6.4. Опыт эксплуатации узла камеры сгорания

В процессе эксплуатации двигателей Д-ЗОКУ и Д-ЗОКП были выявлены отказы и неисправности камеры сгорания, вызванные конструктивными недостатками отдельных деталей камеры сгорания или нарушением правил эксплуатации двигателей. На заводе-изготовителе разработаны конструктивные и технологические мероприятия, позволяющие исключить повторение подобных отказов в дальнейшей эксплуатации. Кроме того, в эксплуатационных предприятиях разрабатываются руководящие документы, направленные на своевременное обнаружение и предупреждение неисправностей.

Ниже приведены наиболее характерные неисправности камер сгорания, выявленные в процессе эксплуатации двигателей Д-ЗОКУ и Д-ЗОКП.

1. Прогар лопаток соплового аппарата I и II ступеней турбины из-за повышенного расхода топлива через отдельные форсунки камеры сгорания в результате поломки распылителя II каскада форсунки.

Для своевременного обнаружения этой неисправности введен периодический осмотр сопловых аппаратов турбины и жаровых труб камеры сгорания.

2. Выгорание материала 5-й секции жаровых труб. В производстве проводятся мероприятия по улучшению работы жаровых труб, а в эксплуатации необходимо руководствоваться бюллетенем по осмотру жаровых труб № 2 и 11.

3. Разрушение обтекателя стакана отбора воздуха к турбине ППО.

Из-за этой неисправности, имеющей усталостный характер, на производстве в технологию окон­чательного контроля введен контроль толщины стенки в зоне зачистки сварных швов. В эксплуа­тации проводится периодический контроль.

4. Выпадание болтов крепления переходника отбора воздуха из наружного контура на самолетные нужды.

Для предупреждения неисправности введен периодический осмотр соединения.

5. Прогар и трещины на лопатках I ступени турбины из-за местного перегрева.

Для исключения этой неисправности в производстве внедрены газосборники с дополнительными отверстиями для подачи вторичного воздуха в периферийную зону соплового аппарата для снижения температуры.

В эксплуатации действуют бюллетени по периодическому осмотру лопаток турбины.

Неравномерность температурного поля и поля давлений на выходе из камеры сгорания трубчато-кольцевого типа является характерной особенностью такой камеры сгорания.

Для устранения этого нежелательного явления в настоящее время проводятся научно-исследова­тельские работы по усовершенствованию конструкции камеры сгорания для улучшения ее работы и повышения надежности и долговечности.

Глава 7 турбина

■

7.1. Краткие сведения о рабочем процессе в турбине

В ТРДД Д-ЗОКУ и Д-ЗОКП турбина двухкаскадная, шестиступенчатая. Двухступенчатая ТВД приводит во вращение ротор КВД, а четырехступенчатая ТНД —ротор КНД.

Принцип работы многоступенчатой турбины можно рассматривать на примере работы одной ступени турбины. На рис. 7.1 представлена схема ступени осевой турбины. Основными элементами осевой одноступенчатой турбины являются сопловой аппарат (СА), состоящий из ряда неподвижных сопловых лопаток, закрепленных в корпусе и расположенных за ним, рабочее колесо (РК), вклю­чающее в себя венец рабочих лопаток, установленных на диске, который соединен с валом турбины. Совокупность СА и расположенного за ним РК образуют ступень турбины.

В СА потенциальная энергия газа преобразуется в кинетическую, т. е. в нем происходит процесс расширения газового потока. Для организации этого процесса межлопаточные каналы выполняются суживающимися. Перед входом в СА газ движется параллельно оси турбины, а за ним —под углом ой к плоскости вращения РК. Газ в СА поступает со скоростью с₀, температурой Т₀ и давлением р₀.

После СА параметры газа изменяются: с] > с₀, Т, <Т₀ и р_{ < р₀, т. е. в СА происходит увели­чение скорости и снижение температуры и давления газового потока и изменяется его направление

В межлопаточных каналах РК происходит дальнейшее расширение газа и, следовательно, на выходе из РК Т₂ < Т\ и р₂ < р\. Рабочие лопатки движутся с окружной скоростью ы, следовательно, относительная скорость газа W\ на входе в РК будет равна геометрической разности между абсо­лютной с-\ и окружной и скоростями. Относительная скорость Wi, направлена под углом f5i к плоскости вращения РК. В межлопаточных каналах РК W\ увеличивается до W₂.

Абсолютная скорость на выходе из РК с₂ представляет собой геометрическую сумму скоростей W₂ и и, при этом с₂ < Си так как часть кинетической энергии, которую газ получает в СА и РК, расходуется на работу турбины. Скорость с₂ направлена под углом а₂ к плоскости вращения РК, а скорость W₂—под углом р₂- Если скорость tt^i в РК не изменяется, т. е. отсутствует ускорение, то поворот газового потока в каналах РК сопровождается только появлением разности давлений на корытцах и спинках лопаток, в результате чего возникают активные аэродинамические силы. В случае поворота потока с ускорением, когда W₂ > W\, на рабочие лопатки будут действовать не только активные, но и реактивные силы, вызванные действием этого ускорения. Сумма активной и реактивной сил представляет собой полную аэродинамическую силу.

Отсутствие расширения газа в каналах РК означает, что преобразование потенциальной энергии в кинетическую происходит только в сопловом аппарате, где газ расширяется до конечного давления за турбиной р₂. На рабочие лопатки в этом случае воздействуют только активные силы, и поэтому такую турбину называют активной. Если же преобразование энергии производится как в СА, так и на РК, то турбина или ступень турбины называется реактивной. На двигателях ,Д-ЗОКУ и Д-ЗОКП установлены турбины с реактивными ступенями.

К турбинам предъявляются следующие требования:

высокий КПД турбины по заторможенным параметрам (ц*_т = 0,88 ... 0,92), от которого зависит удельный расход топлива, т. е. экономичность двигателя;

низкая удельная масса (0,02... 0,01 кг/кВт), так как масса турбины составляет не менее 20% массы двигателя;

низкая удельная стоимость (руб/кВт), поскольку стоимость турбины составляет более 60/₀ стои­мости двигателя. Высокая удельная мощность (до 600 и более кВт-с/кг);

безотказная работа при температуре газов перед турбиной 1250...1300 К для неохлаждаемых лопаток и 1300. . . 1600 К—для охлаждаемых;

высокая гарантийная наработка и назначенный ресурс, которые обеспечиваются применением жаростойких и жаропрочных сплавов и специальных защитных покрытий от эрозионно-коррозионного воздействия газов, снижением уровня вибронапряжений и эффективным охлаждением деталей;

конструктивное оформление турбины должно позволять производить визуальный и инструментальный осмотр основных ее деталей. /

7.2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОНСТРУКЦИИ УЗЛА ТУРБИНЫ

В ТРДД Д-ЗОКУ и Д-ЗОКП узел осевой реактивной шестиступенчатой двухкаскадной турбины состоит из ТВД, ТНД, задней опоры,-смесителя и конуса (рис. 7.2).

Первый каскад — ТВД — состоит из I и II ступеней турбины и приводит во вращение ротор КВД; второй каскад — ТНД включает в себя III — VI ступени турбины и приводит во вращение ротор КНД. Схема турбины (2 -f- 4) позволяет получить высокие КПД узлов. Роторы ТВД и ТНД связаны между собой только газодинамической связью и вращаются с различной частотой вращения, направ­ление вращения обоих роторов левое, если смотреть со стороны реактивного сопла.

Вал 104 ТВД соединен с валом КВД шлицами и стяжной втулкой 115, а вал 85 ротора ТНД соединен с валом КНД с помощью шлицевого соединения и гайки 120, в которую ввернут стяжной болт. Крутящие моменты от роторов турбины передаются на роторы компрессоров через шлицевые соеди­нения валов, а осевые усилия, действующие на роторы, передаются на опорно-упорные подшипники компрессоров с помощью стяжной втулки и стяжного болта.

Окружные и осевые усилия, возникающие на статорах ТВД и ТНД, воспринимаются наружными кольцами 17, 29, 32, 39, 45 и 48 сопловых аппаратов всех ступеней турбины и через коллектор 20 и опору 8 соплового аппарата передаются на диффузор и внутренний корпус камеры сгорания.

Радиальные усилия, действующие на роликоподшипник 108, через опору 5 передаются на внутренний корпус камеры сгорания, а радиальные усилия от роликоподшипника 61 через стойки задней опоры 60 передаются на наружные кольца 48, 45, 39, 32, 29, 17 сопловых аппаратов.

На наружных кольцах роликоподшипников 61 и 108 выполнено по два ограничительных бурта, а внутренние кольца подшипников буртов не имеют. Это позволяет валам удлиняться при их нагреве, что влечет за собой продольное смещение роторов относительно статоров, поскольку степени их удлинения различны при изменении режима работы двигателя.

Для снижения уровня вибраций опора ТВД и задняя опора ТНД выполнены упруго демпферными. Упругость опор обеспечивается упругими элементами 2 и 64. Эти элементы представляют собой тонко­стенные цилиндры, в которых для уменьшения поперечной жесткости вдоль образующих вырезаны окна.

Так как энергия колебаний не может быть поглощена только упругими элементами, то в опорах предусмотрено масляное демпфирование. Это демпфирование основано на том, что в кольцевые полости, образованные демпфирующими элементами, опорами и наружными обоймами роликоподшипников 61 и

32 33 35 36 38 19 18 20 21 22 23 2Ц 25 26 27 28 29 31 JO 77 16

/, 55. 68. 73. 75. 79. 84. 91. 99. 106. 109. 120. 123— гайки; 2 —внут­ренняя рессора; 3— наружная рессора; 4 двойной лабиринт; 5, 60 — опоры роликоподшипников; 6,57—эксцентриковые кольца; 7, 87 — фланцы; 8 — опора соплового аппарата; 9, 11. 23, 52, 58. 72. 81, 95 — лабиринтные фланцы; 10, 15, 25. 92, 100 — дефлекторы; 12, 66, 103 — крышки; 13 — сопловая лопатка I ступени; 14 — внутреннее кольцо I ступени; 16, 24, 54 — контровки; 17—наружное кольцо I ступени; 18 — внутреннее кольцо II ступени; 19. 30 — диафрагмы; 20 — кол­лектор; 21 — рабочая лопатка I ступени; 22 — разрезное кольцо I сту­пени; 26 — лента; 27 — сопловая лопатка II ступени; 28 — рабочая лопатка II ступени; 29 — наружное кольцо II ступени; 31 — разрез­ное кольцо II ступени; 32 — наружное кольцо III ступени; 33 — соп­ловая лопатка III ступени; 34 , 50 — кронштейны; 35, 53, 70, 80. 86—кольца; 36 — рабочая лопатка III ступени; 37 — кожух; 38 — соп­ловая лопатка IV ступени; 39 — наружное кольцо IV ступени; 40 — разрезное колыш IV ступени; 41 —^рабочая лопатка IV ступени;

42 — сопловая лопатка V ступени; 43 — диск V ступени турбины; 44 — рабочая лопатка V — ступени; 45 — наружное кольцо V ступени; 46 — сопловая лопатка VI ступени; 47—рабочая лопатка VI ступени; 48—наружное кольцо VI ступени; 49 — внутреннее кольцо VI сту­пени; 51 — труба для суфлирования; 56, 125 — замки; 59 , 62 , 69, 78, 83. 90. 93, 94, 96, 102 — лабиринты; 61, 108. 124— роликоподшипни­ки; 63, 112, 121 — регулировочные кольца; 64 — демпфирующая обой­ма; 65 — труба для подвода масла; 67, ПО — жиклеры; 71, 74 — трубы; 76, 88, 101 — штифты; 77 — переходной вал; 82 — внутреннее кольцо V ступени; 85 — вал ТНД; 89 — внутреннее кольцо IV ступени; 97 — диск II ступени; 98. 107, 117, 119— втулки; 104 — вал ТВД; 105 — диск I ступени; /// — пружинный замок; 113, 114 — сферические кольца; 115 — стяжная втулка; 116—маслоуплотнительная втулка; 118 — маслоуплотнительное кольцо; 122—распорная втулка; Б— разгрузочная полость; К—воздушная полость лабиринтного уплот­нения роликоподшипника

Наружный контур

108, поступает под давлением масло. При колебаниях валов масло вытесняется из кольцевых полостей, на что затрачивается энергия колебания валов, и, следовательно, амплитуды их колебаний значительно снижаются. Уплотнение полостей обеспечивается установкой двух пар маслоуплотнительных колец в каждую опору.

Турбины двигателей Д-ЗОКП и Д-ЗОКУ работают в условиях высоких температур. Для охлаждения деталей турбины применяется воздух, отбираемый из внутреннего и наружного контуров двигателя. Схема охлаждения деталей турбины представлена на рис. 7.3.

Воздух с высоким давлением, отбираемый за последней ступенью КВД, охлаждает сопловые лопатки, рабочие лопатки и диски I и II ступеней турбины.

Воздух с низким давлением, отбираемый из наружного контура, охлаждает диски ILI—VI ступеней турбины, наружные кольца всех сопловых аппаратов, детали опоры роликоподшипника ТВД и детали задней опоры роликоподшипника ТНД.

Для эффективного охлаждения сопловые лопатки выполнены пустотелыми, внутри их установлены дефлекторы. Охлаждающий воздух, отбираемый из полости камеры сгорания, поступает в полость 2, расположенную между коллектором и наружным кольцом СА I ступени, а далее через отверстия в наружном кольце попадает во внутренние полости дефлекторов сопловых лопаток. Воздух проходит через отверстия в переднем дефлекторе и охлаждает его внутреннюю поверхность, а выходя через отверстия во входной кромке создает заградительную пленку на наружной поверхности передней части сопловой лопатки. Через отверстия в заднем дефлекторе воздух охлаждает внутреннюю поверх­ность задней части сопловой лопатки и, выходя через щель, создает одностороннее пленочное охлаждение выходной кромки сопловой лопатки.

Сопловые лопатки II ступени турбины охлаждаются воздухом, поступающим из полости 2 по пе­репускным трубкам в кольцевую полость 6, образованную наружным кольцом СА II ступени и уплот-нительной лентой. Далее воздух проходит через отверстия в уплотнительной ленте и поступает во внутренние полости дефлекторов лопаток. В остальном течение воздуха в охлаждаемых сопловых лопатках II ступени турбины аналогично течению воздуха в сопловых лопатках I ступени.

Рабочие лопатки и диски I и II ступеней турбины охлаждаются воздухом, отбираемым из полости камеры сгорания. В конусе опоры соплового аппарата I ступени имеются отверстия, через которые воздух попадает в полость I, а далее через отверстия в крышке и лабиринтном фланце воздух посту­пает в полосло 4, а через отверстия во фланце опоры роликоподшипника и лабиринтном фланце — в полость 3.

Передняя сторона диска I ступени закрыта дефлектором. Воздух в пространство между дефлектором и диском поступает из полости 4 через отверстия в двойном лабиринте. Рабочие лопатки I ступени выполнены полыми, внутри их установлены цилиндрические перемычки — интенсификаторы, улучшающие охлаждение лопаток.

Для охлаждения рабочих лопаток I ступени воздух из пространства между дефлектором и передней стенкой диска через отверстия в ободе диска и через три отверстия в замке каждой лопатки пос­тупает внутрь лопатки. Омывая внутреннюю поверхность лопатки и интенсификаторы, охлаждающий воздух снижает температуру лопатки и выходит в радиальный зазор между разрезным кольцом и периферийными торцами рабочих лопаток. При этом создается дополнительное уплотнение, препят­ствующее перетеканию газа через радиальный зазор.

Из полости 3 воздух через отверстия в лабиринтном фланце, отверстия в двойном лабиринте и отверстия во фланце диска I ступени поступает в полость 5. Из этой полости меньшая часть воздуха поступает на охлаждение задней стенки диска I ступени, а большая часть через отверстия в крышке поступает в полость между дефлектором и диском II ступени, охлаждая переднюю сторону диска этой ступени. Затем через отверстия в ободе диска и контровках воздух поступает в шесть продольных каналов каждой рабочей лопатки II ступени, охлаждает лопатки и выходит в радиальный зазор между разрезным кольцом II ступени и полками рабочих лопаток, создавая дополнительное уплотнение, препятствующее перетеканию газа через радиальный зазор. Задняя стенка диска II ступени охлажда­ется воздухом, который проходит через отверстия во фланце диска и зазор между гайкой и диском II ступени в щель между торцом лабиринта и задней стенкой диска. Часть воздуха через отверстия в лабиринте и втулке поступает в полость 7; давление, поддерживаемое в этой полости, несколько выше, чем в полости 8, которая сообщена с проточным трактом турбины. Такой перепад давлений в полостях 7 и 8 препятствует проникновению газов из проточной турбины в полость 7.

Из полости 7 через отверстия в межвальном лабиринте и валу ТНД воздух выходит по трубке и конусу в реактивное сопло.

Для охлаждения элементов ТНД воздух из наружного контура через козырьки, стойки задней опоры и отверстия в стойках и корпусе задней опоры поступает в полость 13, предварительно охла­див детали задней опоры и коллектор термопар. Из полости 13 меньшая часть воздуха проходит через лабиринтное уплотнение и охлаждает заднюю сторону диска VI ступени турбины, а большая часть—из полости 13 по каналу, образованному трубой и валом, поступает в полость 9 между дефлектором и диском III ступени и охлаждает переднюю сторону этого диска. Поверхности остальных дисков охлаждаются воздухом, перетекающим из одной междисковой полости в другую: из полости 9 в полость 10 и далее в 11 и 12.

Из междисковой полости 12 воздух через отверстия в кольце диска VI ступени вытекает в проточную часть турбины. Наддув лабиринтного уплотнения роликоподшипника ТВД и продувка вала ТНД осуществляется воздухом, который подводится из канала наружного контура двигателя по трубопроводу в заднюю полость кожуха вала. Далее через отверстия во фланце вала, фланце опоры роликопод­шипника, лабиринтных фланцах и через отверстия во втулке и валу ТВД воздух поступает в полость между валами ТВД и ТНД, наддувая лабиринтное уплотнение переднего роликоподшипника ТНД. Часть воздуха проходит через отверстия в валу ТНД, попадая внутрь вала. Затем через отверстия в конусе реактивного сопла воздух выводится в атмосферу.

Наружные кольца сопловых аппаратов ТНД охлаждаются воздухом, который поступает из наружного контура под кожух 37 (см. рис. 7.2). Этот кожух служит также для уменьшения гидравлических потерь энергии газового потока в наружном контуре.

Система охлаждения турбин позволяет отвести тепло от боковых поверхностей дисков и внутренних поверхностей их ступиц в проточную часть, а наличие осевых зазоров в замках елочного типа создает сопротивление передачи тепла в тело диска. Для уменьшения теплового потока, идущего от дисков к валам, каждый диск крепится к валу при помощи фланца, имеющего тонкостенную шейку, что позволяет уменьшить площадь поверхности соприкосновения деталей и создать между ними зазор. В шейках фланцев выполнены отверстия для прохода охлаждающего воздуха, которые дополнительно создают сопротивление подводу тепла к валам, а следовательно, и к подшипникам опор. Принятая схема дроссели­рования теплового потока совместно с масляной системой и теплоизоляцией подшипников опор обеспе­чивает их защиту от перегрева.

Для повышения КПД и вибростойкости турбин рабочие лопатки II—VI ступеней имеют бандажные полки, выполненные таким образом, что в рабочем состоянии они плотно прилегают друг к другу и образуют сплошное бандажное кольцо. Зигзагообразные стыки между полками направлены под углом к плоскости вращения. Это позволяет использовать поворот лопаток при деформациях кручения на рабочих режимах для получения натяга в стыках. Отсутствие зазоров устраняет колебания лопаток по первой форме, а силы трения в зигзагообразных стыках вызывают демпфирование колебаний по внешним формам, т. е. снижают амплитуды вибронапряжений. Полки способствуют снижению потерь в радиальных зазорах, а гребешки, имеющиеся на внешних поверхностях полок, совместно с разрезными кольцами 31 и 40 (см. рис. 7.2) и наружными кольцами 45 и 48 уменьшают пере­текание газов в осевом направлении.

7.3. ТУРБИНА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Турбина высокого давления состоит из двух ступеней и опоры с роликоподшипником. Сопловые аппараты и неподвижная опора образуют статор турбины, а рабочие колеса, вал и подшипник — ее ротор.

Сопловый аппарат I ступени (см. рис. 7.2) представляет собой лопаточный венец, состоящий из наружного кольца 17, коллектора 20, опоры 8, 36 охлаждаемых лопаток 13, разрезного кольца 22 и 12 втулок.

Наружное кольцо 17 имеет три фланца: передний, средний и задний фланец. К переднему фланцу крепятся болтами газосборники жаровых труб камеры сгорания. На среднем фланце закреплен кол­лектор 20, который служит для подвода охлаждающего воздуха к лопаткам сопловых аппаратов I и II ступеней турбины. Передний фланец коллектора соединен с задним фланцем диффузора камеры сгорания.

Для подвода охлаждающего воздуха в лопатки соплового аппарата II ступени ТВД в задние фланцы коллектора 20 и наружного кольца 17 запрессованы втулки. Задний фланец наружного кольца болтами соединен с передним фланцем наружного кольца 29 II ступени турбины. В передней части наружного кольца 17 выполнено 36 отверстий для подвода охлаждающего воздуха к сопловым лопаткам. В задней части наружного кольца 17 установлены 36 сегментов разрезного кольца 22, предназна­ченных для уменьшения радиального зазора между торцами рабочих лопаток 21 ротора I ступени турбины и поверхностью разрезного кольца. Сегменты имеют на внутренней поверхности мелкую на­резку в виде гребешков высотой 0,5 мм для предохранения рабочих лопаток от поломки при касании торцов лопаток о сегменты.

Сегменты разрезного кольца зафиксированы от осевого и радиального перемещений в наружном кольце радиальными штифтами. Для предотвращения коробления сегментов при тепловом расширении между ними имеется зазор. Лопатки 13 соплового аппарата устанавливаются в передней части наружного кольца 17. Каждая лопатка выполняется методом точного литья из жаропрочного сплава и имеет наружную и внутреннюю полки, отлитые как единое целое с пустотелым пером и ребрами на его внутренней поверхности. Для повышения жаростойкости наружные поверхности лопатки алитированы. Во внутреннюю полость лопатки устанавливается дефлектор 15, повышающий эффективность ее ох­лаждения. Охлаждающий воздух проходит через отверстия во входной кромке дефлектора и, омывая внутреннюю оребренную поверхность лопатки, выходит в проточный тракт через отверстия, выполнен­ные в корытце у задней кромки.

Каждая лопатка закреплена в наружном кольце 17. Для этой цели на наружной полке лопатки имеются специальные конические (спереди) и Г-образные (сзади) выступы, которые входят в соот­ветствующие проточки в наружном кольце 17. Лопатки фиксируются от окружных и осевых пере­мещений радиальными штифтами. На внутренней полке лопатки спереди и сзади имеются буртики, которые входят в соответствующие кольцевые канавки внутреннего кольца 14. Между полками соседних лопаток, а также между задними торцами наружных полок и корпусом турбины выдержаны зазоры, необходимые для обеспечения свободного температурного расширения лопаток.

Опора 8 соплового аппарата воспринимает осевые усилия от лопаточного венца и передает их на внутренний корпус камеры сгорания. Опора представляет собой усеченный конус, к вершине которого приварен передний фланец 7, а к основанию — внутреннее кольцо 14. На поверхности конуса выполнены отверстия с отбортовками, через которые проходит охлаждающий воздух из полости камеры сгорания.

Внутреннее кольцо 14 с передней и задней сторон имеет фланцы с наружными кольцевыми канавками, в которые входят буртики полок сопловых лопаток 13 и фланцы газосборников камеры сгорания. В средней части кольца выполнен тонкостенный термокомпенсатор, позволяющий лопаткам и кольцам при различии их температур расширяться в осевом направлении. Передним фланцем 7 опора СА I ступени совместно с опорой 5 роликоподшипника крепится к внутреннему корпусу камеры сгорания. Крышка 12 крепится болтами на заднем фланце внутреннего кольца опоры, в котором выполнены резьбовые отверстия. К внутреннему фланцу этой крышки прикреплен болтами лабиринтный фланец //, который, в свою очередь, прикреплен к опоре 5 роликоподшипника. Соединенные таким образом элементы опоры 8 соплового аппарата и опоры 5 роликоподшипника создают достаточно жесткую силовую схему, воспринимающую радиальные усилия от роликоподшипника передней опоры ТВД.

Сопловой аппарат II ступени состоит из наружного 29, разрезного 31 и внутреннего 18 колец, 47 лопаток СА 27 (из них 20 лопаток неохлаждаемые, а 27 — охлаждаемые), диафрагмы 19 лабиринт­ного фланца 23, уплотнительной ленты 26* и 12 втулок.

Наружное кольцо 29 соединено болтами с наружными кольцами I и III ступеней СА турбины. В передний фланец и выступы на наружной поверхности кольца 29 запрессованы 12 втулок для перепуска охлаждаемого воздуха к сопловым лопаткам.

Разрезное кольцо 31 состоит из 12 сегментов, на внутренней поверхности которых выполнены ребра для образования лабиринтного уплотнения совместно с ребрами бандажных полок рабочих лопаток 28 II ступени турбины. Лабиринтное уплотнение препятствует перетеканию газа в радиальном зазоре и способствует повышению КПД турбины. Сегменты разрезного кольца 31 устанавливаются в наружном кольце 29 и фиксируются радиальными штифтами от осевого и окружного перемещений.

Внутреннее кольцо 18 имеет два наружных буртика, 47 глухих отверстий под бобышки лопаток СА и внутренний фланец. К этому фланцу крепится болтами диафрагма 19, а к ней—лабиринтный фланец 23. На внутренней поверхности фланца 23 имеются кольцевые гребешки, которые совместно с гребешками вращающегося лабиринта 102 образуют уплотнение, препятствующее перетеканию газа из проточной части турбины.

Лопатки соплового аппарата 27 расположены в кольцевом пространстве между наружным и внутрен­ним кольцами. С помощью Г-образных выступов, выполненных на наружных полках, лопатки фик­сируются в торцевых цилиндрических проточках наружного кольца 29. Торцами переднего выступа лопатки плотно прижаты к торцу проточки наружного кольца 29 и закреплены радиальными штифтами. Между полками соседних лопаток, а также между торцами наружных полок имеются зазоры, необ­ходимые для предотвращения возникновения напряжений и коробления при температурном расширении лопаток.

Лопатки СА 27 выполнены методом точного литья из жаропрочного сплава. Они имеют наружную и внутреннюю полки и пустотелое перо. На внутренней поверхности пера отлиты ребра для увели­чения поверхности теплоотдачи. В охлаждаемых лопатках установлены дефлекторы 25, повышающие эффективность охлаждения пера лопатки. Охлаждающий воздух поступает во внутренние полости дефлекторов через втулки и 27 отверстий в ленте 26. Из лопаток воздух выходит через отверстия, выполненные у выходной кромки на корытце пера лопатки. Для повышения жаростойкости наружные поверхности лопаток СА алитируются.

Опора 5 ТВД (передняя опора турбины) сварной конструкции, изготовлена из титанового сплава. Она собрана совместно с упругодемпферным элементом, состоящим из внутренней 2 и наружной 3 рессор опоры роликоподшипника и монтируется внутри опоры 8 СА I ступени турбины. Опора ТВД имеет передний и задний наружные и средний внутренний фланцы. Опора 5 закреплена передним наружным фланцем в опоре 8 совместно с эксцентриковым кольцом 6. При сборке турбины кольцом 6 достигается соосность роликоподшипника 108 ротора ТВД и ротора КВД.

На заднем фланце опоры 5 закреплены лабиринтные фланцы 9 и //. В среднем внутреннем фланце имеется проточка, в которую запрессована наружная рессора 3 упругого элемента, в которую устанавливается с малым зазором внутренняя рессора 2. В этот зазор подается масло для демп­фирования колебаний. Во внутреннюю рессору 2 монтируется наружная обойма роликоподшипника 108 и зажимается гайкой /. Внутренняя обойма роликоподшипника 108 закреплена на валу 104 ТВД гайкой 109. Подшипник 108 смазывается и охлаждается маслом, поступающим через два жиклера ПО, закрепленных в наружной рессоре 3 опоры. К жиклерам масло подводится по трубе, расположенной внутри кожуха вала. Отработанное масло отводится от подшипника 108 через отверстия в опоре 5 в кожух вала и откачивается из него масляным насосом. Для наддува лабиринтной втулки 107 и изоляции полости подшипника 108 от охлаждающего воздуха высокого давления со сравнительно высокой температурой в полость К между лабиринтом 4 и втулкой 107 подается воздух из наружного контура. Наддув лабиринтной втулки воздухом способствует предотвращению утечек масла из полости роликоподшипника 108 по радиальным зазорам втулки 107.

Ротор ТВД состоит из вала 104, дисков 105 и 97 с рабочими лопатками 21, 28 и закрепленными на дисках дефлекторами 10, 100, роликоподшипника 108, деталей лабиринтных уплотнений и крепеж­ных деталей.

Вал ТВД 104 соединяется с валом КВД шлицевым соединением и стяжной втулкой 115. Стяжная втулка 115 вворачивается в вал ТВД и контрится шлицевым замком 125, который фиксируется в осевом положении пружинным замком ///. Требуемое осевое положение ротора ТВД обеспечи­вается вворачиванием на соответствующую глубину стяжной втулки 115 в вал 104. Компенсация возможного перекоса валов ТВД и КВД при стыковке достигается установкой двух сферических колец 114 и 113.

Вал 104 ротора ТВД полый, в передней части имеет наружные шлицы, в задней — фланец, в котором запрессованы призонные штифты 101. С передней стороны фланца на штифты 101 ставится диск 105 I ступени, который фиксируется от осевого перемещения гайкой 106. С задней стороны фланца на штифты 101 устанавливается диск 97 II ступени. Фиксация этого диска осуществляется гайкой 99, которая совместно с втулкой 98, вставленной в вал, крепится болтами к лабиринту 96.

Диски 105 I ступени и 97 II ступени имеют в ободах пятизубые замки типа «елочка» для установки рабочих лопаток. На каждом диске установлено по 80 лопаток. Для эффективного охлаж­дения дисков установлены дефлекторы, обеспечивающие подвод воздуха к передним стенкам дисков и рабочим охлаждаемым лопаткам через косые 'сверления в ободах дисков. На переднем фланце диска 105 I ступени установлен дефлектор 10, закрепленный болтами совместно с двойным лабиринтом 4. В периферийной части дефлектора 10 имеются пазы, в которые входят выступы диска 105, что обеспечивает их надежное соединение.

К заднему наружному фланцу диска I ступени крепятся болтами лабиринт 102 и крышка 103.

На переднем фланце диска 97 II ступени установлен и закреплен болтами дефлектор 100. В периферийной части крепление дефлектора к диску выполнено аналогично креплению дефлектора I сту­пени. На заднем фланце диска 97 установлен лабиринт 96, который совмес ю с лабиринтным фланцем и лабиринтом 93 образует уплотнение проточной части турбины.

На фланцах дисков, к которым крепятся дефлекторы и лабиринты, между болтами выполнены фрезеровки для прохода охлаждающего воздуха из разгрузочной полости Б.

Рабочие лопатки 21 I ступени турбины литые, изготовлены из жаропрочного сплава. Для прохода охлаждающего воздуха внутри пера выполнен канал, повторяющий внешнее очертание профиля пера. В этом канале в шахматном порядке расположены отлитые как единое целое со стенками цилинд­рические перемычки — интенсификаторы. Кроме того, имеются перемычки, служащие для направления потока охлаждающего воздуха к входной и выходной кромкам пера. Охлаждающий воздух во внут­ренний канал пера подводится по трем отверстиям, образованным при литье в замке лопатки. Ох­лаждающий воздух выходит в зазор, образованный торцом пера лопатки 21 и разрезным кольцом 22 I сту­пени.

Рабочие лопатки 28 II ступени турбины также отлиты из жаропрочного сплава. Для их охлаж­дения внутри каждой лопатки выполнено по шесть продольных цилиндрических каналов, которые проходят через замок, перо и бандажную полку.

Для повышения жаропрочности рабочие лопатки I и II ступеней алитированы. Лопатки обеих ступеней крепятся в ободах дисков пятизубными замками типа «елочка». Лопатки 21 I ступени фиксируются от осевого перемещения дефлектором 10 и контровками 16, а лопатки 28 II ступени — контровками 24.

Для снижения вибронапряжений на лопатках II ступени имеются бандажные полочки с зигза­гообразными боковыми поверхностями, по которым при установке лопаток в диске образуется натяг. Гребешки бандажных полок совместно с разрезным кольцом 31 II ступени образуют кольцевое лаби­ринтное уплотнение, уменьшающее радиальные перетекания газа.