Госник ОКАД
.pdf
11.Материалы деталей камер сгорания и выходных устройств.
КС – часть ГТД в котором осуществляется подвод конечного тепла за счет сжигания топлива.
Требования к материалам для КС :
высокая жаропрочность и жаростойкость
высокое сопротивление усталости, низкая скорость образования трещин
достаточная теплопроводность
хорошая пластичность и свариваемость
удовлетворительные технологич-е свойства
(свариваемость, деформируемость).
1.титановые сплавы (корпус ВТ5-1, ВТ-20; 500-700 ˚C)
2.жаростойкие стали (12Х18Н10Т; 600-800˚С)
3.жаростойкие никелевые сплавы (ХН38ВТ, ХН78Т; 800-
1000˚С)
4.хромистые сплавы (ВХ-2, ВХ-4)
5.интерметаллиды Ni3Al (ВКНА-1А; 1200-1250˚С)
6.керамика Si3N4 (1400-1600˚C)
.
12.Подшипники, прим-мые в ГДТ: типы, конст-ция, устр-ва подачи масла |
|||
Опора – узел, предназначенный для контакта вращающегося ротора с |
|||
неподвижной частью. Состоит из: 1) подшипник; 2) корпус; 3) устройство |
|||
подачи масла; 4) устройство |
отвода масла; 5) уплотнение масл-й полости; |
||
6)демпферы; 7) тепловая защита. |
В ГТД использ-ся подшипники качения: |
||
+: меньше трения, относительно большие частоты вращения, небольшие осевые |
|||
габариты; -: большие диаметральные размеры, большая масса, шум. |
|||
Применяют: 1) однорядные (радиальные и радиально-упорные); 2) шариковые; |
|||
3) роликовые (с коротким роликом); 4) средней, легкой и сверхлегкой серии; |
|||
5)4-го, 5-го класса точности; 6) с сепаратором. |
|
||
А |
|
|
Б |
|
А- А |
|
|
|
|
|
Б- Б |
|
|
сепаратор |
сепаратор |
|
|
|
|
А |
|
|
Б |
|
|
|
|
А-А хуже для теплового расширения; Б-Б хорош для теплового расширения, но |
|||
большой износ происходит. |
Материалы (ШХ 9,6,15; темп-ра < 250˚С) |
||
Подача масла |
|
|
|
|
Схема подачи зависит от скоростного фактора |
||
= |
d*n, где d – диаметр вала, n – частота вращения. |
||
0 |
|
|
|
a- |
|
|
6 |
1 |
Если d*n < 0.5*10 – подача масла с одной |
||
5 |
|||
Е |
стороны |
|
|
|
0.5 < d*n < 1.5*106 – подача масла с двух |
||
|
сторон |
|
|
|
d*n > 1.5*106 - подача масла ч/з форсунки |
||
|
нецелесообразна |
|
|
|
|
|
Форсунка |
|
|
|
lc |
|
|
|
dc |
|
|
|
lc/dc = 2,5-4 |
13. Подбор подшипников ротора ГТД.
Выбор подшипника осуществляется по следующим параметрам:
|
|
1 |
|
С |
|
3.33 |
|
|
h |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
экв |
|
Q |
|
|
Долговечность подшипника в часах: |
|
|
|
, где |
|||
|
|
|
|
||||
эквивалентная частота вращения, для режима с наибольшей продолжительностью работы.
С- коэф. работоспособности.
Q- приведенная условная нагрузка.
n |
экв |
|
|
|
Для Ш/П:
С K |
|
K |
|
Z |
0.7 |
d |
|
сos |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
качест |
|
|
|
ш |
|
Для Р/П:
С K |
|
K |
|
Z |
0.7 |
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
качест |
|
|
|
p |
l |
p |
|
, где
K |
1 |
|
- коэф.
динамической стойкости,φ – коэф учит влияние диаметра шарика на динамич стойкость, z-число тел качения,lp-длина ролика
Ш/П:
K |
1 |
|
=65
Р/П:
K |
1 |
|
=80
d |
ш (d p ) - диаметр шарика (ролика); |
l |
p - длина ролика. |
|
|||
|
|
|
|
|
- коэф. Учитывающий влияние на динамическую стойкость подшипника. |
||
K |
качест |
|
- коэф. качества, учитывающий влияние материала, точности
изготовления. |
K |
качест =1-1,5. |
|
|
||
|
|
|
||||
Z- число тел качения. |
|
|
|
|
||
Q (R mA)K |
K |
|
K |
|
||
|
|
k |
|
|
||
нагрузка.
, где R-радиальная нагрузка. А- осевая
K |
к |
|
- кинематический коэф. учитывающий влияние вращения одного из колец.
( K к =1).
K - коэф. учитывающий влияние динамики нагружения на долговечность
( K 1).
K - коэф. учитывающий влияние температуры.
m=0,5-1,5 зависит от геометр. Конструктивных параметров подшипника.
14.Устройства для отклонения вектора тяги. Реверсивные устройства.
Реверсивные устройства. Реверс тягиэто изменение направления ее действия на противоположное, в результате чего создается сила направленная против движения самолета и вызывающее его торможение. Необходима для: 1) - уменьшения длины пробега при посадке; 2) для повышения маневренности боевого самолета. Реверсивное устройствопредназначено для разворота газового потока с целью создания отрицательной тяги. Р. У. делятся на 2 класса: 1) Механического типа: а) решетчатого тип. +:максим эффект реверсирования. -: створки находятся под воздействием газа; б) створчатого типа. +:створки нах-ся в холодном потоке; -:сложные механизмы управления, меньшая эффективность реверсирования.
2) Газодинамического типа: а) с отклонением потока центробежными струям воздуха; б) с закруткой потока.
Особенности констр. Р. У: 1) Створки должны быть максимально жесткими. 2)Перемещение створок должно быть строго синхронно. 3) Для фиксирования положения створок применяют стопорные механизмы.
Устройство для отклонения вектора тяги.
Схема с заслонкой |
Сегментное ВыхУ |
Поворотное сопло |
|
|
|
Схема с поворотными патрубками
15.Уплотнение масляных полостей опор упругими
металлическими кольцами.
В канавках кольцедержателя 1 размещаются неподвижные разрезные упругие кольца2, плотно прижатые силой упругости к неподвижной втулке 3.Цисло колец не превышает трех. Перетеканию масла из масляной полости и проникновению в нее воздуха или газа извне препятствует боковое прилегание кольца к боковой поверхности канавки.
Рис. Кольцевое уплотнение.
Момент трения на цилиндрической поверхности «а» должен быть больше момента трения на плоской поверхности «б».
R3=15÷80 мм; R3-R2=0,5÷0,75 мм; b=2-3 мм;
R1-RК=0,2÷1 мм; b1-b=0,05÷0,15 мм.
Скорость скольжения на участке «б» 60-90 м/с.
.
16.Тепловое состояние лопаток турбин. Схема внутреннего охлаждения
лопаток.
1) радиальное распределение Т. 2) распределение Т по профилю Задачи охлаждения: 1. Снизить ср Т; 2.снизить неравномерность распределения Т в лопатке.
Распределение температуры по высоте профиля лопатки.
Распределение температуры по профилю:
Основные схемы воздушного охлаждения лопаток: 1) Схема с радиальными каналами. +:простота, технологичность конструкции. -: недостаточное охлаждение периферийной части, неравномерность нагрева по профилю
Тпр≈120÷150о.
2)Полая лопатка с турбулерзторами. +: а) технологичность; б) эффект-ть охлаждения; в) меньше масса. -: Повышенные гидравлические потери.
3)петлевая схема охлаждения. +: эффек-е охлажд. -: - сложность., большие потери в решетки профелей с выдувом воздуха на поверхность лопатки.
4)Схема с дефлектором. +: меньше охлажденного воздуха.
-: а) сложность; б) большая стоимость; в) маленький ресурс из-за дефлектора; г) увеличенное гидравлическое сопротивление.
4
2
1 |
3 |
|
17. Уплотнение масляных полостей опор графитовыми кольцами.
1- графитовое кольцо
2- пружина
3- оправка
4- корпус уплотнения
5- кольцо вторичного уплотнения.
Температура работы графита 300-400 градусов Цельсия. Из применяемых материалов можно указать:
-Прессованный графит АГ-1000
-Пирометический графит ПГИ.
Если Т меньше 300 градусов, то используют графит марки НИГРАН-В
18.Соединение рабочих лопаток турбины с дисками.
«Елочного типа»
+:
относительно малая масса обода диска
возможность размещения большого числа лопаток на ободе
свободное установка лопаток на диск, диск устраняет появление температурных напряжений и позволяет продувать соединение
возможность легкой замены лопатки
демпфирование энергии колебаний в замке
-:
затруднит. теплоотвод в диск
концентрация напряжений
необходимость изготовления с высокой точностью элементов елочного соединения для обеспечения равномерной нагрузки на зубья.
19.Основные камеры сгорания: назначение, предъявляемые требования.
Камера сгорания -это часть ГТД в которой осуществляется подвод определенного кол-ва тепла к рабочему телу за счет сгорания топлива.
|
Требования предъявляемые к к.с.: |
|
|||
|
1.высокая |
полнота |
сгорания |
||
|
топлива η=(QCT/QTEOP)(0,99-0,995). |
||||
|
2.надежность запуска камеры в |
||||
|
заданном |
диапазоне |
высот |
и |
|
|
скоростей |
|
без |
применения |
|
|
специального топлива и др. спец. |
||||
|
средств. 3.устойчивая работа (без |
||||
|
вибрационного |
горения |
и |
||
|
погасания) в заданном диапазоне |
||||
|
по α, Т*К, Р*. 4.допустимый |
||||
1-диффузор; 2-завихри-тель; 3-форсунка; |
уровень потерь полного давления. |
|
|||
5.доп-ый |
уровень |
нерав- |
|||
4-зона горения; 5-зона разбавле-ния. |
номерности температур на выходе. |
||||
|
|||||
6.низкое содержание вредных веществ в продуктах сгорания. 7.минимальные габариты и масса. 8.ресурс, безотказность.
Классификация к.с. по конструктивным признакам
|
1)трубчатые |
+: а)хорошая ремонтопригодность; б)малый расход |
|
||||||||
|
|
воздуха, |
топлива, |
энергии |
при |
|
доводке; |
|
|||
|
|
в)облегчается доводка камеры. |
-: а)большие диам- |
|
|||||||
|
|
ные габариты; б)значит-ые потери полного давл.; |
|
||||||||
|
|
в)значительная неравномерность поля температур |
|
||||||||
|
|
на выходе; г)трудности уплотнения в месте |
|
||||||||
|
|
соединения каждой секции с турбиной |
|
|
|
||||||
|
2)кольцевые |
+: 1)минимальные |
потери |
полного |
|
давления; |
|
||||
|
|
2)меньшая неравномерность температурного поля; |
|
||||||||
|
|
3)меньшие габариты; 4)меньший расход воздуха на |
|
||||||||
|
|
охлаждение. |
-: |
1)большие |
затраты |
воздуха, |
|
||||
|
|
топлива, энергии при доводке; 2)недостаточная |
|
||||||||
|
|
технологичность; 3) нагруженность внешней |
|
||||||||
|
|
оболочки жаровой трубы |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
3)трубчато-кольцевые |
+:1)меньшие |
потери |
полного |
давления по |
|
|||||
|
|
сравнению с трубчатой; 2)более равномерное |
|
||||||||
|
|
температурное поле по сравнению с трубчатой; |
|
||||||||
|
|
3)возм-ть замены жаровых труб; 4)меньшие потери |
|
||||||||
|
|
воздуха, топлива; 5)меньшая масса. |
-: |
1)камера |
|
||||||
|
|
менее компактна |
по |
сравнению |
с |
кольцевой; |
|
||||
|
|
2)необ-ть |
|
установки |
пламеперебрасывающих |
|
|||||
|
|
патрубков; 3)более высокие потери полного давл. |
|
||||||||
|
|
по ср-ию с кольц. кс; 4)большая неравномерность |
|
||||||||
|
|
температур по сравнению с кольцевой. |
|
|
|
||||||
20.Упругодемпферные опоры роторов ГТД.
Назначение: снизить вибрации роторов, демфир-ие колебаний, снизить
жесткость опор |
|
1)упругое кольцо |
2) пакет разрезных колец |
3)пакет упругих колец
4)выдавливающая масляная пленка
5)упругая опора «беличье колесо»