- •Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Устройство и проектирование летательных аппаратов» на тему: «Энергетический расчет и высотно-скоростные характеристики трддф»
- •Содержание
- •Введение
- •1 Определение состава су, описание самолета-прототипа су-27
- •1.1.1 Исходные данные
- •1.1.2 Определение количества двигателей
- •1.2 Описание самолета
- •1.2.1 Фюзеляж
- •1.2.2 Двигатель
- •1.2.3 Крыло
- •1.2.4 Шасси
- •1.2.5 Система управления самолетом
- •2 Описание трддф ал-31ф
- •2.1 Общие сведения о двигателе
- •2.2 Компрессор
- •2.2.1. Общая характеристика компрессора
- •2.2.2 Конструкция компрессора низкого давления
- •2.2.3 Переходный корпус
- •2.2.4 Конструкция компрессора высокого давления
- •2.3 Противообледенительная система
- •2.4 Основная камера сгорания
- •2.4.1 Общая характеристика камеры сгорания
- •2.4.2 Конструкция камеры сгорания
- •2.5 Турбина
- •2.5.1 Общая характеристика турбины
- •2.5.2 Конструкция турбины высокого давления
- •2.5.3 Конструкция турбины низкого давления
- •2.6 Форсажная камера
- •2.6.1 Общая характеристика форсажной камеры
- •2.6.2. Конструкция форсажной камеры
- •2.7. Выходное сопло
- •2.7.1. Общая характеристика выходного сопла
- •2.7.2. Конструкция выходного сопла
- •3 Энергетический расчет двигателя ал-31ф
- •3.1 Исходные данные для расчёта
- •3.2 Определение параметров трддф
- •4 Расчет высотных характеристик двигателя
- •4.2 Высотная характеристика трддф ал-31ф
- •5 Расчет скоростных характеристик двигателя
- •5.2 Скоростная характеристика трддф ал-31ф
- •6 Газодинамический расчет трддф ал-31ф
- •6.1 Газодинамический расчёт кнд
- •6.1.1. Определение числа ступеней
- •6.1.2. Расчёт первой ступени
- •6.1.3 Расчёт последней ступени
- •6.2 Газодинамический расчёт квд
- •6.2.1 Определение числа ступеней
- •6.2.2 Расчёт первой ступени
- •6.2.3 Расчёт последней ступени
- •6.3 Газодинамический расчёт твд
- •6.3.1 Определение числа ступеней
- •6.3.2 Расчёт первой ступени турбины
- •6.3.3 Расчет последней ступени
- •6.4 Газодинамический расчёт тнд
- •6.4.1 Определение числа ступеней
- •6.4.2 Расчёт ступени турбины
- •6.4.3 Расчет последней ступени
- •6.5 Газодинамический расчёт камеры сгорания
- •6.6 Гидравлический расчет форсажной камеры и выходного сопла
- •7 Эксплуатационные повреждения лопаток компрессора гтд
- •7.1 Анализ условий эксплуатации лопаток компрессора
- •7.2 Причины попадания посторонних предметов в двигатель
- •7.3 Повреждения лопаток компрессора при попадании в него пп
- •А) эллептическая вмятина; б) эллептическая забоина; в) V-образная забоина
- •Двигателя пс-90а:
- •Квд двигателя пс-90а:
- •7.4 Защита от попадания пп
- •Заключение
- •Список использованных источников
- •Приложение а
7.2 Причины попадания посторонних предметов в двигатель
Повреждение посторонними предметами является причиной, по которой 40% двигателей от общего числа досрочно снимаются с эксплуатации [2]. При этом стоимость ремонта одного двигателя по данным компании Боинг может превысить 20% его покупной стоимости [16].
Кроме того, помимо восстановительных работ возникают дополнительные затраты связанные с задержкой и отменой рейсов, сменой самолетов и перемещением легкого состава, выплатой компенсаций и т.п. В результате, по данным той же компании Боинг, аэрокосмическая промышленность США теряет четыре миллиарда долларов ежегодно [15].
Причины, вызывающие попадания ПП, можно условно разделить на две основные группы: эксплуатационные и конструктивные.
К эксплуатационным причинам можно отнести все случаи попадания в двигатель птиц, снега, града, а также нарушения правил эксплуатации летательного аппарата. К последним можно отнести: разрушение бетонного покрытия взлетно-посадочной полосы (ВПП), нерегулярная уборка территории, неправильное техническое обслуживание, невнимательность обслуживающего персонала, оставляющего крепеж или инструмент в двигателе или рядом с ним, выезд за ВПП, намерзание льда на воздухозаборнике или обшивке ЛА. Согласно статистике [7] наибольший процент попадания ПП (от 70 до 90%) происходит с ВПП.
К конструктивным причинам можно отнести: расположение двигателя на ЛА, способствующее попадания ПП, конструкция входного устройства, не предусматривающая эффективный «сброс» посторонних предметов (ПП) в наружный контур в двухконтурных двигателях.
Попадания ПП является результатом заброса предметов колесами шасси, вихревым шнуром, образующимся во время работы двигателя, реверсивной струей, реактивными струями взлетающих и рулящих самолетов.
На рисунке 7.1 показан типичный вихревой шнур перед воздухозаборником двигателя.
Рисунок 7.1 - Вихревой шнур перед воздухозаборником двигателя
Однако не любой вихревой жгут опасен в плане попадания посторонних предметов в двигатель. Для этого он должен обладать достаточной силой (интенсивностью). А она определяется скоростью воздушного потока в приземном слое под воздухозаборником. Точнее ее горизонтальной составляющей. Она определяется по формуле:
Vmax = Gmax / (20.1 – H02) |
(7.1) |
Здесь Gmax – максимальный расход воздуха в воздухозаборник, Н0 – расстояние от поверхности аэродромного покрытия до оси воздухозаборника.
Экспериментальным путем (в ЛИИ им. Громова) установлены интервалы значений Vmax. Если эта величина меньше 1 м/с, то вихри обычно отсутствуют или их образование неинтенсивно.
При Vmax больше 1 м/с, но меньше 1,5 м/с уже возможно образование вихрей и подброс посторонних предметов практически до уровня воздухозаборника. А если Vmax уже больше 1,5 м/с, то идет интенсивное вихреобразование со всеми, как говорится, вытекающими последствиями.
Рисунок 7.2 – Значение параметра защищенности от вихрового шнура компоновочной схемой самолета
По этому принципу существует даже деление самолетов на «вихревые» и «невихревые». Такую характеристику можно проследить на графике. Это зависимость Vmax от величины Нотн. Нотн – относительная высота воздухозаборников над ВПП (отношение высоты воздухозаборников Н0 к их диаметру D, H0 /D).
То есть самолеты с низким расположением двигателей (чаще всего это низкопланы), которые являются очень выгодными по многим аспектам эксплуатации, безопасности, шумности, аэродинамики и др. и приобретают в мире все большую популярность, являются как раз самолетами «вихревыми».