3.8. Контрольные вопросы

1. Назовите основные требования, предъявляемые к компрессорам, и поясните их.

2. По каким основным критериям и параметрам классифицируются компрессора ГТД?

3. Назовите и объясните основные различия конструктивных схем компрессоров ТРД и ТРДД.

4. Какие типы роторов компрессоров вы знаете? Дайте характеристику каждому типу с указанием преимуществ и недостатков.

5. Назовите конструктивные решения соединения рабочих лопаток с диском, укажите преимущества и недостатки.

6. Конструктивные способы соединения и передачи крутящего момента в деталях роторов дискового типа.

7. Конструктивные способы соединения и передачи крутящего момента от ступени к ступени в роторах смешанного и барабанного типа.

8. Основные требования к лопаткам, направляющим и спрямляющим аппаратам компрессоров.

9. Основные конструктивные схемы и элементы крепления лопаток НА .

10. Основные требования к корпусам компрессоров. Классификация и основные конструктивные схемы.

11. Какими конструктивными элементами обеспечивается газодинамическая устойчивость компрессоров.

12. Обоснуйте необходимость защиты входного устройства и лопаток ВНА от обледенения.

13. Конструктивные решения по борьбе с обледенением деталей компрессора.

14. Конструктивные способы и технические решения, обеспечивающие повышение расходного КПД компрессоров.

15. Назначение и классификация входных устройств.

16. По каким параметрам назначается диаметр входного устройства.

4. Камеры сгорания

4.1. Основные требования к камерам сгорания

Камера сгорания авиационного газотурбинного двигателя является сложным и ответственным узлом, от степени совершенства которого во мно­гом зависят основные данные всего двигателя, его экономичность, надеж­ность и ресурс.

В камере сгорания осуществляется процесс преобразования химиче­ской энергии топлива в тепловую, в результате чего температура воздуха в камере сгорания от значения Т_k^* за компрессором увеличивается до Т_г^* (на входе в турбину). Рабочий процесс в камере сгорания условно можно разде­лить на процессы: смесеобразование, воспламенение и горение топливовоздушной смеси, стабилизация пламени, смешение продуктов сгорания с вторичным воздухом, охлаждение стенок жаровой трубы.

Основными требованиями, предъявляемыми к камере сгорания, явля­ются:

— устойчивое горение топлива при всех режимах и условиях работы двигателя. Отсутствие пульсационного горения, срывов, затухания или вы­броса пламени на малых скоростях и высотах полета самолета и при перехо­дах с одного режима по оборотам на другой;

— минимальные потери тепла при сжигании топлива. На расчетных режимах потери тепла не должны составлять больше (1...2) % от теплотвор­ной способности топлива;

— малые гидравлические потери. Характеризуются коэффициентом восстановления полного давления σ_к.с. равного отношению полного давления на входе в турбину Р_г^* к полному давлению воздуха за компрессором Р_к^* .

Гидравлические потери снижают эффективную степень повышения давления в двигателе и, следовательно, ухудшают его удельные характери­стики. В современных турбореактивных двигателях (ТРД) σ_к.с. = 0,9...0,94, a двухконтурных турбореактивных двигателей (ТРДД) σ_к.с. = 0,94.. .0,96;

Минимальные габаритные размеры камер сгорания. Оцениваются ве­личиной теплонапряженности Q_v, которая определяется как отношение коли­чества тепла Q, выделившегося в единицу времени (Дж/с), к объему жаровой трубы V_ж (м³) и давлению в камере сгорания Р_к^* (Па):

(4.1)

Теплонапряженность камер сгорания современных ГТД составляет

(1...2)10³Дж/см³·Па.

Надежность и прочность конструкции, отсутствие трещин, коробле­ния, нагарообразования и других дефектов. Надежное охлаждение наиболее нагретых частей камеры.

Обеспечение надежности запуска и хорошей приемистости двигателя как на земле, так и в воздухе. Запуск основных камер сгорания ГТД должен быть устойчивым до высот полета 6... 10 км.

Обеспечение заданной эпюры распределения температур по длине ка­меры сгорания, по высоте и окружности, а также стабильность этих характе­ристик при изменении режима работы двигателя и длительной ресурсной наработке.

Минимальный уровень содержания твердых частиц, дымности и ток­сичных веществ в продуктах сгорания. Твердые частицы (сажистые отложе­ния) ухудшают нормальный тепловой режим деталей двигателя, а дымный и токсичный выхлоп приводит к загрязнению атмосферы. Концентрация ток­сичных веществ не должна превышать норм, установленных ИКАО.

Хорошая технологичность, малая металлоемкость, удобство эксплуа­тационного обслуживания, ремонтопригодность.