25

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ»

Кафедра двигателей летательных аппаратов

Л.В. Москаленко, Б.П. Умушкин

КОНСТРУКЦИЯ И ПРОЧНОСТЬ АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Пособие к лабораторным занятиям

по теме

«КАМЕРЫ СГОРАНИЯ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ»

для студентов III и IV курсов

специальности 160900

по направлению 552000

всех форм обучения

Москва - 2007

ББК 0551-021

М82

Рецензент д-р техн. наук, проф. В.А. Пивоваров

Москаленко Л.В., Умушкин Б.П.

М82 Конструкция и прочность авиационных двигателей: Пособие к лабораторным занятиям по теме «Камеры сгорания газотурбинных двигателей». – М.: МГТУ ГА, 2007. – 24 с.

Данное пособие издается в соответствии с рабочей программой учебной дисциплины СД.07 «Конструкция и прочность авиационных двигателей» по Учебному плану специальности 160900 по направлению 552000 для студентов III и IV курсов всех форм обучения, утвержденному в 2001 г.

Рассмотрено и одобрено на заседаниях кафедры 07.03.06г. и методического совета 20.05.06г.

Редактор И.В. Вилкова

Подписано в печать 24.10.06 г.

Печать офсетная Формат 60х84/16 1,32 уч.-изд. л.

1,4 усл.печ.л. Заказ № 210/ Тираж 300 экз.

Московский государственный технический университет ГА

125993 Москва, Кронштадтский бульвар, д. 20

Редакционно-издательский отдел

125493 Москва, ул. Пулковская, д.6а

© Московский государственный

технический университет ГА, 2007

Занятие № 4

КАМЕРЫ СГОРАНИЯ ГТД

1. Цель занятия

Изучение назначения, основных параметров, условий работы камер сгорания ГТД и требований к их конструкции.

Ознакомление студентов с основными конструктивно-схемными решениями камер сгорания ГТД.

Изучение принципов подхода к инженерному анализу конструкций камер сгорания с учетом условий работы и воздействия эксплуатационных факторов.

Ознакомление с методами анализа нарушения работоспособности, поиска причин отказов конструкции камер и разработки мер по их устранению и предупреждению.

Приобретение студентами навыков самостоятельной работы по самостоятельному анализу конструкции камеры сгорания ГДД.

2. Методические основы построения занятия

Занятие проводится по подгруппам в течение четырёх часов учебного времени в помещениях специализированных классов учебной лаборатории, оснащённых образцами газотурбинных двигателей, их узлов и агрегатов.

Занятие состоит из рассказа преподавателя и последующей самостоятельной работы студентов под руководством преподавателя.

Преподаватель использует при проведении занятия макеты-разрезы двигателей, их узлы и агрегаты, а также видеотехнику, электронные носители, слайды, чертежи и плакаты.

Самостоятельная работа студентов проводится под руководством преподавателя группами, численностью 5 – 6 человек. Каждая такая группа получает задание на самостоятельную работу по анализу конструкции компрессора конкретного газотурбинного двигателя с использованием макета-разреза двигателя, его технического описания и чертежа.

Задание содержит вопросы, на которые должны ответить студенты по результатам самостоятельного анализа конструкции.

3. Основа содержания рассказа преподавателя

3.1. Требования к камерам сгорания

Камера сгорания является тем агрегатом двигателя, где происходит сгорание топлива в потоке воздуха, поступающего из компрессора. Образовавшийся в результате газ направляется в турбину.

Конструкция камер сгорания должна удовлетворять следующим ос­новным требованиям:

- потери энергии как в процессе преобразования химиче­ской энергии топлива в тепло, так и вследствие теплоотдачи в окру­жающую среду должны быть минимальными;

- величина коэффициента полноты сгорания топлива на режимах работы двигателя, близких к расчетному, должна составлять не менее 0,90—0,98;

-гидравлические потери, приводящие к потере полного напора и соответствующему уменьшению работы цикла, должны быть небольши­ми (на выполненных современных ГТД потери полного напора составляют 5 - 8°/₀)

- процесс горения должен быть устойчивым на всех режимах по­лета, включая полеты на больших высотах, когда плотность воздуха в камере невелика, а уменьшение расхода топлива через форсунки сопро­вождается ухудшением распыла;

- обеспечивать равномерность и стабильность по условиям проч­ности лопаток турбины поля температур, скоростей и давлений газа на выходе из камеры;

- в процессе эксплуатации в течение всего ресурса двигателя долж­на быть гарантирована надежность работы и неизменность характери­стик камеры без необходимости осмотров отдельных деталей, связанных с большими затратами времени и труда для проведения регламентных работ;

- запуск двигателя должен обеспечиваться на всех скоростях и высо­тах полета, пусковые устройства камер должны быть простыми по кон­струкции и удобными в эксплуатации;

- выбор конструкционных материалов, организация охлаждения, а также назначение размеров и способов крепления деталей должны быть обусловлены условиями получения минимальной массы при удовлетворе­нии установленных требований технологичности, надежности и ресурса.

В настоящее время отсутствуют достаточно точные инженерные ме­тоды расчета процессов, происходящих в камере. Поэтому только натурные испытания отдельных вариантов камер на специальных установках с последующей проверкой их на двигателе позволяют выяснить качест­во работы камеры и определить ее характеристики. При выборе конст­рукции камеры должна учитываться возможность экспериментальной проверки ее работы с наименьшей затратой средств для проведения ис­пытаний.