книги / Основы конструирования авиационных двигателей и энергетических установок. Т. 2 Компрессоры. Камеры сгорания. Форсажные камеры. Турбины. Выходные устройства

.pdf

Скачиваний:

180

Добавлен:

19.11.2023

Размер:

57 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 3637 / 3737

Оглавление
5.8.2. Конструктивные мероприятия для защиты внутреннего контура от попадания посторонних
предметов............................................................................................................................................................		59
5.8.3. Особенности конструкций систем защиты ГТД наземного применения от попадания
посторонних предметов......................................................................................................................................		61
5.9. Особенности конструкции компрессоров ГТД наземного применения.......................................................		61
5.10. Особенности работы компрессора в парогазовом цикле.............................................................................		62
5.11. Материалы, применяемые для деталей компрессоров.................................................................................		66
5.11.1. Характеристики применяемых материалов.........................................................................................		66
5.11.1.1.	Титановые сплавы..................................................................................................................	66
5.11.1.2.	Алюминиевые сплавы...............................................................................................................	66
5.11.1.3. Стали и жаропрочные никелевые сплавы................................................................................		66
5.11.1.4. Полимерные композиционные материалы..............................................................................		66
Контрольные вопросы..............................................................................................................................................		67
Англо-русский словарь-минимум...........................................................................................................................		67
Список литературы...................................................................................................................................................		68
ГЛАВА 6. Камеры сгорания ГТД...........................................................................................................................		69
6.1. Требования к КС.................................................................................................................................................		70
6.2. Схемы КС............................................................................................................................................................		71
6.2.1. Основные схемы КС.................................................................................................................................		73
6.2.2. Выбор схемы КС........................................................................................................................................		78
6.3. Проектирование КС...........................................................................................................................................		79
6.3.1. Исходные данные для проектирования КС............................................................................................		80
6.3.2. Определение основных размеров КС......................................................................................................		80
6.3.2.1. Объем жаровой трубы....................................................................................................................		80
6.3.2.2. Распределение воздуха в жаровой трубе.......................................................................................		80
6.3.3. Расчет температур элементов КС............................................................................................................		83
6.3.4. Проектирование на заданную эмиссию..................................................................................................		85
6.3.4.1. Способы снижения эмиссии вредных веществ.............................................................................		90
6.4. Основные конструктивные элементы КС........................................................................................................		92
6.4.1. Диффузор...................................................................................................................................................		92
6.4.1.1. Расчет диффузора...........................................................................................................................		93
6.4.2. Жаровая труба...........................................................................................................................................		95
6.4.2.1. Фронтовые устройства...................................................................................................................		98
6.4.2.2. Системы охлаждения жаровой трубы.........................................................................................		100
6.4.3. Топливные форсунки..............................................................................................................................		103
6.4.4. Корпуса КС..............................................................................................................................................		106
6.4.4.1. Наружный корпус КС....................................................................................................................		106
6.4.4.2. Внутренний корпус КС..................................................................................................................		108
6.4.4.3. Разработка конструкции корпусов..............................................................................................		109
6.4.5. Системы зажигания ГТД.........................................................................................................................		109
6.5. Экспериментальная доводка КС.....................................................................................................................		ИЗ
6.6. Особенности КС двигателей наземного применения...................................................................................		116
6.7. Перспективы развития камер сгорания ГТД.................................................................................................		126
Контрольные вопросы............................................................................................................................................		127
Англо-русский словарь-минимум.........................................................................................................................		127
Список литературы.................................................................................................................................................		128
ГЛАВА 7. Форсажные камеры..............................................................................................................................		129
7.1. Характеристики ФК.........................................................................................................................................		129
7.2. Работа ФК..........................................................................................................................................................		131
7.3. Требования к ФК..............................................................................................................................................		131

364

	Оглавление
7.4. Схемы ФК.......................................................................................................................................................	132
7.4.1. ФК со стабилизацией плохообтекаемыми телами...............................................................................	132
7.4.2. Вихревые ФК...........................................................................................................................................	137
7.4.3. ФК с аэродинамической стабилизацией................................................................................................	138
7.5. Основные элементы ФК...................................................................................................................................	139
7.5.1. Смеситель................................................................................................................................................	139
7.5.2. Диффузоры.............................................................................................................................................	140
7.5.3. Фронтовые устройства...........................................................................................................................	141
7.5.4. Корпусы и экраны..................................................................................................................................	143
7.6. Управление работой ФК.................................................................................................................................	144
7.6.1. Розжиг ФК...............................................................................................................................................	145
7.6.2. Управление ФК на режимах приемистости и сброса...........................................................................	146
7.6.3. Управление ФК на стационарных режимах.........................................................................................	147
Контрольные вопросы...........................................................................................................................................	147
Англо-русский словарь-минимум........................................................................................................................	147
Список литературы................................................................................................................................................	148
ГЛАВА 8. Турбины ГТД.......................................................................................................................................	149
8.1. Общие вопросы проектирования турбин......................................................................................................	149
8.1.1. Требования, предъявляемые к конструкции турбин...........................................................................	156
8.1.2. Конструктивные схемы турбин.............................................................................................................	158
8.1.2.1. Классификация газовых турбин..................................................................................................	158
8.1.2.2. Основные факторы, определяющие конструкцию турбины....................................................	159
8.1.2.3. Наиболее успешные конструкции газовых турбин....................................................................	160
8.1.2.4. Конструкции газовых турбин с двухступенчатыми ТВД..........................................................	162
8.1.2.5. Конструкции газовых турбин с одноступенчатыми ТВД.........................................................	167
8.1.2.6. Конструкции газовых турбин трехвальной схемы....................................................................	173
8.1.2.7. Конструкции стационарных газовых турбин.............................................................................	176
8.1.3. Методология проектирования турбин..................................................................................................	177
8.1.3.1. Проектирование на целевую себестоимость турбины..............................................................	178
8.1.3.2. Проектирование на целевую стоимость обслуживания турбины............................................	179
8.1.3.3. Минимизация риска проекта........................................................................................................	180
8.1.3.4. Ключевые технологии в разработке турбины.............................................................................	181
8.1.3.5. Эффективная организация процесса проектирования...............................................................	181
Контрольные вопросы.....................................................................................................................................	183
Список литературы..........................................................................................................................................	183
8.2. Аэродинамическое проектирование турбины..............................................................................................	184
8.2.1. Этапы и ключевые технологии аэродинамического проектирования...............................................	184
8.2.2. Технология одномерного проектирования турбины...........................................................................	185
8.2.3. Одномерное моделирование потерь в лопаточном венце...................................................................	191
8.2.4.2Б/ЗП-моделирование невязкого потока в проточной части турбины..............................................	192
8.2.5.20/ЗБ-моделирование вязкого потока в турбине................................................................................	195
8.2.6. Синтез геометриипрофилей и лопаточных венцов..............................................................................	199
8.2.7. Одномерное проектирование турбины.................................................................................................	201
8.2.7.1. Выбор количества ступеней ТВД................................................................................................	202
8.2.7.2. Выбор количества ступеней ТНД................................................................................................	203
8.2.7.3. Аэродинамическое проектирование и КПД турбины................................................................	204
8.2.8. Аэродинамическое проектирование лопаточных венцов...................................................................	204
8.2.9. Методы управления пространственным потоком в турбине..............................................................	208
8.2.10. Экспериментальное обеспечение аэродинамического проектирования........................................	211
Контрольные вопросы.....................................................................................................................................	213
Список литературы..........................................................................................................................................	213

365

Оглавление
8.3. Охлаждение деталей турбины........................................................................................................................	214
8.3.1. Тепловое состояние элементов турбин.................................................................................................	214
8.3.1.1. Принципы охлаждения.................................................................................................................	215
8.3.2. Конвективное, пленочное и пористое охлаждение.............................................................................	217
8.3.3. Гидравлический расчет систем охлаждения......................................................................................	220
8.3.4. Методология расчета температур основных деталей турбин.............................................................	224
8.3.5. Расчет полей температур в лопатках.....................................................................................................	226
Контрольные вопросы......................................................................................................................................	229
Список литературы...........................................................................................................................................	229
8.4. Роторы турбин..................................................................................................................................................	229
8.4.1. Конструкции роторов.............................................................................................................................	229
8.4.1.1. Диски турбин.................................................................................................................................	229
8.4.1.2. Роторы ТВД....................................................................................................................................	231
8.4.1.3. Роторы ТНД и СТ..........................................................................................................................	236
8.4.1.4. Примеры доводки и совершенствования роторов......................................................................	239
8.4.1.5. Предотвращение раскрутки и разрушения дисков.....................................................................	240
8.4.2. Рабочие лопатки турбин........................................................................................................................	242
8.4.2.1. Соединение рабочих лопаток с диском....................................................................................	246
8.4.3. Охлаждение рабочих лопаток...............................................................................................................	247
Контрольные вопросы......................................................................................................................................	254
Список литературы...........................................................................................................................................	254
8.5. Статоры турбин................................................................................................................................................	254
8.5.1. Корпусы турбин.......................................................................................................................................	255
8.5.2. Сопловые аппараты................................................................................................................................	257
8.5.3. Аппараты закрутки.................................................................................................................................	263
Контрольные вопросы.....................................................................................................................................	263
Список литературы...........................................................................................................................................	263
8.6. Радиальные зазоры в турбинах.......................................................................................................................	264
8.6.1. Влияние радиального зазора на КПД турбины.....................................................................................	264
8.6.2. Изменение радиальных зазоров турбины в работе..............................................................................	264
8.6.3. Управление радиальными зазорами.....................................................................................................	265
8.6.4. Выбор радиального зазора при проектировании.................................................................................	266
Список литературы...........................................................................................................................................	268
8.7. Герметизация проточной части......................................................................................................................	269
8.7.1. Герметизация ротора и статора от утечек охлаждающего воздуха....................................................	269
8.7.2. Уплотнения между ротором и статором...............................................................................................	270
Список литературы...........................................................................................................................................	271
8.8. Материалы основных деталей турбины........................................................................................................	271
8.8.1. Диски и роторные детали турбины.......................................................................................................	272
8.8.2. Сопловые и рабочие лопатки.................................................................................................................	273
8.8.3. Покрытия лопаток..................................................................................................................................	275
8.8.4. Корпусы турбин.......................................................................................................................................	275
Контрольные вопросы......................................................................................................................................	276
Список литературы...........................................................................................................................................	276
8.9. Особенности конструкции турбин двигателей наземного применения.....................................................	276
Список литературы...........................................................................................................................................	280
8.10. Характерные дефекты в турбинах и пути их предотвращения.................................................................	280
8.10.1. Прогары и трещины лопаток ТВД.......................................................................................................	281
8.10.2. Усталостная поломка рабочих лопаток..............................................................................................	284
8.10.3. Недостаточный циклический ресурс и поломки роторных деталей................................................	285
8.10.4. Устранение дефектов турбины в ходе доводки..................................................................................	286
Контрольные вопросы......................................................................................................................................	287

366

	Оглавление
Список литературы...................................................................................................................................	287
8.11. Перспективы развития конструкций и методов проектирования турбин.........................................	287
8.11.1.2Б-аэродинамика: эффективные охлаждаемые лопатки ТВД.....................................................	288
8.11.2.20-аэродинамика: сокращение количества лопаток....................................................................	289
8.11.3. Противоположное вращение роторов ТВД иТНД...................................................................	290
8.11.4.20-аэродинамика: эффективные решетки профилей ТНД..........................................................	291
8.11.5. ЗБ-аэродинамика: эффективные формы лопаточных венцов......................................................	293
8.11.6. Новые материалы и покрытия для лопаток идисков...................................................................	294
8.11.7. Совершенствование конструкций охлаждаемых лопаток............................................................	295
8.11.8. Оптимизированные системы управления радиальными зазорами...............................................	295
8.11.9. Развитие средств и методов проектирования...............................................................................	296
Контрольные вопросы..............................................................................................................................	298
Список литературы...................................................................................................................................	298
Англо-русский словарь-минимум.................................................................................................................	299
ГЛАВА 9. Выходные устройства ГТД...........................................................................................................	301
9.1. Нерегулируемые сопла............................................................................................................................	303
9.2. Выходные устройства ТРДД...................................................................................................................	305
9.2.1. Выходные устройства со смешением потоков...............................................................................	305
9.2.2. Выходные устройства ТРДЦ с раздельным истечением потоков..................................................	309
9.3. Регулируемые сопла.................................................................................................................................	310
9.3.1. Осесимметричные регулируемые сопла.........................................................................................	311
9.3.2. Плоские сопла..................................................................................................................................	319
9.3.3. Осесимметричные сопла с управляемым вектором тяги...............................................................	321
9.3.3.1. Осесимметричное сопло с поворотным узлом.....................................................................	322
9.3.3.2. Осесимметричные сопла с управляемым вектором тяги в сверхзвуковой части.................	325
9.4. Выходные устройства двигателей самолетов укороченного и вертикального взлета-посадки..............	329
9.5. «Малозаметные» выходные устройства..................................................................................................	330
9.6. Реверсивные устройства..........................................................................................................................	333
9.6.1. Реверсивные устройства ковшового типа......................................................................................	337
9.6.2. Реверсивные устройства створчатого типа....................................................................................	338
9.6.3. Реверсивные устройства решетчатого типа...................................................................................	338
9.6.3.1. Гидравлический привод реверсивного устройства...............................................................	344
9.6.3.2. Механизм управления и блокировки реверсивного устройства..........................................	344
9.6.3.3. Механический замок фиксации положения реверсивного устройства.................................	347
9.7. Приводы выходных устройств................................................................................................................	347
9.7.1. Пневмопривод.................................................................................................................................	347
9.7.2. Пневмомеханический привод.........................................................................................................	347
9.8. Выходные устройствадиффузорного типа.............................................................................................	347
9.8.1. Конические диффузоры..................................................................................................................	348
9.8.2. Осекольцевые диффузоры..............................................................................................................	348
9.8.3. Улитки..............................................................................................................................................	348
9.8.4. Соединения с выхлопными шахтами..............................................................................................	354
9.8.5. Выходные устройства вертолетных ГТД.......................................................................................	356

9.9.Приложение 1. Проблемы выходных устройстве широким диапазоном изменения тг*.

Обеспечение аэродинамической устойчивости......................................................................................	356
9.10. Приложение 2. Принцип работы выходных устройств диффузорного типа.....................................	360
Контрольные вопросы....................................................................................................................................	361
Англо-русский словарь-минимум.................................................................................................................	361
Список литературы.........................................................................................................................................	362

Учебное издание

Иноземцев Александр Александрович, Нихамкин Михаил Александрович, Сандрацкий Валерий Львович

ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

Учебник

Том 2 Компрессоры. Камеры сгорания. Форсажные камеры. Турбины.

Выходные устройства

Редактор и корректор И.Н. Жеганина

Подписано в печать 10.05.2008. Формат 60x90/8. Уел. печ. л. 45,75. Тираж 1000 экз. Заказ № 604-2/2008.

ООО «Издательство Машиностроение», 107076, г. Москва, Стромынский пер., 4

Отпечатано в типографии ИД «Пресстайм». Адрес: 614025, г. Пермь, ул. Героев Хасана, 105.

<<< < Предыдущая 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 3637 / 3737

Соседние файлы в папке книги