Конструктивные мероприятия по повышению устойчивости горения.

Основным недостатком кольцевых камер сгорания, применяемых в современных авиационных двигателях является неустойчивость горения, поэтому, для повышения устойчивости процесса воспламенения и горения топлива в камере сгорания применяются различные конструктивные схемы. Наиболее распространенным методом повышения устойчивости является применение камер сгорания с испарительным подводом топлива.

Камера сгорания с испарительным подводом топлива:

1-подвод первичного воздух;

2-головка;

3-жаровая труба;

4-вихри, генерирующие обратные токи;

5-подвод вторичного воздуха;

6-испарительный патрубок;

7-воздушный канал;

8-выход смеси;

9-фрсунка.

Применение Т – образных патрубков, в которых происходит испарение топлива позволяет обеспечить устойчивое воспламенение не зависимо от режимов работы двигателя.

Форсажная камера сгорания.

Форсажная камера сгорания находится за турбиной авиационного двигателя и предназначена для кратковременного увеличения реактивной тяги двигателя ( примерно в 1, 5 раза ). Это необходимо для увеличения скорости самолета на режиме взлета или перехвата цели. Основным узлом форсажной камеры является диффузор.

Рассмотрим работу форсажной камеры на примере форсажной камеры двигателя Р11Ф-300 и форсажной камеры двигателя АЛ31-Ф.

Данная конструкция форсажной камеры устанавливается на двигателе АЛ31-Ф и позволяет осуществить надежный запуск и устойчивое горение во время работы двигателя на форсажном режиме. Устойчивое воспламенение происходит за счет дополнительной подачи топлива в основную камеру сгорания, при этом появляется огневая дорожка, выходящая из жаровой трубы камеры сгорания двигателя, проходящая через газовую турбину и фронтовое устройство форсажной камеры. Расположенные специальным образом коллекторы подачи топлива обеспечивают предварительное перемешивание топлива с высокотемпературным газовым потоком. Это позволяет осуществить надежное воспламенение от огневой дорожки и обеспечить устойчивое горение. Применяемая конструкция стабилизаторов горения позволяет обеспечить дополнительное вихреобразование в форсажной камере, тем самым увеличивая время пребывания газового потока в форсажной камере. Это обеспечивает полное прогорание топливо – воздушной смеси, что позволяет эффективно использовать преобразование тепловой энергии в тяговую работу реактивной струи. Форсажная камера расположена в общей камере смешения, где также происходит перемешивание продуктов сгорания внутреннего контура с воздухом наружного контура.

Реактивные сопла.

Реактивное сопло – это устройство, предназначенное для ускорения газового потока, поступающего в канал. Рассмотрим конструкцию реактивных сопел на примере реактивных сопел двигателя АЛ31 – Ф и двигателя Р11Ф-300.

Корпус реактивного сопла изготавливается в виде трубы с постепенно уменьшающимся диаметром. На передней части корпуса удлинительной трубы 1 имеется фланец, при помощи которого он соединяется с диффузором форсажной камеры. На задней части корпуса к фланцу приварены кронштейны крепления створок сопла и приклепаны кронштейны для установки силовых цилиндров, которые при помощи специальных фланцев укреплены на силовом кольце. К силовому кольцу, внутри которого размещены коллекторы гидросистемы управления створками, крепятся три гидроцилиндра. Усилия от гидроцилиндров передаются через тяги на задний фланец трубы, а силовое кольцо испытывает усилие на разрыв. Для защиты заднего фланца трубы от воздействия высокой температуры к трубе приварен козырек из жаростойкого сплава. Створка своими внутренними и наружными стенками образует коробку, усиленную внутри ребром. С одной стороны коробка образует крыло, а с другой стороны – паз. Крыло одной створки входит в паз другой створки. Для предохранения от газовой эрозии, внутренняя сторона стенки покрыта эмалью, поверхность наружной стенки в месте соприкосновения покрыта медью для уменьшения трения. Удлинительная труба и створки сопла охлаждаются при помощи воздуха, который проходя через межкапотное пространство и внутренние поверхности створок смешивается с газами, выходящими из сопла. Кольцо створок и три силовых гидроцилиндра синхронизирующими клапанами и электрогидрокраном образуют исполнительный механизм в системе управления створками выходного сопла. Раскрытие створок определяется положением кольца, которое перемещается тремя силовыми. При движении кольца назад в направлении потока, створки расходятся под действием газовых сил, увеличивая проходное сечение сопла, а при движении вперед наоборот, кольцо уменьшает проходное сечение сопла. Синхронизация перемещения поршня силового гидроцилиндра осуществляется при помощи синхронизирующего клапана, который поддерживает постоянный заданный расход рабочей жидкости на выходе из гидроцилиндра. В эксплуатации скорость движения поршня гидроцилиндра контролируется по времени перекладки створок из одного крайнего положения в другое. Также контролируется не синхронность хода штоков гидроцилиндров. Если время перекладки створок или не синхронность хода штоков не соответствует техническим нормам, то подбором жиклеров на синхронизирующих клапанах достигается требуемое значение. Трубки и коллекторы гидросистемы с целью их защиты от перегрева обматывают теплоизоляционной лентой. С этой же целью гидроцилиндры, а также коллекторы и трубки охлаждают воздухом, поступающим из воздухозаборника. Для более эффективного использования воздуха каждый гидроцилиндр и присоединенная к нему трубка заключены в кожух, который передней частью плотно соединен с силовым кольцом. Подводимый во внутреннюю полость кожуха воздух разделяется на два потока:

• охлаждает цилиндр, выходит через канал в конце кожуха;

• охлаждает трубки и коллектор, выходит наружу через отверстия в кольце.

Для прохода воздуха из кожуха в силовое кольцо в стыке между ними сделано отверстие.