2. Статор твд

Статор турбины высокого давления состоит из:

• наружного кольца (37);

• блока сопловых лопаток (5);

• внутреннего кольца (36);

• аппарата закрутки (4);

• устройства стабилизации радиального зазора (9);

• клапанного аппарата (38);

• воздухо-воздушного теплообменника (40).

Наружное кольцо - цилиндрическая оболочка с фланцем, расположенным между корпусом камеры сгорания и корпусом турбины вентилятора. В средней части наружного кольца выполнена проточка, по которой отцентрирована разделительная перегородка теплообменника. В левой части кольца на заклепках (винтах) присоединены оболочки 39, являющиеся опорами жаровой трубы камеры сгорания и обеспечивающие подвод охлаждающего воздуха на наружные полки лопаток соплового аппарата. В правой части кольца подвешено устройство обеспечения радиального зазора.

Лопатки соплового аппарата объединены в четырнадцать трехлопаточных блоков. Лопаточные блоки литые, с вставными и припаянными в двух местах дефлекторами, с припаянной нижней полкой-цапфой. Литая конструкция блоков, обладая высокой жесткостью, обеспечивает стабильность углов установки лопаток, снижение утечек воздуха и, следовательно, повышение КПД турбины, кроме того, такая конструкция более технологична.

Внутренняя полость лопатки перегородкой разделена на два отсека. В каждом отсеке размещены дефлекторы с отверстиями, обеспечивающими струйное натекание охлаждающего воздуха на внутренние стенки лопатки. На входных кромках лопаток выполнена перфорация.

В верхней полке блока выполнены шесть резьбовых отверстий, в которые вворачиваются винты 7 крепления блоков сопловых аппаратов к наружному бандажу. Нижняя полка каждого блока лопаток имеет цапфу, по которой через втулку центрируется внутреннее кольцо.

Герметичность паяного шва проверяется керосином. Оценка расходной характеристики блока лопаток выполняется проливкой воды. Расход воды через щель выходной кромки каждой лопатки 215 +25 г/с при давлении 1,5 +0,1 кгс/см².

Для снижения перетекания газа между блоками, их стыки уплотнены пластинами, вставленными в прорези торцов блоков. Канавки в торцах блоков выполняются электроэрозионным способом.

Внутреннее кольцо выполнено в виде оболочки с втулками и фланцами, к которым приварена коническая диафрагма 41. На левом фланце внутреннего кольца заклепками (винтами) присоединены оболочки 2, на которые опирается жаровая труба. Они же обеспечивают подвод воздуха, охлаждающего внутренние полки лопаток соплового аппарата. На правом фланце винтами закреплен аппарат закрутки 3,4, представляющий собой сварную оболочковую конструкцию.

Аппарат закрутки предназначен для подачи и охлаждения воздуха, идущего к рабочим лопаткам за счет разгона и закрутки по направлению вращения турбины. Для повышения жесткости внутренней оболочки к ней приварены три подкрепляющих профиля. Разгон и закрутка охлаждающего воздуха происходят в сужающейся части аппарата закрутки.

Разгон воздуха обеспечивает снижение температуры воздуха, идущего на охлаждение рабочих лопаток. Закрутка воздуха, обеспечивая выравнивание окружной составляющей скорости воздуха и окружной скорости диска, на радиусе отверстий, обеспечивает снижение подогрева воздуха при его торможении на диске.

Устройство стабилизации радиального зазора предназначено для повышения КПД турбины на повышенных режимах. Оно представляет собой кольцо, тепловое состояние которого, и, следовательно, и диаметр стабилизирован охлаждением. При увеличении режима, когда диаметр ротора увеличивается за счет разогрева лопаток и диска и их растяжения под действием центробежных сил, величина радиального зазора уменьшается, что приводит к снижению перетекания через зазор и повышению КПД турбины. На кольце «С»-образными секторами закреплены вставки с сотами, выполненными электроэрозией. В окружном направлении вставки зафиксированы радиальными штифтами. При касании лопаток о вставки происходит взаимный износ, что и предотвращает разрушение лопаток.

Для уменьшения нагрева кольца от вставок внутренняя полость разделена экраном. В полость через жиклер входит охлаждающий воздух. Этот воздух, проходя через отверстия экрана, охлаждает вставки и выходит в газовый тракт через зазоры и отверстия.

Клапанный аппарат предназначен для изменения расхода воздуха, идущего на охлаждение турбины, в зависимости от режима работы двигателя. Клапанный аппарат состоит из 32 – ух клапанов-поршней с радиальными отверстиями и уплотнительными кольцами, корпуса седла и крышки с клапаном подвода управляющего давления. Клапанный аппарат закреплен на корпусе с граненой наружной поверхностью.

Воздухо-воздушный теплообменник предназначен для снижения температуры воздуха, идущего на охлаждение турбины, воздухом наружного контура. Теплообменник имеет кольцевую форму, размещен в наружном контуре и состоит из 64–х модулей. Каждый модуль представляет собой паяную конструкцию и состоит из 6-ти трубок и 2-х фланцев, на которых имеются отверстия под винт и штифт. Трубки соединены между собой дистанционными вставками, опорными деталями и гофрированными пластинами. Между опорными деталями размещены рессоры. Все детали модуля соединены пайкой. Модули закреплены на корпусе, представляющем собой сварную оболочку с гранеными поясами. Суммарная площадь поверхности теплообмена составляет 4,2 м². При расходе воздуха 7,5 % и потерях давления 12 % снижение температуры воздуха составляет 150°С на земле и 220°С в полете. Вес теплообменника 14 кг.