ïðîåêòèðîâàíèè âõîäíûõ ýëå-

ìåíòîâ ãàçîòóðáèííûõ äâèãàòåëåé.

Òàê, íàïðèìåð, îáòåêàòåëü äâèãàòåëÿ ÏÑ-90À

èìååò óãîë êîíóñà

ββ

= 90

, êîòîðûé íàõîäèòñÿ

áëèæå ê ìèíèìàëüíîìó èç ðàññìàòðèâàåìîãî äè-

àïàçîíà (71

ββ

< 118

Ñëåäîâàòåëüíî, îòðàæåíèå

ïîñòîðîííèõ ïðåäìåòîâ îáòåêàòåëåì áóäåò îñóùå-

ñòâëÿòüñÿ â çîíó îòíîñèòåëüíî íåáîëüøèõ îêðóæíûõ

ñêîðîñòåé. Ïðè ýòîì ìàêñèìàëüíî îòîäâèíóòûé îò

ðàáî÷åãî êîëåñà âåíòèëÿòîðà ðàçäåëèòåëü ïîòîêà

è êðóòîé ïîäúåì âòóëêè ðàáî÷åãî êîëåñà îáåñïå÷è-

âàþò íàïðàâëåíèå ïîñòîðîííèõ ïðåäìåòîâ â íàðóæ-

íûé êîíòóð. Âðàùåíèå îáòåêàòåëÿ ïîçâîëÿåò óìåíü-

øèòü îòíîñèòåëüíóþ ñîñòàâëÿþùóþ ñêîðîñòè

ñîóäàðåíèÿ ïîñòîðîííèõ ïðåäìåòîâ ñ ðàáî÷èì

êîëåñîì.

Âåðîÿòíîñòü ñîóäàðåíèÿ ïîñòîðîííèõ ïðåäìå-

òîâ ñ îáòåêàòåëåì äâèãàòåëÿ ïðåâîñõîäèò 90 %.

Ïîñëå ñîóäàðåíèÿ ñ îáòåêàòåëåì ÷àñòèöû äâèæóò-

ñÿ ê êîíöàì ëîïàòîê âåíòèëÿòîðà, ðàñïðåäåëÿÿñü ïî

ñå÷åíèþ, áëèçêî ê ðàâíîìåðíîìó. Èç ñðàâíåíèÿ

òèïîâ òðàåêòîðèé, ðåàëèçóþùèõñÿ ïîñëå îòðàæå-

Ãëàâà 5 - Êîìïðåññîðû ÃÒÄ

274

íèÿ ÷àñòèö îò îáòåêàòåëÿ, óñòàíîâëåíî, ÷òî èõ ïî-

ïàäàíèå âî âíóòðåííèé êîíòóð ìàëîâåðîÿòíî. Ïðè-

÷åì íå ñòîëêíóâøèåñÿ ñ îáòåêàòåëåì ÷àñòèöû èìå-

þò ïðåèìóùåñòâåííî îñåâîå äâèæåíèå, è èõ

òðàåêòîðèè ñëàáî ìåíÿþòñÿ ïðè ñîóäàðåíèè ñ ëî-

ïàòêàìè.

Äëÿ çàùèòû ÊÂÄ îò ïîñòîðîííèõ ïðåäìåòîâ,

ïðîøåäøèõ ÷åðåç òðàêò ïîäïîðíûõ ñòóïåíåé, ïðå-

äóñìîòðåíî èõ ñåïàðèðîâàíèå (èíåðöèîííàÿ î÷èñò-

êà âîçäóõà) â ïîëîñòü íàðóæíîãî êîíòóðà ÷åðåç êîëü-

öåâóþ ùåëü ïåðåïóñêà. Äëÿ çàùèòû êîìïðåññîðà îò

ïîïàäàíèÿ áîëüøåðàçìåðíûõ ïîñòîðîííèõ ïðåäìå-

òîâ (êóñêè ëüäà, ïòèöû è ò.ä.) ïåðåä ïîäïîðíûìè

ñòóïåíÿìè óñòàíîâëåí ÂÍÀ ñ áîëüøîé ãóñòîòîé

è ÷èñëîì ëîïàòîê z = 77. Êðîìå òîãî, ñðåäíèé ïîïå-

ðå÷íûé ëèíåéíûé ðàçìåð ñïðÿìëÿþùåãî àïïàðàòà

ïîäïîðíûõ ñòóïåíåé ñîñòàâëÿåò ìåíåå 20 ìì. Âîç-

äóõîçàáîðíèê è îáòåêàòåëü äâèãàòåëÿ â óñëîâèÿõ

îáëåäåíåíèÿ îáîãðåâàþòñÿ âîçäóõîì, îòáèðàåìûì

èç ÊÂÄ, ÷òî èñêëþ÷àåò îáðàçîâàíèå íà íèõ ëüäà.

Ïðèìåíåíèå ýòèõ ìåðîïðèÿòèé, à òàêæå èìå-

þùèåñÿ âîçìîæíîñòè çà÷èñòêè çàáîèí íà ëîïàòêàõ

âåíòèëÿòîðà, çàìåíû îòäåëüíûõ ëîïàòîê âåíòèëÿòî-

ðà, ìîäóëåé âåíòèëÿòîðà è ÊÍÄ ïîçâîëÿþò óìåíü-

øèòü êîëè÷åñòâî äâèãàòåëåé, ñíèìàåìûõ ñ ñàìîëå-

òà â ýêñïëóàòàöèè ïî ïîâðåæäåíèÿì ëîïàòîê.

Ìåðîïðèÿòèÿ, ââîäèìûå â êîíñòðóêöèþ äâè-

ãàòåëÿ è ëåòàòåëüíîãî àïïàðàòà, îáåñïå÷èâàþò äî-

ñòàòî÷íî âûñîêèé óðîâåíü çàùèòû ÊÂÄ îò ïîïà-

äàíèÿ ïîñòîðîííèõ ïðåäìåòîâ.

5.8.3 – Îñîáåííîñòè êîíñòðóêöèé

ñèñòåì çàùèòû ÃÒÄ íàçåìíîãî ïðè-

ìåíåíèÿ îò ïîïàäàíèÿ ïîñòîðîííèõ

ïðåäìåòîâ

Äëÿ ÃÒÓ íàçåìíîãî ïðèìåíåíèÿ â îòëè÷èå îò

àâèàöèîííûõ ÃÒÄ, â ñèëó ìåíåå æåñòêèõ îãðàíè÷å-

íèé ïî ãàáàðèòàì è ìàññå, ïðèìåíÿþòñÿ ñòàöèîíàð-

íûå âîçäóõîïðèåìíûå óñòðîéñòâà ñî ñòóïåí÷àòîé

ñèñòåìîé î÷èñòêè âîçäóõà.

Òèïîâàÿ ñõåìà âîçäóõîî÷èñòêè ñîñòîèò èç

äâóõñòóïåí÷àòîé ñèñòåìû:

- ïåðâàÿ ñòóïåíü î÷èñòêè âîçäóõà äëÿ óëàâëè-

âàíèÿ ÷àñòèö ðàçìåðîì äî 10 ìêì- öèêëîííûå áëî-

êè èëè ùåëåâûå èíåðöèîííûå âîçäóõîî÷èñòèòåëè;

- âòîðàÿ ñòóïåíü î÷èñòêè âîçäóõà äëÿ óëàâëèâà-

íèÿ áîëåå ìåëêèõ ÷àñòèö - ôèëüòðû òîíêîé î÷èñòêè.

Íà ïåðèîä ïóñêî-íàëàäî÷íûõ ðàáîò (ïåðâûå

500-1000 ÷ ðàáîòû) íà ëåìíèñêàòíûé âîçäóõîçàáîð-

íèê ÃÒÓ óñòàíàâëèâàåòñÿ ìåëêîÿ÷åèñòàÿ ñåòêà äëÿ

çàùèòû êîìïðåññîðà îò ïîïàäàíèÿ ýëåìåíòîâ êîí-

ñòðóêöèè âõîäíîãî óñòðîéñòâà.

5.9 – Îñîáåííîñòè êîíñòðóêöèè

êîìïðåññîðîâ ÃÒÄ íàçåìíîãî

ïðèìåíåíèÿ

Öèêë ðàáîòû ïðîìûøëåííîãî äâèãàòåëÿ ñó-

ùåñòâåííî îòëè÷àåòñÿ îò öèêëà ðàáîòû àâèàöèîí-

íîãî - îí õàðàêòåðèçóåòñÿ ìåíüøåé íàãðóæåííîñ-

òüþ è áîëüøåé ïðîäîëæèòåëüíîñòüþ. Òàêèì

îáðàçîì, ïîÿâëÿåòñÿ âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàòü

îòðàáîòàâøèå íà àâèàöèîííîì äâèãàòåëå äåòàëè íà

ïðîìûøëåííîì äâèãàòåëå – äàòü èì «âòîðóþ

æèçíü». Ýòîò ïóòü íàèáîëåå áûñòð è íàèìåíåå çàò-

ðàòåí, îäíàêî íå ïîçâîëÿåò â ïîëíîé ìåðå èñïîëü-

çîâàòü ïîòåíöèàë êîíñòðóêöèè êîìïðåññîðà.

Îïòèìàëüíûì ñ òî÷êè çðåíèÿ çàòðàò è îæèäàå-

ìîé ýôôåêòèâíîñòè ÿâëÿåòñÿ âòîðîé ïóòü – ñîçäà-

íèå êîìïðåññîðà íà áàçå âûñîêîýôôåêòèâíîãî êîìï-

ðåññîðà àâèàöèîííîãî äâèãàòåëÿ, ïðîøåäøåãî

äîâîäêó è âñåîáúåìëþùèå èñïûòàíèÿ. Ïîäîáíîå

ðåøåíèå íàñòîëüêî ïðèâëåêàòåëüíî, ÷òî äàæå ïðè

íåîáõîäèìîñòè ñîçäàíèÿ êîìïðåññîðà äðóãîé ïðîèç-

âîäèòåëüíîñòè âûãîäíåå ìîäåëèðîâàòü (ìàñøòàáè-

ðîâàòü) ñóùåñòâóþùèé êîìïðåññîð, ÷åì ïðîåêòèðî-

âàòü íîâûé.

Òåì íå ìåíåå, ñïåöèôèêà èñïîëüçîâàíèÿ

êîìïðåññîðà â ñòàöèîíàðíîé ÃÒÓ îïðåäåëÿåò íåêî-

òîðûå îñîáåííîñòè êîíñòðóêöèè è ïîäõîäû ê ïðî-

åêòèðîâàíèþ.

Ïðè ñîçäàíèè êîìïðåññîðà äëÿ äâèãàòåëÿ ëå-

òàòåëüíîãî àïïàðàòà î÷åíü îñòðî ñòîèò âîïðîñ ìè-

íèìèçàöèè ìàññû êîíñòðóêöèè. Ýòèì îáóñëàâëè-

âàåòñÿ íåîáõîäèìîñòü ïðèìåíåíèÿ ìàòåðèàëîâ

ñ âîçìîæíî íèçêîé óäåëüíîé ìàññîé è âûñîêèìè

ìåõàíè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè: òèòàíîâûõ ñïëàâîâ,

âûñîêîëåãèðîâàííûõ ñòàëåé è ñïåöèàëüíûõ ñïëà-

âîâ. Òàêèå ìàòåðèàëû äîâîëüíî äîðîãè è, çà÷àñòóþ,

òðóäíîîáðàáàòûâàåìû.

Äîïîëíèòåëüíî äëÿ ñíèæå-

íèÿ ìàññû â êîíñòðóêöèè óçëîâ àâèàöèîííûõ äâèãà-

òåëåé ïðèìåíÿþò îáëåã÷àþùèå ïðîòî÷êè, ôðåçåðîâ-

êè, èñïîëüçóþò äåòàëè ñëîæíîé ïðîñòðàíñòâåííîé

êîíôèãóðàöèè.

Äëÿ êîìïðåññîðà ñòàöèîíàðíîãî äâèãàòåëÿ òðå-

áîâàíèå ìèíèìàëüíîé ìàññû îòõîäèò íà âòîðîé ïëàí.

Â ñâÿçè ñ ýòèì ïðèìåíåíèå äîðîãèõ òðóäíîîáðàáà-

òûâàåìûõ ìàòåðèàëîâ äëÿ ñíèæåíèÿ ìàññû íåöåëå-

ñîîáðàçíî. Æåëàòåëüíî ïðèìåíåíèå äåòàëåé ïðîñòûõ

ôîðì ñ íåîáõîäèìûì ìèíèìóìîì ìåõàíè÷åñêîé îá-

ðàáîòêè. Òðåáóåìûå çàïàñû ïðî÷íîñòè îáåñïå÷èâà-

þòñÿ óâåëè÷åíèåì ñå÷åíèÿ äåòàëåé. Íà Ðèñ. 5.9_1

ïîêàçàíû ÷àñòè êîðïóñà êîìïðåññîðà àâèàöèîííîãî

äâèãàòåëÿ è ñîçäàííîãî íà åãî áàçå êîðïóñà êîìïðåñ-

ñîðà äâèãàòåëÿ íàçåìíîãî ïðèìåíåíèÿ.

Ñ áîëüøîé îñòîðîæíîñòüþ ñëåäóåò ïîäõîäèòü

ê âîïðîñó çàìåíû ìàðêè ìàòåðèàëà îñîáî îòâåò-

Ãëàâà 5 - Êîìïðåññîðû ÃÒÄ

275

ñòâåííûõ è ñëîæíûõ â äîâîäêå äåòàëåé (âàëîâ, äèñ-

êîâ, ëîïàòîê). Èçìåíåíèå ìàòåðèàëà ýòèõ äåòàëåé

ìîæåò ïîòðåáîâàòü ïðîâåäåíèÿ äîðîãîñòîÿùèõ ýê-

ñïåðèìåíòàëüíûõ ðàáîò - òåíçîìåòðèðîâàíèÿ è ÷à-

ñòîòíîé îòñòðîéêè ëîïàòîê, ýêâèâàëåíòíî-öèêëè-

÷åñêèõ èñïûòàíèé äèñêîâ è âàëîâ è ò.ï.

Â êà÷åñòâå èñïîëíèòåëüíûõ ìåõàíèçìîâ ïîâî-

ðîòà ëîïàòîê ÂÍÀ è ÍÀ ìîãóò ïðèìåíÿòüñÿ êàê

òðàäèöèîííûå äëÿ àâèàöèîííûõ äâèãàòåëåé ãèäðî-

è ïíåâìîöèëèíäðû, òàê è ýëåêòðîïðîâîäû.

Â ñëó-

÷àå èñïîëüçîâàíèÿ ãèäðîïðèâîäîâ ïðèõîäèòñÿ ïðå-

äóñìàòðèâàòü ñïåöèàëüíûé ãèäðîíàñîñ, ïîñêîëü-

êó â îòëè÷èå îò àâèàöèîííîãî äâèãàòåëÿ, ãäå

â êà÷åñòâå ðàáî÷åãî òåëà èñïîëüçóåòñÿ äàâëåíèå

òîïëèâà îñíîâíîãî òîïëèâíîãî íàñîñà, ïðîìûø-

ëåííûå äâèãàòåëè ÷àùå âñåãî èñïîëüçóþò ãàçîâîå

òîïëèâî.

Êàê èçâåñòíî, íà âåëè÷èíó òðåáóåìûõ ìîíòàæ-

íûõ è ðàáî÷èõ ðàäèàëüíûõ çàçîðîâ ìåæäó ðàáî÷è-

ìè ëîïàòêàìè è êîðïóñîì, ìåæäó ëîïàòêàìè ÍÀ

è ðîòîðîì âëèÿþò ïðåäïîëàãàåìûå óñëîâèÿ ðàáî-

òû äâèãàòåëÿ. Öèêë ðàáîòû ïðîìûøëåííîãî äâè-

ãàòåëÿ ïî ñðàâíåíèþ ñ àâèàöèîííûì õàðàêòåðèçó-

åòñÿ ìåíüøåé íàïðÿæåííîñòüþ, áîëåå óçêèì

äèàïàçîíîì ðàáî÷èõ ðåæèìîâ, áîëüøåé äëèòåëü-

íîñòüþ ïåðåõîäíûõ ðåæèìîâ – çàïóñêà ïðèåìèñ-

òîñòè è ñáðîñà. Ýòî ïîçâîëÿåò â êîìïðåññîðå ïðî-

ìûøëåííîãî äâèãàòåëÿ èìåòü ìåíüøèå ìîíòàæíûå

è ðàáî÷èå ðàäèàëüíûå çàçîðû. Óìåíüøåíèå ðàäè-

àëüíûõ çàçîðîâ ïîëîæèòåëüíî ñêàçûâàåòñÿ íà ïà-

ðàìåòðàõ êîìïðåññîðà – êîìïðåññîðû ïðîìûøëå-

íûõ äâèãàòåëåé, ñîçäàííûå íà áàçå àâèàöèîííûõ,

èìåþò, êàê ïðàâèëî, áîëåå âûñîêèé, ÷åì ó ïðîòî-

òèïà ÊÏÄ.

Ðèñóíîê 5.9_1 - ×àñòü êîðïóñà êîìïðåññîðà àâèàöè-

îííîãî äâèãàòåëÿ (ââåðõó) è ñîçäàí-

íûé íà åãî áàçå êîðïóñ êîìïðåññîðà

íàçåìíîãî äâèãàòåëÿ

5.10 – Îñîáåííîñòè ðàáîòû

êîìïðåññîðà â ïàðîãàçîâîì öèêëå

Äëÿ ýôôåêòèâíîãî èñïîëüçîâàíèÿ ÃÒÝÑ â ñî-

ñòàâå ÏÃÓ íåîáõîäèìî ïîääåðæàíèå ìàêñèìàëü-

íî âîçìîæíîé òåìïåðàòóðû ãàçà çà òóðáèíîé (Òò*)

ïðè ñíèæåíèè òåìïåðàòóðû íàðóæíîãî âîçäóõà (tí)

è ïðè äðîññåëèðîâàíèè ÃÒÄ. Îñíîâíîé îñîáåííî-

ñòüþ ðàáîòû êîìïðåññîðà â ïàðîãàçîâîì öèêëå ÿâ-

ëÿåòñÿ òî, ÷òî ïîääåðæàíèå Òò* îáåñïå÷èâàåòñÿ

ïðèêðûòèåì ëîïàòîê ÂÍÀ è ÍÀ êîìïðåññîðà äëÿ

ñíèæåíèÿ ðàñõîäà âîçäóõà ïðè ïîñòîÿííîé ÷àñòî-

òå âðàùåíèÿ.

Îñîáåííîñòè ðàáîòû êîìïðåññîðà â ïàðîãàçî-

âîì öèêëå ðàññìîòðèì íà ïðèìåðå êîìïðåññîðà

ÃÒÝ-180.

Êîìïðåññîð ÃÒÝ-180 ÿâëÿåòñÿ ìîäåëüþ

(Ê

= 3,477) ÊÂÄ àâèàöèîííîãî äâèãàòåëÿ ÏÑ-90À.

Îñíîâíûìè îñîáåííîñòÿìè åãî ðàáîòû â ïàðîãà-

çîâîì öèêëå, ñâÿçàííûìè ñ èçìåíåíèåì óãëà óñòà-

íîâêè ëîïàòîê ÂÍÀ è ÍÀ îò îñíîâíîé ïðîãðàììû

óïðàâëåíèÿ, ÿâëÿþòñÿ:

- èçìåíåíèå çàïàñîâ óñòîé÷èâîé ðàáîòû êîì-

ïðåññîðà;

- èçìåíåíèå ìàêñèìàëüíîãî ìîìåíòà, äåéñòâó-

þùåãî íà âàë ìåõàíèçàöèè óïðàâëåíèÿ ÂÍÀ.

Â ñâÿçè ñ òåì, ÷òî êîìïðåññîð ÃÒÝ-180 íàõî-

äèòñÿ íà îäíîì âàëó ñ ýëåêòðîãåíåðàòîðîì, ôèçè-

÷åñêèå îáîðîòû êîìïðåññîðà âñåãäà ïîñòîÿííû

è ðàâíû 3000 îá/ìèí. Ïðè èçìåíåíèè òåìïåðàòó-

ðû îêðóæàþùåé ñðåäû t

èçìåíÿþòñÿ ïðèâåäåííûå

îáîðîòû êîìïðåññîðà. Ðàññìîòðèì îñîáåííîñòè ðà-

áîòû êîìïðåññîðà â ïàðîãàçîâîì öèêëå ïðè

= +15°Ñ.

Íà Ðèñ. 5.10_1 ïðèâåäåíû çàâèñèìîñòè òåì-

ïåðàòóðû ãàçà

çà òóðáèíîé Ò

* îò ìîùíîñòè ÃÒÓ

ïðè ôèêñèðîâàííîì ïîëîæåíèè ÂÍÀ è ïðè ïðè-

êðûòèè ÂÍÀ. Íà Ðèñ. 5.10_2 ïðèâåäåíà çàâèñè-

ìîñòü îòíîñèòåëüíîé ìîùíîñòè ÃÒÓ îò ïðè-

êðûòèÿ ÂÍÀ. Êàê âèäíî èç ðèñóíêîâ,

äëÿ

ïîääåðæàíèÿ ïîñòîÿííîé Ò

* íåîáõîäèìî ïðè-

êðûòèå ëîïàòîê ÂÍÀ. Íî ïðè ñíèæåíèè ìîùíî-

ñòè ÃÒÓ íèæå 0,5N

ÍÎÌ

ïîääåðæàíèå ïîñòîÿííîé

* íåâîçìîæíî èç-çà îãðàíè÷åíèÿ âåëè÷èíû

ïðèêðûòèÿ ÂÍÀ.

Ïðèêðûòèå ÂÍÀ ïðè ôèêñèðîâàííîé ÷àñòîòå

âðàùåíèÿ ðîòîðà ïðèâîäèò ê èçìåíåíèþ çàïàñîâ

óñòîé÷èâîé ðàáîòû êîìïðåññîðà èç-çà ðàññîãëàñî-

âàíèÿ â ðàáîòå îòäåëüíûõ ñòóïåíåé. Ìàêñèìàëüíàÿ

âåëè÷èíà ïðèêðûòèÿ ÂÍÀ îïðåäåëÿåòñÿ èñõîäÿ èç

óñëîâèÿ, ÷òî çàïàñû óñòîé÷èâîé ðàáîòû êîìïðåñ-

ñîðà äîëæíû áûòü íå íèæå ìèíèìàëüíî äîïóñòè-

ìîãî óðîâíÿ.

Ãëàâà 5 - Êîìïðåññîðû ÃÒÄ

276

Ðèñóíîê 5.10_1 – Çàâèñèìîñòü òåìïåðàòóðû ãàçà çà òóðáèíîé îò îòíîñèòåëüíîé ìîùíîñòè ÃÒÓ ïðè

ÂÕ

= +15°Ñ

Ðèñóíîê 5.10_2 – Çàâèñèìîñòü îòíîñèòåëüíîé ìîùíîñòè ÃÒÓ îò ïðèêðûòèÿ ÂÍÀ îò èñõîäíîé ïðîãðàììû

ðåãóëèðîâàíèÿ

Ãëàâà 5 - Êîìïðåññîðû ÃÒÄ

277

Ðèñóíîê 5.10_3 – Õàðàêòåðèñòèêè êîìïðåññîðà ÃÒÝ-180 íà ðåæèìå nïð=3000 îá/ìèí (tâõ

=+15°Ñ) ïðè

ðàçëè÷íûõ óãëàõ ÂÍÀ

Ðèñóíîê 5.10_4 - Çàâèñèìîñòü çàïàñîâ óñòîé÷èâîé ðàáîòû êîìïðåññîðà â ïàðîãàçîâîì öèêëå

ÏÐ

=3000 îá/ìèí, t

ÂÕ

=+15°Ñ) îò ïðèêðûòèÿ ÂÍÀ îò èñõîäíîé ïðîãðàììû ðåãóëèðîâàíèÿ

Ãëàâà 5 - Êîìïðåññîðû ÃÒÄ

278

Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ìàêñèìàëüíîé âåëè÷èíû

ïðèêðûòèÿ ÂÍÀ ïðîâåäåíû ðàñ÷åòíî-ýêñïåðèìåí-

òàëüíûå ðàáîòû ïî îïðåäåëåíèþ íàïîðíûõ õàðàê-

òåðèñòèê êîìïðåññîðà ïðè ðàçëè÷íûõ çíà÷åíèÿõ

ïðèêðûòèÿ ÂÍÀ îò èñõîäíîé ïðîãðàììû ðåãóëè-

ðîâàíèÿ.

Íà Ðèñ. 5.10_3 ïðèâåäåíû ðàñ÷åòíî-ýêñïåðè-

ìåíòàëüíûå íàïîðíûå õàðàêòåðèñòèêè êîìïðåñ-

ñîðà ïðè ðàçëè÷íûõ çíà÷åíèÿõ ïðèêðûòèÿ ÂÍÀ

îò èñõîäíîé ïðîãðàììû ðåãóëèðîâàíèÿ êîìïðåñ-

ñîðà è ðàñ÷åòíàÿ ëèíèÿ ðàáî÷èõ ðåæèìîâ.

Íà

Ðèñ. 5.10_4 ïðåäñòàâëåíû ôàêòè÷åñêèå è ìèíè-

ìàëüíî äîïóñòèìûå çàïàñû óñòîé÷èâîé ðàáîòû

êîìïðåññîðà ïî êðèòåðèþ:

Èç ðèñóíêà âèäíî, ÷òî ïðèêðûòèå ÂÍÀ îò èñ-

õîäíîé ïðîãðàììû ðåãóëèðîâàíèÿ áîëåå ÷åì íà 30°

ïðèâîäèò ê ñíèæåíèþ çàïàñîâ óñòîé÷èâîñòè íèæå

äîïóñòèìîãî óðîâíÿ. Ïîýòîìó ìàêñèìàëüíàÿ âåëè-

÷èíà ïðèêðûòèÿ ÂÍÀ îò èñõîäíîé ïðîãðàììû ðå-

ãóëèðîâàíèÿ ïðè t

ÂÕ

* = +15°Ñ ðàâíà 30°.

Íà Ðèñ. 5.10_5 ïðåäñòàâëåíà çàâèñèìîñòü ìàê-

ñèìàëüíîãî äîïóñòèìîãî ïðèêðûòèÿ ëîïàòîê ÂÍÀ

îò èñõîäíîé ïðîãðàììû ðåãóëèðîâàíèÿ ∆(∆αÂÍÀ)

îò òåìïåðàòóðû âîçäóõà íà âõîäå â êîìïðåññîð. Íà

Ðèñ. 5.10_6 ïðèâåäåíà çàâèñèìîñòü ìàêñèìàëüíî-

ãî äîïóñòèìîãî ïðèêðûòèÿ ÂÍÀ îò ïðèâåäåííîé

÷àñòîòû âðàùåíèÿ êîìïðåññîðà.

Ïðèêðûòèå ëîïàòîê ÂÍÀ è ÍÀ ïðè ïîñòîÿí-

íîé ÷àñòîòå âðàùåíèÿ ïðèâîäèò ê èçìåíåíèþ ìàê-

ñèìàëüíîãî ìîìåíòà, äåéñòâóþùåãî íà âàë ìåõà-

íèçìà óïðàâëåíèÿ ÂÍÀ è ÍÀ. Ýòî èçìåíåíèå

â îñíîâíîì

ñâÿçàíî ñ óâåëè÷åíèåì àýðîäèíàìè÷åñ-

êèõ ñèë, äåéñòâóþùèõ íà ëîïàòêè ÂÍÀ è ÍÀ.

Ïî äàííûì ðàñ÷åòà ïðèêðûòèå ÂÍÀ îò èñõîä-

íîé ïðîãðàììû ðåãóëèðîâàíèÿ íà 24 ãðàäóñà (ïðè

ÏÐ

= 3000 îá/ìèí) ïðèâîäèò ê èçìåíåíèþ àýðîäè-

íàìè÷åñêîãî ìîìåíòà îò ìèíóñ

21,5 êãñ·ì äî

208 êãñ·ì. Òàê êàê íà äàííîì ðåæèìå ðàáîòû êîì-

ïðåññîðà êðóòÿùèé ìîìåíò îò àýðîäèíàìè÷åñêèõ

ñèë ñîñòàâëÿåò íå ìåíåå 25% îò ñóììàðíîãî ìî-

ìåíòà (ñ ó÷åòîì ìîìåíòà îò ñèë òðåíèÿ â ìåõàíèç-

ìå óïðàâëåíèÿ), òî ðàáîòà êîìïðåññîðà â ïàðîãà-

çîâîì öèêëå òðåáóåò ó÷åòà óâåëè÷åíèÿ óñèëèÿ íà

øòîêå ìåõàíèçìà óïðàâëåíèÿ ÂÍÀ è ÍÀ.

5.11 – Ìàòåðèàëû, ïðèìåíÿåìûå

äëÿ äåòàëåé êîìïðåññîðîâ

Âûáîð ìàòåðèàëîâ êîìïðåññîðà îñóùåñòâëÿ-

åòñÿ èñõîäÿ èç ñâîéñòâ ìàòåðèàëà â ðàáî÷èõ óñëî-

Ðèñóíîê 5.10_5 - Çàâèñèìîñòü ìàêñèìàëüíîãî äîïóñòèìîãî ïðèêðûòèÿ ÂÍÀ îò ïðèâåäåííîé ÷àñòîòû

âðàùåíèÿ êîìïðåññîðà

Ãëàâà 5 - Êîìïðåññîðû ÃÒÄ

279

Ðèñóíîê 5.10_6 – Ìàêñèìàëüíîå äîïóñòèìîå ïðèêðûòèå ÂÍÀ îò èñõîäíîé ïðîãðàììû ðåãóëèðîâàíèÿ

â çàâèñèìîñòè îò òåìïåðàòóðû âîçäóõà íà âõîäå â êîìïðåññîð

âèÿõ ýêñïëóàòàöèè. Äåòàëü, èçãîòîâëåííàÿ èç âûá-

ðàííîãî ìàòåðèàëà, äîëæíà óäîâëåòâîðÿòü íîðìàì

ïðî÷íîñòè ïðè çàäàííûõ íàäåæíîñòè è ðåñóðñå.

5.11.1 – Õàðàêòåðèñòèêè ïðèìåíÿå-

ìûõ ìàòåðèàëîâ

Â êîìïðåññîðå ïðèìåíÿþòñÿ ÷åòûðå îñíîâíûå

ãðóïïû ìàòåðèàëîâ:

- àëþìèíèåâûå ñïëàâû - â äèàïàçîíå òåìïåðà-

òóð, íå ïðåâûøàþùèõ 250

Ñ;

- òèòàíîâûå ñïëàâû –â äèàïàçîíå òåìïåðàòóð,

íå ïðåâûøàþùèõ 500

Ñ;

- ñòàëè è æàðîïðî÷íûå ñïëàâû - â äèàïàçîíå

òåìïåðàòóð, ïðåâûøàþùèõ 450…500

Ñ;

- ïîëèìåðíûå êîìïîçèöèîííûå ìàòåðèàëû -

â äèàïàçîíå òåìïåðàòóð, íå ïðåâûøàþù

èõ

150…250

Ñ.

Íåêîòîðûå ñâîéñòâà ïåðå÷èñëåííûõ ìàòåðèà-

ëîâ ïðèâåäåíû â òàáëèöå 5.11.4_1

5.11.1.1 – Òèòàíîâûå ñïëàâû

Â íàñòîÿùåå âðåìÿ íàèáîëåå øèðîêî â ìèðî-

âîé ïðàêòèêå ïðèìåíÿþòñÿ â êîíñòðóêöèè êîìïðåñ-

ñîðîâ òèòàíîâûå ñïëàâû. Òèòàíîâûå ñïëàâû ïðè

ñðàâíèòåëüíî íåáîëüøîé ïëîòíîñòè ≅ 4,5 ã/ñì

ïðîòèâ ≅ 7,8…8,3 ã/ñì

ó ñòàëåé) îáëàäàþò ñîèçìå-

ðèìûì ñî ñòàëÿìè ïðåäåëîì ïðî÷íîñòè.

Ïîýòîìó,

çàìåíÿÿ ñòàëüíûå äåòàëè íà òèòàíîâûå, ìîæíî ïîëó-

÷èòü çàìåòíîå ñíèæåíèå ìàññû êîìïðåññîðà, à çíà-

÷èò è âñåãî äâèãàòåëÿ â öåëîì.

Â òî æå âðåìÿ íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü, ÷òî ñ óâå-

ëè÷åíèåì ðàáî÷åé

òåìïåðàòóðû ìåõàíè÷åñêèå

ñâîéñòâà òèòàíîâûõ ñïëàâîâ çàìåòíî ïàäàþò.

Êðîìå ýòîãî, òèòàíîâûå ñïëàâû ÷óâñòâèòåëüíû

ê êîíöåíòðàòîðàì íàïðÿæåíèé,

êàê çàëîæåííûì

â êîíñòðóêöèè äåòàëè, òàê è ïîÿâèâøèìñÿ â ðå-

çóëüòàòå íàðóøåíèÿ òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîöåññà

ïðè èçãîòîâëåíèè. Íåìàëîâàæíûì ôàêòîðîì ÿâëÿ-

åòñÿ òàêæå âîçìîæíîå íàðóøåíèå òåìïåðàòóðíîãî

ðåæèìà ïðè èçãîòîâëåíèè è ýêñïëóàòàöèè äåòàëåé

èç òèòàíîâûõ ñïëàâîâ. Âñå ïåðå÷èñëåííîå ìîæåò

ïðèâåñòè ê çàìåòíîìó ñíèæåíèþ ñîïðîòèâëåíèÿ

óñòàëîñòè.

Åùå îäíèì ôàêòîðîì, êîòîðûé íåîáõîäèìî

ó÷èòûâàòü ïðè ïðîåêòèðîâàíèè äåòàëåé èç òèòà-

íîâûõ ñïëàâîâ, ÿâëÿåòñÿ òàê íàçûâàåìûé «òèòàíî-

âûé ïîæàð». Ýòî ÿâëåíèå âîçíèêàåò ïðè ïðîäîë-

æèòåëüíîì íåïðåðûâíîì êîíòàêòå äâóõ âçàèìíî

ïîäâèæíûõ ïîâåðõíîñòåé èç òèòàíîâûõ ñïëàâîâ.

Ïðè ýòîì äåòàëè ðàçîãðåâàþòñÿ è ïðîèñõîäèò èõ

ñâàðêà è äàæå âîçãîðàíèå. Äëÿ òîãî, ÷òîáû îñâîáî-

äèòüñÿ îò òàêîãî ÿâëåíèÿ, íà îäíó èç äåòàëåé, íà-

õîäÿùèõñÿ â çîíå âåðîÿòíîãî êîíòàêòà, ñëåäóåò

íàíåñòè ïðèðàáàòûâàåìîå ïîêðûòèå. Â íåêîòîðûõ