4.8. Контрольные вопросы

1. Назначение и основные параметры камер сгорания ГТД.

2. Типы камер сгорания, их достоинства и недостатки.

3. Основные требования к камерам сгорания ГТД.

4. Жаровые трубы, их составные части и назначение.

5. Способы охлаждения стенок жаровых труб.

6. Особенности крепления жаровых труб и основные конструктивные решения.

7. Основные типы фронтовых устройств.

8. Элементы подачи топлива в камеру сгорания.

9. Запуск камер сгорания.

10. Основные дефекты камер сгорания, причины их возникновения.

11. Перспективные камеры сгорания.

5. Газовые турбины

Газовая турбина (ГТ) является одним из основных узлов ГТД и предназначена для привода компрессора в ТРД, а в ТВД и для при­вода воздушного винта. Источником полезной работы турбины служит потенциальная энергия газа, полученная при сжатии в ком­прессоре воздуха и последующего его нагрева до высоких темпера­тур в камере сгорания при сжигании топлива. Преобразование по­тенциальной энергии газа в механическую работу на валу турбины происходит в одной из ступеней, состоящей из соплового аппарата (СА) и рабочего колеса (РК). В элементах ступени турбины потен­циальная энергия газа преобразуется в кинетическую энергию, т.е. газ расширяется, его давление и температура падают, а скорость растёт.

По способу получения крутящего момента на РК ступень может быть активной и реактивной. В авиационных ГТД в основном при­меняются реактивные ступени, со степенью реактивности 0,2,..0,5 (на среднем радиусе), что обусловлено их более высоким КПД по сравнению с активными ступенями.

По направлению движения газа в лопатках РК турбины класси­фицируются на радиальные и осевые. Радиальные турбины могут быть центробежными и центростремительными. В ГТД в основном применяются осевые ГТ, которые, хотя и несколько проигрывают в КПД радиальным турбинам, но имеют значительно меньшие габа­ритные размеры и массу. Радиальные центростремительные турби­ны применяются лишь в малоразмерных ГТД.

В зависимости от числа валов в ГТД ода подразделяются на одно-, двух- и трехвальные. В многовальных двигателях турбины подразделяются на турбины высокого, среднего и низкого давления.

Турбина, которая имеет лишь газодинамическую связь с турби­ной компрессора, а мощность её выходного вала используется для привода винта в ТВД или отдельных агрегатов, называется свобод­ной.

Количество ступеней в ГТ определяется общим потребным теплоперепадом, срабатываемым в турбине, из расчета 250...300 Дж/кг в одной ступени, исходя из типа и назначения двигателя с учётом требований технологичности, массы, экономичности и др.

К основным параметрам и признакам ГТ можно отнести:

температуру Т_г* и давление Р_г* на входе в турбину;

количество ступеней (1...20);

КПД турбины (0.9...0.93);

распределение теплоперепада по ступеням;

количество валов (до трёх);

форму проточной части (Д_вн. = const, Д_ср.= const, Д_н. = const.);

наличие элементов охлаждения конструкций;

какой элемент ГТД приводится во вращение турбиной;

геометрические соотношения элементов проточной части (отно­сительные удлинения лопаток, относительные втулочные диаметры, осевые и радиальные зазоры и т.д.);

принципиальные конструктивные решения (количество и распо­ложение опор, наличие демпферов в опорах, тип применяемых уп­лотнений, способ соединения и передачи осевых усилий и крутяще­го момента в роторе, особенности конструкции лопаток, дисков, валов и элементов их соединения и т.д.).