Регулятор сопла и форсажа рсф-31
Регулятор сопла и форсажа РСФ-31 предназначен для регулирования подачи топлива в форсажную камеру и управления площадью критического сечения сопла.
Необходимо напомнить студентам способ форсирования двигателя сжиганием топлива за турбиной:
То есть подача топлива в форсажную камеру должна сопровождаться изменением диаметра сопла для обеспечения программы
πt=const
Регулятор Пт поддерживает заданную степень расширения газа на турбине. В полость под мембрану подводится газ давлением за турбиной низкого давления. Верхняя камера мембраны соединена с редуцированным давлением Р„ от воздушного редуктора (184). При нарушении равновесия механизма регулятора П„ например, за счет увеличения давления за турбиной, золотник смещается вверх - на увеличение. В результате давление за турбиной падает и золотник будет возвращен в равновесное положение. Давление Р« задается воздушными редукторами и клапаном переключения, рисунок 3.7.
При срабатывании системы предупреждения и ликвидации помпажа программа управления PC, задаваемая кулачком (174), смещается в сторону увеличения площади критического сечения сопла по гидравлической команде HP в виде давления топлива, подводимого под поршень (161).
42. Конструкция, крепление и охлаждение кольцевой камеры сгорания двигателя ал-31ф.
Общая характеристика камеры сгорания
Камера сгорания АЛ-31Ф прямоточная, кольцевая, укороченного типа, с высокоэффективным перемешиванием топлива с воздухом и с высокой полнотой сгорания /rjr = 0,992/. Коэффициент избытка воздуха составляет а - 2,85, потери на теплоотдачу в связи с обдувом камеры воздухом наружного контура снижены и составляют 2...3%.
Камера сгорания включает в себя наружный корпус / с диффузором 45, жаровую трубу 49, топливный коллектор 39 с двадцатью восьмью топливными форсунками 41. Воспламенение топливно-воздушной смеси осуществляется двумя запальными устройствами 46, с установленными в них полупроводниковыми свечами поверхностного разряда СП-51П с кислородной подпиткой.
Жаровая труба
Жаровая труба 49 является одним из наиболее нагруженных элементов камеры сгорания, так как работает в условиях высоких температур, частых теплосмен и подвержена воздействию высоких давлений и вибраций /рис. 7/.
Жаровая труба кольцевая, выполнена из жаростойкого материала ЭП-648 /ХН50 ВИТЮБ/, состоит из профилированных кольцевых обечаек 11-18, 21-25, 30-35 и кольцевых профилированных воздухозаборников 2 и 9 для подвода вторичного воздуха внутрь трубы. Фронтовое устройство жаровой трубы состоит из кольцевой обечайки 26 с двадцатью восьмью цилиндрическими камерами смешения 50 и лопаточными завихрителями 40, которые установлены в камерах смешения.
Все обечайки жаровой трубы крепятся друг с другом точечной сваркой, за исключением 21, которая прикреплена для улучшения ремонтной технологичности.
Для обеспечения свободы радиальных температурных деформаций свариваемых колец и уменьшения температурных напряжений в местах сварки на краю наружных секций имеются продольные прорези, так как более нагретая внутренняя стенка вызывает напряжение растяжения в наружной стенке. На концах прорезей для снижения концентрации напряжений выполнены круглые отверстия.
Жаровая труба крепится к силовым стойкам 28 с помощью кронштейнов и штифтов 27. Штифты с наружного конца зафиксированы болтами. Свобода радиальных деформаций обеспечивается за счет радиальных зазоров между кронштейнами 29 стоек и передней частью жаровой трубы. Свобода деформации трубы в соединении ее с корпусом турбины обеспечивается за счет осевых и радиальных зазоров в плавающих кольцах б и 7. Наружная 22 и внутренняя 33 секции имеют отбортованные отверстия для подвода вторичного воздуха в зону горения. Секции 11 к 15 имеют такие же отверстия для подвода вторичного воздуха с целью снижения температуры газа перед турбиной. Отверстия отбортованы для снижения температурных напряжений, вызванных большими температурными градиентами на краю отверстий. Количество воздуха, проходящего через отверстия в секциях 22 и 33, дозируется воздухозаборниками 2, 9. Охлаждение стенок жаровой трубы пленочное. Вторичный воздух проходит внутрь жаровой трубы через большое количество отверстий, выполненных на стыке обечаек жаровой трубы, и образует пленку на выходе из кольцевых щелей внутри жаровой трубы.
Зона обратных токов в жаровой трубе создается лопаточными завихрителями 40, подвижно установленными на входе в камеры смешения 50.
Внутренняя поверхность жаровой трубы покрыта жаростойким покрытием ВКПН-5, которое наносится методом плазменного напыления.
В одно из отверстий секции 15 жаровой трубы пропущена струйная форсунка 3 розжига форсажной камеры сгорания, подающая топливо в основную камеру сгорания и создающая факел пламени, который переносится газовым потоком за турбину низкого давления для воспламенения топливовоздушной смеси в форсажной камере.
Для увеличения жесткости и снижения уровня вибрации жаровая труба имеет кольцевое ребро жесткости 4.