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

Подождите немного. Документ загружается.

Ãëàâà 8 - Òóðáèíû ÃÒÄ

380

ñâûøå 13000 äâèãàòåëåé. Áàçîâûå õàðàêòåðèñòèêè

êîíñòðóêöèè òóðáèíû CFM56-5B (ñì.

Ðèñ. 8.1.2.5_1

è 8.1.2.5_2) [8.1.4.13; 8.1.4.14; 8.1.4.15]:

- äâóõâàëüíàÿ ñõåìà (îäíîñòóïåí÷àòàÿ ÒÂÄ +

÷åòûðåõñòóïåí÷àòàÿ ÒÍÄ);

- îïîðû ÒÂÄ è ÒÍÄ ñîâìåùåíû, ñèëîâûå

ñòîéêè ïðîõîäÿò ÷åðåç çàäíþþ îïîðó òóðáèíû;

ðîëèêîâûé ïîäøèïíèê ÒÂÄ – ìåæâàëüíûé (ðàçìå-

ùåí ìåæäó âàëàìè ÒÂÄ è ÒÍÄ);

- îäíîñòóïåí÷àòàÿ âûñîêîíàãðóæåííàÿ (ñòå-

ïåíü ðàñøèðåíèÿ îêîëî 4,2) ÒÂÄ ñ áåñïîëî÷íîé ÐË;

- óìåðåííûé óðîâåíü òåìïåðàòóðû ïåðåä ðî-

òîðîì ÒÂÄ (îöåíî÷íî 1500…1650Ê â çàâèñèìîñ-

òè îò ìîäåëè).

Äëÿ Rolls-Royce ýòî òóðáèíû ñåìåéñòâà

RB211/Trent, ñîõðàíÿþùèå íà ïðîòÿæåíèè ïî÷òè

òðèäöàòè ëåò âñå áàçîâûå õàðàêòåðèñòèêè êîíñò-

ðóêöèè. Ýòè õàðàêòåðèñòèêè ïðèâåäåíû íà ïðèìå-

ðå òóðáèíû RB211-535E4 (ñì. Ðèñ. 8.1.2.6_1

è 8.1.2.6_2) [8.1.4.16; 8.1.4.17]:

- òðåõâàëüíàÿ ñõåìà: îäíîñòóïåí÷àòàÿ ÒÂÄ +

îäíîñòóïåí÷àòàÿ ÒÑÄ + òðåõñòóïåí÷àòàÿ ÒÍÄ;

- ðîëèêîâûé ïîäøèïíèê è îïîðà ÒÂÄ ñîâìå-

ùåíû ñ ðîëèêîïîäøèïíèêîì è îïîðîé ÒÑÄ; îáùàÿ

îïîðà ñîâìåùåíà ñ ñîïëîâûìè ëîïàòêàìè ÒÑÄ;

- îäíîñòóïåí÷àòàÿ óìåðåííî íàãðóæåííàÿ (ñòå-

ïåíü ðàñøèðåíèÿ îêîëî 3.0) ÒÂÄ ñ ïîëî÷íîé ÐË;

- óìåðåííûé óðîâåíü òåìïåðàòóðû ãàçà ïåðåä

ðîòîðîì (äëÿ RB211-535E4 îöåíî÷íî 1550Ê).

Äëÿ Pratt&Whitney ýòî ìîäåëè V2500,

PW6000, F119.

Ìîäåëü V2500 - âòîðàÿ â ìèðå (ïîñëå CFM56)

ïî ìàñøòàáàì ïðîèçâîäñòâà. Ïðèíöèïèàëüíî îäè-

íàêîâàÿ c PW2000 è PW4000 ñõåìà òóðáèíû. Áàçî-

âûå õàðàêòåðèñòèêè êîíñòðóêöèè òóðáèíû (ñì.

Ðèñ. 8.1.2.4_3) [8.1.4.18; 8.1.4.19; 8.1.4.20]:

- äâóõâàëüíàÿ ñõåìà (äâóõñòóïåí÷àòàÿ ÒÂÄ +

ïÿòèñòóïåí÷àòàÿ ÒÍÄ);

- ðîëèêîâûé ïîäøèïíèê ïîä ÊÑ, ñòîéêè îïî-

ðû ÒÂÄ ñîâìåùåíû ñ êîðïóñîì ÊÑ;

- äâóõñòóïåí÷àòàÿ âûñîêîíàãðóæåííàÿ (ñòå-

ïåíü ðàñøèðåíèÿ îêîëî 5,0) ÒÂÄ ñ áåñïîëî÷íûìè

ðàáî÷èìè ëîïàòêàìè;

- âûñîêèé óðîâåíü òåìïåðàòóðû ãàçà ïåðåä

òóðáèíîé (îöåíî÷íî 1700Ê).

PW6000 – ñàìàÿ ñîâðåìåííàÿ ðàçðàáîòêà, ñòàâ-

øàÿ áàçîé äëÿ íîâûõ òåõíîëîãèé ñíèæåíèÿ ïðîèç-

âîäñòâåííîé ñåáåñòîèìîñòè è ñòîèìîñòè îáñëóæèâà-

íèÿ. Îñîáåííîñòè – îäí

îñòóïåí÷àòàÿ á

åçáàíäàæíàÿ

ÒÂÄ ñ âûñîêèì ïåðåïàäîì, ïîäøèïíèê ÒÂÄ ïîä ÊÑ,

ïåðåõîäíûé êàíàë äëÿ ÒÍÄ. (ñì. Ðèñ. 8.1.2.5_3).

Áàçîâûå õàðàêòåðèñòèêè êîíñòðóêöèè òóðáèíû (ñì.

Ðèñ. 8.1.2.5_3) [8.1.4.21; 8.1.4.22]:

- äâóõâàëüíàÿ ñõåìà (îäíîñòóïåí÷àòàÿ ÒÂÄ +

òðåõñòóïåí÷àòàÿ ÒÍÄ);

- ðîëèêîâûé ïîäøèïíèê ïîä ÊÑ, ñòîéêè îïî-

ðû ÒÂÄ ñîâìåùåíû ñ êîðïóñîì ÊÑ;

- îäíîñòóïåí÷àòàÿ âûñîêîíàãðóæåííàÿ (ñòå-

ïåíü ðàñøèðåíèÿ îêîëî 4,0) ÒÂÄ ñ áåñïîëî÷íîé ÐË;

- óìåðåííûé óðîâåíü òåìïåðàòóðû ãàçà ïåðåä

òóðáèíîé (îöåíî÷íî 1650…1700 Ê).

Ñàìàÿ ñîâðåìåííàÿ âîåííàÿ êîíñòðóêöèÿ è îñ-

íîâà äëÿ íîâûõ ðàçðàáîòîê (òàêèõ, êàê F135) - ìî-

äåëü F119. Áàçîâûå õàðàêòåðèñòèêè êîíñòðóêöèè

òóðáèíû (ñì. Ðèñ. 8.1.2.5_4) [8.1.4.22]:

- äâóõâàëüíàÿ ñõåìà (îäíîñòóïåí÷àòàÿ ÒÂÄ +

îäíîñòóïåí÷àòàÿ ÒÍÄ);

- îïîðû ÒÂÄ è ÒÍÄ ñîâìåùåíû, ñèëîâûå

ñòîéêè ïðîõîäÿò ÷åðåç çàäíþþ îïîðó òóðáèíû;

ðîëèêîâûé ïîäøèïíèê ÒÂÄ – ìåæâàëüíûé (ðàçìå-

ùåí ìåæäó âàëàìè ÒÂÄ è ÒÍÄ);

- îäíîñòóïåí÷àòàÿ óìåðåííî íàãðóæåííàÿ

(ñòåïåíü ðàñøèðåíèÿ îêîëî 3,0) ÒÂÄ ñ áåñïîëî÷-

íîé ÐË;

- âûñîêèé óðîâåíü òåìïåðàòóðû ãàçà ïåðåä

ðîòîðîì ÒÂÄ (îöåíî÷íî 1950…2000 Ê).

8.1.2.4 – Êîíñòðóêöèè ãàçîâûõ òóð-

áèí ñ äâóõñòóïåí÷àòûìè ÒÂÄ

Óïîìÿíóòûå ðåàëüíûå êîíñòðóêöèè ñëóæàò

äàëåå áàçîé äëÿ àíàëèçà òèïîâûõ êîíñòðóêöèé ãà-

çîâûõ òóðáèí.

Òóðáèíà äâèãàòåëÿ ÏÑ-90À2 (ñì. Ðèñ. 8.1.2.4_1)

– äâóõâàëüíàÿ, ñîñòîèò èç äâóõñòóïåí÷àòîé ÒÂÄ 1

è ÷åòûðåõñòóïåí÷àòîé ÒÍÄ 2. Ðîëèêîâûé ïîäøèï-

íèê 3 ÒÂÄ è åãî ìàñëÿíàÿ ïîëîñòü 4 ðàçìåùåíû

ïîä ÊÑ 5, ïðè ýòîì îïîðà ïîäøèïíèêà ñîâìåùåíà

ñ êîðïóñîì 6 ÊÑ. Òàêèì îáðàçîì, ðîòîð ÒÂÄ ðàñ-

ïîëîæåí êîíñîëüíî ïî îòíîøåíèþ ê ïîäøèïíèêó.

Ðîëèêîâûé ïîäøèïíèê 7 ÒÍÄ ðàçìåùåí çà ÒÍÄ

è åãî ñèëîâàÿ ñâÿçü ñ êîðïóñîì îñóùåñòâëÿåòñÿ

÷åðåç çàäíþþ îïîðó 8 òóðáèíû è åå ñòîéêè 9, ïðî-

õîäÿùèå çà ÒÍÄ.

Ñèñòåìà îõëàæäåíèÿ ïîäøèïíèêà è åãî ìàñ-

ëÿíîé ïîëîñòè äîëæíà:

- îáåñïå÷èòü èçîëÿöèþ ìàñëÿíîé ïîëîñòè îò

ïðîíèêíîâåíèÿ îêðóæàþùåé ñðåäû ñ âûñîêîé òåì-

ïåðàòóðîé;

- èñêëþ÷èòü óòå÷êè ìàñëà;

- îáåñïå÷èòü òåìïåðàòóðó ïîäøèïíèêà íà óðîâ-

íå ïðîåêòíîé, à òåìïåðàòóðó ñòåíîê ìàñëÿíîé ïîëî-

ñòè íà óðîâíå, èñêëþ÷àþùåì êîêñîâàíèå ìàñëà.

Ðàçìåùåíèå ìàñëÿíîé ïîëîñòè ïîäøèïíèêà

è îïîðû ÒÂÄ ïîä ÊÑ òðàäèöèîííî ïðèìåíÿåòñÿ

â òóðáèíàõ ÎÀÎ «Àâèàäâèãàòåëü». Îáùåé ïðîáëå-

ìîé ýòîãî âàðèàíòà ÿâëÿåòñÿ ðàçìåùåíèå ìàñëÿíîé

ïîëîñòè è ïîäøèïíèêà â îáëàñòè îòíîñèòåëüíî

Ãëàâà 8 - Òóðáèíû ÃÒÄ

381

âûñîêîé òåìïåðàòóðû çà ÊÂÄ è âûñîêîãî äàâëåíèÿ,

áëèçêîãî ê äàâëåíèþ â îñåâîì çàçîðå ïåðâîé ñòó-

ïåíè ÒÂÄ. Ïîýòîìó íåîáõîäèìà ñèñòåìà îõëàæäå-

íèÿ ìàñëÿíîé ïîëîñòè ïîäøèïíèêà è çàùèòû åå îò

ãîðÿ÷åãî âîçäóõà âûñîêîãî äàâëåíèÿ.

Íà Ðèñ. 8.1.2.4_2 ïîêàçàíà (ïðèìåíèòåëüíî

ê ÒÂÄ ÏÑ-90À2) ñèñòåìà îõëàæäåíèÿ ìàñëÿíîé

ïîëîñòè ïîäøèïíèêà 1, ñòåíêè 2 êîòîðîé ñíàðóæè

îõëàæäàþòñÿ õîëîäíûì âîçäóõîì, èçîëèðîâàííûì

îò ïîëîñòè ëàáèðèíòîì 3.

Äëÿ çàùèòû ïîëîñòè ðîëèêîâîãî ïîäøèïíèêà

ÒÂÄ îò îêðóæàþùåé ñðåäû ïðèìåíåí íàääóâ ìàñëÿ-

íîé ïîëîñòè ïîäøèïíèêà îõëàæäåííûì â ðàçìåùåí-

íîì â íàðóæíîì êîíòóðå òåïëîîáìåííèêå âîçäóõîì

âûñîêîãî äàâëåíèÿ. ×òîáû ðà

ñõîä îõëàæäåííîãî âîç-

äóõà â ìàñëÿíóþ ïîëîñòü ïîä

øèïíèêà íå áûë ñëèø-

Ðèñóíîê 8.1.2.4_1 – Òóðáèíà äâèãàòåëÿ ÏÑ-90À2

1 – ÒÂÄ; 2 – ÒÍÄ; 3 – ïîäøèïíèê ÒÂÄ; 4 – ìàñëÿíàÿ ïîëîñòü ïîäøèïíèêà ÒÂÄ; 5 - ÊÑ;

6 – êîðïóñ ÊÑ; 7 – ïîäøèïíèê ÒÍÄ; 8 – çàäíÿÿ îïîðà òóðáèíû; 9 - ñòîéêè çàäíåé îïîðû;

10 – ìàñëÿíàÿ ïîëîñòü ïîäøèïíèêà ÒÍÄ; 11 – êîììóíèêàöèè äëÿ âîçäóõà; 12 – ïîëîñòü

íàääóâà; 13 – 1ÐË ÒÂÄ; 14 – 2ÐË ÒÂÄ; 15 – 1ÑË; 16 – âòîðè÷íàÿ çîíà ÊÑ; 17 – âåðõíÿÿ

ïîëêà 1ÑË; 18 – íèæíÿÿ ïîëêà 1ÑË; 19 – àïïàðàò çàêðóòêè; 20 – äèñê ïåðâîé ñòóïåíè;

21 – äåôëåêòîð ïåðâîé ñòóïåíè; 22 – ïîëîñòü çà àïïàðàòîì çàêðóòêè; 23 – ïîëîñòü ïîä

äåôëåêòîðîì; 24 – ïîëîñòü ïîä çàìêîì ëîïàòêè; 25 – 2ÑË; 26 – êîëüöåâàÿ ïîëîñòü íàä

2ÑÀ; 27 – ïîëîñòü ïîä 2ÑÀ; 28 – ïðîìåæóòî÷íûé äèñê; 29 – çàìîê 1ÐË; 30 – çàìîê 2ÐË;

31 – ïîëîñòü îõëàæäàþùåãî âîçäóõà äëÿ ðîòîðà; 32 – òðóáû îõëàæäàþùåãî âîçäóõà äëÿ

ÒÍÄ; 33 – ïîëîñòü ðîòîðà ÒÍÄ; 34 – ïîëîñòü ìåæäó ðîòîðàìè ÒÂÄ è ÒÍÄ

êîì âåëèê, èñïîëüçóþò êîíòàêòíûå ãðàôèòîâûå

óïëîòíåíèÿ ìàñëÿíîé ïîëîñòè èëè (äëÿ óìåíüøå-

íèÿ òðåáóåìîãî äàâëåíèÿ õîëîäíîãî âîçäóõà) ââî-

äÿò ïðîìåæóòî÷íóþ «áóôåðíóþ» ïîëîñòü. «Áóôåð-

íàÿ» ïîëîñòü ñîîáùàåòñÿ ñ íàðóæíûì êîíòóðîì

èëè (â ïðîìûøëåííîì äâèãàòåëå) ñ îêðóæàþùåé

ñðåäîé. Îíà çàùèùàåò ìàñëÿíóþ ïîëîñòü îò îêðó-

æàþùåãî âîçäóõà îòíîñèòåëüíî âûñîêîãî äàâëå-

íèÿ, îòâîäÿ óòå÷êè ýòîãî âîçäóõà è óòå÷êè õîëîä-

íîãî âîçäóõà íàääóâà çà ïðåäåëû äâèãàòåëÿ. Ýòè

óòå÷êè ìîãóò äîñòèãàòü 1% ðàñõîäà âîçäóõà ÷åðåç

ÊÂÄ è ÿâëÿþòñÿ îñíîâíûì íåäîñòàòêîì ïðèâåäåí-

íîé ñõåìû.

Áóôåðíàÿ ïîëîñòü äàåò âîçìîæíîñòü èñïîëü-

çîâàòü âîçäóõ ïðîìåæóòî÷íûõ ñòóïåíåé êîìïðåñ-

ñîðà ñ áîëåå íèçêîé òåìïåðàòóðîé äëÿ íàääóâà îïî-

Ãëàâà 8 - Òóðáèíû ÃÒÄ

382

ðû. ×åì íèæå äàâëåíèå îòáèðàåìîãî âîçäóõà, òåì

íèæå åãî òåìïåðàòóðà è áîëüøå åãî âîçìîæíîñòè

ïî îõëàæäåíèþ ìàñëÿíîé ïîëîñòè ïîäøèïíèêà.

Ðàçìåùåíèå ðîëèêîâîãî ïîäøèïíèêà ÒÍÄ

îáëàñòè îòíîñèòåëüíî íèçêèõ äàâëåíèé (áëèçêèõ

ê äàâëåíèþ çà ÒÍÄ) ïîçâîëÿåò îòíîñèòåëüíî ïðî-

ñòî ðåøèòü ïðîáëåìó îõëàæäåíèÿ – íàääóâ îòíî-

ñèòåëüíî õîëîäíûì âîçäóõîì èç-çà ïîäïîðíûõ ñòó-

ïåíåé. Äàâëåíèÿ ýòîãî âîçäóõà îáû÷íî äîñòàòî÷íî

äëÿ èçîëÿöèè ìàñëÿíîé ïîëîñòè îò îêðóæàþùåé

ñðåäû, à òåìïåðàòóðû – äëÿ îõëàæäåíèÿ åå ñòåíîê.

Íî â êîíñòðóêöèè ÏÑ-90À2 (ñì. Ðèñ. 8.1.2.4_1) ìàñ-

ëÿíàÿ ïîëîñòü 10 ïîäøèïíèêà ÒÍÄ ãðàíè÷èò ñ êîì-

ìóíèêàöèÿìè 11 ñáðîñà îòíîñèòåëüíî ãîðÿ÷åãî âîç-

äóõà ïîñ

ëå îõëàæäåíèÿ ðîòîðà è âàëà ÒÍÄ.

Ïîýòîìó äëÿ çàùèòû è îõëàæäåíèÿ ìàñëÿíîé ïîëî-

ñòè (êàê è â ÒÂÄ) èñïîëüçîâàí îõëàæäåííûé â

òåï-

ëîîáìåííèêå âîçäóõ âûñîêîãî äàâëåíèÿ, ïîäàâàå-

ìûé â ïîëîñòü íàääóâà 12.

Ïðèìåíåíèå äâóõñòóïåí÷àòîé ÒÂÄ (ñì.

Ðèñ. 8.1.2.4_1) îçíà÷àåò ïðèíÿòèå ðåøåíèÿ â ïîëü-

çó áîëåå âûñîêîé àýðîäèíàìè÷åñêîé ýôôåêòèâíî-

ñòè (ïî ñðàâíåíèþ ñ îäíîñòóïåí÷àòîé òóðáèíîé),

áîëåå ñòàáèëüíîãî ê.ï.ä. â ýêñïëóàòàöèè, íî è áî-

ëåå âûñîêèõ ñåáåñòîèìîñòè è ñòîèìîñòè îáñëóæè-

âàíèÿ (èç-çà áîëüøåãî êîëè÷åñòâà äåòàëåé).

Ðèñóíîê 8.1.2.4_2 – Ïðèíöèïû ðàáîòû ñèñòåìû îõëàæäåíèÿ îïîðû ðîëèêîâîãî ïîäøèïíèêà ÒÂÄ ÏÑ-90À2

1 – ðîëèêîâûé ïîäøèïíèê;

2 – âíóòðåííèå ñòåíêè ìàñëÿíîé ïîëîñòè; 3 – ëàáèðèíòíîå óïëîòíåíèå

Ïðèìåíåíèå áåñïîëî÷íîé ÐË 13 íà ïåðâîé

ñòóïåíè ÒÂÄ îçíà÷àåò âûáîð ìåíüøèõ çíà÷åíèé

óðîâíÿ íàïðÿæåíèé ðàñòÿæåíèÿ è ðàñõîäà âîçäóõà

íà îõëàæäåíèå, ìåíüøåãî ðèñêà äîâîäêè, íî

è ìåíüøåé âåëè÷èíû ïîòåíöèàëüíî ðåàëèçóåìîãî

ê.ï.ä.

Ïðèìåíåíèå ïîëî÷íîé ÐË 14 íà âòîðîé ñòó-

ïåíè ÒÂÄ îçíà÷àåò âûáîð áîëüøåé àýðîäèíàìè÷åñ-

êîé ýôôåêòèâíîñòè, ìåíüøåãî ðèñêà äîâîäêè ïî

âèáðîíàïðÿæåíèÿì, íî áîëåå âûñîêîãî óðîâíÿ íà-

ïðÿæåíèé ðàñòÿæåíèÿ è áîëåå âûñîêîãî ðàñõîäà

îõëàæäàþùåãî âîçäóõà. Äîïîëíèòåëüíûé âîçäóõ

íåîáõîäèì äëÿ ñíèæåíèÿ ðàáî÷åé òåìïåðàòóðû ñà-

ìîé ëîïàòêè, íî ìîæåò áûòü íåîáõîäèì è äëÿ îõ-

ëàæäåíèÿ íåïîñðåäñòâåííî áàíäàæíîé ïîëêè.

Îòíîñèòåëüíî âûñîêèé óðîâåíü òåìïåðàòóðû

ãàçà ïðèâîäèò ê íåîáõîäèìîñòè îõëàæäåíèÿ âñåõ

÷åòûðåõ ëîïàòî÷íûõ âåíöîâ ÒÂÄ. 1ÑË 15 îõëàæ-

äàåòñÿ âîçäóõîì âûñîêîãî äàâëåíèÿ èç-çà ÊÂÄ, îò-

áèðàåìûì èç âòîðè÷íîé çîíû 16 ÊÑ. Âîçäóõ ïîäà-

åòñÿ â ëîïàòêó ñî ñòîðîíû îãðàíè÷èâàþùèõ

ïðîòî÷íóþ ÷àñòü âåðõíåé ïîëêè 17 è ñ íèæíåé ïîë-

êè 18.

Ðàáî÷àÿ ëîïàòêà 13 îõëàæäàåòñÿ âîçäóõîì

èç-çà ÊÂÄ, îòáèðàåìûì èç âòîðè÷íîé çîíû 16 ÊÑ

÷åðåç àïïàðàò çàêðóòêè 19 (ëîïàòî÷íóþ ðåøåòêó

Ãëàâà 8 - Òóðáèíû ÃÒÄ

383

âûñîòîé 5…15 ìì èëè ñèñòåìó

îòâåðñòèé, ðàçãî-

íÿþùèõ ïîòîê âîçäóõà è çàêðó÷èâàþùèõ åãî

â íàï-

ðàâëåíèè âðàùåíèÿ äèñêà). Ê äèñêó 20 ïåðâîé

ñòóïåíè ñïåðåäè ïðèêðåïëåí äåôëåêòîð 21, îáåñ-

ïå÷èâàþùèé ñ ïîìîùüþ ëàáèðèíòîâ óïëî

òíåíèå

ïîëîñòè 22 çà àïïàðàòîì çàêðóòêè, èç êîòîðîé âîç-

äóõ ïîñòóïàåò â ïîëîñòü 23 ìåæäó äåôëåêòîðîì

è äèñêîì. Èç ïîëîñòè 23 âîçäóõ ñáîêó ðàñïðåäåëÿ-

åòñÿ ïî íåáîëüøèì ïîëîñòÿì 24 ïîä çàìêîì êàæ-

äîé ðàáî÷åé ëîïàòêè. Èç ïîëîñòè 24 ÷åðåç îòâåð-

ñòèÿ â çàìêå âîçäóõ ïîñòóïàåò âî âíóòðåííþþ

ïîëîñòü ëîïàòêè è ïîñëå îõëàæäåíèÿ âíóòðåííèõ

ïîëîñòåé âûõîäèò â ïðîòî÷íóþ ÷àñòü, â òîì ÷èñëå

äëÿ ñîçäàíèÿ ïëåíî÷íîãî îõëàæäåíèÿ íàðóæíîé ïî-

âåðõíîñòè ëîïàòêè.

Äëÿ îõëàæäåíèÿ 2ÑË 25 è 2ÐË 14 ÒÂÄ èñïîëü-

çóåòñÿ âîçäóõ ïðîìåæóòî÷íîé ñòóïåíè êîìïðåññî-

ðà (çà òðè ñòóïåíè äî âûõîäà èç ÊÂÄ). Ýòî ðåøå-

íèå ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü âîçäóõ ñî çíà÷èòåëüíî

áîëåå íèçêîé (ïðèìåðíî íà 100Ê) òåìïåðàòóðîé

è âïîëíå äîñòàòî÷íûì äëÿ ýôôåêòèâíîãî èñïîëü-

çîâàíèÿ äàâëåíèåì (ïðèìåðíî 60% îò äàâëåíèÿ çà

ÊÂÄ). Èñïîëüçîâàíèå âîçäóõà ïðîìåæóòî÷íîé ñòó-

ïåíè íàèáîëåå ýôôåêòèâíî è äëÿ äâèãàòåëÿ â öå-

ëîì. Â ÒÂÄ ÏÑ-90À, êàê è â áîëüøèíñòâå äâóõñòó-

ïåí÷àòûõ ÒÂÄ, äëÿ ëîïàòîê âòîðîé ñòóïåíè

äîñòàòî÷íî òîëüêî âíóòðåííåãî êîíâåêòèâíîãî îõ-

ëàæäåíèÿ áåç èñïîëüçîâàíèÿ ïëåíêè.

Âîçäóõ äëÿ îõëàæäåíèÿ 2ÑÀ îòáèðàåòñÿ ÷å-

ðåç íàðóæíûé êîðïóñ ÊÂÄ è ïîäâîäèòñÿ ïî òðó-

áàì â êîëüöåâóþ ïîëîñòü 26 íàä ÑË. Çàòåì âîçäóõ

ðàñïðåäåëÿåòñÿ ïî ëîïàòêàì, âûõîäÿ â ïðîòî÷íóþ

÷àñòü ÷åðåç ùåëè â îêðåñòíîñòè âûõîäíîé êðîìêè

ëîïàòîê. ×àñòü âîçäóõà ÷åðåç ñïåöèàëüíûå êàíàëû

íàïðàâëÿåòñÿ â ïîëîñòü 27 ïîä 2ÑÀ – äëÿ çàêðû-

òèÿ ñìåæíûõ ñ ðîòîðîì ïîëîñòåé îò ïðîíèêíîâå-

íèÿ ãàçà èç ïðîòî÷íîé ÷àñòè.

Ýòîò âîçäóõ òàêæå

îõëàæäàåò ñíàðóæè ïðîìåæóòî÷íûé äèñê 28

è çàìêîâûå ñîåäèíåíèÿ ïåðâîãî 29 è âòîðîãî 30

äèñêîâ.

Âîçäóõ äëÿ îõëàæäåíèÿ 2ÐË òîæå îòáèðàåò-

ñÿ ÷åðåç íàðóæíûé êîðïóñ ÊÂÄ, ïî òðóáàì ÷åðåç

ÊÑ ïîäâîäèòñÿ â ïîëîñòü 31 ïåðåä ðîòîðîì ÒÂÄ

è íàïðàâëÿåòñÿ ïîä äèñê ïåðâîé ñòóïåíè äëÿ

âíóòðåííåãî îõëàæäåíèÿ ðîòîðà è 2ÐË. Êàê âèä-

íî íà Ðèñ. 8.1.2.4_1 îòáîð âîçäóõà íà íàðóæíîì

äèàìåòðå êîìïðåññîðà óñëîæíÿåò êîíñòðóêöèþ

ñòàòîðà è ðîòîðà ÒÂÄ, ïîýòîìó â äðóãèõ êîíñò-

ðóêöèÿõ èñïîëüçîâàíû è èíûå êîìïîíîâêè – áåç

òðóá (ñ îòáîðîì âîçäóõà äëÿ îõëàæäåíèÿ âíóòðü

ðîòîðà êîìïðåññîðà). Îäíàêî ïîäâîä ïî òðóáàì

èìååò è ñâîè ïðåèìóùåñòâà – âîçìîæíîñòü èç-

ìåðÿòü è êîíòðîëèðîâàòü ðàñõîä îõëàæäàþùåãî

âîçäóõà.

Ëîïàòî÷íûå âåíöû ÒÍÄ íåîõëàæäàåìûå. Äëÿ

îõëàæäåíèÿ ðîòîðà ÒÍÄ èñïîëüçóåòñÿ âîçäóõ, ïî-

ñòóïàþùèé ïî òðóáàì ÷åðåç çàäíþþ îïîðó òóðáè-

íû è ïîëîñòü 32 âàëà ÒÍÄ - èç ñåðåäèíû ÊÂÄ. Ãëàâ-

íîå íàçíà÷åíèå ýòîãî âîçäóõà – íàääóâ èçíóòðè

ïîëîñòåé 33 ðîòîðà ÒÍÄ è ïîëîñòè 34 ìåæäó ðî-

òîðàìè ÒÂÄ è ÒÍÄ äëÿ ïðåäîòâðàùåíèÿ ïðîíèê-

íîâåíèÿ ãàçà ê äèñêàì è âàëàì. Â ðîòîðå ÒÍÄ âîç-

äóõ îõëàæäàåò äèñêè è çàìêîâûå ñîåäèíåíèÿ

äèñêîâ ñ ëîïàòêàìè, ïîñòåïåííî âûõîäÿ â ïðîòî÷-

íóþ ÷àñòü.

Òóðáèíà äâèãàòåëÿ CF6-80C2. [8.1.4.9] - äâóõ-

âàëüíàÿ ñ äâóõñòóïåí÷àòîé ÒÂÄ (ñì. Ðèñ. 8.4.1.2_2)

è ïÿòèñòóïåí÷àòîé ÒÍÄ (ñì. Ðèñ. 8.4.1.3_1). Êîí-

ñòðóêöèÿ òóðáèíû CF6-80C2 áëèçêà ïî áàçîâûì

ðåøåíèÿì ê òóðáèíå ÏÑ-90À2.

Ðîëèêîâûé ïîäøèïíèê 1 ÒÂÄ ðàçìåùåí ïîä

ÊÑ. Ìàñëÿíàÿ ïîëîñòü 2 íàääóâàåòñÿ îòíîñèòåëü-

íî õîëîäíûì âîçäóõîì èç-çà ÊÍÄ ÷åðåç ïîëîñòü 4.

Áóôåðíûå ïîëîñòè 5 è 6 èñïîëüçóþòñÿ äëÿ çàùè-

òû ìàñëÿíîé ïîëîñòè îò ãîðÿ÷åãî âîçäóõà èç-çà

ÊÂÄ, íàïðàâëÿåìîãî íà îõëàæäåíèå ðîòîðà ÒÂÄ èç

âòîðè÷íîé çîíû ÊÑ ÷åðåç îòâåðñòèÿ 7 â êîðïóñå ÊÑ

è àïïàðàò çàêðóòêè 8. ×åðåç ëàáèðèíò 9 âîçäóõ

âûñîêîãî äàâëåíèÿ ïîïàäàåò â «áóôåðíóþ» ïî-

ëîñòü, îòêóäà ïî òðóáàì 10 íåçíà÷èòåëüíûé ðàñ-

õîä îòâîäèòñÿ â ïîëîñòü ðîòîðà ÒÍÄ. Â ðåçóëüòàòå

îòâîäà äàâëåíèå ãîðÿ÷åãî âîçäóõà çà ëàáèðèíòîì

óìåíüøàåòñÿ â íåñêîëüêî ðàç è, ñîîòâåòñòâåííî,

óìåíüøàþòñÿ åãî óòå÷êè âî âòîðóþ áóôåðíóþ ïî-

ëîñòü 5. Èç ïîëîñòè 5 óòå÷êè âîçäóõà âûñîêîãî äàâ-

ëåíèÿ è óòå÷êè âîçäóõà íàääóâà ìàñëÿíîé ïîëîñòè

(èç ïîäïîðíûõ ñòóïåíåé) ñáðàñûâàþòñÿ çà ÒÍÄ.

Â êîíñòðóêöèè ÒÂÄ CF6-80C2 èñïîëüçîâà-

íû áåñïîëî÷íûå 1ÐË 11 è 2ÐË 12. Ïî ñðàâíåíèþ

ñ ÏÑ-90À2 îòêàç îò èñïîëüçîâàíèÿ áàíäàæíîé ïîë-

êè íà âòîðîé ñòóïåíè ñíèæàåò öåíòðîáåæíóþ íà-

ãðóçêó íà ïðîôèëü è èçáàâëÿåò îò íåîáõîäèìîñòè

îõëàæäåíèÿ ïîëêè. Ïðè ýòîì óñëîæíÿåòñÿ îáåñïå-

÷åíèå âèáðàöèîííîé ïðî÷íîñòè ëîïàòêè è óâåëè-

÷èâàþòñÿ ïîòåðè ê.ï.ä. â ðàäèàëüíîì çàçîðå.

Óìåíü-

øåíèå íåîáõîäèìîãî ðàñõîäà îõëàæäàþùåãî

âîçäóõà íà ïðîôèëü è èñêëþ÷åíèå íåîáõîäèìîñòè

îõëàæäåíèÿ ïîëêè äî íåêîòîðîé ñòåïåíè êîìïåí-

ñèðóþò ïîòåðè ê.ï.ä.

Ñèñòåìà îõëàæäåíèÿ ðîòîðà ÒÂÄ èñïîëüçóåò

äëÿ îõëàæäåíèÿ ðîòîðà è ÐË îáåèõ ñòóïåíåé òîëü-

êî âîçäóõ âûñîêîãî äàâëåíèÿ (è, ñîîòâåòñòâåííî,

âûñîêîé òåìïåðàòóðû) èç-çà ÊÂÄ. Ïîëîñòü 13 ïå-

ðåä äèñêîì ïåðâîé ñòóïåíè 14 íàääóâàåòñÿ ÷åðåç

îòâåðñòèÿ â îïîðå 15 1ÑÀ 16, à ëàáèðèíò 17 îãðà-

íè÷èâàåò ïîñòóïëåíèå âîçäóõà èç-çà àïïàðàòà çàê-

ðóòêè â ïîëîñòü 13.

Äëÿ ñíèæåíèÿ óòå÷åê ÷åðåç ëà-

áèðèíò 17 äàâëåíèå â àïïàðàòå çàêðóòêè ñíèæàåòñÿ

Ãëàâà 8 - Òóðáèíû ÃÒÄ

384

Ðèñóíîê 8.1.2.4_3 – Òóðáèíà V2500

1 – ÒÂÄ; 2 – ÒÍÄ; 3 – ïîäøèïíèê ÒÂÄ; 4 – îïîðà ïîäøèïíèêà ÒÂÄ; 5 – êîðïóñ ÊÑ;

6 – ìàñëÿíàÿ ïîëîñòü; 7, 8 – êîíòàêòíûå óïëîòíåíèÿ; 9 – ïîäøèïíèê ÒÍÄ; 10 – òåïëî-

èçîëÿöèÿ; 11 – 1ÐË ÒÂÄ; 12 – 2ÐË ÒÂÄ

íàñòîëüêî, ÷òî â äàëüíåéøåì äëÿ ïîäà÷è âîçäóõà èç

ïîëîñòè ðîòîðà 18 â 1ÐË îí «ïîäêà÷èâàåòñÿ» ïðè

ïðîõîæäåíèè

ìåæäó äâóìÿ ïðîìåæóòî÷íûìè äèñ-

êàìè 19 ñ ðåáðàìè. Ïîäà÷à îñíîâíîé ÷àñòè âîçäó-

õà â ïîëîñòü 13 ÷åðåç îòâåðñòèÿ 15 ïîçâîëÿåò ýô-

ôåêòèâíî êîíòðîëèðîâàòü åãî ðàñõîä è ìàëî

çàâèñåòü îò èçíîñà ëàáèðèíòîâ.

Ïîëîñòü 18 ðîòîðà ÒÂÄ ñíàáæàåòñÿ âîçäóõîì

ÊÂÄ ÷åðåç àïïàðàò çàêðóòêè. Èñïîëüçîâàíèå îäíî-

ãî èñòî÷íèêà äëÿ îõëàæäåíèÿ (âîçäóõà ÊÂÄ) óïðî-

ùàåò êîíñòðóêöèþ ñèñòåìû îõëàæäåíèÿ, íî óâåëè-

÷èâàåò òåìïåðàòóðó ñòóïèö äèñêîâ ïî ñðàâíåíèþ

ñ îòáîðîì íà âòîðóþ ñòóïåíü ÒÂÄ âîçäóõà çà ïðî-

ìåæóòî÷íîé ñòóïåíüþ êîìïðåññîðà ïðèìåðíî íà

50…70

Ñ, à 2ÐË – íà 20…30

Ñ.

Òîëüêî êîëüöåâîé ëàáèðèíò 20 îõëàæäàåòñÿ

âîçäóõîì ïðîìåæóòî÷íîé ñòóïåíè ÊÂÄ (11-îé èç

14-òè) - ïî òðóáàì 21 ÷åðåç ëîïàòêè 22 2ÑÀ. Çàä-

íÿÿ ñòîðîíà (ïîëîñòü 23) äèñêà 24 âòîðîé ñòóïåíè

îõëàæäàåòñÿ âîçäóõîì 7-îé ñòóïåíè ÊÂÄ, ïîäàâà-

åìûì ïî òðóáàì 25 ÷åðåç ïåðåäíþþ ÷àñòü âíóò-

ðåííåé ïîëîñòè 26 3ÑÀ 27.

Â ÒÍÄ (ñì. Ðèñ. 8.4.1.3_1) ðîëèêîâûé ïîäøèï-

íèê è åãî ìàñëÿíàÿ ïîëîñòü 14 ðàñïîëîæåíû â îá-

ëàñòè îòíîñèòåëüíî íèçêèõ äàâëåíèé è íàääóâàþò-

ñÿ âîçäóõîì èç-çà ÊÍÄ.

Òóðáèíà äâèãàòåëÿ V2500 (Pratt&Whitney,

MTU) [8.1.4.19] (ñì. Ðèñ. 8.1.2.4_3) áëèçêà ê ÏÑ-

90À2 ïî ìíîãèì êîíñòðóêòèâíûì ðåøåíèÿì Òóð-

áèíà èìååò äâóõâàëüíóþ ñõåìó ñ äâóõñòóïåí÷àòîé

ÒÂÄ 1 è ïÿòèñòóïåí÷àòîé ÒÍÄ 2.

Ðîëèêîâûé ïîäøèïíèê 3 ÒÂÄ ðàñïîëîæåí ïîä

ÊÑ. Îïîðà 4 ðîëèêîâîãî ïîäøèïíèêà ñîâìåùåíà

ñ êîðïóñîì 5 ÊÑ. Ðàçìåùåíèå îïîðû ÒÂÄ ïîä ÊÑ

ÿâëÿåòñÿ òðàäèöèîííûì â äâ

èãàòåëÿõ Pratt&Whitney

(ñåìåéñòâà PW2000, PW4000).

Âàæíûå îòëè÷èÿ îò ÏÑ-90À2 ïî ñèñòåìå îõ-

ëàæäåíèÿ ìàñëÿíîé ïîëîñòè 6 ðîëèêîâîãî ïîäøèï-

íèêà ÒÂÄ çàêëþ÷àþòñÿ â ïðèìåíåíèè êîíòàêòíûõ

ãðàôèòîâûõ óïëîòíåíèé 7. Ýòè óïëîòíåíèÿ âûäåð-

æèâàþò çíà÷èòåëüíóþ ðàçíèöó äàâëåíèé, ïîçâîëÿÿ

ñîõðàíÿòü îòíîñèòåëüíî âûñîêîå äàâëåíèå âîêðóã

ïîëîñòè ïîäøèïíèêà è èñêëþ÷àÿ íåîáõîäèìîñòü

áóôåðíîé ïîëîñòè äëÿ ñáðîñà óòå÷åê çà ïðåäåëû

ãàçîãåíåðàòîðà.

Íà Ðèñ. 8.1.2.4_4 ïðèâåäåíû ïðèíöèïû ðàáî-

òû ñèñòåìû îõëàæäåíèÿ ìàñëÿíîé ïîëîñòè ïîäøèï-

íèêà 1, â êîòîðîé âíóòðåííÿÿ ñòåíêà 2 îõëàæäàåòñÿ

õîëîäíûì âîçäóõîì, à ñàìà ïîëîñòü èçîëèðîâàíà îò

âîçäóõà êîíòàêòíûì óïëîòíåíèåì 3.

Òàêèå æå (ñì. Ðèñ. 8.1.2.4_3) êîíòàêòíûå óï-

ëîòíåíèÿ 8 èìååò è ìàñëÿíàÿ ïîëîñòü ðîëèêîâîãî

ïîäøèïíèêà 9 ÒÍÄ. Ñòåíêè ïîëîñòè èìåþò òåï-

ëîèçîëèðóþùåå ïîêðûòèå 10.

ÂÄ èìååò áåñïîëî÷íûå ðàáî÷èå ëîïàòêè 11

â ïåðâîé ñòóïåíè è áåñïîëî÷íûå ðàáî÷èå ëîïàòêè

Ãëàâà 8 - Òóðáèíû ÃÒÄ

385

12 âòîðîé ñòóïåíè. Òàêèì îáðàçîì, íà 2ÐË (â îò-

ëè÷èå îò ÏÑ-90À2) áàíäàæíàÿ ïîëêà îòñóòñ

òâóåò.

Ïðèìåíåíèå áåñïîëî÷íûõ ðàáî÷èõ ëîïàòîê â ÒÂÄ

ÿâëÿåòñÿ òðàäèöèîííûì ðåøåíèåì êàê

äëÿ

Pratt&Whitney, òàê è äëÿ GE Aircraft Engines.

Òóðáèíà äâèãàòåëÿ GE90 (GE Aircraft Engines)

(ñì. Ðèñ. 8.1.2.4_5 è 8.1.2.4_6) èìååò äâóõâàëüíóþ

ñõåìó ñ äâóõñòóïåí÷àòîé ÒÂÄ 1 è øåñòèñòóïåí÷à-

òîé ÒÍÄ 2 [8.1.4.11; 8.1.4.12]. ÐË 3 ïåðâîé ñòóïåíè

è ÐË 4 âòîðîé ñòóïåíè - áåç áàíäàæíûõ ïîëîê.

Ðîëèêîâûé ïîäøèïíèê 5 ÒÂÄ è îïîðà 6 ÒÂÄ

ðàñïîëîæåíû ìåæäó ÒÂÄ è ÒÍÄ. Ñòîéêè 7 îïîðû

ðàçìåùåíû â ïåðåõîäíîì êàíàëå 8 è çàêðûòû îá-

òåêàòåëÿìè 9. Ýòà ñõåìà âûíîñèò ïîëîñòü ïîäøèï-

íèêà èç çîíû âûñîêèõ òåìïåðàòóð è äàâëåíèé è äà-

åò âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàòü âîçäóõ èç-çà ïåðâîé

Ðèñóíîê 8.1.2.4_4 – Ïðèíöèïû ðàáîòû ñèñòåìû îõëàæäåíèÿ îïîðû

1 – ðîëèêîâûé ïîäøèïíèê; 2 – âíóòðåííèå ñòåíêè ìàñëÿíîé ïîëîñòè; 3 – êîíòàêòíîå

óïëîòíåíèå ñ ãðàôèòîâûì êîëüöîì

ñòóïåíè ÊÂÄ (ïîäàâàåìûé ïî ïîëîñòè 10 ìåæäó

âàëàìè) äëÿ íàääóâà ñíà÷àëà ìàñëÿíîé ïîëîñòè 11

ïîäøèïíèêà ÒÂÄ, à çàòåì è ìàñëÿíîé ïîëîñòè ðî-

ëèêîâîãî ïîäøèïíèêà 12 ÒÍÄ.

Ñ ïîëîñòÿìè 13 (íàääóâ ïîäøèïíèêà ÒÂÄ)

è 14 (íàääóâ ïîäøèïíèêà ÒÍÄ) ãðàíè÷èò «áóôåð-

íàÿ» ïîëîñòü 15 ïîíèæåííîãî äàâëåíèÿ, çàùèùà-

þùàÿ ìàñëÿíûå ïîëîñòè îò îêðóæàþùåé ñðåäû

âûñîêîãî äàâëåíèÿ è òåìïåðàòóðû. Â «áóôåðíóþ»

ïîëîñòü ñîáèðàþòñÿ óòå÷êè âîçäóõà íàääóâà è âîç-

äóõà ÷åòâåðòîé ñòóïåíè ÊÂÄ, çàïîëíÿþùåãî ïî-

ëîñòü çà ðîòîðîì ÒÂÄ 16 è âíóòðåííþþ ïîëîñòü

17 ðîòîðà ÒÍÄ. Èç «áóôåðíîé» ïîëîñòè óòå÷êè

ñáðàñûâàþòñÿ â ïðîòî÷íóþ ÷àñòü çà ðîòîð ÒÍÄ.

Ñòîéêè çà ÒÂÄ, íåîáõîäèìûå â ðàññìàòðèâà-

åìîé ñõåìå, ÿâëÿþòñÿ èñòî÷íèêîì äîïîëíèòåëüíûõ

Ãëàâà 8 - Òóðáèíû ÃÒÄ

386

ñòàâèëè âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ âîçäóõà ïðî-

ìåæóòî÷íîé (çà 7-îé èç 10-òè) ñòóïåíè ÊÂÄ äëÿ

îõëàæäåíèÿ îñíîâíîé ïîâåðõíîñòè äèñêà 20 ïåð-

âîé ñòóïåíè, ïðîìåæóòî÷íîãî äèñêà 21 è äèñêà 22

âòîðîé ñòóïåíè. Ýòîò âîçäóõ îòáèðàåòñÿ âíóòðü

ðîòîðà ÊÂÄ è ïîñòóïàåò ïî ïîëîñòè 23 ìåæäó âà-

ëîì 19 ÒÂÄ è âàëîì 24 ÒÍÄ.

2ÑË 25 òîæå îõëàæäàåòñÿ âîçäóõîì èç-çà 7-îé

ñòóïåíè ÊÂÄ, îòáèðàåìûì íà ýòîò ðàç ñ íàðóæíî-

ãî äèàìåòðà êîìïðåññîðà è ïîñòóïàþùåãî ïî òðó-

áàì 26. Ïðè ýòîì ÷àñòü âîçäóõà ïðîïóñêàåòñÿ ïîä

ëîïàòêó è çàïîëíÿåò ïîëîñòü 27, îõëàæäàÿ çàìêî-

âûå ñîåäèíåíèÿ îáîèõ äèñêîâ è îáîä ïðîìåæóòî÷-

íîãî äèñêà 21.

Òàêèì îáðàçîì, çà ñ÷åò àêòèâíîãî èñïîëüçî-

âàíèÿ âîçäóõà ïðîìåæóòî÷íûõ ñòóïåíåé êîìïðåñ-

ñîðà, ñèñòåìà îõëàæäåíèÿ òóðáèíû GE90 áîëåå

ýêîíîìè÷íà. Îíà îáåñïå÷èâàåò áîëåå íèçêóþ òåì-

ïåðàòóðó ðîòîðíûõ äåòàëåé ÒÂÄ è ìåíüøèé ðàñ-

õîä îõëàæäàþùåãî âîçäóõà äëÿ âòîðîé ñòóïåíè

ÒÂÄ ïî ñðàâíåíèþ ñ èñïîëüçîâàíèåì äëÿ ýòèõ æå

öåëåé âîçäóõà íà âûõîäå èç ÊÂÄ.

ïîòåðü ïîëíîãî äàâëåíèÿ äëÿ îñíîâíîãî ïîòîêà ãàçà

â ïðîòî÷íîé ÷àñòè. Îíè ìîãóò ïîòðåáîâàòü îõëàæ-

äåíèÿ. Ïðè÷åì ðàñõîä âîçäóõà, ó÷èòûâàÿ áîëüøèå

ïîâåðõíîñòè, êîòîðûå íåîáõîäèìî îõëàæäàòü, ìî-

æåò áûòü çíà÷èòåëüíûì. Êðîìå òîãî, ñòîéêè ÿâëÿ-

þòñÿ ïîòåíöèàëüíûì èñòî÷íèêîì äåôåêòîâ. Ïî

ñðàâíåíèþ ñ òóðáèíîé CF6-80Ñ2 â GE90 ïåðåíîñ

îïîðû çà ÒÂÄ ïðèìåíåí ïðè íàëè÷èè äâóõ óñëî-

âèé:

- äëèííîãî ïåðåõîäíîãî êàíàëà ìåæäó ÒÂÄ

è ÒÍÄ, íåîáõîäèìîãî ïðè çíà÷èòåëüíîì ðàçëè÷èè

äèàìåòðîâ ïðîòî÷íîé ÷àñòè ýòèõ òóðáèí è îáåñïå-

÷èâàþùåãî ðàçìåùåíèå ñòîåê;

- çíà÷èòåëüíî óâåëè÷åííîé (ñ 4,0 äî 5,5) ñòå-

ïåíè ðàñøèðåíèÿ ãàçà íà ÒÂÄ, ÷òî ïîçâîëèëî âû-

ïîëíèòü îáòåêàòåëè 9 ñòîåê áåç ñïåöèàëüíîãî îõ-

ëàæäåíèÿ (ñ ïðîäóâêîé âîçäóõîì ïðîìåæóòî÷íîé

ñòóïåíè êîìïðåññîðà).

Ñèñòåìà îõëàæäåíèÿ ÒÂÄ èñïîëüçóåò äëÿ 1ÐË

è 1ÑË âîçäóõ èç-çà ÊÂÄ. Äëÿ ÐË îí ïîäàåòñÿ ÷åðåç

àïïàðàò çàêðóòêè 18. Â òî æå âðåìÿ ïåðåíîñ îïîðû

ÒÂÄ íàçàä è áîëüøîé äèàìåòð âàëà 19 ÒÂÄ ïðåäî-

Ðèñóíîê 8.1.2.4_5 – Ïðîäîëüíûé ðàçðåç òóðáèíû GE90

1 – ÒÂÄ; 2 – ÒÍÄ; 3 – 1ÐË ÒÂÄ; 4 – 2ÐË ÒÂÄ; 5 – ïîäøèïíèê ÒÂÄ; 6 – îïîðà ïîäøèïíèêà

ÒÂÄ; 7 – ñòîéêè; 8 – ïåðåõîäíûé êàíàë; 9 – îáòåêàòåëü; 10 – ìåæâàëüíàÿ ïîëîñòü;

11 – ìàñëÿíàÿ ïîëîñòü; 12 – ïîäøèïíèê ÒÍÄ; 13 – ïîëîñòü íàääóâà ïîäøèïíèêà ÒÂÄ;

14 – ïîëîñòè íàääóâà ïîäøèïíèêà ÒÍÄ; 15 – áóôåðíàÿ ïîëîñòü; 16 – âîçäóøíàÿ ïîëîñòü

çà ÒÂÄ; 17 – ïîëîñòü ðîòîðà ÒÍÄ; 18 – àïïàðàò çàêðóòêè; 19 – âàë ÒÂÄ; 20 – äèñê ïåð-

âîé ñòóïåíè ÒÂÄ; 21 – ïðîìåæóòî÷íûé äèñê ÒÂÄ; 22 – äèñê âòîðîé ñòóïåíè ÒÂÄ;

23 – ìåæâàëüíàÿ ïîëîñòü; 24 – âàë ÒÍÄ; 25 – 2ÑÀ; 26 – òðóáû äëÿ âîçäóõà; 27 - ïîëîñòü

íàä ðîòîðîì ÒÂÄ

Ãëàâà 8 - Òóðáèíû ÃÒÄ

387

Ðèñóíîê 8.1.2.4_6 – Òóðáèíà GE90. Îáîçíà÷åíèÿ ñîîòâåòñòâóþò Ðèñ. 8.1.2.4_5

8.1.2.5 – Êîíñòðóêöèè ãàçîâûõ òóð-

áèí ñ îäíîñòóïåí÷àòûìè ÒÂÄ

Îäíîñòóïåí÷àòàÿ òóðáèíà èìååò ñâîè ïðåèìó-

ùåñòâà ïî ñðàâíåíèþ ñ äâóõñòóïåí÷àòîé òóðáèíîé

- ïðîñòîòà êîíñòðóêöèè, ìåíüøåå êîëè÷åñòâî äå-

òàëåé, áîëåå íèçêèå ñåáåñòîèìîñòü è ñòîèìîñòü

îáñëóæèâàíèÿ, ìåíüøèé ðàñõîä îõëàæäàþùåãî

âîçäóõà. Äëÿ îïðåäåëåííûõ ïðèìåíåíèé (îñîáåí-

íî â äâèãàòåëÿõ ðåãèîíàëüíûõ ñàìîëåòîâ, ñàìîëå-

òîâ áëèæíåãî è ñðåäíåãî ðàäèóñà äåéñòâèÿ) ýòè

ïðåèìóùåñòâà ñòàíîâÿòñÿ ãîðàçäî âàæíåå óïîìè-

íàâøèõñÿ âûøå íåäîñòàòêîâ.

Òóðáèíà äâèãàòåëÿ CFM56-5B (GE Aircraft

Engines, Snecma) [8.1.4.13; 8.1.4.14] Òóðáèíà äâè-

ãàòåëÿ CFM56-5B (ñì. Ðèñ. 8.1.2.5_1, 8.1.2.5_2) èìå-

åò äâóõâàëüíóþ ñõåìó ñ îäíîñòóïåí÷àòîé ÒÂÄ 1

(ðàçðàáîòêà GE) è ÷åòûðåõñòóïåí÷àòîé ÒÍÄ 2 (ðàç-

ðàáîòêà Snecma). ÐË 3 ÒÂÄ áåç áàíäàæíîé ïîëêè.

Îòëè÷èòåëüíîé ÷åðòîé ýòîé òóðáèíû ÿâëÿåò-

ñÿ èñïîëüçîâàíèå â êà÷åñòâå îïîðû âàëà ÒÂÄ ìåæ-

âàëüíîãî ïîäøèïíèêà 4, ðàñïîëîæåííîãî ìåæäó

Ãëàâà 8 - Òóðáèíû ÃÒÄ

388

âñïîìîãàòåëüíûì âàëîì 5 ÒÂÄ è âàëîì 6 ÒÍÄ.

Ðîëèêîâûé ïîäøèïíèê 4 ÒÂÄ îïèðàåòñÿ íå íà ñòà-

òîð òóðáèíû, à íà âàë ÒÍÄ. Ýòà ñõåìà ïîçâîëÿåò

âûíåñòè îïîðó ÒÂÄ â íàèáîëåå õîëîäíîå ìåñòî

(ôàêòè÷åñêè çà ÒÍÄ) è ñîâìåñòèòü îïîðû ÒÂÄ

è ÒÍÄ - ïîäøèïíèê 4 ÒÂÄ è ïîäøèïíèê 7 ÒÍÄ

ðàñïîëîæåíû â îäíîé ìàñëÿíîé ïîëîñòè 8. Êîíñò-

ðóêöèÿ çíà÷èòåëüíî óïðîùàåòñÿ è óäåøåâëÿåòñÿ çà

ñ÷åò èñêëþ÷åíèÿ ñòîåê äëÿ îïîðû ÒÂÄ, óìåíüøå-

íèÿ êîëè÷åñòâà ìàñëÿíûõ ïîëîñòåé è âûíîñà îá-

ùåé ìàñëÿíîé ïîëîñòè â çîíó íèçêîãî äàâëåíèÿ.

Çàäíÿÿ îïîðà 9 ÒÍÄ è åå ñòîéêè 10 èñïîëüçóþòñÿ

â êà÷åñòâå ñâÿçè ðîòîðà ÒÂÄ ñ êîðïóñîì òóðáèíû.

Íåñìîòðÿ íà âñå ïðåèìóùåñòâà ñõåìû ñ ìåæ-

âàëüíûì ïîäøèïíèêîì ÒÂÄ, îáåñïå÷åíèå ðàáîòîñ-

ïîñîáíîñòè ñàìîãî ìåæâàëüíîãî ðîëèêîâîãî ïîä-

øèïíèêà ÿâëÿåòñÿ äîñòàòî÷íî ñëîæíîé çàäà÷åé.

Ïðåæäå âñåãî, èç-çà òðóäíîñòåé â èäåíòèôèêàöèè

óñëîâèé åãî ðåàëüíîé íàãðóçêè è, ñîîòâåòñòâåííî,

îáåñïå÷åíèÿ îïòèìàëüíûõ ðàáî÷èõ óñëîâèé. Äëÿ

òóðáèíû CFM56, ñóäÿ ïî ðåçóëüòàòàì ýêñïëóàòà-

öèè, ýòà ïðîáëåìà ïðàêòè÷åñêè ðåøåíà [8.1.4.23].

Ðèñóíîê 8.1.2.5_1 – Ïðîäîëüíûé ðàçðåç òóðáèíû äâèãàòåëÿ CFM56-5B

1 – ÒÂÄ; 2 – ÒÍÄ; 3 – ðàáî÷àÿ ëîïàòêà ÒÂÄ; 4 – ìåæâàëüíûé ïîäøèïíèê ÒÂÄ; 5 – âñïî-

ìîãàòåëüíûé âàë ÒÂÄ; 6 – âàë ÒÍÄ; 7 – ïîäøèïíèê ÒÍÄ; 8 – ìàñëÿíàÿ ïîëîñòü; 9 – çàä-

íÿÿ îïîðà ÒÍÄ; 10 – ñòîéêè çàäíåé îïîðû ÒÍÄ; 11 – ïîëîñòü ïîäà÷è âîçäóõà ÊÍÄ;

12 – âíóòðåííèé êîæóõ ðîòîðà ÒÂÄ; 13 – ïîëîñòü ðîòîðà ÒÂÄ; 14 – çàäíÿÿ ïîëîñòü ðî-

òîðà ÒÍÄ; 15 – ïåðåäíèé äåôëåêòîð ÒÂÄ; 16 – âòîðè÷íàÿ çîíà ÊÑ; 17 – àïïàðàò çàêðóò-

êè; 18 – çàìêîâîå ñîåäèíåíèå äèñêà; 19 – çàäíèé äåôëåêòîð ÒÂÄ; 20 – òðóáû ïîäà÷è âîç-

äóõà èç-çà ÷åòâåðòîé ñòóïåíè ÊÂÄ; 21 – ÑË ÒÍÄ; 22 – ïîëîñòü çà äèñêîì ÒÂÄ;

23 – ïåðåäíÿÿ ïîëîñòü ðîòîðà ÒÂÄ; 24 – ïîäâîä âîçäóõà îò ÷åòâåðòîé è ïÿòîé ñòóïåíåé

ÊÂÄ; 25 – ïîäâîä âîçäóõà èç-çà äåâÿòîé ñòóïåíè ÊÂÄ; 26 – ïîäâîä âîçäóõà èç-çà âåíòèëÿ-

òîðà; 27 – ïîëîñòü çà àïïàðàòîì çàêðóòêè; 28 – îòâåðñòèÿ â ïåðåäíåì äåôëåêòîðå;

29 – ïîëîñòü çà ëàáèðèíòîì ÊÂÄ; 30 – ëàáèðèíò çà ÊÂÄ

Ãëàâà 8 - Òóðáèíû ÃÒÄ

389

Ðèñóíîê 8.1.2.5_2 – Òóðáèíà äâèãàòåëÿ CFM56-5B (îáîçíà÷åíèÿ ñîîòâåòñòâóþò Ðèñ. 8.1.2.5_1)

Îäíàêî ñëó÷àè âûõîäà èç ñòðîÿ ìåæâàëüíîãî ïîä-

øèïíèêà âñå-òàêè èìåþò ìåñòî è CFMI ñîáèðàåò-

ñÿ âíåäðèòü â ýêñïëóàòàöèþ äîïîëíèòåëüíóþ ñèñ-

òåìó êîíòðîëÿ ïîäøèïíèêà äëÿ ñâîåâðåìåííîé

äèàãíîñòèêè åãî ïðåäàâàðèéíîãî ñîñòîÿíèÿ

[8.1.4.24].

Ìàñëÿíàÿ ïîëîñòü íàääóâàåòñÿ îòíîñèòåëüíî

õîëîäíûì âîçäóõîì ïîäïîðíûõ ñòóïåíåé, êîòîðûé

ïîñòóïàåò èç ñïåöèàëüíî îðãàíèçîâàííîé ïîëîñòè

11 ìåæäó âàëîì ÒÍÄ è êîæóõîì 12, âðàùàþùèìñÿ

âìåñòå ñ âàëîì ÒÂÄ. Ñëåäóþùèé óðîâåíü çàùèòû

ìàñëÿíîé ïîëîñòè – îõëàæäàþùèé âîçäóõ èç-çà

ÊÍÄ, ïðîõîäÿùèé èç ïîëîñòè 13 ïîä ðîòîðîì ÂÄ

â ïîëîñòü 14 ïîä çàäíèìè ñòóïåíÿìè ðîòîðà ÒÍÄ.

Ýòîò âîçäóõ èñïîëüçîâàí äëÿ îõëàæäåíèÿ äèñêîâ

ðîòîðà ÊÂÄ, çàòåì ñòóïèö äåôëåêòîðà 15 è äèñêà

ÒÂÄ, ïîýòîìó åãî òåìïåðàòóðà âûøå, ÷åì ó òàêîãî

æå âîçäóõà èç ïîëîñòè 11. Â ïîëîñòè 12 âîçäóõ îõ-

ëàæäàåò äâà ïîñëåäíèõ äèñêà ÒÍÄ è ñáðàñûâàåòñÿ

çà ðîòîð ÒÍÄ â ïðîòî÷íóþ ÷àñòü.