Глава 3. Камера сгорания
3.1. НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО
Камера сгорания pис.3.1, 3.2 служит для сжигания топлива в потоке воздуха и получения рабочих газов. Она кольцевого типа с топливным коллектором, имеющим 12 форсунок. Состоит из корпуса 2, 9, жаровой трубы 8 и топливного коллектора 3.
Корпус КС является силовым элементом двигателя. Спереди, вместе с внутренним корпусом образует диффузор (для торможения воздушного потока).
На наружном корпусе крепятся: трубка откачки масла от ІІ опоры, блок дренажных клапанов, свечи зажигания (2 шт.), фиксаторы (подвески) жаровой трубы (9 шт.), подвески топливного коллектора (3 шт.), патрубок отбора воздуха в ПОС, трубки отбора воздуха к топливному насосу-регулятору (2 шт.), трубки отбора воздуха на эжектор и к измерителю режимов.
Внутренний корпус диффузора 2 представляет собой профилированную трубу из титанового сплава. Для жесткости имеет 3 бандажа.
Жаровая труба 8 кольцевого типа состоит из наружного и внутреннего обтекателей, 2 наружных и 2 внутренних секций, 12 завихрителей, гофрированных колец (между секциями), 12 плавающих колец для установки форсунок.
Она крепится спереди на 9 подвесках к наружному корпусу, а хвостовая часть плавающая (телескопическое соединение), что необходимо для компенсации термических расширений.
3.2. РАБОТА КАМЕРЫ CГОРАНИЯ
В жаровой трубе камеры сгорания происходит образование ТВС смешиванием первичного потока воздуха (25%), поступающего через завихрители с топливом, распыляемым форсунками (в пропорции: 1 весовая часть топлива на 15…17 весовых частей воздуха). Форсунки двухконтурные. По первому контуру подача топлива производится на всех режимах, начиная с запуска двигателя. Во второй контур при запуске подается воздух через клапан наддува от стартера СВ – 78 для лучшего распыла и поджига топлива
При запуске двигателя поджиг топлива происходит от двух запальных свечей, после прекращения работы которых горение происходит вследствие непрерывного контакта свежей ТВС с горячими газами.
При увеличении Рт до 6 кг/см2 в первом контуре клапан наддува закрывается и во второй контур подается топливо.
Температура газов в зоне горения достигает примерно 2500 ºС. Снижение температуры газов перед турбиной компрессора до допустимых значений достигается смешиванием газов с вторичным потоком воздуха.
Схема процессов горения и изменение параметров по проточной части камеры сгорания приведены на рис. 3.1.
CHAPTER 3. COMBUSTION CHAMBER
3.1. PURPOSE AND DESIGN
The combustion chamber (fig.3.1, 3.2) is used for combustion of fuel in the airflow and for producing the operating gases. It is of annular shape with a fuel manifold equipped with 12 nozzles. The combustion chamber consists of a casing, an inner case of the diffuser, a flame tube and a fuel manifold.
The combustion chamber casing is a load-carrying engine element. In the front part together with the inner case it forms a diffuser (its purpose is to slow down speed of airflow).
On the casing of the combustion chamber the following units are located: II support oil scavenge line, drain valves, ignition plugs (2 in number), flame tube suspensions (9 in number), fuel manifolds suspensions (3 in number), air bleed pipe union for the de-icing system, air bleed pipes for HP-3 fuel regulating pump (2 in number), air bleed pipes for the ejector and engine pressure ratio indicator.
The inner case of the diffuser is essentially a profiled tube manufactured of a titanium alloy. It has 3 bandage rims (shrouds) used for rigidity.
The flame tube 8 of annular type consists of the following components: outer and inner fairings, 2 external and 2 internal sections, 12 swirlers, corrugating rings (between the section), 12 floating rings for nozzles installation.
The flame tube is of annular shape of welded construction. Its front part is fixed by means of 9 suspensions, and the tail part is floating (telescopic connection). Its purpose is to compensate components temperature expansion.
3.2. COMBUSTION CHAMBER OPERATION
In the flame tube fuel is atomized and mixed with air, as a result creating fuel-air mixture by mixing primary airflow (25%) supplied by swirlers with the fuel atomized by the nozzles (the proportion is 1 fuel weight part for 15…17 air weight parts). Duplex nozzles are used in this engine. Through the first fuel manifold fuel is supplied at all power settings and during engine start up. Through the second manifold air is supplied by the air СВ – 78 starter via pressurization valve for better fuel atomization and ignition.
In the process of engine start up fuel is ignited by two spark plugs. After start up sequence is over, the burning process continues due to the contact of newly supplied fuel-air mixture and hot gases.
If fuel pressure increases over 6 кg/сm2 in the first fuel manifold, pressurization valve of the second manifold is closed and fuel is then supplied to both manifolds.
The gas temperature in the area where burning process takes place reaches approximately
2500 ºС. By mixing this gas with the secondary airflow gas temperature before compressor turbine is reduced to the allowed value.
The diagram of burning process and dynamics of parameters change along combustion chamber air is indicated at fig. 3.1.
Рис. 3.1. Камера сгорания
1 – завихритель; 2 – внутренний корпус; 3 – топливный коллектор; 4 – форсунка;
5 – фланец подвода масла; 6 – подвеска; 7 – свеча зажигания; 8 – жаровая труба;
9 – наружный корпус диффузора; 10 –гофрированная прокладка; 11 – корпус турбины; 12 – вал турбины компрессора.
Fig. 3.1. Combustion chamber:
1 – swirler; 2 –inner casing; 3 – fuel manifold; 4 –; fuel nozzle; 5 – oil delivery flange; 6 – suspension; 7 –spark plug; 8 – flame tube; 9 – diffuser outer casing; 10 –corrugated spacer; 11 – turbine casing;
12 – compressor turbine shaft.
3.3. ВОЗМОЖНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ