3. Конструкция элементов выходных устройств. Выпускного канала.

Конструкция выпускного канала турбореактивного двигателя показана на рис. 5.2.

Рис. 5.2. Конструкция выходного устройства ТРД:

1 - фланец крепления к корпусу турбины; 2 - наружная конусная труба; 3 - конусный обтекатель; 4 - силовой стержень; 5 - теплоизоляция; 6 - фланец крепления сопла;

7 - выходное сопло; 8 - кожух; 9 - хомут; 10 - втулка; 11 - экран; 12 - теплоизоляция экрана; 13 - болт крепления силового стержня; 14 - обтекатель;

А - узел жесткого крепления одного конца силового стержня; Б - узел подвижного крепления второго конца силового стержня

Наружная конусная труба 2 выполнена из тонкой листовой стали. С обеих сторон к ее оболочке приварены фланцы 1 и 6, с помощью которых труба соединяется с корпусом турбины и выходным соплом, вместе с тем эти фланцы придают трубе жесткость. В некоторых конструкциях для увеличения жесткости наружной трубы к ее внешней стороне привариваются кольцевые бандажи.

Труба имеет наружный слой теплоизоляции 5. Он состоит из уложенного на внешней поверхности трубы слоя асбестовой ткани, обтянутого сеткой из спиральной проволоки, и нескольких слоев гофрированной алюминиевой фольги. Вместо нижнего слоя из асбестовой ткани могут накладываться два-три слоя той же алюминиевой гофрированной фольги. Снаружи теплоизоляция закрывается легким алюминиевым кожухом 8 с продольным разъемом. Обе половинки кожуха стягиваются ленточными хомутами 9.

Подобное устройство при малой массе обеспечивает хорошую теплоизоляцию выпускной трубы, что обусловлено высокой отражательной способностью фольги и большим числом замкнутых воздушных полостей между ее слоями, в которых воздух является теплоизолятором.

К трубе приварены втулки 10 крепления силовых стержней 4, удерживающих конусный обтекатель 3. Последний представляет собой тонкостенную сварную конусную оболочку, к которой в некоторых конструкциях для повышения ее жесткости изнутри приваривают кольцевые бандажи или внутренние конусные участки. В передней части конуса закреплен экран 11, расположенный за диском последней ступени турбины. Он защищает диск от лучистого нагрева горячими деталями внутреннего конуса, для чего его поверхность покрыта слоем теплоизоляции (асботкань) 12.

Силовые стержни 4 крепятся во втулках на наружной трубе; при этом с одного конца стержни жестко фиксируются болтом 13, а с другого – свободно перемешаются при нагреве во втулке 10 (узел Б). Внутренний конус укреплен на этих стержнях, как на спицах. Стержни закрыты обтекателями 14, также закрепленными на этих стержнях.

Конусный обтекатель может крепиться к наружной трубе и с помощью стоек. В таких конструкциях с целью обеспечения свободы тепловых деформаций стойки жестко прикрепляются только к одной из оболочек, а со второй соединяются телескопически, входя в соответствующие профилированные прорези в оболочке.

Характер изменения площади проходного сечения выпускного канала по его длине зависит от величины скорости газа за турбиной и размера удлинительной трубы. Если скорость газа за турбиной невелика, а удлинительная труба коротка или отсутствует, то выпускной канал выполняется с постоянным проходным сечением, чем достигаются минимальные гидравлические потери. Если же скорость газа за турбиной высока (свыше 300-350 м/с) и имеется длинная удлинительная труба, то выпускной канал делается диффузорным с целью уменьшения скорости на выходе до 150-200 м/с, что позволяет существенно снизить гидравлические потери в удлинительной трубе.

Билет 5