
- •1.1 Расчет напряжений растяжения………………….. …..…8
- •1.2 Расчёт изгибающих моментов………………...……… ...13
- •4. Крутильные колебания роторов гтд………...………………..90
- •8.3.2. Планетарные редукторы………………………………..….138
- •8.5.1 Зубчатые цилиндрические и конические колеса……......…146
- •8.6. Измерители крутящего момента……......…..….…....156
- •9.1.1. Конструкция нерегулируемых дозвуковых выходных устройств………………………………………………………………...….......172
- •Введение
- •1. Расчёт лопаток компрессоров и турбин на прочность
- •1.1 Расчет напряжений растяжения
- •1.2 Расчёт изгибающих моментов
- •1.2.1 Определение изгибающих моментов от действия центробежных сил
- •1.2.2 Определение изгибающих моментов от центробежных сил методом конечных разностей
- •1..2.3. Расчёт изгибающих моментов в лопатках от действия газовых сил
- •1.3. Определение напряжений изгиба, суммарных напряжений и запасов прочности
- •1.4. Расчет на прочность замков крепления рабочих лопаток
- •1.4.1. Расчёт крепления лопатки типа «ласточкин хвост»
- •1.4.2 Расчёт крепления лопатки замком типа «ёлочка»
- •1.5. Контрольные вопросы
- •2. Колебание лопаток
- •2.1 Свободные колебания стержня постоянного поперечного сечения
- •2.2. Расчет первой собственной частоты колебаний лопатки переменного сечения
- •2.3. Определение частоты колебания лопатки в поле центробежных сил
- •2.4. Резонансные режимы и способы борьбы с опасными колебаниями
- •2.5 Контрольные вопросы
- •3. Критические скорости вращения роторов
- •3.1. Расчет критической скорости вращения невесомого вала с диском
- •3.2 Устойчивость быстровращающихся гладких валов
- •3.3. Критические скорости вращения реальных роторов
- •3.4. Влияние гироскопического момента на критические скорости вращеня
- •3.4.1 Расчет критической скорости вращения ротора с учётом гироскопического момента
- •3.5. Расчет крических скоростей вращения многодисковых роторов
- •3.6. Приведение сложных изгибных систем к эквивалентным
- •3.7. Контрольные вопросы
- •4. Крутильные колебания роторов гтд
- •4.1. Свободные крутильные колебания двухмассовой системы
- •4.2. Свободные крутильные колебания многомассовых систем
- •4.3. Приведение реальной крутильной системы к эквивалентной расчетной
- •4.4. Вынуждающие моменты и резонанс
- •4.5. Контрольные вопросы
- •5.Вибрационные перегрузки двигателей
- •5.1. Балансировка роторов гтд
- •5.2. Контрольные вопросы
- •6. Расчёт на прочность дисков роторов гтд
- •6.2 Расчет равнопрочного диска
- •6.3. Расчет на прочность вращающегося диска произвольного профиля
- •6.4. Контрольные вопросы
- •7. Колебания дисков
- •7.1 Контрольные вопросы
- •8. Редукторы гтд
- •8.1. Требование к редукторам
- •8.2. Классификация редукторов
- •8.3. Редукторы для привода одиночного винта
- •8.3.1 Простые редукторы
- •8.3.2. Планетарные редукторы
- •8.3.3. Двухступенчатые редукторы для привода одиночного винта
- •8.3.4. Замкнутые дифференциальные редукторы для привода одиночного винта
- •8.4. Редукторы для привода двух соосных винтов
- •8.5. Конструкция редукторов гтд
- •8.5.1 Зубчатые цилиндрические и конические колеса
- •8.5.2. Водила планетарных передач
- •8.5.3. Корпусы редукторов
- •8.5.4. Валы и их опоры
- •8.5.5. Применяемые материалы
- •8.6. Измерители крутящего момента
- •Контрольные вопросы
- •9. Выходные и ревеверсивные устройства
- •9.1.1. Конструкция нерегулируемых дозвуковых выходных устройств
- •9.3. Сверзвуковые регулируемые выходные устройства
- •9.4. Устройства для реверса и девиации тяги
- •9.5. Методы снижения шума
- •9.5.1 Шумоглушащие сопла
- •9.5.2 Снижение шума компрессора
- •9.5.3 Аэродромные глушители шума
- •Глушители шума выхлопа двигателя
- •Глушители шума на входе в двигатель
- •9.6. Контрольные вопросы
- •Заключение
- •Библиографический список
- •660014, Г. Красноярск, просп. Им. Газ. «Красноярский рабочий»,31
- •660028 Г. Красноярск . Ул. Л Кецховели, 75а-223.
9.5.3 Аэродромные глушители шума
Реактивные самолеты при опробовании двигателей после их замены или во время регламентных работ создают высокие уровни шума. Такие испытания проводятся периодически и каждое из них может длиться до 20 мин, в том числе и в ночное время. Если учесть, что в крупных аэропортах ежедневно проводится несколько таких испытаний, то вокруг аэропортов практически непрерывно создаются мощные акустические шумы. Действию этих шумов подвергаются инженерно-технический персонал, пассажиры и население, проживающее вблизи аэропортов.
Для снижения шума самолетов на аэродроме разработаны коллективные и индивидуальные средства защиты. К коллективным относятся заглушенные боксы, ангары, в которые закатываются самолеты во время гонки двигателей, противошумные укрытия для обслуживающего персонала, а также аэродромные глушители шума. К индивидуальным относятся шлемофоны со специальными заглушками, защитные комбинезоны и т. п. Ввиду недостаточной акустической эффективности эти средства не обеспечивают необходимого снижения шума. Заглушенный ангар обычно представляет собой стационарное громоздкое и дорогостоящее сооружение. Кроме того, значительно уменьшая шум самолета и надежно защищая жилые районы от его воздействия, ангар совершенно не предохраняет от шума обслуживающий персонал и самолетную технику. Вследствие этого наибольшее распространение получила система глушителей на всасывании и выхлопе двигателя самолета, как наиболее эффективная и удобная.
Специфичность эксплуатации глушителей шума на аэродроме предъявляет ряд требований к ним: они должны обеспечивать требуемую акустическую эффективность при относительно небольших габаритах, массе и стоимости; не оказывать влияния на работу двигателя, быть удобными и безопасными в эксплуатации и долговечными в работе.
Рис. 9.43. Аэродромный глушитель шума выхлопа ТРД
Такие глушители создаются передвижными или стационарными. В последнем случае буксируется самолет, а глушитель имеет возможность перемещаться лишь для центровки относительно оси двигателя.
Выравнивание самолета и глушителя очень важно для получения оптимальных аэродинамических и акустических характеристик. Глушитель небольшой массы обычно выполняется передвижным и во время испытаний подкатывается к стоящему самолету (рис.9.43). Как правило, такие глушители имеют гидравлическую систему регулировки, которая обеспечивает быструю стыковку самолета с глушителем.
Глушители шума двигателя устанавливаются как со стороны выхлопа, так и со стороны всасывания. В связи с тем, что шум со стороны выхлопа ТРД является определяющим и превышает шум со стороны всасывания на 15—25 дБ, в ряде случаев применяют глушители только для снижения шума струи.
Глушители шума выхлопа двигателя
Применяемые системы глушения шума струи могут быть разделены на два класса — пассивные и активные. Принцип работы пассивных глушителей основывается на затухании звуковых волн в поглощающем материале в основном вследствие вязкого трения при движении воздуха в порах материала. При этом глушитель играет пассивную роль: он снижает образовавшийся шум, не воздействуя на процесс его возникновения. Активные глушители оказывают воздействие на процесс шумообразования струи: Принцип работы этих глушителей основывается на использовании эффекта уменьшения шума струи за счет уменьшения масштаба турбулентности, снижения скорости струи и поглощения звуковой энергии звукопоглощающей облицовкой. Они наиболее перспективны, имеют меньшие массу и габариты. Однако при проектировании таких глушителей встречается ряд трудностей. Если при создании пассивных глушителей необходимо знать главным образом законы распространения звуковых волн в элементах глушителя, так как источник обычно бывает задан, то при создании активных глушителей необходимо знать трансформацию звуковых источников, изменяющих свой спектр при взаимодействии элементов глушителя со струей. Если частотная характеристика пассивного глушителя практически постоянна, то для активного глушителя она зависит от режима истечения, условий стыковки глушителя с выхлопным соплом двигателя и др. Кроме того, как правило, элементы активного воздействия становятся сами источниками дополнительного вихревого высокочастотного шума, возникающего при обтекании их газом с большими скоростями. Однако элементы активного воздействия широко применяются, так как они позволяют обеспечить значительное снижение энергии низкочастотных составляющих шума.
Активные глушители струи подобны самолетным насадкам. Снижение шума струи в аэродромных глушителях этого типа достигается изменением турбулентной структуры путем установки поперек струи сетчатых экранов, решеток или насадков, имеющих выхлопные отверстия с существенно меньшим диаметром, чем исходное сопло.
На (рис.9.44) приведен блок глушителей, который применяется для самолета УС- 10. В глушителе используется эффект разбиения струи большого диаметра на множество струек меньшего диаметра с одновременным снижением скорости струи с помощью диффузора. Глушитель обеспечивает снижение энергии низкочастотного шума на величину порядка 20 дБ, в области высоких частот на 10 дБ. Он выполнен в передвижном варианте. Однако подобные глушители вызывают значительные потери давления на выхлопе двигателя, вследствие чего они не нашли широкого применения.
Рис. 7.44. Блок многоструйных глушителей для двигателей с тягой 12 тс.
Трубчатые диффузорные глушители — наиболее перспективные; они сочетают в себе принцип активного воздействия на процесс шумообразования с одновременным снижением скорости потока и дополнительным уменьшением шума благодаря применению звукопоглощающей облицовки (рис.9.45).
Рис.9. 45. Схема трубчатого диффузорного глушителя: 1—эжектор; 2—диффузор; 3—выхлопная секция; 4—звукопоглощающаяоблицовка; 5—турбулизатор; 6—выравнивающие сетки; 7—звукопоглощающие элементы
Глушитель этого типа состоит из эжектора, диффузора и выхлопной секции, облицованных изнутри звукопоглощающим материалом. Для активного воздействия на процесс шумообразования в глушителе установлен турбулизатор. В качестве турбулизатора используются плоские решетки, перфорированные насадки конической или цилиндрической формы. Турбулизатор, активно уменьшая долю низкочастотных составляющих шума, незначительно увеличивает высокочастотные составляющие, которые весьма эффективно затухают в звукопоглощающей облицовке глушителя.
В диффузоре для безотрывного растекания потока устанавливаются выравнивающие сетки. В выхлопной секций для увеличения эффективности затухания применяют звукопоглощающие вставки, выполненные обычно в виде перфорированных кольцевых элементов со звукопоглощающим слоем или перфорированных трубок, обернутых звукопоглощающим материалом. Звукопоглощающий материал защищен от выдувания перфорированным листом и слоями из металлической сетки и стеклоткани.
Глушители подобного типа обеспечивают снижение шума на 30 дБ в области максимального излучения и применяются также для форсажных режимов работы двигателей. Однако на этих режимах для снижения температуры газов с целью сохранения прочности конструкции обычно производится впрыск воды.
Одним из основных источников шума в ближнем поле является участок струи в зазоре между двигателем и глушителем, с увеличением которого излучение резко возрастает (рис.9.46).
Рис.9.46. Увеличение шума в точке наблюдения расположенной вблизи двигателя в плоскости среза сопла в зависимости от величины зазора x между двигателем и глушителем
Для снижения шума из зазора создают специальные устройства, которые образуют кольцевое пространство для увеличения потока вторичного воздуха с целью охлаждения фюзеляжа обшивки гондолы двигателя. В системе с высокой акустической эффективностью применяют более сложные устройства — пластинчатые глушители шума.