1.2 Принцип работы реактивной турбины

Работа газовой турбины основана на принципе превращения тепловой энергии и энергии давления рабочих газов в кинетическую и затем - преобразования кинетической энергии газового потока во вращательное движение ротора.

Сочетание соплового аппарата и рабочего колеса называется ступенью газовой турбины.

На входе в сопловой аппарат газ имеет давление Р3, температуру T3 и абсолютную скорость<bc3< b>. Канал, образованный лопатками соплового аппарата, сужается. При проходе газа по сужающемуся каналу соплового аппарата скорость его увеличивается, а давление и температура уменьшаются. Таким образом, в каналах соплового аппарата происходит преобразование части запаса полной энергии газового потока в кинетическую энергию движения.</bc3<>

Газ с увеличившейся кинетической энергией направляется лопатками соплового аппарата на лопатки рабочего колеса турбины.

В реактивной турбине межлопаточный канал рабочего колеса сужается , что приводит к ускорению газового потока. Относительная скорость W на выходе межлопаточного канала увеличивается, а давление и температура уменьшаются. Абсолютная скорость газового потока C на выходе из каналов рабочих лопаток, равная геометрической сумме относительной скорости W и окружной скорости U меньше, чем на входе.

Это уменьшение свидетельствует о том, что кинетическая энергия газового потока преобразуется в механическую работу.

3. Назначение и конструкция ротора свободной турбины

Ротор свободной турбины - кон­сольный двухопорный, состоит из двух дисков с рабочими лопатками и вала, выполненно­го за одно целое с диском IV ступени. Соединение дисков и крепление рабо­чих лопаток осуществляются аналогич­но ротору турбины компрессора. Осевая фиксация лопаток производится разрез­ными контровочными кольцами.

Уплотнение внутреннего контура проточной части турбины осуществля­ется при помощи гребешков, выполнен­ных на барабанной части ротора и на лабиринтной втулке, закрепленной на диске IV ступени, работающих совмест­но с соответствующими деталями статора.

Мощность от турбины на главный редуктор передается через внутренние шлицы, выполненные на хвостовике вала , и через рессору . Осевое положение рессоры определяется регулировочным кольцом .

На наружной поверхности вала турбины устанавливается на шлицах втулка , связанное с ней торцовыми шипами ведущее зубчатое колесо привода , распорная втулка и опорная втулка масляного уплотнения. Фикса­ция перечисленных деталей осуществ­ляется гайкой-индуктором .

Основным элементом передней опоры ротора турбины (четвертой опоры двигателя) является шариковый под­шипник , фиксирующий роторы в осевом и радиальном направлении. Внутреннее разрезное кольцо подшип­ника устанавливается на втулке вала, а наружное - в гнезде , которое вместе с корпусами масляного и воз­душного уплотнений и дефлектором крепится к переднему фланцу внутрен­него корпуса опор. Между наружным кольцом подшипника и гнездом уста­навливается упруго-гидравлический демпфер.

Основным элементом, задней опоры ротора турбины (пятой опоры двигате­ля) является роликовый подшипник. Внутреннее кольцо подшипника монти­руется на хвостовике зубчатого колеса , а наружное - в гнезде , которое совместно с корпусом датчиков крепится к заднему фланцу внутренне­го корпуса опор.

В корпусе устанавливаются четыре датчика частоты вращения свободной турбины ДТА-10, работающие совместно с гайкой-индуктором . В полости между подшипниками опор размещается узел приводе регулятора свободной турбины, корпус которого крепится к бобышкам внутреннего корпуса опор.

Подача масла к подшипникам опор и деталям привода производится через коллектор форсунок, к которому масло подводится из внешней магистрали через штуцер и трубку в правой верх­ней стойке корпуса опор. Откачка масла осуществляемся через трубку в нижней стойке и штуцер.

Уплотнение масляной полости опор и привода обеспечивается графитовыми радиально-торцовыми уплотнениями и воздушными лабиринтами. Наддув предмасляных полостей уплотнений производится воздухом, отбираемым из-за V ступени компрессора через штуцер и трубку, расположенную внутри левой нижней стойки корпуса опор. Суфлирование масляной полости осуществляется с откачкой масла.

Балансировка ротора свободной турбины производится снятием материала с поясков дисков рабочих колес и втулки подшипника четвертой опоры.

Выхлопной патрубок представляет собой профилированный диффузор, выполненный штамповкой из титанового сплава.

Передним фланцем патрубок крепится к наружному конусу, а задним – к внутреннему силовому конусу корпуса onop. Выхлопной патрубок оканчивается штампованным фланцем, к которому соединительным хомутом крепится вертолетный насадок.

Охлаждение деталей свободной турбины производится воздухом, который подводится к фланцу на корпусе соплового аппарата Ш ступени турбины из-за VII ступени компрессора. Сжатым воздухом охлаждаются сопловые лопатки Ш ступени, корпуса турбины и диски рабочих колес.

Охлаждение внутреннего силового конуса корпуса опор осуществляется за счет циркуляции воздуха через его внутреннюю полость и создания воздушной завесы на его наружной поверхности. Воздух поступает в полость конуса из атмосферы через отверстия в задней его части за счет эжекции. На наружную поверхность воздух направляется дефлектором.