Метрология / Том 2. Основы конструирования авиационных двигателей и энергетических установок / Glava8-8-4-Kontrolnyje_voprosy

полнены два литейных выступа 4, на которые установлен демпфер 5.

Необходимой частью процесса разработки детальной конструкции охлаждаемых рабочих лопаток ТВД является оптимизация элементов конструкции методом конечных элементов на 3D-мо- дели в инженерных пакетах высокого уровня (ANSYS, NASTRAN, PATRAN). Целями оптимизации являются минимизация массы, отстройка от форм и частот потенциальных высокочастотных колебаний; обеспечение запаса по малоцикловой усталости (циклической долговечности). Ограни- чениями при этом являются:

-уровень механических напряжений в элементах лопатки и запасы прочности (которые должны быть обеспечены в пределах, установленных практикой проектирования и опытом эксплуатации);

-технологические возможности производства;

-себестоимость.

Такая оптимизация не является полной гарантией отсутствия дефектов в конструкции, так как точность определения граничных условий по тепловой, аэродинамической и динамической нагрузке, а также точность применяемых конечно-элемен- тных моделей никогда не бывает для этого достаточной. Однако только после такой оптимизации может быть радикально снижен риск разработки.

Контрольные вопросы

1.Назовите наиболее широко распространенные конструкции соединения дисков турбины с валом.

2.Какие меры принимаются для предотвращения раскрутки ротора турбины при нарушении его кинематической связи с ротором компрессора?

3.Для чего предназначены бандажные полки на рабочих лопатках турбины?

4.Для чего предназначена ножка между нижней полкой и замком рабочей лопатки?

5.Каким образом обеспечивается разгрузка профильной части лопатки от напряжений изгиба?

6.Какими соображениями определяется выбор числа пар зубьев в лопаточном замке «елочного» типа?

7.Для чего внутренняя полость охлаждаемой рабочей лопатки турбины разделяется вертикальными перегородками на отдельные каналы?

8.Благодаря чему повышается эффективность пленочного охлаждения лопаток, у которых отверстия для выхода охлаждающего воздуха имеют конусообразное расширение на выходе?

Перечень использованной литературы

8.1RB211 engine improvements boost Boeing 747 performance. The Rolls-Royce Magazine, Number 25, June 1985.

8.2Dailey, G.M. Design and Calculation Issues. AeroThermal Performance of Internal Cooling Systems in Turbomachines. Lecture Series 2000-03. Von Karman Institute for Fluid Dynamics, 2000.

8.3Halila, E.E., Lenahan, D.T., Thomas, T.T. Energy Efficient Engine. High Pressure Turbine Test Hardware Detailed Design Report, NASA CR-167955, 1982.