3.11. Особенности вентиляторных ступеней трдд с большой степенью двухконтурности

В настоящее время для многих пассажирских и транспортных самолетов применяются ТРДД с большой степенью двухконтурности. В таких ТРДД оптимальная (с точки зрения экономичности) степень повышения давления в вентиляторе находится обычно в пределах . Такие значения степени повышения давления воздуха вполне могут быть получены в одноступенчатом трансзвуковом вентиляторе с, что и реализуется в этих двигателях. Но при малых относительных диаметрах втулки, характерных для рабочих колес таких вентиляторов,окружная скорость в корневом сечении лопаток получается низкой (не более 150…170 м/с). Это затрудняет выполнение ступени с постоянной по радиусу работой , так как для этого потребовалось бы обеспечить высокое значение закруткии соответственно недопустимо большое значение угла поворота потока в РК. Поэтомувентиляторы ТРДД обычно выполняются с переменной по радиусу работой.

На рис. (3.18) приведены примерная схема вентилятора, подобная схемам вентиляторных ступеней двигателей Д-18Т, Д-36, ПС-90А и др., и типичная эпюра изменения по радиусу РК.

Та часть потока воздуха за РК, где изменяется по радиусу, обычно направляется во внутренний контур двигателя. И при этом изменение работы, подведенной к воздуху на разных радиусах, выравнивается либо в первых ступенях компрессора внутреннего контура, либо в так называемыхподпорных ступенях, РК которых располагаются на одном валу с РК вентилятора, а профили лопаток подобраны так, чтобы значение уменьшалось по мере увеличения радиуса.

Отметим еще некоторые характерные особенности таких ступеней.

Рис. 3.18. Схема ступени вентилятора ТРДД

с большой степенью двухконтурности:

1 – рабочее колесо вентилятора;

2 – направляющий аппарат наружного контура;

3 – направляющий аппарат внутреннего контура

а) Лопатки направляющего (спрямляющего) аппарата за той частью РК, воздух из которой подается в наружный контур, для снижения шума, создаваемого вентилятором, располагаются на значительном удалении от лопаток РК.

б) Лопатки РК с целью уменьшения их массы (при большом диаметре) часто выполняются с большим удлинением

. При таких удлинениях лопатки становятся недостаточно жесткими и в них могут возникать недопустимо большие вибрационные напряжения. Для их устранения применяются антивибрационные полки, расположенные на 55…65 % высоты лопаток.

Однако исследования показали, что если выполнить лопатки РК в вентиляторе с существенно меньшим удлинением, т.е. с большей хордой, то вибрации не возникают, т.е. можно не применять антивибрационные полки. Такие лопатки получили название широкохордных.И при этом:

отсутствие антивибрационных полок и связанных с их обтеканием вязкостных и волновых потерь позволяет на 2…3 % увеличить КПД ступени;

 рабочие лопатки с большей хордой менее чувствительны к повреждению посторонними предметами, которые могут попасть в их проточную часть;

 при тщательном выборе параметров таких ступеней масса вентилятора оказывается почти такой же, как и при большом удлинении с применением антивибрационных полок.