Метрология / Том 1. Общие сведения. Основные параметры и требования. Конструктивные и силовые схемы / 4-3-Silovyje_skhemy_statorov

с межвальным расположением шарикоподшипника, трехопорным ротором СД и двухопорным ротором ВД.

Силовые схемы роторов ГТД наземного применения значительно проще. Как правило, они включают в себя одновальный ротор ВД базового авиационного двигателя (с высокой степенью унификации конструктивных решений) или новый специально разработанный ротор.

4.3 – Силовые схемы статоров

Силовые корпуса двигателей предназначены для восприятия и суммирования усилий, действующих в ГТД, и частичной передачи их в виде силы тяги (двигатели воздушных судов) на силовые эле-

Рисунок 4.16 – Типовые схемы статоров одноконтурных авиационных двигателей а) с «внутренней» связью; б) с «на-

ружной» связью; в) с комбинированной связью 1 – корпус компрессора; 2 – корпус

переднего подшипника; 3 – корпус среднего подшипника; 4 – корпус турбины; 5 – корпус заднего подшипника; 6 – корпус газосборника; 7 – корпус заднего подшипника; 8 – корпус камеры сгорания

менты самолета или крутящего момента (двигатели, как приводы к другим агрегатам) на подмоторную раму.

К силовым корпусам ГТД относят корпуса компрессора, камеры сгорания, турбины, а также корпуса опор. Все эти корпуса собираются в единую конструкцию - статор с помощью фланцев, которые соединяются болтами, шпильками, штифтами. К силовым корпусам крепятся входные

èвыходные устройства двигателя, коробки приводов, корпуса наружного контура, устройства форсирования и реверса тяги. На силовых корпусах размещаются узлы крепления двигателя к самолету или к подмоторной раме.

Силовые схемы статоров одноконтурных двигателей различаются, в основном, по виду связи корпусов компрессора, камеры сгорания, турбины и опоры заднего подшипника ротора. На Рис. 4.16 приведены три типовые схемы статоров одноконтурного двигателя с трехопорным ротором.

На всех схемах корпус 1 компрессора непосредственно связан с корпусом 2 переднего подшипника и корпусом 3 среднего подшипников ротора. На схеме à корпус турбины 4 связан с корпусом среднего подшипника ротора через корпус 5 заднего подшипника ротора и корпус 6 газосборника. На схеме á задний подшипник расположен за турбиной и его корпус 7 через корпус турбины и корпус 8 камеры сгорания связан с корпусом среднего подшипника ротора. На схеме â изображена разветвленная связь корпусов, при которой к корпусу среднего подшипника ротора независимо крепят корпус заднего подшипника ротора, а через корпус камеры сгорания корпус турбины.

Âнастоящее время нашли широкое применение силовые схемы статоров типа á è â. Силовая схема типа à широко не распространена на двигателях с прямым потоком газа ввиду относительно небольшой жесткости и сложности конструктивного выполнения. Однако, она применяется на двигателях с петлевым потоком газа, к примеру, на промышленных ГТД или двигателях малой мощности.

Силовые схемы статоров двухконтурных двигателей, в основном, являются развитием какойлибо из вышеперечисленных схем с включением в нее силового корпуса наружного контура. Рассмотрим одну из таких схем статоров на примере авиационного двигателя ПС –90А.

Âсиловую схему статоров газогенератора двигателя ПС-90А (см. Рис. 4.17) входят разделительный корпус 1, корпус 2 КВД, наружный корпус 3

èвнутренний корпус 4 камеры сгорания, корпус 5

турбины, задняя опора 6. Наружный корпус и в- нутренний корпус камеры сгорания жестко соединены между собой стойками (штырями) 7. К силовой схеме газогенератора через разделительный корпус жестко присоединены силовые элементы наружного контура – опора 8 шарикоподшипника ротора низкого давления, наружный корпус 9 вентилятора, наружный корпус 10.

В двигателе применены трехопорная схема ротора ВД и трехопорная схема ротора НД. Опоры 11, 12, 13 – опоры ротора НД, причем опора 11 служит для восприятия осевого усилия и передачи его на корпус газогенератора. Опоры 14, 15, 16 – опоры ротора ВД, причем опора 15 служит для восприятия осевого усилия и передачи его на корпус газогенератора. В опорах 11 и 15 установлены радиально-упорные шарикоподшипники, в остальных опорах – роликовые подшипники.

Крепление двигателя ПС-90А к пилону самолета, передача силы тяги к силовым элементам пилона осуществлены деталями системы подвески (более подробно см. раздел 4.5).

4.4 – Опоры роторов ГТД

Опоры ГТД служат для передачи усилия от вращающихся роторов к корпусам. Опоры воспринимают значительные статические и динамические усилия от валов двигателя. Они должны обеспечи- вать достаточную жесткость силовой схемы дви-

гателя и необходимое центрирование валов во всем диапазоне реализуемых нагрузок.

В настоящее время получили распространение следующие типы опор:

-опоры жесткого типа, воспринимающие усилия во всех направлениях;

-упруго-демпферные опоры, устанавливаемые преимущественно на радиальные подшипники;

-опоры межроторного типа.

Êпреимуществам опор первого типа можно отнести достаточно простую конструкцию, возможность передачи значительных осевых и радиальных усилий. Недостатком жестких опор является их большая чувствительность к температурному градиенту, что приводит к значительному изменению посадки наружных колец подшипников. К опорам жесткого типа предъявляются высокие требования по точности механической обработки посадочных мест под подшипники.

Êпреимуществам опор второго типа можно отнести возможность самоустановки опоры в процессе работы, меньшую массу, чем у опор первого типа, возможность некоторого демпфирования передаваемых усилий, меньшую чувствительность

êтемпературным градиентам. Недостатки опор данного типа — относительная сложность конструкции, ограничение использования из-за гибкости. Проявление динамических явлений в таких опорах требует их доводки в процессе разработки.

Опоры межроторного типа не нуждаются в прямой связи с корпусами двигателя. Они передают нагрузку на силовые корпуса через тот ро-