Особенности конструкции узлов и систем авиационных двигателей и энергетических установок

Description

Учебное пособие. — Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2011. — 202 с. — ISBN 978-5-7883-0804-3Учебное пособие представляет собой конспект лекций по конструкции авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) и конвертированных газотурбинных приводов энергетических установок. Его автор, доцент кафедры «Конструкция и проектирование двигателей летательных аппаратов» (КиПДЛА), знакомит с данными материалами студентов Института энергетики и транспорта (ИЭТ СГАУ), обучающихся по специальности 160301 «Авиационные двигатели и энергетические установки». В данном пособии рассмотрены схемно-конструктивные особенности наиболее распространенных типов авиационных ГТД, приведены основные технические требования к ним, рассмотрены вопросы конструирования их основных узлов и систем, показаны различные варианты реализованных конструкций основных элементов этих узлов. Особое внимание уделено вопросам охлаждения наиболее нагретых элементов турбин и тепловой защиты их масляных полостей, так как данные вопросы для вновь создаваемых двигателей являются одними из первостепенно важных. Применительно к конвертированным (авиапроизводным) ГТД, используемым в качестве наземных приводов нагнетателей газоперекачивающих агрегатов или электрогенераторов, в пособии cодержится информация не только об их конструктивных отличиях от базовых авиационных прототипов, но также приведены сведения о вспомогательных станционных системах и устройствах, предназначенных для обеспечения возможности непрерывной длительной работы таких двигателей в условиях эксплуатации.СодержаниеПредисловиеВведениеОбщие сведения об авиационных газотурбинных двигателяхТипы применяемых авиационных ГТД Основные данные газотурбинного двигателяТехнические требования к двигателюТребования к тяге двигателяТребования к массе двигателяТребование к габаритным размерам двигателяТребование к удельному расходу топливаТребования к удельной массе двигателяТребование к производственной технологичности двигателяТребование к надѐжности ГТДТребования к эксплуатационной технологичностиТребования живучестиЭкологические требования О безопасности эксплуатации двигателя на летательном аппаратеСтадии создания ГТДКонструктивно-силовые схемы ГТДСиловые схемы роторовСиловые схемы статоровКрепление двигателя на самолетеОсновные конструктивные узлы ГТДВходные устройства двигателейНазначение входных устройств Дозвуковые входные устройстваСверхзвуковые входные устройстваЭлементы защиты входных устройствКомпрессорыНазначение и основные требования к компрессорамТипы компрессоров, применяемых в ГТДОсновные параметры осевых компрессоровКлассификация осевых компрессоровКонструктивные схемы осевых компрессоровНекоторые особенности компрессоров ТРДД с большой степенью двухконтурностиКонструкция роторов осевого компрессораРоторы барабанного типаРоторы дискового типаРоторы смешанного или барабанно- дискового типаРабочие лопатки компрессораОсновные требования, предъявляемые к рабочим лопаткамСоединение лопаток с дискамиО конструкциях роторов, изготавливаемых по технологии Blisk и BlingКорпусы осевых компрессоровПередний корпусРазделительные корпусы между каскадами компрессораНаружные корпусы отдельных каскадов компрессораОбеспечение непробиваемости корпусаНаправляющие и спрямляющие аппаратыЗазоры в проточной части компрессораРадиальные зазорыОсевые зазорыЭлементы регулирования компрессораКлапаны перепуска воздухаРегулируемые направляющие аппараты Воздушные уплотненияО разгрузке осевых сил, действующих на ротор компрессораОтборы воздуха от компрессораОсновные технические требования, содержащиеся в чертежах дисков и лопаток компрессора Материалы, используемые в конструкции компрессораКамеры сгорания Общие сведенияТребования, предъявляемые к камерам сгоранияКонструктивная схема камеры сгоранияЖаровая трубаТопливные форсункиСистема розжига камеры сгоранияКорпусы камеры сгоранияВходные диффузоры камеры сгоранияОпределение основных размеров камеры сгоранияО дефектах, связанных с работой камеры сгоранияМатериалы, используемые в элементах камеры сгоранияДвухзонные камеры сгоранияО ресурсе камеры сгоранияГазовые турбиныОбщие сведенияОсновные требования, предъявляемые к турбинеКлассификация турбинНекоторые виды конструктивно-силовых схем турбинОсновные показатели, характеризующие степень совершенства турбиныРоторы турбинРабочие лопаткиДискиСоединение лопаток с дискамиОсевая фиксация лопатокСоединения дисков и валовСтаторы турбинКорпус турбиныСопловые аппаратыЗазоры между ротором турбины и статоромРадиальные зазорыОсевые зазорыОхлаждение элементов турбиныОсновные требования к системе охлажденияОхлаждение лопаток турбиныОхлаждение дисковОхлаждение корпуса турбиныСпособы уменьшения потребного расхода охлаждающего воздухаТеплозащитные покрытияТепловая защита масляной полости турбиныСхема отборов воздуха для охлаждения элементов турбиныДефекты, проявляемые в работе турбин авиационных ГТДМатериалы, используемые в конструкции турбин авиационных ГТДТехнические требования в основных чертежах турбиныСоединение валов компрессора и турбиныОхлаждение и смазка узлов трения опорПодшипники ротора двигателяКонтактные уплотнения масляных полостей опор ротораРедукторыНазначение редукторов Основные требования к редукторуКлассификация редукторовКинематические схемы редукторовПростые редукторыПланетарные редукторыДифференциальные редукторыОбеспечение согласованной работы элементов редуктораФорсажная камераНазначение составных элементов форсажной камеры и принцип ее работыО вибрационном горении в форсажной камереОсновные требования к форсажной камереВыходные устройства ГТДВыходные устройства дозвуковых ТРДДРегулируемые реактивные соплаДвухрядные створчатые соплаСопло эжекторного типаРеверсивные устройстваНазначение реверсивных устройствКлассификация реверсивных устройствРеверсирование тяги у ТРДД со смешением потоковРеверсирование тяги у ТРДД с большой степенью двухконтурностиОсновные требования, предъявляемые к реверсивным устройствам ГТДНекоторые особенности использования реверсивных устройствШумоглушение в авиационных ГТДЕдиницы измерения уровня шумаИсточники шума в ТРДДКонструктивные методы снижения шумаУменьшение шума от реактивной струиСнижение шума от вентилятораCистемы авиационного двигателяСистема запускаНаиболее распространенные типы пусковых устройствО системе запуска двигателя НК-86Система противообледененияТопливная система двигателяСистема контроляСистема защит двигателяМасляная системаНазначение масляной системы авиационного ГТДСостав агрегатов масляных системПринципиальные схемы масляных системКлассическая схема масляной системыЦиркуляционная схема масляной системы с "горячим" маслобакомКороткозамкнутая схема масляной системыИспользуемые формы изображения схем масляных системСистема суфлирования масляных полостей ГТДОсновные требования, предъявляемые к системе суфлированияКонструкции суфлѐров, применяемых в двигателяхРазновидности геометрических форм рабочих колѐс суфлеровПринципиальные схемы систем суфлирования, реализованные в отечественных и зарубежных ГТДОбъединенная система суфлирования масляных полостей двигателяРаздельное суфлирование масляных полостей опор роторовКомбинированная схема суфлирования масляных полостей двигателяЭнергетические установки, использующие конвертированные авиационные ГТДИспользование ГТД в качестве приводов нагнетателей газоперекачивающих агрегатовТребования, предъявляемые к приводуОбщие требования к показателям приводаТребования к основным узлам и системам газотурбинной установкиТребования к системам подготовки воздуха, топливного газа, маслаОсновные принципы конвертирования авиационных ГТДПринципиальная схема использования привода в составе ГПАКонструктивные особенности конвертированных приводовПривод с одновальным газогенераторомПриводы с двухвальными газогенераторамиПривод с трехвальным газогенераторомОб основных технических данных газотурбинных приводов ГПАО некоторых особенностях эксплуатации газотурбинных приводов ГПАИспользование авиапроизводных ГТД в качестве приводов электрогенераторовКонструктивные особенности двигателя НК-37О необходимости использования гидроаккумулятораНекоторые особенности создания ЭГТУСистема маслообеспечения двигателяНазначение системы маслообеспечения двигателяСостав агрегатов системы маслообеспеченияО системе контроля параметров приводаО контроле состояния масла в масляной системе приводаСписок литературы