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

Подождите немного. Документ загружается.

Ãëàâà 5 - Êîìïðåññîðû ÃÒÄ

280

ñëó÷àÿõ äàæå ïðèíèìàþò ðåøåíèå èçãîòîâèòü îäíó

èç äåòàëåé èç äðóãîãî ìàòåðèàëà, â òîì ÷èñëå èç

ñòàëè, õîòÿ ýòî è âåäåò ê óâåëè÷åíèþ ìàññû êîíñò-

ðóêöèè.

5.11.1.2 – Àëþìèíèåâûå ñïëàâû

Àëþìèíèåâûå ñïëàâû îáëàäàþò åùå ìåíüøåé

ìàññîé - 2,65…2,85 ã/ñì

. Îäíàêî èõ ìåõàíè÷åñêèå

ñâîéñòâà è äèàïàçîí ðàáî÷èõ òåìïåðàòóð çíà÷èòåëü-

íî íèæå, ÷åì ñòàëåé è òèòàíîâûõ ñïëàâîâ è ñòàëåé,

÷òî ðåçêî ñíèæàåò îáëàñòü èõ ïðèìåíåíèÿ. Ïðåïÿò-

ñòâèåì äëÿ ïðèìåíåíèÿ òàêèõ ñïëàâîâ òàêæå ÿâëÿ-

åòñÿ ñðàâíèòåëüíî íèçêàÿ êîððîçèîííàÿ ñòîéêîñòü.

Ìàòåðèàë òðåáóåò ïðèìåíåíèÿ ñïåöèàëüíûõ ýìàëå-

âûõ èëè äðóãèõ ïîêðûòèé äëÿ ïðåäîòâðàùåíèÿ êîð-

ðîçèè.

5.11.1.3 – Ñòàëè è æàðîïðî÷íûå íè-

êåëåâûå ñïëàâû

Ýòè ìàòåðèàëû ÿâëÿëèñü áû îïòèìàëüíûìè

äëÿ èçãîòîâëåíèÿ äåòàëåé êîìïðåññîðà, ïîñêîëüêó

îíè îáëàäàþò íàèëó÷øèìè ìåõàíè÷åñêèìè ñâîé-

ñòâàìè, ñàìûì øèðîêèì ñðåäè ðàññìàòðèâàåìûõ

ìàòåðèàëîâ äèàïàçîíîì ðàáî÷èõ òåìïåðàòóð, âû-

ñîêèìè ýðîçèîííûìè è êîððîçèîííûìè ñâîéñòâà-

ìè. Âñå ýòî îáóñëîâèëî èõ ïîëíîå äîìèíèðîâàíèå

íà ðàííåì ýòàïå ñóùåñòâîâàíèÿ ÃÒÄ. Îäíàêî çàäà-

÷à îáåñïå÷åíèÿ ìèíèìàëüíîé ìàññû ìîæåò ðåøàòü-

ñÿ òîëüêî ïðèìåíåíèåì áîëåå ëåãêèõ ìàòåðèàëîâ.

Òàáëèöà 5.11.4_1

Ñâîéñòâà ìàòåðèàëîâ, ïðèìåíÿåìûõ êîìïðåññîðàõ ÃÒÄ

100

С 200

С 400

Àëþìèíèåâûå

ñïëàâû

2,65…2,85 1,0016 1,0039 1,0087 360…380

Òèòàíîâûå

ñïëàâû

4,4…4,55 1,0007 1,0016 1,0037 950…1200

Ñòàëè 7,8…8,3 1,0012 1,0031 1,0068 900…1000

1,0054 1000…1200 110000…160000

100000…130000

Æàðîïðî÷íûå

ñïëàâû

8,2…8,35 1,0010 1,0024

Модуль упругости Е

ÏÊÌ 1,4…1,9 900…1100

Материал

Плотность

,г/см

Коэф. линейного расширения ,

Предел

прочности

при

растяжении

, МПа

5.11.1.4 – Ïîëèìåðíûå êîìïîçèöè-

îííûå ìàòåðèàëû

Â íàñòîÿùåå âðåìÿ â àâèàäâèãàòåëåñòðîåíèè

âñå øèðå ïðèìåíÿþòñÿ ÏÊÌ, îáëàäàþùèå îòíî-

ñèòåëüíî âûñîêèìè ìåõàíè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè

ïðè ñðàâíèòåëüíî íèçêîé óäåëüíîé ìàññå (ñì. òàá-

ëèöó 5.13.4_1). Äî íåäàâíåãî âðåìåíè ãëàâíûì îã-

ðàíè÷åíèåì èõ ïðèìåíåíèÿ ÿâëÿëèñü íåâûñîêèå ðà-

áî÷èå òåìïåðàòóðû - äî 100

Ñ, íî çà ïîñëåäíèé

ãîäû ýòîò ïðåäåë äîñòèã 250

Ñ (äëÿ ñòåêëîïëàñòè-

êîâ), à äëÿ îòäåëüíûõ íîâûõ ìàòåðèàëîâ è 350

Ñ.

ÏÊÌ ñîñòîèò èç äâóõ îñíîâíûõ êîìïîíåíòîâ:

ñâÿçóþùåãî (ñèíòåòè÷åñêîé ñìîëû) è âîëîêíèñòî-

ãî íàïîëíèòåëÿ (òêàíü èëè îäíîíàïðàâëåííûé æãóò

èç óãëå-, îðãàíî- èëè ñòåêëîâîëîêíà). Íàïîëíèòåëü

âîñïðèíèìàåò îñíîâíûå íàãðóçêè, à ñâÿçóþùåå

ôîðìèðóåò èç îòäåëüíûõ ÷àñòåé íàïîëíèòåëÿ (òêà-

íè, æãóòà, ëåíòû) åäèíîå öåëîå è îáåñïå÷èâàåò

ðàñïðåäåëåíèå íàãðóçêè. Óçëû èç ÏÊÌ ìîæíî àð-

ìèðîâàòü ìåòàëëè÷åñêèìè ýëåìåíòàìè. Òàêèì îá-

ðàçîì, ãîòîâûé óçåë ìîæíî ïîëó÷èòü ïðàêòè÷åñêè

íå ïðèìåíÿÿ ìåõàíè÷åñêóþ îáðàáîòêó, è èìåòü ïðè

ýòîì êîýôôèöèåíò èñïîëüçîâàíèÿ ìàòåðèàëà áëèç-

êèì ê 100%. Îäíàêî ñòîèìîñòü îòäåëüíûõ êîìïî-

íåíòîâ ìàòåðèàëà è òðóäîåìêîñòü èçãîòîâëåíèÿ

òàêèõ óçëîâ, ïî ñðàâíåíèþ ñ àíàëîãè÷íûì ìåòàë-

ëè÷åñêèì, â íåñêîëüêî ðàç âûøå, ÷òî ïîêà îãðàíè-

÷èâàåò ñôåðó ïðèìåíåíèÿ ÏÊÌ â ñåðèéíûõ äâè-

ãàòåëÿõ.

Ãëàâà 5 - Êîìïðåññîðû ÃÒÄ

281

5.12 – Àíãëî-ðóññêèé ñëîâàðü-

ìèíèìóì

adiabatic – àäèàáàòè÷åñêèé

aerodynamic – àýðîäèíàìèêà

air bleed cavity – ïîëîñòü îòáîðà

airflow – âîçäóøíûé ïîòîê

airfoil – ïðîôèëü (ëîïàòêè)

analysis – ðàñ÷åò

aspiration – âñàñûâàíèå

axial – îñåâîé

axisymmetric – îñåñèììåòðè÷íûé

bearing – ïîäøèïíèê

blade – ðàáî÷àÿ ëîïàòêà

bleed – îòáîð (âîçäóõà)

boundary layer – ïîãðàíè÷íûé ñëîé

booster – ïîäïîðíûå ñòóïåíè

centrifugal – öåíòðîáåæíûé

chord – õîðäà

clearance – çàçîð

coating – ïîêðûòèå

cooling – îõëàæäåíèå

compressor – êîìïðåññîð

core – ãàçîãåíåðàòîð

cover – êðûøêà, êîæóõ

disc – äèñê

distribution – ðàñïðåäåëåíèå

downstream – âíèç ïî ïîòîêó

eddy – âèõðü

edge – êðîìêà

fan – âåíòèëÿòîð

flowpath – ïðîòî÷íàÿ ÷àñòü

hatch – ëþê

heating – íàãðåâ

HPC (high pressure compressor) – ÊÂÄ (êîìïðåññîð

âûñîêîãî äàâëåíèÿ)

honeycomb lining – ñîòîâîå óïëîòíåíèå

incidence angle – óãîë àòàêè

inlet – âõîä

IGV (inlet guide vane) – âõîäíàÿ íàïðàâëÿþùàÿ ëî-

ïàòêà

isentropic – èçîýíòðîïè÷åñêèé

leakage – ïåðåòåêàíèå

ledge – âûñòóï

lid – êðûøêà

lip – âûñòóï, ôëàíåö

load – íàãðóçêà

loss – ïîòåðè

LPC (low pressure compressor) – ÊÍÄ (êîìïðåññîð

íèçêîãî äàâëåíèÿ)

Mach number – ÷èñëî Ìàõà

noise – øóì

nut - ãàéêà

operating line – ëèíèÿ ðàáî÷èõ ðåæèìîâ

parameter – ïàðàìåòð

performance – õàðàêòåðèñòèêà

piece –äåòàëü

pin -øòèôò

radial – ðàäèàëüíûé

ratio – îòíîøåíèå, êîýôôèöèåíò

repair – ðåìîíò

Reynolds number – êðèòåðèé Ðåéíîëüäñà

rib – ðåáðî

ring – êîëüöî

rod – ñòåðæåíü, òÿãà, øòîê

roll – ðîëèê

root – êîðåíü (õâîñòîâèê) ëîïàòêè

rotation – âðàùåíèå

rotor – ðîòîð

screw – âèíò, áîëò

seal – óïëîòíåíèå

secondary flows – âòîðè÷íîå òå÷åíèå

section – ñå÷åíèå

shaft – âàë

shape – ôîðìà

shock – óäàð, ñêà÷îê óïëîòíåíèÿ

shroud – áàíäàæ

simulation – ìîäåëèðîâàíèå

slot – ùåëü, êàíàâêà

snubber – äåìïôèðóþùåå óñòðîéñòâî

span – ðàçìàõ, õîðäà

spull – áàðàáàí

splitter – ðàçäåëèòåëü, ðàññåêàòåëü

stability – óñòîé÷èâîñòü

stage – ñòóïåíü

stagnation – òîðìîæåíèå

stall – ñðûâ

stator – ñòàòîð

stream – ïîòîê

streamline – ëèíèÿ òîêà

strut – ñòîéêà

surge – ïîìïàæ

thickness – òîëùèíà

thread – ðåçüáà

throat – ãîðëî

thrust – òÿãà

trailing edge – âûõîäíàÿ êðîìêà

tip speed – îêðóæíàÿ ñêîðîñòü íà ïåðèôåðèè ÐÊ

unit – ýëåìåíò, åäèíèöà èçìåðåíèÿ

valve – êëàïàí

velocity – ñêîðîñòü

viscosity – âÿçêîñòü

wall – ñòåíêà

wave – âîëíà

Ãëàâà 5 - Êîìïðåññîðû ÃÒÄ

282

5.13 – Ïåðå÷åíü èñïîëüçîâàííîé

ëèòåðàòóðû

5.13.1. Á.Í.Þäàåâ. Òåõíè÷åñêàÿ òåðìîäèíàìèêà.

Òåïëîïåðåäà÷à. Ó÷åáíîå ïîñîáèå äëÿ âòóçîâ. – Ì.:

Âûñøàÿ øêîëà, 1988ã.

5.13.2. Â.È.Ëîêàé, Ì.Í.Áîäóíîâ, Â.Â.Æóéêîâ,

À.Â.Ùóêèí. Òåïëîïåðåäà÷à â îõëàæäàåìûõ äåòà-

ëÿõ ãàçîòóðáèííûõ äâèãàòåëÿõ ëåòàòåëüíûõ àïïà-

ðàòîâ. - Ì.: Ìàøèíîñòðîåíèå, 1985ã.

5.13.3. Îñíîâû òåïëîïåðåäà÷è â àâèàöèîííîé è ðà-

êåòíî-êîñìè÷åñêîé òåõíèêå. -Ì.: Ìàøèíîñòðîå-

íèå, 1975ã.

5.13.4. Àýðîäèíàìèêà êîìïðåññîðîâ: Ïåð. ñ àíãë./

Í.Êàìïñòè.– Ì.: Ìèð, 2000ã.

5.13.5. Êîíñòðóêöèÿ è ïðîåêòèðîâàíèå àâèàöèîí-

íûõ ãàçîòóðáèííûõ äâèãàòåëåé. Ïîä îáùåé ðåäàê-

öèåé Ä.Â.Õðîíèíà - Ì.: Ìàøèíîñòðîåíèå, 1989 ã.

5.13.6. Àâèàöèîííûå ïðàâèëà. ×àñòü 33. Íîðìû ëåò-

íîé ãîäíîñòè äâèãàòåëåé âîçäóøíûõ ñóäîâ./ Ìåæ-

ãîñóäàðñòâåííûé Àâèàöèîííûé Êîìèòåò

5.13.7. Òåõíè÷åñêàÿ ñïðàâêà. Âëèÿíèå êîìïîíîâêè

ñàìîëåòà íà çàùèùåííîñòü äâèãàòåëåé îò ïîñòî-

ðîííèõ ïðåäìåòîâ, çàáðàñûâàåìûõ ñ ïîâåðõíîñòè

ÂÏÏ. ÃîñÍÈÈ ÃÀ - Ìîñêâà, 2001 ã.

5.13.8. Òåõíè÷åñêàÿ ñïðàâêà ¹ 25602. Ñèëîâàÿ óñ-

òàíîâêà ÏÑ-90À-12. Çàùèòà îò ïîïàäàíèÿ ïîñòî-

ðîííèõ ïðåäìåòîâ â äâèãàòåëü.

5.13.9. Ê.Â.Õîëùåâíèêîâ, Î.Í.Åìèí, Â.Ò.Ìèòðî-

õèí. Òåîðèÿ è ðàñ÷åò àâèàöèîííûõ ëîïàòî÷íûõ

ìàøèí. – Ì.: Ìàøèíîñòðîåíèå, 1986ã.

5.13.10. Þ.Ñ. Ïîäóáóåâ, Ê.Ï. Ñåëåçíåâ. Òåîðèÿ è

ðàñ÷åò îñåâûõ è öåíòðîáåæíûõ êîìïðåññîðîâ. – Ì.:

Ìàøãèç1957

5.13.11. Òåõíè÷åñêèé îò÷åò ¹ 39155. Äâèãàòåëü

ÃÒÝ-180. Ðàñ÷åòíî-ýêñïåðèìåíòàëüíûå õàðàêòåðè-

ñòèêè êîìïðåññîðà ÃÒÝ-180, óòî÷íåííûå ïî ðåçóëü-

òàòàì èñïûòàíèé íà óñòàíîâêå Ê-2-180.

5.13.12. Òåõíè÷åñêèé îò÷åò ¹ 39224. Äâèãàòåëü

ÃÒÝ-180. Èñïûòàíèå ìîäåëè êîìïðåññîðà â ñîñòà-

âå óñòàíîâêè Ê-2-180 (053).

5.13.13. Ìåòîäîëîãèÿ ïðîåêòèðîâàíèÿ îñåâîãî êîì-

ïðåññîðà. Ô.Ø.Ãåëüìåäîâ, Â.È.Ìèëåøèí è äð.

ÖÈÀÌ - Òåïëîýíåðãåòèêà. 2002. ¹9. Ñ.19 —28.

5.13.14. Ïðèìåíåíèå ìåòîäà óñòàíîâëåíèÿ äëÿ ðàñ-

÷åòà íèçêî÷àñòîòíûõ òå÷åíèé. Ä.×îé, ×.Ì.Ìåðêë

- Àýðîêîñìè÷åñêàÿ òåõíèêà. 1986. ¹ 7. Ñ. 29 — 40.

5.13.15. THE JET ENGINE – Rolls-Royce plc

Ãëàâà 6 - Êàìåðû ñãîðàíèÿ

283

Ãëàâà 6 – Êàìåðû ñãîðàíèÿ

ÃÒÄ

Â «ïðîñòîì» òåðìîäèíàìè÷åñêîì öèêëå ÃÒÄ

(ñì.ãëàâó 2) íà ó÷àñòêå Ê-Ã (ñì. Ðèñ. 6_1) ê ïîòî-

êó ðàáî÷åãî òåëà ïîäâîäèòñÿ òåïëî.

Â ÃÒÄ ýòîò ïðîöåññ îñóùåñòâëÿåòñÿ â êàìåðå

ñãîðàíèÿ (ÊÑ) (ñì. Ðèñ. 6_2). Òåïëî ïîäâîäèòñÿ çà

ñ÷åò ñãîðàíèÿ òîïëèâà, òî åñòü ïðåîáðàçîâàíèÿ õè-

ìè÷åñêîé ýíåðãèè òîïëèâà â òåïëîâóþ, ïðè ýòîì

òåìïåðàòóðà ðàáî÷åãî òåëà âîçðàñòàåò îò çíà÷åíèÿ

(çà êîìïðåññîðîì) äî Ò

(íà âõîäå â òóðáèíó).

Ðåàëüíûé ïðîöåññ â ÊÑ îòëè÷àåòñÿ îò èäåàëü-

íîãî íàëè÷èåì ïîòåðü äàâëåíèÿ îò Ð*

äî Ð*

Ïîòåðè äàâëåíèÿ â ÊÑ ñêëàäûâàþòñÿ èç ãèäðàâëè-

÷åñêèõ ïîòåðü (ïîòåðü òðåíèÿ) è ïîòåðü îò ïîäâî-

äà òåïëà ê ïîòîêó ðàáî÷åãî òåëà. Ãèäðàâèëè÷åñêèå

ïîòåðè â ñâîþ î÷åðåäü ìîæíî ðàçäåëèòü íà ñîñòàâ-

ëÿþùèå ïîòåðè:

- â äèôôóçîðå,

- â êîëüöåâûõ êàíàëàõ,

- íà âòåêàíèå âîçäóõà â îòâåðñòèÿ æàðîâîé

òðóáû è ýëåìåíòû ôðîíòîâîãî óñòðîéñòâà (ÔÓ),

- íà ñìåøåíèå ñòðóé.

Êàê âèäíî èç äèàãðàììû, ïðèâåäåííîé íà

Ðèñ. 6_1, ãèäðàâëè÷åñêèå ïîòåðè ÷àñòè÷íî êîìïåí-

ñèðóþòñÿ, ò.ê. ðàáîòà òðåíèÿ ïðåîáðàçóåòñÿ â òåï-

ëî, êîòîðîå âîçâðàùàåòñÿ â ðàáîòó òåðìîäèíàìè-

÷åñêîãî öèêëà. Îäíàêî ïîòåðè äàâëåíèÿ â ÊÑ

ïðèâîäÿò ê óìåíüøåíèþ ñòåïåíè ïîíèæåíèÿ äàâ-

ëåíèÿ ãàçà â òóðáèíå è ñîïëå è, ñîîòâåòñòâåííî,

ê óìåíüøåíèþ ïîëåçíîé ðàáîòû è ê.ï.ä. öèêëà.

Êðîìå ïîòåðü äàâëåíèÿ ïðîöåññû â ÊÑ ñîïðî-

âîæäàþòñÿ ïîòåðÿìè òåïëà çà ñ÷åò åãî ðàññåèâà-

íèÿ â îêðóæàþùåå ïðîñòðàíñòâî è çà ñ÷åò íåïîë-

íîãî ñãîðàíèÿ òîïëèâà.

Ïîòåðè òåïëà â îêðóæàþùåå ïðîñòðàíñòâî ïî

ñðàâíåíèþ ñ êîëè÷åñòâîì òåïëà, ïîäâîäèìûì ê ðà-

áî÷åìó òåëó â,

ÊÑ ÒÐÄ ñîñòàâëÿþò 0,005…0,01%.

À â ÒÐÄÄ ýòè ïîòåðè îòñóòñòâóþò, ò.ê. òåïëî îò

êîðïóñà ÊÑ ïîäâîäèòñÿ ê âîçäóõó íàðóæíîãî êîí-

òóðà, è, òàêèì îáðàçîì, ó÷àñòâóåò â ðàáîòå öèêëà.

Ýêîíîìè÷íîñòü äâèãàòåëÿ íàõîäèòñÿ â ïðÿìîé

çàâèñèìîñòè îò ïîëíîòû ñãîðàíèÿ òîïëèâà. Â ñîâ-

ðåìåííûõ ÃÒÄ ïðîöåññ ñãîðàíèÿ òîïëèâà â ÊÑ äî-

ñòàòî÷íî õîðîøî îðãàíèçîâàí, ïîýòîìó ïîëíîòà

ñãîðàíèÿ òîïëèâà â íèõ äîñòèãàåò âåëè÷èíû

ηη

= 0,995…0,999. Ïðè òåðìîäèíàìè÷åñêèõ ðàñ÷å-

òàõ äâèãàòåëÿ òåïëî, ïîäâåäåííîå ê ðàáî÷åìó òåëó,

âû÷èñëÿåòñÿ ñðàçó ñ ó÷åòîì ïîëíîòû ñãîðàíèÿ òîï-

ëèâà â ÊÑ. Äëÿ óâåëè÷åíèÿ ýôôåêòèâíîñòè äâèãà-

òåëÿ è ÊÑ, â ÷àñòíîñòè, íà ñòàäèè ïðîåêòèðîâàíèÿ

ðåøàþòñÿ çàäà÷è ïî ìèíèìèçàöèè ïîòåðü.

Îñîáåííîñòüþ óçëà ÊÑ ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî ïðî-

èñõîäÿùèå â íåì ïðîöåññû ðàñïûëà òîïëèâà, ïå-

ðåìåøèâàíèÿ òîïëèâà ñ âîçäóõîì, ãîðåíèÿ òîïëè-

âîâîçäóøíîé ñìåñè, òåïëîîáìåíà - ñëîæíû. Äàæå

íîâåéøåå ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå, ïîçâîëÿþùåå

â íàñòîÿùåå âðåìÿ ðàññ÷èòûâàòü äî òûñÿ÷è ïðîòå-

êàþùèõ ïðè ðàáîòå ÊÑ õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé, îïè-

ñûâàåò ýòè ïðîöåññû íå â ïîëíîé ìåðå. Êàê ñëåä-

ñòâèå - ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòîâ íåäîñòàòî÷íî òî÷íû.

Çäåñü ñëåäóåò çàìåòèòü, ÷òî â ðàñ÷åòàõ ÊÑ èñïîëü-

çóåòñÿ áîëüøîå ÷èñëî ýìïèðè÷åñêèõ çàâèñèìîñòåé

è êîýôôèöèåíòîâ, êîòîðûå îïðåäåëåíû äëÿ êîíê-

ðåòíîé êîíñòðóêöèè è òðåáóþò êîððåêòèðîâêè ïðè

ðàñ÷åòå äðóãîé. Â ñâÿçè ñ ýòèì äëÿ ïîëó÷åíèÿ òðå-

áóåìûõ õàðàêòåðèñòèê ÊÑ òðåáóåòñÿ áîëüøîé

îáúåì äîðîãèõ ýêñïåðèìåíòàëüíî-äîâîäî÷íûõ ðà-

áîò. Ðàáî÷èé ïðîåêò ôîðìèðóåòñÿ â ðåçóëüòàòå íå-

ñêîëüêèõ ýòàïîâ ðàñ÷åòîâ è ýêñïåðèìåíòàëüíî-äî-

âîäî÷íûõ ðàáîò, â òîì ÷èñëå - ïî ïîäòâåðæäåíèþ

ðàáîòîñïîñîáíîñòè ñìåæíûõ óçëîâ, íàïðèìåð, òóð-

áèíû.

Ðèñóíîê 6_1 - Ïîäâîä òåïëà â öèêëå ÃÒÄ

- ïëîùàäü 2ÊÃ32 – ñóììà âíåøíåãî

òåïëà è òåïëà òðåíèÿ, ëåæàùàÿ ïîä

ëèíèåé ÊÃ ðåàëüíîãî ïîäâîäà òåïëà

â ÊÑ (Q);

- ïëîùàäü 2’Ê’Ã32’ – âíåøíåå òåïëî

(Q1), îïðåäåëåííîå òåì æå èíòåðâà-

ëîì òåìïåðàòóð (Òã – Òê) ñ ó÷åòîì

ïîëíîòû ñãîðàíèÿ;

- ïëîùàäü 2ÊÃÊ’2’ – òåïëî òðåíèÿ

â ðåàëüíîì ïðîöåññå ïîäâîäà òåïëà

â ÊÑ

Ãëàâà 6 - Êàìåðû ñãîðàíèÿ

284

Ðèñóíîê 6_2 – ÊÑ Äâèãàòåëÿ ÏÑ-90À

6.1 – Òðåáîâàíèÿ ê ÊÑ

ÊÑ – ÷àñòü ÃÒÄ, è ê íåé ïðåäúÿâëÿþòñÿ òå æå

îáùåòåõíè÷åñêèå òðåáîâàíèÿ, ÷òî è êî âñåìó äâèãà-

òåëþ è äðóãèì åãî óçëàì. Ýòî òðåáîâàíèÿ ïî ìàññå,

íàäåæíîñòè, òåõíîëîãè÷íîñòè è ò.ä. (ñì. ðàçäåë 2.3).

Ê ÊÑ êðîìå îáùèõ òðåáîâàíèé ïðåäúÿâëÿþò-

ñÿ ñïåöèôè÷åñêèå òðåáîâàíèÿ. Ðàññìîòðèì èõ ïîä-

ðîáíåå.

Ìèíèìàëüíûå ãàáàðèòíûå ðàçìåðû ÊÑ. Îíè

âëèÿþò íà ïðîäîëüíûå è ïîïåðå÷íûå ðàçìåðû äâè-

ãàòåëÿ, è ñëåäîâàòåëüíî - íà åãî ìàññó. Îáû÷íî ãà-

áàðèòû ÊÑ (ò.å. å¸ îáúåì) õàðàêòåðèçóþòñÿ âåëè-

÷èíîé óäåëüíîé òåïëîíàïðÿæåííîñòè Q

, êîòîðàÿ

ðàâíà îòíîøåíèþ êîëè÷åñòâà òåïëà, âûäåëèâøå-

ãîñÿ â åäèíèöó âðåìåíè, ê îáúåìó æàðîâîé òðóáû

è äàâëåíèþ íà âõîäå â ÊÑ:

KЖ

ÊЖ

3600

(6.1-1)

ãäå Í

- íèçøàÿ òåïëîòâîðíàÿ ñïîñîáíîñòü

òîïëèâà (Äæ/êã);

- ñåêóíäíûé ðàñõîä òîïëèâà (êã/ñ);

- îáúåì æàðîâîé òðóáû (ì

);

- äàâëåíèå âîçäóõà (Ïà).

×åì áîëüøå òåïëîíàïðÿæåííîñòü ïðè çàäàí-

íîì ðàñõîäå òîïëèâà, òåì ìåíüøå îáúåì ÊÑ. Òåï-

ëîíàïðÿæåííîñòü ÊÑ ñîâðåìåííûõ ÃÒÄ ñîñòàâëÿ-

åò (3,5…6,5)10

(Äæ/÷ ì

Ïà).

Âûñîêàÿ ïîëíîòà ñãîðàíèÿ òîïëèâà íà âñåõ

ðåæèìàõ ðàáîòû äâèãàòåëÿ. Ïîëíîòà ñãîðàíèÿ

òîïëèâà õàðàêòåðèçóåòñÿ êîýôôèöèåíòîì ïîëíîòû

ñãîðàíèÿ

ηη

, ïîä êîòîðûì îáû÷íî ïîíèìàþò îòíî-

øåíèå êîëè÷åñòâà òåïëà, âûäåëèâøåãîñÿ ïðè ñãî-

ðàíèè åäèíèöû ìàññû òîïëèâà, ê åãî òåïëîòâîðíîé

ñïîñîáíîñòè.

Ìèíèìàëüíûå ïîòåðè ïîëíîãî äàâëåíèÿ â ÊÑ.

Ïîòåðè õàðàêòåðèçóþòñÿ êîýôôèöèåíòîì âîññòà-

íîâëåíèÿ ïîëíîãî äàâëåíèÿ:

σ σ

ÊÑ

= Ð*

/ Ð*

(6.1-2)

Â ñîâðåìåííûõ ÊÑ êîýôôèöèåíò âîññòàíîâ-

ëåíèÿ ïîëíîãî äàâëåíèÿ ñîñòàâëÿåò 0,94…0.96.

Ãëàâà 6 - Êàìåðû ñãîðàíèÿ

285

Øèðîêèå ïðåäåëû óñòîé÷èâîãî ãîðåíèÿ. Ïðå-

äåëû óñòîé÷èâîãî ãîðåíèÿ îïðåäåëÿþòñÿ óñëîâèÿ-

ìè ýêñïëóàòàöèè ñàìîëåòà. Ïëàìÿ íå äîëæíî ïî-

ãàñàòü â çàäàííîì äèàïàçîíå èçìåíåíèÿ îòíîøåíèÿ

òîïëèâà/âîçäóõ, äàâëåíèÿ, ñêîðîñòè è ïðè ïîïàäà-

íèè íà âõîä äâèãàòåëÿ âîäû, ëüäà è ïîñòîðîííèõ

ïðåäìåòîâ.

Íàäåæíûé ðîçæèã òîïëèâà â çåìíûõ è âû-

ñîòíûõ óñëîâèÿõ. Â çåìíûõ óñëîâèÿõ ðîçæèã äîë-

æåí áûòü îáåñïå÷åí â äèàïàçîíå òåìïåðàòóð îò

ìèíóñ 40° äî ïëþñ 40°Ñ. Äîëæåí áûòü îáåñïå÷åí

ðîçæèã òîïëèâà â óñëîâèÿõ âûñîêîãîðíîãî àýðîäðî-

ìà – äî âûñîòû 4,5 êì. Âûñîòíîñòü ðîçæèãà äëÿ

ãðàæäàíñêèõ ñàìîëåòîâ – 9 êì.

Îòñóòñòâèå ïóëüñàöèé äàâëåíèÿ (âèáðàöèîí-

íîãî ãîðåíèÿ).

Ïîëå òåìïåðàòóð íà âûõîäå èç ÊÑ. Ïîëå òåì-

ïåðàòóð äîëæíî â ðàäèàëüíîì íàïðàâëåíèè èìåòü

ýïþðó, îïðåäåëÿåìóþ ïðåäåëüíî äîïóñòèìûìè

íàïðÿæåíèÿìè â ðàáî÷èõ ëîïàòêàõ òóðáèíû è ñîï-

ëîâîãî àïïàðàòà. Êîíêðåòíûé õàðàêòåð ýïþðû òåì-

ïåðàòóð ïî ðàäèóñó ëîïàòêè âûáèðàþò â çàâèñèìî-

ñòè îò êîíñòðóêòèâíûõ îñîáåííîñòåé òóðáèíû

(âåëè÷èíû è ôîðìû ðàáî÷åé ëîïàòêè, åå ìàòåðèà-

ëà, ñïîñîáà îõëàæäåíèÿ è ò.ä.).

Ðàáî÷àÿ ëîïàòêà òóðáèíû ïðè ñâîåì âðàùå-

íèè âîñïðèíèìàåò ñðåäíþþ òåìïåðàòóðó çà ÊÑ.

Ïîýòîìó äëÿ îöåíêè íåðàâíîìåðíîñòè ïîëÿ òåì-

ïåðàòóð, âîçäåéñòâóþùèõ íà ðàáî÷èå ëîïàòêè, íå-

îáõîäèìû òåìïåðàòóðû, îñðåäí¸ííûå íà i-ì ðàäè-

óñå. Òàêàÿ íåðàâíîìåðíîñòü çàäàåòñÿ ðàäèàëüíîé

ýïþðîé îòíîñèòåëüíûõ ñðåäíèõ èçáûòî÷íûõ òåì-

ïåðàòóð (îïðåäåëåíèÿ äàíû â ñîîòâåòñòâèè ñ îòðàñ-

ëåâûì ñòàíäàðòîì [6.9.1]):

θ θ

iCP

= (Ò*

Ãi

- Ò*

) / (Ò*

- Ò*

) (6.1-3)

ãäå

θθ

iCP

- îòíîñèòåëüíàÿ ñðåäíÿÿ èçáûòî÷íàÿ

òåìïåðàòóðà ãàçà íà i-ì ðàäèóñå

âûõîäíîãî ñå÷åíèÿ ÊÑ;

Ò*

Ãi

- ñðåäíÿÿ òåìïåðàòóðà íà i ðàäèóñå;

Ò*

ñðåäíÿÿ òåìïåðàòóðà ãàçà íà âûõîäåèç ÊÑ

;

Ò*

- òåìïåðàòóðà âîçäóõà íà âõîäå â ÊÑ.

Êðîìå òîãî, äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ðàáîòû ëîïàòîê

ñîïëîâîãî àïïàðàòà òóðáèíû çàäàåòñÿ ðàäèàëüíàÿ

ýïþðà ìàêñèìàëüíûõ îòíîñèòåëüíûõ èçáûòî÷íûõ

òåìïåðàòóð ãàçà íà âûõîäå èç ÊÑ, êîòîðàÿ îïðåäå-

ëÿåòñÿ êàê:

θ θ

imax

= (Ò*

Ãimax

- Ò*

) / (Ò*

- Ò*

) (6.1- 4)

ãäå

θθ

imax

- ìàêñèìàëüíàÿ îòíîñèòåëüíàÿ èçáûòî÷-

íàÿ òåìïåðàòóðà ãàçà íà i-ì ðàäèóñå

âûõîäíîãî ñå÷åíèÿ ÊÑ;

Ãimax

- ìàêñèìàëüíîå çíà÷åíèå òåìïåðàòóðû

ãàçà íà i-ì ðàäèóñå âûõîäíîãî

ñå÷åíèÿ ÊÑ.

Ìàêñèìàëüíàÿ íåðàâíîìåðíîñòü ïîëÿ òåìïå-

ðàòóðû ãàçà çà ÊÑ õàðàêòåðèçóåòñÿ âåëè÷èíîé, íà-

çûâàåìîé ìàêñèìàëüíîé îòíîñèòåëüíîé èçáûòî÷-

íîé òåìïåðàòóðîé ãàçà

θθ

max

, è îïðåäåëÿåòñÿ

âûðàæåíèåì:

θ θ

max

= (Ò*

Ãmax

- Ò*

) / (Ò*

- Ò*

) (6.1-5)

ãäå Ò

Ãmax

- ìàêñèìàëüíîå çíà÷åíèå òåìïåðàòóðû ãàçà

çà ÊÑ

Óðîâåíü âûáðîñîâ. Óðîâåíü âûáðîñîâ äûìà

(SN (Smoke number)), íåñãîðåâøåãî òîïëèâà è ãà-

çîîáðàçíûõ âåùåñòâ, çàãðÿçíÿþùèõ àòìîñôåðó -

îêñèäîâ àçîòà (NOx), îêñèäîâ óãëåðîäà (ÑÎ), íå-

ñãîðåâøèõ óãëåâîäîðîäîâ (ÍÑ) - äîëæåí ñîîòâåò-

ñòâîâàòü ìåæäóíàðîäíûì íîðìàì ÈÊÀÎ [6.9.2]

è Àâèàöèîííûì ïðàâèëàì [6.9.3].

Íà ýëåìåíòàõ êîíñòðóêöèè ÊÑ íå äîëæåí

îòêëàäûâàòüñÿ íàãàð.

Ñïîñîáíîñòü ðàáîòàòü íà ðàçëè÷íûõ òîïëèâàõ

êàê îòå÷åñòâåííûõ, òàê è çàðóáåæíûõ.

6.2 – Ñõåìû ÊÑ

Ïðè âñåì ðàçíîîáðàçèè êîíñòðóêöèé ÊÑ å¸

ñõåìó è ïðîèñõîäÿùèå â íåé ïðîöåññû ìîæíî ïðåä-

ñòàâèòü ñëåäóþùèì îáðàçîì (ñì. Ðèñ. 6.2_1

è 6.2_2). Âîçäóõ ïîñòóïàåò èç êîìïðåññîðà â ÊÑ

ñ áîëüøîé ñêîðîñòüþ - â ñîâðåìåííûõ äâèãàòåëÿõ

äî 150 ì/ñ.

Ïîòåðè ïîëíîãî äàâëåíèÿ â ÊÑ ïðè ïîä-

âîäå òåïëà ê ïîòîêó, äâèæóùåìóñÿ ñ òàêîé ñêîðîñòüþ,

áûëè áû íåäîïóñòèìûìè è äîñòèãàëè áû ÷åòâåðòîé

Ðèñóíîê 6.1_1 – Ðàäèàëüíûå ýïþðû òåìïåðàòóð

ãàçà çà ÊÑ

Ãëàâà 6 - Êàìåðû ñãîðàíèÿ

286

÷àñòè ïîâûøåíèÿ äàâëåíèÿ âîçäóõà â êîìïðåññîðå.

Äëÿ ñíèæåíèÿ ïîòåðü äàâëåíèÿ è ïðåîáðàçîâàíèÿ

÷àñòè êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè â ïðèðîñò ñòàòè÷åñêî-

ãî äàâëåíèÿ ñêîðîñòü âîçäóøíîãî ïîòîêà ïîñëå êîì-

ïðåññîðà äîëæíà áûòü çíà÷èòåëüíî ñíèæåíà. Ïîýòî-

ìó íà âñåõ ÃÒÄ ïîñëå êîìïðåññîðà

ðàñïîëàãàåòñÿ

äèôôóçîð 1 (ñì. Ðèñ. 6.2_1) [6.9.4].

Ðèñóíîê 6.2_1 – Îáùàÿ ñõåìà è ðàñïðåäåëåíèå âîçäóõà â ÊÑ (Ïå÷àòàåòñÿ ñ ðàçðåøåíèÿ Rolls-Royce plc.)

1 – äèôôóçîð; 2 – êîëüöåâûå êàíàëû; 3 – êîðïóñ ÊÑ; 4 – æàðîâàÿ òðóáà;

5 – îòâåðñòèÿ ïåðâè÷íîé çîíû; 6 - îòâåðñòèÿ çîíû ñìåøåíèÿ; 7 - îòâåðñòèÿ îõëàæäåíèÿ;

8 - òîïëèâíàÿ ôîðñóíêà; 9 – ôðîíòîâîå óñòðîéñòâî; 10 – ñâå÷à çàæèãàíèÿ

Ðèñóíîê 6.2_2 – Ìîäåëü âîçäóøíîãî ïîòîêà è ñòàáèëèçàöèè ïëàìåíè â ÊÑ (Ïå÷àòàåòñÿ ñ ðàçðåøåíèÿ

Rolls-Royce plc.)

Äàëåå âîçäóõ ïîñòóïàåò â êîëüöåâûå êàíàëû

2 ìåæäó êîðïóñîì 3 è æàðîâîé òðóáîé 4, à çàòåì

â æàðîâóþ òðóáó.

Â æàðîâîé òðóáå âîçäóõ ðàñïðå-

äåëÿåòñÿ ïî îòâåðñòèÿì äâóõ óñëîâíûõ çîí – çîíû

ãîðåíèÿ 5 (ïåðâè÷íàÿ çîíà) è çîíû ñìåøåíèÿ 6.

Êðî-

ìå ýòîãî, âîçäóõ òàêæå ïîñòóïàåò â îòâåðñòèÿ 7 äëÿ

îõëàæäåíèÿ ãîðÿ÷èõ ñòåíîê æàðîâîé òðóáû. Òîï-

Ãëàâà 6 - Êàìåðû ñãîðàíèÿ

287

ëèâî ïîäàåòñÿ â æàðîâóþ òðóáó ÷åðåç ôîðñóíêè 8.

Â ïåðâè÷íîé çîíå ñ ïîìîùüþ ôðîíòîâîãî óñòðîé-

ñòâà (ÔÓ) 9 îðãàíèçóåòñÿ çîíà ñ ìàëûìè ñêîðîñòÿ-

ìè. Â ýòîé çîíå ïðîöåññ ãîðåíèÿ ïîääåðæèâàåòñÿ

çà ñ÷åò öèðêóëÿöèîííîãî òå÷åíèÿ ïðîäóêòîâ ñãî-

ðàíèÿ, íåïðåðûâíî ïîäæèãàþùèõ ñâåæóþ òîïëè-

âîâîçäóøíóþ ñìåñü (ÒÂÑ). Ïðè çàïóñêå äâèãàòå-

ëÿ âîñïëàìåíåíèå ÒÂÑ â ÊÑ îñóùåñòâëÿåòñÿ

ñ ïîìîùüþ ýëåêòðè÷åñêîé ñâå÷è 10 èëè âîñïëàìå-

íèòåëÿ (ñì. ðàçäåë 6.4.5).

Öèðêóëÿöèîííîå òå÷åíèå â ïåðâè÷íîé çîíå

îáåñïå÷èâàåò ñòàáèëüíîñòü è ýôôåêòèâíîñòü ãîðå-

íèÿ. Îòíîøåíèå ðàñõîäà òîïëèâà è âîçäóõà â ïåð-

âè÷íîé çîíå ÿâëÿåòñÿ âàæíåéøèì ôàêòîðîì, âëèÿ-

þùèì íà ïðîöåññ ãîðåíèÿ è ðàáî÷èå õàðàêòåðèñòèêè

ÊÑ. Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ óñòîé÷èâîãî ïðîöåññà ãîðå-

íèÿ íà âñåõ ðåæèìàõ ðàáîòû äâèãàòåëÿ â ïåðâè÷íóþ

çîíó ïîäàåòñÿ òîëüêî ÷àñòü âîçäóõà. Â çàâèñèìîñòè

îò ñïîñîáà ñæèãàíèÿ òîïëèâà ýòî êîëè÷åñòâî âîç-

äóõà ìîæåò ìåíÿòüñÿ (ñì. ðàçäåë 6.3.2.). Íà

Ðèñ. 6.2_1 ïðèâåäåíî ðàñïðåäåëåíèå âîçäóõà â æà-

ðîâîé òðóáå äëÿ òèïè÷íîé ÊÑ, ãäå 20% âîçäóõà ïî-

ñòóïàåò âî ÔÓ, à 80% â æàðîâóþ òðóáó(20% â çîíó

ãîðåíèÿ, 20% â çîíó ñìåøåíèÿ è 40% íà îõëàæäå-

íèå ñòåíîê). Èíîãäà ïåðâè÷íóþ çîíó (çîíó ãîðåíèÿ)

ðàçäåëÿþò íà äâå çîíû - çîíó öèðêóëÿöèè è çîíó

äîãîðàíèÿ òîïëèâà (ïðîìåæóòî÷íóþ çîíó).

Â çîíå ñìåøåíèÿ ïðîäóêòû ñãîðàíèÿ ðàçáàâ-

ëÿþòñÿ âîçäóõîì äî òðåáóåìîé òåìïåðàòóðû, òåì

ñàìûì íà âûõîäå èç ÊÑ ôîðìèðóåòñÿ ñòàáèëüíîå

è îïòèìàëüíîå ïîëÿ òåìïåðàòóð äëÿ îáåñïå÷åíèÿ

ðàáîòîñïîñîáíîñòè òóðáèíû.

6.2.1 – Îñíîâíûå ñõåìû ÊÑ

Íàèáîëüøåå ðàñïðîñòðàíåíèå â ÃÒÄ ïîëó÷è-

ëè òðè ñõåìû ÊÑ - òðóá÷àòûå, òðóá÷àòî-êîëüöåâûå

è êîëüöåâûå.

Â òðóá÷àòîé ÊÑ êàæäàÿ æàðîâàÿ òðóáà èìå-

åò îòäåëüíûé êîðïóñ è îáðàçóåò èíäèâèäóàëüíóþ

òðóá÷àòóþ ÊÑ (ñì. Ðèñ. 6.2.1_1). Â àâèàöèîííûõ

ÃÒÄ ÊÑ òàêîé ñõåìû âûïîëíÿþò â âèäå áëîêà èç

íåñêîëüêèõ èíäèâèäóàëüíûõ òðóá÷àòûõ ÊÑ. Íà

Ðèñ. 6.2.1_1 ïîêàçàíà òðóá÷àòàÿ ÊÑ ñ âîñåìüþ èí-

äèâèäóàëüíûìè òðóá÷àòûìè ÊÑ, ðàñïîëîæåííû-

ìè âîêðóã âíóòðåííåãî êîðïóñà 1 äâèãàòåëÿ. Êîð-

ïóñà 2 êàæäîé èíäèâèäóàëüíîé ÊÑ ñîåäèíÿþòñÿ

ñ âûõîäîì êîìïðåññîðà ïðè ïîìîùè ôëàíöà 3.

Ìåæäó ñîáîé êîðïóñà èíäèâèäóàëüíûõ ÊÑ è æà-

ðîâûå òðóáû ñîåäèíåíû ìóôòàìè 4 äëÿ ïåðåáðîñà

ïëàìåíè ïðè ðîçæèãå ÒÂÑ è âûðàâíèâàíèÿ äàâëå-

íèÿ ìåæäó æàðîâûìè òðóáàìè. Êðîìå òîãî, êîð-

ïóñà ÊÑ ñîåäèíåíû ìåæäó ñîáîé äðåíàæíûìè òðó-

áàìè 5 äëÿ ñëèâà òîïëèâà ïðè íåóäàâøåìñÿ çàïóñêå

äâèãàòåëÿ. Õîëîäíàÿ ïåðåäíÿÿ ÷àñòü ÊÑ, â êîòîðîé

ðàñïîëîæåíà ñèñòåìà ïîäà÷è òîïëèâà, îòäåëåíà îò

ãîðÿ÷åé çàäíåé ÷àñòè è ãîðÿ÷èõ êîðïóñîâ òóðáè-

íû, ïðè ñîïðèêîñíîâåíèè ñ êîòîðûìè ìîæåò âîñ-

ïëàìåíèòüñÿ òîïëèâî, ïðîòèâîïîæàðíîé ïåðåãî-

ðîäêîé 6.

Òîïëèâî â ÊÑ ïîäàåòñÿ ÷åðåç ôîðñóíêè 7. Òîï-

ëèâî ê ôîðñóíêàì ïîäàåòñÿ ÷åðåç êîëëåêòîð 8 ïåð-

âîãî êîíòóðà è êîëëåêòîð 9 âòîðîãî êîíòóðà. Íà âõî-

äå â ÊÑ ðàñïîëîæåí äèôôóçîð 10. Æàðîâûå òðóáû

1 (ñì. Ðèñ. 6.2.1_2) äëÿ ôèêñàöèè îò ïåðåìåùåíèÿ

â ðàäèàëüíîì íàïðàâëåíèè îïèðàþòñÿ â ïåðåäíåé

÷àñòè íà ôîðñóíêó 2, âñòàâëåííóþ â çàâèõðèòåëü 3,

à â îñåâîì íàïðàâëåíèè ôèêñèðóþòñÿ ïîäâåñêàìè

4. Âîçäóõ ÷åðåç âîçäóõîçàáîðíèê 5 ïîñòóïàåò â ïåð-

âè÷íóþ çîíó æàðîâûõ òðóá è äàëåå ÷åðåç ïåðôîðà-

öèþ - âî ÔÓ 6 è çàâèõðèòåëü. Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ íå-

îáõîäèìîãî ñîîòíîøåíèÿ ìåæäó ðàñõîäîì âîçäóõà

è òîïëèâà ÷åðåç îòâåðñòèÿ 7 äîïîëíèòåëüíî ïîäâî-

äèòñÿ âîçäóõ. Âîçäóõ â çîíó ñìåøåíèÿ ïîñòóïàåò

÷åðåç îòâåðñòèÿ 8. Ñòåíêè æàðîâûõ òðóá îõëàæäà-

þòñÿ âîçäóõîì, ïðîõîäÿùèì ÷åðåç ãîôðèðîâàííûå

ùåëè 9.

Âûõîäíàÿ ÷àñòü æàðîâûõ òðóá 10 òåëåñêî-

ïè÷åñêè âõîäèò â èíäèâèäóàëüíûå ãàçîñáîðíèêè 1

(ñì. Ðèñ. 6.2.1_3), îáðàçóþùèå êîëüöåâîé âõîä â ïåð-

âûé ñîïëîâîé àïïàðàò 2 òóðáèíû

Òðóá÷àòûå ÊÑ ïðèìåíÿëèñü íà ðàííèõ ÃÒÄ

ôèðìû Rolls-Royce (Nene), Allison (J-33), General

Electric (J-47), ÔÃÓÏ «Çàâîä èì. Â.ß. Êëèìîâà»

(ÂÊ-1) è äð.

Òðóá÷àòî-êîëüöåâàÿ ÊÑ òàêæå ñîñòîèò èç íå-

ñêîëüêèõ îòäåëüíûõ æàðîâûõ òðóá è ãàçîñáîðíè-

êîâ, íî ðàñïîëàãàþòñÿ îíè â îáùåì êîëüöåâîì êà-

íàëå ìåæäó êîðïóñàìè. Íà Ðèñ. 6.2.1_4 ïîêàçàíà

òðóá÷àòî-êîëüöåâàÿ ÊÑ äâèãàòåëÿ ÏÑ-90À. ÊÑ êîì-

áèíèðîâàííîãî òèïà ñ äâåíàäöàòüþ æàðîâûìè òðó-

áàìè è êîëüöåâûì ãàçîñáîðíèêîì. Ïðèìåíåíèå

êîëüöåâîãî ãàçîñáîðíèêà îòëè÷àåò ïðåäñòàâëåííóþ

ÊÑ îò îáû÷íûõ ñõåì òðóá÷àòî-êîëüöåâûõ ÊÑ ñ èí-

äèâèäóàëüíûìè ãàçîñáîðíèêàìè.

Ðàññìîòðèì êîíñòðóêöèþ ÊÑ äâèãàòåëÿ ÏÑ-

90À áîëåå ïîäðîáíî.

Íàðóæíûé 1 è âíóòðåííèé 2 êîðïóñû îáðàçó-

þò êîëüöåâîé êàíàë, â êîòîðîì ðàñïîëàãàþòñÿ æà-

ðîâûå òðóáû 3 è êîëüöåâîé ãàçîñáîðíèê, ñîñòîÿ-

ùèé èç íàðóæíîãî 4 è âíóòðåííåãî 5 êîëåö. Êðîìå

òîãî, íàðóæíûé è âíóòðåííèé êîðïóñû âìåñòå ñî

ñêðåïëÿþùèìè èõ äâåíàäöàòüþ ñèëîâûìè ñòîéêà-

ìè 6 âõîäÿò â ñèëîâóþ ñõåìó äâèãàòåëÿ. Íà âõîäå

â ÊÑ íàðóæíîå êîëüöî 7 è âíóòðåííåå 8 äèôôóçî-

ðà îáðàçóþò êîëüöåâîé äèôôóçîðíûé êàíàë ñ áå-

çîòðûâíûì òå÷åíèåì â íà÷àëüíîì ó÷àñòêå è ñ âíå-

çàïíûì ðàñøèðåíèåì ïîòîêà íà âûõîäíîì ó÷àñòêå

(ñì. ðàçäåë 6.4.1). Íàðóæíîå êîëüöî 7 äèôôóçîðà

Ãëàâà 6 - Êàìåðû ñãîðàíèÿ

288

Ðèñóíîê 6.2.1_1 – Òðóá÷àòàÿ ÊÑ (Ïå÷àòàåòñÿ ñ ðàçðåøåíèÿ Rolls-Royce plc.)

1 – âíóòðåííèé êîðïóñ äâèãàòåëÿ; 2 – êîðïóñ; 3 – ôëàíåö, ñîåäèíåíèÿ ñ êîìïðåññîðîì;

4 - ïëàìåïåðåáðàñûâàþùàÿ ìóôòà; 5 – äðåíàæíàÿ òðóáà; 6 – ïðîòèâîïîæàðíàÿ ïåðåãî-

ðîäêà; 7 - ôîðñóíêà; 8 – êîëëåêòîð ïåðâîãî êîíòóðà; 9 – êîëëåêòîð âòîðîãî êîíòóðà; 10 –

äèôôóçîð; 11 – çàáîðíèê ïåðâè÷íîãî âîçäóõà

îáðàçóåò âìåñòå ñ íàðóæíûì êîðïóñîì ïîëîñòü 9,

èç êîòîðîé ÷åðåç ôëàíöû 10 îñóùåñòâëÿåòñÿ îòáîð

âîçäóõà íà ñàìîëåòíûå íóæäû è àãðåãàòû ñèñòåìû

àâòîìàòè÷åñêîãî ðåãóëèðîâàíèÿ äâèãàòåëÿ.

Íà êîðïóñ ÊÑ óñòàíàâëèâàåòñÿ äâåíàäöàòü

òîïëèâíûõ ôîðñóíîê 11, êîëëåêòîðû ïåðâîãî 12

è âòîðîãî 13 êîíòóðîâ ñ äâàäöàòüþ ÷åòûðüìÿ òðó-

áîïðîâîäàìè 14 ïîäâîäà òîïëèâà ê ôîðñóíêàì. Äëÿ

ðîçæèãà ÒÂÑ â ÊÑ â äâóõ æàðîâûõ òðóáàõ óñòàíîâ-

ëåíû ïî îäíîé ñâå÷å çàæèãàíèÿ 15. Âîñïëàìåíå-

íèå òîïëèâà â äðóãèõ æàðîâûõ òðóáàõ ïðîèñõîäèò

÷åðåç ïëàìåïåðåáðàñûâàþùèå ïàòðóáêè 16, ñîåäè-

íåííûå ïëàìåïåðåáðàñûâàþùèìè ìóôòàìè 17.

Æàðîâûå òðóáû ôèêñèðóþòñÿ îò ïåðåìåùåíèÿ

â ðàäèàëüíîì íàïðàâëåíèè â ïåðåäíåé ÷àñòè ïðè ïî-

ìîùè ôîðñóíîê, à â çàäíåé - îïèðàþòñÿ íà êîëüöà

ãàçîñáîðíèêà. Â îñåâîì íàïðàâëåíèè äåñÿòü èç äâå-

íàäöàòè æàðîâûõ òðóá ôèêñèðóþòñÿ ïðè ïîìîùè

ïîäâåñîê 18, à äâå æàðîâûå òðóáû - ïðè ïîìîùè ñâå-

÷åé çàæèãàíèÿ. Â ñòåíêàõ æàðîâûõ òðóá âûïîëíå-

íî äâà ðÿäà îòâåðñòèé 19 è 20 äëÿ ïîäâîäà âîçäóõà

â ïåðâè÷íóþ çîíó è çîíó ñìåøåíèÿ, ñîîòâåòñòâåííî.

Ïî áîêîâûì ïîâåðõíîñòÿì ôëàíöåâ 21 æàðîâûå òðó-

áû ñòûêóþòñÿ ìåæäó ñîáîé, à ïî âåðõíèì è íèæíèì

ïîâåðõíîñòÿì òåëåñêîïè÷åñêè ñîïðÿãàþòñÿ

ñ êîëü-

öàìè ãàçîñáîðíèêà. Êîëüöà ãàçîñáîðíèêà îáðàçóþò

Ãëàâà 6 - Êàìåðû ñãîðàíèÿ

289

Ðèñóíîê 6.2.1_2 – Èíäèâèäóàëüíàÿ òðóá÷àòàÿ ÊÑ (Ïå÷àòàåòñÿ ñ ðàçðåøåíèÿ Rolls-Royce plc.)

1 – æàðîâàÿ òðóáà; 2 – ôîðñóíêà; 3 – çàâèõðèòåëü; 4 – ïîäâåñêà æàðîâîé òðóáû; 5 - çàáîð-

íèê ïåðâè÷íîãî âîçäóõà; 6 – ôðîíòîâîå óñòðîéñòâî; 7 – îòâåðñòèÿ ïåðâè÷íîé çîíû;

8 - îòâåðñòèÿ çîíû ñìåøåíèÿ; 9 – ãîôðèðîâàííûå ùåëè ñèñòåìû îõëàæäåíèÿ; 10 - óïëîò-

íèòåëüíîå êîëüöî; 11 - êîðïóñ; 12 – âûõîä èç êîìïðåññîðà ïðèñîåäèíèòåëüíûé ôëàíåö;

13 – äèôôóçîð; 14 - ïëàìåïåðåáðàñûâàþùèé ïàòðóáîê

Ðèñóíîê 6.2.1_3 – Ãàçîñáîðíèê òðóá÷àòîé ÊÑ

(Ïå÷àòàåòñÿ ñ ðàçðåøåíèÿ Rolls-

Royce plc.)

1 – èíäèâèäóàëüíûå ãàçîñáîðíèêè;

2 – ïåðâûé ñîïëîâîé àïïàðàò òóð-

áèíû.

êîëüöåâîé êàíàë, â êîòîðîì ïðîèñõîäèò ôîðìèðîâà-

íèå íà âûõîäå èç ÊÑ ãàçîâîãî ïîòîêà ñ íàèìåíüøåé

íåðàâíîìåðíîñòüþ òåìïåðàòóð è äàâëåíèé ïî îê-

ðóæíîñòè è íåîáõîäèìîé ðàäèàëüíîé ýïþðîé. Çàä-

íÿÿ ÷àñòü êîëüöà ãàçîñáîðíèêà íàðóæíîãî ÿâëÿåòñÿ

êîðïóñîì ñîïëîâîãî àïïàðàòà 22 ÒÂÄ.

Íà ôëàíöû íàðóæíîãî êîðïóñà óñòàíîâëåíû

äâåíàäöàòü ïåðåïóñêíûõ òðóá 23, êîòîðûå ïðîõîäÿò

÷åðåç ïðîòî÷íóþ ÷àñòü ÊÑ è âñòàâëÿþòñÿ âî âòóëêè

íà êîðïóñå âíóòðåííåì. ×åðåç ïåðåïóñêíûå òðóáû

ïðîõîäÿò òðóáîïðîâîäû ìàñëÿíîé, âîçäóøíîé è ñóô-

ëèðóþùåé ñèñòåì äâèãàòåëÿ, à òàêæå ñîîáùàåòñÿ

ñ íàðóæíûì êîíòóðîì ïîëîñòü, ðàñïîëîæåííàÿ ïîä

êîðïóñîì âíóòðåííèì. Äëÿ ýíäîñêîïè÷åñêîãî êîíò-

ðîëÿ ÊÑ íà íàðóæíîì êîðïóñå ðàñïîëîæåíû äâåíàä-

öàòü ëþ÷êîâ 24.

Òðóá÷àòî-êîëüöåâûå ÊÑ ïîëó÷èëè øèðîêîå

ðàñïðîñòðàíåíèå â ÃÒÄ. Íàèáîëåå èçâåñòíûå äâè-

ãàòåëè ñ òðóá÷àòî-êîëüöåâûìè ÊÑ – çàðóáåæíûå

RR-Spay, Konway, Tay, JT-8D Pratt&Whitney è îòå-

÷åñòâåííûå Ð-11Ô-300, Ð-15Á-300, Ä-30, Ä-30ÊÓ

è åãî ìîäèôèêàöèè, Ä-30Ô6, ÏÑ-90À è äð.

Â êîëüöåâîé ÊÑ (ñì. Ðèñ. 6.2.1_5) ìåæäó îá-

ðàçóþùèìè êîëüöåâîé êàíàë íàðóæíûì 1 è âíóò-