Госник ДП

21. Способы снижения динамических напряжений в лопатках.

1)применение бандажирования(в турбинах)

2)антивибрационные полки

3)срез задней кромки лопатки (в турбинах)

4)парные лопатки с удленённой ножкой в одном пазу

5)разрезнаялопатка

22. Виды и формы колебаний дисков, физические причины колебаний.

Спектр собственных форм колебаний в первом приближении можно представить с помощью круглых пластин. Формы колебаний отличаются друг от друга числом узловых диаметров n и числом узловых окружностей s. В соответствии с этими признаками все формы разделяются на три группы.

1)осесимметричные колебания отсутствие узлового диаметра и несколько узловых

окружностей. Характеризуются неуравновешенностью в осевом направлении.

2) кососимметричные колебания Имеется один узловой диаметр и несколько узловых

окружностей. Характеризуются возникновением неуравновешенного изгибного момента. Этот момент может вызвать изгибные колебания ротора.

3)циклически симметричные формы Общая характеристика циклически симметричных форм

заключается в том, что эти формы уравновешенны, поэтому обнаружить такие колебания на двигателе с помощью штатных датчиков практически невозможно.

Возбуждающими источниками колебаний являются пульсации давления расхода газа в проточной части двигателя, колебания давления и расхода газа в разгрузочных полостях.

24. Факторы, влияющие на собственные частоты колебаний дисков.

1)увеличение коничности или гиперболичности полотна диска ведет к увеличению частоты на 50-100% 2)наличиелопаточноговенца

3)влияние угловой скорости рабочего колеса Радиальные ц.б. силы препятствуют изгибу диска и следовательно повышают собственную частоту

ω

4)влияние температуры С увеличением темп. уменьшается модуль упругости Е,

следовательно частота уменьшается. При наличие ярко выраженного обода вследствие градиента температур диска появляется напряжения сжатия. Вследствие снижения Е и возникновения напряжений сжатия понижают номинальную частоту вращения диска.

25.Определение осевых газовых сил, действующих в компрессоре

икамере сгорания.

Осевое усилие возникающее на элементах конструкций двигателей,

определяется как сумма статических давлений воздуха или газа на поверхности проточной части элементов и газодинамической силы, вызванной изменением количества движения воздуха или газа при прохождении его через рассматриваемый элемент конструкции (в компрессоре и КС).

Компрессор:

Осевая газодинамическая сила, возникающая на лопатках рабочего колеса, может быть подсчитана по формуле:

Pал(s) p1(s) F1(s) p2(s) F2(s) G(c2( sa) c1(as) )

Осевая газодинамическая сила, действующая на все рабочее колесо ступени, определяется как сумма равнодействующих статических давлений на боковые поверхности рабочего колеса и осевой силы лопаток.

Полное осевое усилие, действующее на направляющий аппарат ступени, складывается из суммы

Pна(s) Pал(s) p20(s) F2 p30(s) F3

Камера сгорания:

Осевая газодинамическая сила, действующая на весь узел камеры сгорания в целом, может быть рассчитана по формуле

Осевая сила КС действует в сторону компрессора и достигает величин, превышающих величину тяги двигателя.

27. Определение инерционных нагрузок, сил трения, гироскопических моментов, термических усилий, возникающих в ГТД.

Инерционные силы. При выполнении самолетом эволюций в полете, а также при взлете и посадке возникают инерционные перегрузки, действующие на все элементы двигателя. В каждом конкретном случае максимальные силы инерции, вызывающие перегрузку узла, детали или двигателя в целом, определяются равенством

Pj Mgnmaxэ

М- масса узла, детали или двигателя в целом, в кг

Сила инерции направлена по радиусу кривизны траектории, описываемой самолетом при эволюции.

Гироскопические моменты. При выполнении самолетом эволюцией на вращающийся ротор двигателя кроме сил инерции, вызывающих перегрузку, действует гироскопический момент

M p J p sin

Гироскопические моменты возникают на каждом диске ротора, нагружают элементы его конструкций и соединений. Суммарный гироскопический момент всего ротора создает большие нагрузки на опоры ротора

28. Организация разгрузочных полостей в ГТД. Определение разгружающего усилия.

Общее осевое усилие, возникающее на роторе компрессора, равно сумме осевых сил от всех ступеней. Для уменьшения этой осевой силы за задней торцовой поверхностью ротора создается Пдумисная полость с низким, почти атмосферным, давлением рн а перед передней торцовой поверхностью ротора думисная З полость , в которую подается воздух повышенного давления рП от промежуточных ступеней (рис. 2.9). В результате возникает .разгружающая положительная сила как разность осевых сил, действующих на торцы ротора. Расчет этой силы производится по заданным величинам давлений и размерам

площадей. FП = 0,25*π(D2УП-d2УП); FЗ = 0,25*π(D2УЗ-d2УЗ)

Рис. 2.9. Схема действия осевых сил на торцевые поверхности ротора компрессора

29. Баланс осевых газовых сил ГТД.

Алгебраическая сумма осевых газодинамических и газостатических сил приложенных к узлам и деталям двигателя численно равна тяге развиваемой двигателем.

Усилие на роторе турбины в 2,6 раза больше силы тяги.

Рассмотренный пример показывает, что детали ГТД находятся под воздействием больших внутренних газодинамических сил, поэтому в процессе проектирования осевые силы рассчитываются и учитываются для оценки прочности конструкции и обеспечения минимальной массы двигателя.