2. Конструкция основных узлов двигателя.

Для обеспечения высокой эксплуатационной и ремонтной технологичности двигатель выполнен по модульной схеме и включает в себя следующие модули:

• компрессор низкого давления (вентилятор);

• газогенератор (включает компрессор высокого давления, основную камеру сгорания, турбину высокого давления);

• турбину низкого давления:

• смеситель;

• фронтовое устройство форсажной камеры сгорания;

• реактивное сопло с корпусом форсажной камеры сгорания;

• воздухо-воздушный теплообменник;

• коробка приводов двигательных агрегатов;

• выносная коробка приводов самолетных агрегатов.

Конструкция основных узлов двигателя, входящих в вышеназванные модули, будет описана ниже.

1. Компрессор.

1.1. Общая характеристика компрессора.

Компрессор двигателя осевой, двухкаскадный, тринадцатиступенчатый. Состоит из четырехступенчатого вентилятора и девятиступенчатого компрессора высокого давления (КВД), соединенных переходным корпусом.

Для обеспечения высоких значений параметров компрессора на нерасчетных режимах и обеспечения необходимых запасов устойчивости, компрессор оборудован входным направляющим аппаратом с регулируемой поворотной частью лопатки, тремя регулируемыми направляющими аппаратами первых ступеней КВД и устройством щелевого перепуска воздуха над рабочими лопатками четвертой ступени вентилятора.

Основные параметры компрессора приведены в табл. 3.1.

Основные параметры компрессора на максимальном режиме

(Н=0, М=0, Т=288 К)

№ п/п	Наименование параметра	Величина
1.	Степень повышения давления воздуха в вентиляторе.	3,5
2.	Степень повышения давления воздуха в КВД.	6,57
3.	Степень повышения давления воздуха в компрессоре.	23,0
4.	Коэффициент полезного действия вентилятора.	0,81
5.	Коэффициент полезного действия КВД.	0,888
6.	Температура воздуха на выходе из вентилятора.	437
7.	Температура воздуха на выходе из компрессора.	769
8.	Окружная скорость конца рабочей лопатки первой ступени вентилятора, м/с.	476,8
9.	Окружная скорость конца рабочей лопатки первой ступени КВД, м/с.	417,6

1.2. Конструкция вентилятора.

Вентилятор состоит из ротора и статора. Все ступени вентилятора трансзвуковые.

Ротор вентилятора.

Ротор вентилятора барабанно-дисковой конструкции, двухопорный.

Диски и проставки ротора объединены в три секции.

Первая секция состоит из передней цапфы 6, диска первой ступени 7, диска второй ступени 11 и цилиндрической проставки с фланцем 15.

Вторая секция состоит из диска третьей ступени 18, задней цапфы 25 и цилиндрической проставки с фланцем 19.

Третья – диск четвертой ступени 24.

На ободе каждого диска имеются продольные пазы типа «ласточкин хвост», в которые устанавливаются рабочие лопатки. Для уменьшения вибронапряжений лопатки первой, второй и третье ступеней имеют бандажные полки, расположенные на боковых поверхностях пера на расстоянии четверти высоты от края лопатки. По контактным поверхностям бандажных полок обеспечивается натяг; для уменьшения износа на контактные поверхности наносится специальное покрытие.

От смещения вдоль паза диска лопатки первой и второй ступеней фиксируются радиальными штифтами. На первой ступени штифты 1 (рис. 3.3.) от выпадания при отсутствии центробежных сил удерживаются кольцом 2, которое от перемещений фиксируется балансировочными винтами 3, завернутыми в штифты. Свободные отверстия в кольце используются для постановки балансировочных винтов в требуемых местах.

На второй ступени штифты удерживаются обжимной втулкой. На последующих ступенях осевая фиксация лопаток осуществляется разрезным кольцом 1 (рис. 3.4), вставляемым в кольцевую проточку в лопатке 2 и диске 3. Кольцо фиксируется стопором 4. Напряжения и запасы прочности в пере рабочей лопатки вентилятора по ступеням приведены в таблице 3.4.

Опоры ротора.Передняя опора ротора вентилятора (рис. 3.5) упругогидравлическая. Опорным элементом передней опоры является роликовый подшипник. Внутреннее кольцо подшипника, элементы уплотнений размещены на передней цапфе. От осевых перемещений они фиксируются фланцем втулки 1. Для охлаждения кольца 6, через отверстия 9 в фигурной втулке и цапфе, подводится масло. Воздух через трубу 12, отверстия 10 в цапфе подводится в полость А для наддува предмасляной полости передней опоры. Наружное кольцо подшипника, контактное масляное уплотнение 5, монтируются в стальном стакане, который крепится к корпусу подшипника 3. Корпус подшипника упругоподвижный и связан с неподвижным фланцем ступицы через пятьдесят упругих перемычек типа «беличье колесо». В зазор между корпусом подшипника и ступицей установлено многоопорное кольцо 4 с калиброванными отверстиями между выступами. При колебаниях ротора многоопорное кольцо деформируется, масло через отверстия перетекает из одной полости в другую, рассеивая энергию колебаний ротора.

Задняя опораротора – шариковый опорно-упорный подшипник. Внешнее кольцо подшипника 11 выполнено зацело с фланцем, который устанавливается в крышке 10. Крышка 10 с натягом устанавливается в переходном корпусе. Внутреннее кольцо подшипника 12 и элементы уплотнений устанавливаются на промежуточном валу вентилятора 15 и фиксируются гайкой 13. Соединение промежуточного вала вентилятора с задней цапфой 2 осуществляется стяжным болтом 14, а с ротором турбины низкого давления стяжной трубой 18.

Воздух, отбираемый из второго контура, или из-за седьмой ступени КВД, поступает на наддув предмасляной полости Б задней опоры и через отверстия 4 в задней цапфе 2 поступает через контровочную трубу на наддув предмасляной полости А передней опоры.

Статор вентилятора.

Статор вентилятора состоит из:

• входного направляющего аппарата (ВНА) 8;

• корпусов первой 10, второй 13, третьей 16 и четвертой 22 ступеней;

• направляющих аппаратов первой 9, второй 14 и третьей 17 ступеней;

• выходного спрямляющего аппарата 21.

Входной направляющий аппарат8 является силовым элементом двигателя. В нем смонтированы: передняя опора ротора 5, откачивающий маслонасос 4, кок 3.

ВНА состоит из наружного кольца 4 (рис. 3.8), внутреннего кольца 8, двадцати трех лопаток 1, с регулируемой поворотной частью 7. Наружное кольцо передним фланцем стыкуется с каналом воздухозаборника, задним – с корпусом первой ступени. Для крепления лопаток с регулируемой поворотной частью в наружном кольце выполнены пазы и отверстия. Снаружи к кольцу приварена обечайка 3, образующая полость, в которую подводится горячий воздух из-за 7 ступени КВД на обогрев лопаток и кока.

Лопатки 1, соединяющие наружное и внутреннее кольцо, являются основным силовым элементом ВНА. Через них передаются все нагрузки. Вместе с регулируемой поворотной частью, лопатка образует единый аэродинамический профиль. На верхней и нижней части лопаток имеются полки и цапфы, с помощью которых они крепятся к наружному и внутреннему кольцу. К наружному кольцу 4 лопатки крепятся с помощью гайки, наворачиваемой на верхнюю цапфу, к внутреннему – за счет защемления нижней цапфы в составном внутреннем кольце 8.

Регулируемая поворотная часть лопатки (закрылок) 7 также имеет цапфы, которые вращаются в подшипниках скольжения, смонтированных в наружном и внутреннем кольце. На верхней цапфе поворотной части лопатки выполнены две лыски, на которые одевается рычаг привода. Регулировка зазоров между поворотной частью лопатки и корпусом производится постановкой регулировочного кольца 2. Для уменьшения перетекания воздуха через зазор между лопаткой и ее поворотной частью установлена пластина 5, прижимаемая к носку закрылка волнообразной пружиной 6.

Кок 3 (рис. 3.1) состоит из двух обечаек, образующих полость для прохода горячего воздуха, который, обогревая кок, выходит в проточную часть двигателя. Кок крепится с помощью гайки 1, вворачиваемой в бобышку на крышке 2.

Направляющие аппараты первой 9, второй 14 и третьей 17 ступеней состоят из лопаток и внутренних полуколец. Конструкцию направляющих аппаратов рассмотрим на примере направляющего аппарата второй ступени. Лопатки направляющего аппарата выполнены с наружными 1 (рис. 3.9) и внутренними 2 полками. Наружной полкой лопатка вставлена в кольцевые проточки, прорезанные в наплыве и заднем фланце. От окружных перемещений лопатки фиксируются сухариками 4, вставляемыми в прорези корпуса.

Выходной направляющий аппаратвентилятора состоит из корпуса 22, наружного кольца 21, двух рядов лопаток 20 и внутреннего кольца 23. Каждая лопатка имеет наружную и внутреннюю полки с натягом, установленные в окнах, профрезерованных в наружном и внутреннем кольце. Фланцами на наружном и внутреннем кольцах направляющий аппарат соединен с переходным корпусом.