- •Содержание
- •Глава 1 - Общие сведения о газотурбинных двигателях
- •1.1 — Введение
- •1.2.1.2 — Турбовинтовые двигатели и вертолетные ГТД
- •1.2.1.3 — Двухконтурные турбореактивные двигатели (ТРДД)
- •1.2.1.4 — Двигатели для самолетов вертикального взлета и посадки
- •1.2.1.5 - Комбинированные двигатели для больших высот и скоростей полета
- •1.2.1.6 - Вспомогательные авиационные ГТД и СУ
- •1.2.2 - Авиационные СУ
- •1.2.3 - История развития авиационных ГТД
- •1.2.3.1 - Россия
- •1.2.3.2 - Германия
- •1.2.3.3 – Англия
- •1.3 - ГТД наземного и морского применения
- •1.3.1 - Области применения наземных и морских ГТД
- •1.3.1.1 -Механический привод промышленного оборудования
- •1.3.1.2 - Привод электрогенераторов
- •1.3.1.3 - Морское применение
- •1.3.2 - Основные типы наземных и морских ГТД
- •1.3.2.1 - Стационарные ГТД
- •1.3.2.2 - Наземные и морские ГТД, конвертированные из авиадвигателей
- •1.3.2.3 - Микротурбины
- •1.4 - Основные мировые производители ГТД
- •1.4.1 - Основные зарубежные производители ГТД
- •1.4.2 - Основные российские производители ГТД
- •1.6 - Перечень использованной литературы
- •Глава 2 - Основные параметры и требования к ГТД
- •2.1 - Основы рабочего процесса ГТД
- •2.1.1 - ГТД как тепловая машина
- •2.1.1.1 – Простой газотурбинный цикл
- •2.1.1.2 - Применение сложных циклов в ГТД
- •2.1.2 - Авиационный ГТД как движитель
- •2.1.3 - Полный к.п.д. и топливная эффективность (экономичность) ГТД
- •2.2 - Параметры ГТД
- •2.2.1 - Основные параметры авиационных ГТД
- •2.2.2 - Основные параметры наземных и морских приводных ГТД
- •2.3 - Требования к авиационным ГТД
- •2.3.1 - Требования к тяге (мощности)
- •2.3.2 – Требования к габаритным и массовым характеристикам
- •2.3.3 - Возможность развития ГТД по тяге (мощности)
- •2.3.4 - Требования к используемым горюче-смазочным материалам
- •2.3.4.1 - Топлива авиационных ГТД
- •2.3.4.2 – Авиационные масла
- •2.3.4.3 - Авиационные гидравлические жидкости
- •2.3.5 – Надежность авиационных ГТД
- •2.3.5.1 – Основные показатели
- •2.3.5.1.1 – Показатели безотказности, непосредственно влияющие на безопасность работы двигателя
- •2.3.5.2 – Методология обеспечения надежности
- •2.3.5.2.1 – Этап проектирования
- •2.3.6 - Ресурс авиационных ГТД
- •2.3.6.1 - Методология обеспечения ресурса
- •2.3.6.2 - Количественные показатели ресурса
- •2.3.7 - Требования производственной технологичности
- •2.3.8 - Требования эксплуатационной технологичности
- •2.3.8.1 - Эксплуатационная технологичность - показатель совершенства ГТД
- •2.3.8.2 - Основные качественные характеристики ЭТ
- •2.3.8.3 - Количественные показатели ЭТ
- •2.3.9 - Экономические требования к авиационным ГТД
- •2.3.9.1 - Себестоимость производства
- •2.3.9.2 - Стоимость ЖЦ двигателя
- •2.3.10 - Экологические требования
- •2.3.10.2 - Ограничения по шуму
- •2.3.12 - Соответствие требованиям летной годности
- •2.4 - Особенности требований к ГТД наземного применения
- •2.4.1 - Особенности требований к приводным ГТД для ГПА
- •2.4.1.1 - Требования к характеристикам ГТД
- •2.4.1.2 - Требования к ресурсам и надежности
- •2.4.1.4 - Используемые ГСМ
- •2.4.1.5 - Требования экологии и безопасности
- •2.4.1.6 - Требования производственной и эксплуатационной технологичности
- •2.4.2 - Особенности требований к ГТД энергетических установок
- •2.4.2.1 - Требования к характеристикам ГТД
- •2.4.2.2 - Используемые ГСМ
- •2.4.2.3 - Требования к ресурсам и надежности
- •2.4.2.4 - Требования к экологии и безопасности
- •2.4.2.5 - Требования к контролепригодности, ремонтопригодности и др.
- •2.5 - Методология проектирования
- •2.5.1 - Основные этапы проектирования ГТД
- •2.5.1.1 - Техническое задание
- •2.5.1.2 – Техническое предложение
- •2.5.1.3 – Эскизный проект
- •2.5.1.4 – Технический проект
- •2.5.1.5 – Разработка конструкторской документации
- •2.5.2 - Разработка конструкций ГТД на основе базовых газогенераторов
- •2.5.2.1 - Газогенератор – базовый узел ГТД
- •2.5.2.2 – Основные параметры и конструктивные схемы газогенераторов ГТД
- •2.5.2.3 – Создание ГТД различного назначения на базе единого газогенератора
- •2.6.1.1 — Общие положения по авиационным ГТД
- •2.6.1.2 — Общие положения по сертификации наземной техники
- •2.6.1.3 — Общие положения по сертификации производства и СМК
- •2.6.1.4 — Органы регулирования деятельности
- •2.6.1.4.1 — Авиационная техника
- •2.6.1.4.2 — Органы регулирования деятельности по сертификации производства и СМК
- •2.6.2.1 — Авиационная техника
- •2.6.2.2 — Наземная техника
- •2.6.2.3 Производство и СМК
- •2.6.2.4 — Принятые сокращения и обозначения
- •2.6.3.1 — Основные этапы создания авиационных ГТД
- •2.6.3.2 — Этапы процесса сертификации авиационных ГТД
- •Глава 3 - Конструктивные схемы ГТД
- •3.1 - Конструктивные схемы авиационных ГТД
- •3.1.1 - Турбореактивные двигатели
- •3.1.2 - Двухконтурные турбореактивные двигатели
- •3.1.3 - Турбовинтовые и вертолетные ГТД
- •3.2 - Конструктивные схемы наземных и морских ГТД
- •3.2.1 - Одновальные ГТД
- •3.2.2 - ГТД со свободной силовой турбиной
- •3.2.3 - ГТД со «связанным» КНД
- •3.2.4 - Конструктивные особенности наземных ГТД различного назначения
- •3.2.5 - Конструктивные особенности ГТД сложных циклов
- •3.4 - Перечень использованной литературы
- •Глава 4 - Силовые схемы ГТД
- •4.1 - Усилия, действующие в ГТД
- •4.1.2 - Крутящие моменты от газовых сил
- •Глава 5 - Компрессоры ГТД
- •6.4.4 - Корпуса КС
- •6.4.4.1 - Наружный корпус КС
- •6.4.4.2 - Внутренний корпус КС
- •6.4.4.3 - Разработка конструкции корпусов
- •6.4.5 - Системы зажигания ГТД
- •6.5 - Экспериментальная доводка КС
- •6.6 - Особенности КС двигателей наземного применения
- •6.7 - Перспективы развития камер сгорания ГТД
- •Глава 7 - Форсажные камеры
- •7.1 - Характеристики ФК
- •7.2 - Работа ФК
- •7.3 - Требования к ФК
- •7.4 - Схемы ФК
- •7.4.2 - Вихревые ФК
- •7.4.3 - ФК с аэродинамической стабилизацией
- •7.5 - Основные элементы ФК
- •7.5.1 - Смеситель
- •7.5.2 - Диффузоры
- •7.5.3 - Фронтовые устройства
- •7.5.4 - Корпусы и экраны
- •7.6 - Управление работой ФК
- •7.6.1 - Розжиг ФК
- •7.6.2 - Управление ФК на режимах приемистости и сброса
- •7.6.3 - Управление ФК на стационарных режимах
- •Глава 8 - Турбины ГТД
- •8.2 - Аэродинамическое проектирование турбины
- •8.2.2 - Технология одномерного проектирования турбины
- •8.2.4 - 2D/3D-моделирование невязкого потока в проточной части турбины
- •8.2.5 - 2D/3D-моделирование вязкого потока в турбине
- •8.2.6 - Синтез геометрии профилей и лопаточных венцов
- •8.2.7 - Одномерное проектирование турбины
- •8.2.7.1 - Выбор количества ступеней ТВД
- •8.2.7.2 - Выбор количества ступеней ТНД
- •8.2.7.3 - Аэродинамическое проектирование и к.п.д. турбины
- •8.2.9 - Методы управления пространственным потоком в турбине
- •8.2.10 - Экспериментальное обеспечение аэродинамического проектирования
- •8.2.11 - Перечень использованной литературы
- •8.3 - Охлаждение деталей турбины
- •8.3.1 - Тепловое состояние элементов турбин
- •8.3.1.1 - Принципы охлаждения
- •8.3.2 - Конвективное, пленочное и пористое охлаждение
- •8.3.3 - Гидравлический расчет систем охлаждения
- •8.3.4 - Методология расчета температур основных деталей турбин
- •8.3.5 - Расчет полей температур в лопатках
- •8.3.6 - Перечень использованной литературы
- •8.4 - Роторы турбин
- •8.4.1 - Конструкции роторов
- •8.4.1.1 - Диски турбин
- •8.4.1.2 - Роторы ТВД
- •8.4.1.3 - Роторы ТНД и СТ
- •8.4.1.4 - Примеры доводки и совершенствования роторов
- •8.4.1.5 - Предотвращение раскрутки и разрушения дисков
- •8.4.2 - Рабочие лопатки турбин
- •8.4.2.1 - Соединение рабочих лопаток с диском
- •8.4.3 - Охлаждение рабочих лопаток
- •8.4.4 - Перечень использованной литературы
- •8.5 - Статоры турбин
- •8.5.1 - Корпусы турбин
- •8.5.2 - Сопловые аппараты
- •8.5.3 - Аппараты закрутки
- •8.5.4 – Перечень использованной литературы
- •8.6 - Радиальные зазоры в турбинах
- •8.6.1 - Влияние радиального зазора на к.п.д. турбины
- •8.6.2 - Изменение радиальных зазоров турбины в работе
- •8.6.3 - Управление радиальными зазорами
- •8.6.4 - Выбор радиального зазора при проектировании
- •8.6.5 - Перечень использованной литературы
- •8.7 - Герметизация проточной части
- •8.7.1 - Герметизация ротора и статора от утечек охлаждающего воздуха
- •8.7.2 - Уплотнения между ротором и статором
- •8.7.3 - Перечень использованной литературы
- •8.8 - Материалы основных деталей турбины
- •8.8.1 - Диски и роторные детали турбины
- •8.8.2 - Сопловые и рабочие лопатки
- •8.8.3 - Покрытия лопаток
- •8.8.4 - Корпусы турбин
- •8.9.1 - Перечень использованной литературы
- •8.10.1 - Прогары и трещины лопаток ТВД
- •8.10.3 - Недостаточный циклический ресурс и поломки роторных деталей
- •8.10.4 - Устранение дефектов турбины в ходе доводки
- •8.11 - Перспективы развития конструкций и методов проектирования турбин
- •8.11.1 - 2D-аэродинамика: эффективные охлаждаемые лопатки ТВД
- •8.11.2 - 2D-аэродинамика: сокращение количества лопаток
- •8.11.3 - Противоположное вращение роторов ТВД и ТНД
- •8.11.4 - 2D-аэродинамика: эффективные решетки профилей ТНД
- •8.11.5 - 3D-аэродинамика: эффективные формы лопаточных венцов
- •8.11.6 - Новые материалы и покрытия для лопаток и дисков
- •8.11.7 - Совершенствование конструкций охлаждаемых лопаток
- •8.11.8 - Оптимизированные системы управления радиальными зазорами
- •8.11.9 - Развитие средств и методов проектирования
- •Глава 9 - Выходные устройства ГТД
- •9.1 - Нерегулируемые сопла
- •9.2 - Выходные устройства ТРДД
- •9.2.1 - Выходные устройства со смешением потоков
- •9.2.2 - Выходные устройства ТРДД с раздельным истечением потоков
- •9.3 - Регулируемые сопла
- •9.3.1 - Осесимметричные регулируемые сопла
- •9.3.1.1 - Регулируемое сопло двигателя Д30-Ф6
- •9.3.2 - Плоские сопла
- •9.4 - Выходные устройства двигателей самолетов укороченного и вертикального взлета-посадки
- •9.5 - «Малозаметные» выходные устройства
- •9.6 - Реверсивные устройства
- •9.6.1 - Реверсивные устройства ковшового типа
- •9.6.2 - Реверсивные устройства створчатого типа
- •9.6.3.1 - Гидравлический привод реверсивного устройства
- •9.6.3.3 - Механический замок фиксации положения реверсивного устройства
- •9.7 - Приводы выходных устройств
- •9.7.1 - Пневмопривод
- •9.7.2 - Пневмомеханический привод
- •9.8 - Выходные устройства диффузорного типа
- •9.8.1 - Конические диффузоры
- •9.8.2 - Осекольцевые диффузоры
- •9.8.3 - Улитки
- •9.8.4 - Соединения с выхлопными шахтами
- •9.8.5 - Выходные устройства вертолетных ГТД
- •9.12 - Перечень использованной литературы
- •Глава 10 - Привод агрегатов, редукторы, муфты ГТД
- •10.1 - Привод агрегатов ГТД
- •10.1.1 - Центральный привод
- •10.1.2 - Коробки приводов агрегатов
- •10.2 - Редукторы ГТД
- •10.2.1 - Редукторы ТВД
- •10.2.1.1 - Общие требования, кинематические схемы
- •10.2.1.2 - Конструкция редукторов ТВД
- •10.2.2 - Редукторы привода несущего и рулевого винтов вертолетов
- •10.2.2.1 - Редукторы привода несущего винта
- •10.2.2.1.1 - Кинематические схемы главных редукторов вертолетов
- •10.2.2.1.2 - Конструкция главных редукторов вертолетов
- •10.2.2.2 - Редукторы хвостовые и промежуточные
- •10.2.3 - Редукторы ГТУ
- •10.2.3.1 - Конструкция редукторов
- •10.3 - Муфты приводов ГТД и ГТУ
- •10.3.1 - Требования к муфтам
- •10.3.2 - Конструкция муфт
- •10.4 - Проектирование приводов агрегатов ГТД
- •10.4.1 - Проектирование центрального привода
- •10.4.1.1 - Конструкция центрального привода
- •10.4.2 - Проектирование коробок приводов агрегатов
- •10.4.2.1 - Конструкция коробки приводов агрегатов
- •10. 5 - Проектирование редукторов
- •10.5.1 - Особенности проектирования редукторов ТВД
- •10.5.2 - Особенности проектирования вертолетных редукторов
- •10.5.3 - Особенности проектирования редукторов ГТУ
- •10.6.1 - Требования к зубчатым передачам
- •10.6.2 - Классификация зубчатых передач
- •10.6.3 - Исходный производящий контур
- •10.6.4 - Нагруженность зубчатых передач
- •10.6.5 - Конструктивные параметры зубчатых передач
- •10.6.5.1 - Конструкции зубчатых колес
- •10.6.6 - Материалы зубчатых колес, способы упрочнения
- •Глава 11 - Пусковые устройства
- •11.1 - Общие сведения
- •11.1.1 - Основные типы пусковых устройств современных ГТД
- •11.1.2 - Технические характеристики пусковых устройств современных ГТД
- •11.2 - Электрические пусковые устройства ГТД
- •11.3 - Воздушные пусковые устройства ГТД
- •11.3.1 - Воздушно - турбинные пусковые устройства ГТД
- •11.3.2 - Регулирующие и отсечные воздушные заслонки
- •11.3.3 - Струйное пусковое устройство ГТД
- •11.4 - Турбокомпрессорные пусковые устройства ГТД
- •11.4.1 - Классификация ТКС ГТД
- •11.4.2 - Принцип действия ТКС
- •11.4.3 - Одновальный ТКС
- •11.4.4 - ТКС со свободной турбиной
- •11.4.5 - Особенности систем ТКС
- •11.5 - Гидравлические пусковые устройства ГТД
- •11.5.1 - Конструкция гидравлических стартеров
- •11.6 - Особенности пусковых устройств ГТД наземного применения
- •11.6.1 - Электрические пусковые устройства
- •11.6.2 - Газовые пусковые устройства
- •11.6.3 - Гидравлические пусковые устройства
- •11.7 - Редукторы пусковых устройств
- •11.8 - Муфты свободного хода пусковых устройств
- •11.8.1 - Муфты свободного хода роликового типа
- •11.8.2 – Муфты свободного хода храпового типа
- •11.9 – Системы смазки пусковых устройств
- •11.11 - Перечень используемой литературы
- •Глава 12 - Системы ГТД
- •12.1.1 - Системы автоматического управления и контроля авиационных ГТД
- •12.1.1.1 - Назначение САУ
- •12.1.1.2 - Состав САУ
- •12.1.1.3 - Основные характеристики САУ
- •12.1.1.5.2 - Порядок разработки САУ
- •12.1.1.5.3 - Основные принципы выбора варианта САУ в процессе проектирования
- •12.1.1.5.4 - Структурное построение САУ
- •12.1.1.5.5 - Программы управления ГТД
- •12.1.1.5.6 - Расчет и анализ показателей надежности
- •12.1.2 - САУ наземных ГТУ
- •12.1.2.1 - Назначение САУ
- •12.1.2.2 - Выбор САУ ГТУ и ее элементов
- •12.1.2.3 - Состав САУ ГТУ
- •12.1.2.4 - Основные характеристики САУ
- •12.1.2.5 - Работа САУ ГТУ
- •12.1.2.6 - Блок управления двигателем (БУД)
- •12.1.2.7 - Особенности системы контроля и диагностики наземных ГТД
- •12.1.4 – Перечень использованной литературы
- •12.2 - Топливные системы ГТД
- •12.2.1 - Топливные системы авиационных ГТД
- •12.2.1.1 - Назначение топливной системы
- •12.2.1.2 - Состав топливной системы
- •12.2.1.3 - Основные характеристики топливной системы
- •12.2.1.4 - Работа топливной системы
- •12.2.1.5 - Выбор топливной системы и ее элементов
- •12.2.1.5.1 – Выбор топливной системы
- •12.2.1.5.2 - Выбор насосов топливной системы
- •12.2.1.5.3 - Определение подогревов топлива в топливной системе
- •12.2.1.5.5 - Математическая модель топливной системы
- •12.2.1.6 - Гидроцилиндры
- •12.2.1.7 - Топливные фильтры
- •12.2.2 - Особенности топливных систем ГТУ
- •12.2.2.1 - Назначение топливной системы
- •12.2.2.2 - Выбор топливной системы и ее элементов
- •12.2.2.3 - Основные характеристики топливной системы
- •12.2.2.4 - Работа топливной системы
- •12.2.4 – Перечень использованной литературы
- •12.3 - Системы диагностики
- •12.3.1 - Общие вопросы диагностирования
- •12.3.1.1 - Задачи диагностирования ГТД
- •12.3.1.3 - Диагностируемые системы ГТД
- •12.3.1.4 - Виды наземного и бортового диагностирования ГТД
- •12.3.1.5 - Структура систем диагностики
- •12.3.1.6 - Регламент диагностирования ГТД
- •12.3.1.7 - Регистрация параметров ГТД
- •12.3.2 - Диагностирование системы механизации ГТД, САУ и ТП ГТД
- •12.3.3 - Диагностирование работы маслосистемы и состояния узлов ГТД, работающих в масле
- •12.3.3.1 - Неисправности маслосистемы и узлов ГТД, работающих в масле
- •12.3.3.2 - Диагностирование по параметрам маслосистемы
- •12.3.3.3 - Контроль содержания в масле частиц износа (трибодиагностика)
- •12.3.4 - Контроль и диагностика по параметрам вибрации ГТД
- •12.3.4.1 - Параметры вибрации и единицы изменения
- •12.3.4.2 - Статистические характеристики вибрации
- •12.3.4.3 - Причины возникновения вибрации в ГТД
- •12.3.4.4 - Датчики измерения вибрации
- •12.3.4.5 - Вибрационная диагностика ГТД
- •12.3.5 - Диагностирование ГТД по газодинамическим параметрам
- •12.3.5.1 - Неисправности проточной части ГТД
- •12.3.5.2 - Требования к перечню контролируемых параметров
- •12.3.5.3 - Алгоритмы диагностирования проточной части ГТД
- •12.3.6 - Обеспечение диагностирования ГТД инструментальными методами
- •12.3.6.1 - Виды неисправностей, выявляемых инструментальными методами
- •12.3.6.2 - Методы и аппаратура инструментальной диагностики
- •12.3.6.2.1 - Оптический осмотр проточной части ГТД
- •12.3.6.2.2 - Ультразвуковой метод диагностирования
- •12.3.6.2.3 - Вихретоковый метод диагностирования
- •12.3.6.2.4 - Капиллярный метод диагностирования с применением портативных аэрозольных наборов
- •12.3.6.2.5 - Диагностирование состояния проточной части ГТД перспективными методами
- •12.3.7 - Особенности диагностирования технического состояния ГТД наземного применения на базе авиационных двигателей
- •12.3.7.1 - Особенности режимов эксплуатации
- •12.3.7.2 - Общие особенности диагностирования наземных ГТД
- •12.3.7.3 - Особенности диагностирования маслосистемы
- •12.3.7.5 - Особенности диагностирования проточной части
- •12.4 - Пусковые системы
- •12.4.1 - Пусковые системы авиационных ГТД
- •12.4.1.1 - Назначение
- •12.4.1.2 - Общие требования
- •12.4.1.3 - Состав пусковых систем
- •12.4.1.4 - Область эксплуатации двигателя, область запуска
- •12.4.1.6 - Надежность запуска
- •12.4.1.7 - Характеристики запуска
- •12.4.1.8. - Выбор типа и параметров стартера
- •12.4.1.9 - Особенности запуска двигателей двухроторных схем
- •12.4.1.10 - Системы зажигания
- •12.4.1.11 - Обеспечение характеристик запуска на разгоне
- •12.4.1.12 - Регулирование компрессора на пусковых режимах
- •12.4.2 - Особенности пусковых систем наземных ГТУ
- •12.4.4 - Перечень использованной литературы
- •12.5 - Воздушные системы ГТД
- •12.5.1 - Функции ВС
- •12.5.2 - Основные требования к ВС
- •12.5.3 - Общие и локальные ВС ГТД
- •12.5.4 - Работа локальных ВС
- •12.5.4.1 - ВС охлаждения турбин ГТД
- •12.5.4.2 - ВС наддува и охлаждения опор
- •12.5.4.2.1 - Работа ВС наддува и охлаждения опор
- •12.5.4.2.2 - Типы ВС наддува и охлаждения опор
- •12.5.4.2.3 - Построение общей схемы ВС наддува и охлаждения опор
- •12.5.4.3 - Противообледенительная система (ПОС)
- •12.5.4.4 - Система кондиционирования воздуха
- •12.5.4.5 - Система активного управления зазорами
- •12.5.4.6 - Системы внешнего охлаждения ГТД
- •12.5.4.7 - Системы внешнего обогрева ГТД
- •12.5.5 - Подготовка воздуха для ВС ГТД
- •12.5.6 - Особенности ВС наземных ГТУ
- •12.5.7 - Агрегаты ВС
- •12.5.9 - Перечень использованной литературы
- •12.6.1 - Общие требования
- •12.6.2 - Схемы маслосистем ГТД
- •12.6.2.1 - Маслосистема с регулируемым давлением масла
- •12.6.2.2 - Маслосистема с нерегулируемым давлением масла
- •12.6.2.3 - Маслосистемы ГТД промышленного применения
- •12.6.3 - Маслосистемы редукторов
- •12.6.3.1 - Маслосистемы авиационных редукторов
- •12.6.3.2 - Маслосистемы редукторов ГТУ
- •12.6.4 - Особенности проектирование маслосистем
- •12.6.5 - Агрегаты маслосистемы
- •12.6.5.1 - Бак масляный
- •12.6.5.2 - Насосы масляные
- •12.6.5.3 - Теплообменники
- •12.6.5.4 - Фильтры и очистители
- •12.6.5.5 - Воздухоотделители и суфлеры
- •12.6.6 - Перспективы развития маслосистем
- •12.6.8 – Перечень использованной литературы
- •12.7 - Гидравлические системы ГТД
- •12.7.1 - Гидросистемы управления реверсивными устройствами
- •12.7.1.1 - Централизованная гидросистема управления реверсивным устройством
- •12.7.1.2 - Автономная гидросистема управления реверсивным устройством
- •12.7.1.3 - Порядок проектирования гидросистем
- •12.7.3 - Перечень использованной литературы
- •12.8 - Дренажные системы
- •12.8.1 - Назначение и классификация систем
- •12.8.2 - Характеристика объектов дренажа
- •12.8.3 - Основные схемы и принцип действия систем
- •12.8.4 - Основные требования к дренажным системам
- •12.8.5 - Обеспечение работоспособности дренажных систем
- •12.8.6 - Особенности конструкции дренажных баков
- •12.8.8 - Перечень использованной литературы
- •Глава 13 - Обвязка авиационных ГТД
- •13.1 - Общая характеристика обвязки
- •13.2 - Конструкция обвязки
- •13.2.1 - Трубопроводные коммуникации
- •13.2.1.1 - Основные сведения
- •13.2.1.2 - Трубы и патрубки
- •13.2.1.3 - Соединения
- •13.2.1.4 - Компенсирующие устройства
- •13.2.1.5 - Соединительная арматура
- •13.2.1.6 - Узлы крепления
- •13.2.1.7 - Неисправности трубопроводов
- •13.2.2 - Электрические коммуникации
- •13.2.2.1 - Общие сведения
- •13.2.2.2 - Конструкция элементов
- •13.2.2.2.1 - Электрические жгуты
- •13.2.2.2.2 - Электрические провода
- •13.2.2.2.3 - Электрические соединители
- •13.2.2.2.4 - Материалы для изготовления электрических жгутов
- •13.2.3 - Узлы крепления агрегатов и датчиков
- •13.2.4 - Механическая проводка управления
- •13.3 - Проектирование обвязки
- •13.3.1 - Требования к обвязке
- •13.3.2 - Основные принципы и порядок проектирования обвязки
- •13.3.3 - Методы отработки конструкции обвязки
- •13.3.3.1 - Натурное макетирование
- •13.3.3.2 - Электронное макетирование обвязки
- •13.3.5 - Проектирование трубопроводных коммуникаций
- •13.3.6 - Проектирование электрических коммуникаций
- •13.3.6.1 - Требования к электрическим коммуникациям
- •13.3.6.2 - Порядок проектирования электрических коммуникаций
- •13.3.6.3 - Разработка электрических схем
- •13.3.6.4 - Разработка монтажных схем
- •13.3.6.5 - Разработка чертежей электрических жгутов
- •13.6 - Перечень использованной литературы
- •Глава 14 - Динамика и прочность ГТД
- •14.1 - Теоретические основы динамики и прочности ГТД
- •14.1.1 - Напряженное состояние, тензор напряжений
- •14.1.2 - Уравнения равновесия
- •14.1.3 - Перемещения в деформируемом твердом теле. Тензор деформаций
- •14.1.4 - Уравнения совместности деформаций
- •14.1.5 - Обобщенный закон Гука
- •14.1.7 - Плоская задача теории упругости
- •14.1.8 - Пластическая деформация материала. Простое и сложное нагружение
- •14.1.11 - Ползучесть. Релаксация напряжений. Длительная прочность
- •14.1.12 - Усталостное разрушение элементов конструкций
- •14.1.13 - Малоцикловая усталость. Термическая усталость
- •14.1.14 - Накопление повреждений при нестационарном нагружении
- •14.1.15 - Закономерности развития трещин в элементах конструкций
- •14.1.16 - Свободные колебания системы с одной степенью свободы
- •14.1.17 - Вынужденные колебания системы с одной степенью свободы
- •14.1.18 - Колебания системы с вязким сопротивлением. Демпфирование колебаний
- •14.1.19 - Вынужденные колебания системы с одной степенью свободы под действием произвольной периодической возмущающей силы
- •14.1.21 - Колебания системы с распределенной массой
- •14.2 - Статическая прочность и циклическая долговечность лопаток
- •14.2.1 - Нагрузки, действующие на лопатки. Расчетные схемы лопаток
- •14.2.2 - Напряжения растяжения в профильной части рабочей лопатки от центробежных сил
- •14.2.3 - Изгибающие моменты и напряжения изгиба от газодинамических сил
- •14.2.5 - Суммарные напряжения растяжения и изгиба в профильной части лопатки
- •14.2.6 - Температурные напряжения в лопатках
- •14.2.7 - Особенности напряженного состояния широкохордных рабочих лопаток
- •14.2.9 - Расчет соединения рабочих лопаток с дисками
- •14.2.10 - Расчет на прочность антивибрационных (бандажных) полок и удлинительной ножки лопатки
- •14.2.11 - Особенности расчета на прочность лопаток статора
- •14.2.13 - Анализ трехмерных полей напряжений и деформаций в лопатках
- •14.3 - Статическая прочность и циклическая долговечность дисков
- •14.3.1 - Расчетные схемы дисков
- •14.3.2 - Расчет напряжений в диске в плоской оссесимметричной постановке
- •14.3.3 - Общие закономерности напряженного состояния дисков
- •14.3.7 - Подтверждение циклического ресурса дисков на основе концепции допустимых повреждений
- •14.3.8 - Расчет роторов барабанного типа
- •14.3.9 - Расчет дисков радиальных турбомашин
- •14.3.10 - Оптимальное проектирование дисков. Равнопрочный диск
- •14.4 - Колебания и вибрационная прочность лопаток осевых компрессоров и турбин
- •14.4.2 - Приближенный расчет собственных частот колебаний лопаток
- •14.4.3 - Трехмерные модели колебаний лопаток
- •14.4.4 - Влияние конструктивных и эксплуатационных факторов на собственные частоты колебаний лопатки
- •14.4.6 - Автоколебания лопаток
- •14.4.7 - Демпфирование колебаний лопаток
- •14.4.8 - Вынужденные колебания лопаток. Резонансная диаграмма
- •14.4.9 - Математическое моделирование вынужденных колебаний лопаток
- •14.4.10 - Экспериментальное исследование колебаний лопаток
- •14.4.11 - Коэффициент запаса вибрационной прочности лопаток, пути его повышения
- •14.4.12 - Колебания дисков
- •14.5 - Динамика роторов. Вибрация ГТД
- •14.5.1 - Критическая частота вращения ротора. История вопроса
- •14.5.2 - Динамика одномассового ротора. Поступательные перемещения
- •14.5.3 - Динамика одномассового ротора. Угловые перемещения
- •14.5.4 - Динамика одномассового несимметричного ротора
- •14.5.5 - Ротор с распределенными параметрами
- •14.5.6 - Особенности колебаний системы роторов и корпусов
- •14.5.7 - Демпфирование колебаний роторов
- •14.5.7.1 - Конструкция и принцип действия демпферов колебаний роторов
- •14.5.7.2 - Расчет параметров демпфирования
- •14.5.7.3 - Особенности гидромеханики реальных демпферов
- •14.5.8 - Вибрация ГТД
- •14.5.8.1 - Источники возмущающих сил и спектр вибрации
- •14.5.8.3 - Статистические характеристики вибрации
- •14.5.8.4 - Измерение и нормирование вибрации
- •14.6 - Прочность корпусов и подвески двигателя
- •14.6.1 - Силовая схема корпуса. Условия работы силовых корпусов
- •14.6.4 - Устойчивость корпусных деталей
- •14.6.5 - Расчет корпусов на непробиваемость
- •14.6.6 - Расчет элементов подвески
- •14.8 – Перечень использованной литературы
- •Глава 15 - Шум ГТД
- •15.1 - Источники шума ГТД
- •15.3 - Методы оценки акустических характеристик
- •15.4 - Снижение шума ГТД
- •15.4.1 - Методология проектирования систем шумоглушения
- •15.4.2 - Шумоглушение в выходных устройствах авиационных ГТД
- •15.4.3 - Конструкция звукопоглощающих узлов авиационных ГТД
- •15.4.4 – Глушители шума в наземных ГТУ
- •15.4.5 – Конструкция глушителей шума наземных ГТД
- •15.7 – Список использованной литературы
- •Глава 16 - Газотурбинные двигатели как силовой привод
- •16.1 - ГТД в силовом приводе ГТЭС и ГПА
- •16.2 - ГТД в силовых (энергетических) установках кораблей и судов
- •16.3 - ГТД в силовых установках танков
- •16.5 - Компоновка корабельных и судовых ГГТД
- •16.6 - Компоновка ГТД в силовой установке танка
- •16.8 – Перечень использованной литературы
- •Глава 17 - Автоматизация проектирования и поддержки жизненного цикла ГТД
- •17.1 - Проектирование и информационная поддержка жизненного цикла ГТД (идеология CALS)
- •17.2 - Жизненный цикл изделия. Обзор методов проектирования
- •17.3 - Программные средства проектирования
- •17.4 - Аппаратные средства систем проектирования
- •17.5 - PDM-системы: роль и место в организации проектирования
- •17.6 - Организация производства и ERP-системы
- •17.7 - Параллельный инжиниринг. Интеграция эскизного и технического проектирования
- •17.8 - Переход на безбумажную технологию
- •17.10 - ИПИ-технологии и эксплуатация изделий
- •17.11 - ИПИ-технологии и управление качеством
- •17.12 - Анализ и реинжиниринг бизнес-процессов
- •17.13 - Основы трехмерного проектирования
- •17.13.1 - Общие принципы трехмерного проектирования
- •17.13.1.1 - Способы создания геометрических моделей
- •17.13.1.2 - Основные термины объемной геометрической модели
- •17.13.1.3 - Принцип базового тела
- •17.13.1.4 - Основные термины при проектировании геометрической модели детали
- •17.13.2 - Управляющие структуры
- •17.13.3 - Принцип «Мастер-модели»
- •17.13.5 - Моделирование сборок
- •17.15 - Перечень использованной литературы
- •Глава 18 - Уплотнения в ГТД
- •18.1 - Уплотнение неподвижных соединений
- •18.2 - Уплотнения подвижных соединений
- •18.2.1 - Гидравлический расчет уплотнений подвижных соединений
- •18.3 - Уплотнение газового тракта между ротором и статором ГТД
- •18.3.1 - Лабиринтные уплотнения
- •18.3.2 - Щеточные уплотнения
- •18.3.3 - Скользящие сухие уплотнения газодинамические
- •18.3.4 - Скользящие сухие уплотнения газостатические
- •18.3.5 - Сравнение эффективностей уплотнений газового тракта между ротором и статором ГТД
- •18.4 - Примеры уплотнений газового тракта ГТД
- •18.4.1 - Пример 1
- •18.4.2 - Пример 2. Уплотнение статорной и роторной частей турбины
- •18.5 - Уплотнения масляных полостей опор роторов, редукторов, коробок приводов
- •18.7 - Перечень использованной литературы
Глава 1 - Общие сведения о газотурбинных двигателях
В середине 1980-х годов начато создание дви- |
(см.Рис.1.2.3.2_2). Несмотря на это Г. фон Охайну |
гателей пятого поколения — ÒÂÂÄ ÍÊ-93 è Ä-27 |
так и не удалось создать массовый серийный ТРД. |
(с капотированным и открытым вентилятором) |
Наибольших успехов при создании первого |
и ТРДДФ АЛ-41Ф, доводка которого продолжа- |
массового серийного реактивного двигателя |
ется. Более подробно параметры и конструктив- |
(Юмо-004, см. Рис. 1.2.3.2_3) добился другой не- |
ный облик поколений ГТД приведен в таблице |
мецкий конструктор австрийского происхождения |
1.2.3.3_3. |
- Анслем Франц (1900-1994 г.г.). Он получил об- |
|
разование в Техническом университете г. Граца, |
1.2.3.2 - Германия |
а затем в докторантуре Берлинского университета. |
Пионерами развития турбореактивного ави- |
В 1936 году А.Франц поступил в двигательную |
фирму Юнкерс (г. Дессау). Он возглавлял отдел на- |
|
адвигателестроения в Западной Европе были |
гнетателей, когда в 1939 г. его назначили руково- |
Фрэнк Уиттл (1907-1996 г.г.) в Англии и Ганс фон |
дителем проекта ТРД Юмо-004. |
Охайн (1911-1998 г.г.) в Германии. Ф. Уиттл при- |
|
Рисунок 1.2.3.2_1 – Схемы ТРД из патентов Ф. Уиттла и Г. фон Охайна
близительно на пять лет раньше Г. фон Охайна начал оформление концептуальной идеи ТРД (см.Рис. 1.2.3.2_1) и ее патентование. Однако, испытания первых двигателей-демонстраторов НеS1 и W.U.-1 начались приблизительно в одно и то же время — в марте и апреле 1937 г.
Общим для обоих энтузиастов, создававших |
|
первые в мире работающие ТРД, было то, что пер- |
|
вые расчеты и проекты они сделали еще в сту- |
|
денческие годы — Ф. Уиттл в возрасте 22 лет на |
|
четвертом курсе колледжа Королевских ВВС в |
|
Крэнуэлле, а затем на курсах инструкторов летной |
|
школы в Уиттеринге (1928…29 г.г.), а Г. фон Охайн, |
|
также в возрасте 22 лет, при окончании Геттинген- |
|
ского университета (1933…34 г.г.). |
|
Г. фон Охайна с 3 апреля 1936 г. работал по |
|
контракту с Э. Хейнкелем. И первый полет толь- |
|
ко на реактивной тяге был совершен на самоле- |
Рисунок 1.2.3.2_2 – Самолеты Э. Хейнкеля He-178 с |
те Не-178 с двигателем его конструкции 27 ав- |
двигателем HS3B-2 и He-162V-1 |
густа 1939 г. — двигатель HeS3B с тягой 450 кгс |
с двигателем BMW-003 |
44
Глава 1 - Общие сведения о газотурбинных двигателях
Рисунок 1.2.3.2_3 – Конструктивная схема ТРД Юмо-004
В отличие от проектов Ф. Уиттла и Г. фон Охайна, основанных на применении центробежных компрессоров, для двигателя Юмо-004 была выбрана осевая схема компрессора, имеющая выигрыш по лобовой производительности и КПД.
Аэродинамика восьмиступенчатого компрессора на расход воздуха 21,2 кг/с и π*Ê = 3,14 была основана на работах Института Аэродинамики в г.Геттингене. Компрессор проектировал доктор Энке. Наивысший КПД компрессора составлял 82 %, а в рабочих точках — 75…78 %. Турбина с КПД 79…80 % создавалась на основе опыта разработки паровых турбин в AEG (г. Берлин). Признавая превосходство кольцевой камеры сгорания, А. Франц выбрал камеру с жаровыми трубами для ускорения доводки.
Первый запуск Юмо-004А состоялся весной 1940 г., а в январе 1941 г. двигатель был выведен на полные обороты n = 9000 об/мин с тягой 430 кгс. Тяга 1000 кгс была получена лишь в декабре 1941 г. Летные испытания опытного Юмо-004А начались
Рисунок 1.2.3.2_4 – Самолеты Me-262A с двигателями Юмо-004 и Arado-234 с двигателями BMW-003 или Юмо-004
15 марта 1942 г. на летающей лаборатории Ме-100. Первый полет (только на реактивной тяге) состоялся 18 июля 1942 г. на самолете Ме-262 с двумя двигателями Юмо-004А.
При доводке Юмо-004 были преодолены две большие проблемы:
-в первой половине 1941 г. повышенные вибрации и поломки лопаток СА компрессора,
-во второй половине 1943 г. повышенные вибрации и поломки рабочих лопаток турбины.
Первая проблема была вызвана консольной конструкцией лопаток СА компрессора, изготовленных из листа, а вторая – резонансным возбуждением рабочих лопаток турбины шестью жаровыми трубами и тремя толстыми стойками за турбиной. Каждая проблема решалась в течение полугода с помощью известного специалиста по вибрациям лопаток доктора Макса Бентеле.
Массовая поставка серийного варианта Юмо-004В с тягой 900 кгс началась в марте 1944 г. Всего в Германии их было изготовлено 6424 шт. Двигатели устанавливались на истребителях Ме-262 (1400 шт.), бомбардировщиках Ю-287
èАрадо 234В (см Рис. 1.2.3.2_4).
После войны двигатель получил дальнейшее развитие (Юмо-012) с участием немецких
èсоветских специалистов в Восточной Германии
èв ОКБ завода ¹2 г.Куйбышев (г.Самара) (см. Рис. 1.2.3.2_5).
Одновременно в Германии на фирмах BMW
èBramo (г.Шпандау) создавался другой ТРД – BMW-003 (см. Рис. 1.2.3.2_6). Он был близок по конструкции Юмо-004, но имел кольцевую камеру сгорания и несколько меньшую тягу — 800 кгс. Руководил разработкой Герман Ойстрих. BMW-003 был выпущен значительно меньшей серией, чем Юмо-004 и устанавливался на самолетах Не-162 и Ar-234. Герман Ойстрих в последствии (с 1946 г.) работал на французской фирме Snecma и вместе со 120 специалистами фирмы BMW создал там ТРД Atar-101.
45
Глава 1 - Общие сведения о газотурбинных двигателях
Рисунок 1.2.3.2_5 – Конструктивные схемы дальнейшего развития двигателя Юмо (Юмо-012Б)
Рисунок 1.2.3.2_6 – Конструктивная схема ТРД BMW-003
Рисунок 1.2.3.2_7 – Конструктивные схемы дальнейшего развития двигателя BMW (BMW-109-028)
46
Глава 1 - Общие сведения о газотурбинных двигателях
Рисунок 1.2.3.3_1 – Конструктивные схемы самолетов Глостер Е28/39 и Метеор-1
В 1949 году первый двигатель BMW был запущен. Но он выдал тягу всего 260 кгс. Тягу 460 кгс BMW-003 показал на испытаниях на самолете Ме-262 только в ноябре 1941 г. Ме-262 имел, кроме этого носовой поршневой двигатель. Испытания были неудачными. Уже при взлете были поломаны лопатки компрессора. Это способствовало тому, что в дальнейшем предпочтение было отдано двигателю Юмо-004.
Первый серийный BMW-003А-0 был испытан
âполете в октябре 1943 г. Всего в Германии было построено около 700 шт. различных модификаций BMW-003. В 1940 г. фирма BMW начала проектировать также ТВД BMW-109-028 мощностью 7900 л.с. ( см.Рис. 1.2.3.2_6). Опыт проектирования этого двигателя был использован после войны
âг. Куйбышеве (г. Самара) в ОКБ завода ¹ 2.
1.2.3.3 – Англия
Начатую Ф. Уиттлом в инициативном порядке программу создания и развития английских ТРД можно считать (как и немецкую программу Юмо-004) весьма успешной. Уиттл принял удач- ную концептуальную идею разработки ТРД — центробежный компрессор с π*Ê = 4 и двухсторонним входом. Это позволило значительно повысить лобовую тягу двигателя.
От первого запуска экспериментального ТРД Ф. Уиттла W.U. (Whittle Unit), состоявшегося 12 апреля 1937 г., до первого полета однодвигательного реактивного самолета Глостер Е28/39 (см. Рис. 1.2.3.3_1) с ТРД W.1 ( см. Рис. 1.2.3.3._2) 15 мая 1941 г. прошло четыре года. За это время решалось много проблем. Но главной была проблема создания надежной камеры сгорания, которая претерпела ряд изменений — от кольцевой до трубча- той противоточной, а затем и до трубчатой прямоточной. После разрушения турбины на W.U.-3
Рисунок 1.2.3.3_2 – Конструктивные схемы ТРД Ф. Уиттла W.1 и W.2B («Велланд 1»)
в феврале 1941 г. был внедрен новый никелевый сплав фирмы Монд Никель, названный Нимоник 80.
Объединенными усилиями трех фирм – Пауэр Джетс, Ровер и Роллс-Ройс – был создан опытный двигатель W.2B ( см. Рис. 1.2.3.3_1), ставший прототипом двигателей «Велланд», а затем «Дервент» и «Нин» (уже с прямоточными трубчатыми камерами сгорания). 5 марта 1943 г. двухдвигатель-
47
Глава 1 - Общие сведения о газотурбинных двигателях
Рисунок 1.2.3.3_3 – Конструктивная схема ТРД Метрополитен Викерс F2 |
|
|
|
|||||
ный истребитель Глостер «Метеор-1» с двумя дви- |
|
Роллс-Ройс продолжила разработку ТРД с цен- |
||||||
гателями W.2B («Велланд 1») тягой по 770 кгс со- |
тробежным компрессором, включая Дервент |
|||||||
вершил первый полет. А в июле 1944 г. он посту- |
(1943 ã.), Íèí (1944 ã.) è Äàðò (1947 ã.), à â 1950-å |
|||||||
пил в широкую эксплуатацию (см. Рис. 1.2.3.3_2). |
годы перешла на ТРД с осевыми компрессорами |
|||||||
Всего в Европе в период с 1943 по 1954 г.г. было |
(типа Эйвон) и ТРДД (Конуэй, Спей и т.д.) |
|||||||
построено 3875 «Метеоров» различных модифи- |
|
Сравнение основных данных первых опытных |
||||||
каций. |
|
|
|
и серийных ТРД СССР, Англии и Германии дано в |
||||
Первым британским двигателем с осевым ком- |
таблице 1.2.3.3_1. |
|
|
|
||||
прессором был Метрополитен Викерс F2 (см. |
|
Сравнительная хронология ряда важнейших |
||||||
Рис. 1.2.3.3_3), созданный А. Гриффитом и Х. Кон- |
событий при создании первых газотурбинных и тур- |
|||||||
стантом и впервые испытанный на стенде в 1940 г. |
бореактивных двигателей в СССР, Англии и Герма- |
|||||||
В ноябре 1943 г. два таких двигателя тягой по |
нии дана в таблице 1.2.3.3_2. |
|
|
|||||
975 кгс были установлены на «Метеор F2/40» и со- |
|
|
|
|
|
|||
вершили первый полет. |
|
|
|
|
|
Таблица 1.2.3.3_1 |
||
|
Основные данные первых опытных и серийных ТРД |
|||||||
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Параметры |
РД-1 |
ТР-1 |
Не-S8 |
|
Велланд W.2B |
Юмо-004В1 |
|
BMW-003 |
проект 1938г. |
проект 1944г. |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
(Роллс-Ройс) |
|
|
|
|
(А. М. Люлька) |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
R, кгс |
530 |
1350 |
550 |
|
770 |
900 |
|
800 |
CR, кг/кгс ч |
1,43 |
1,315 |
1,30 |
|
1,12 |
1,40 |
|
1,40 |
Gво, кг/с |
- |
31,5 |
- |
|
- |
21,2 |
|
19 |
π*ê |
3,2 |
3,16 |
- |
|
4,0 |
3,14 |
|
3,10 |
ηê |
- |
- |
- |
|
0,75 |
0,78 |
|
- |
ηò |
- |
- |
- |
|
0,87 |
0,795 |
|
- |
Ò *ã , Ê |
940 |
1050 |
- |
|
- |
1048 |
|
1023 |
Zкомпрессора |
|
|
1+1 |
|
|
|
|
|
6 |
8 |
(îñå- |
|
1 (центробежный) |
8 (осевой) |
|
7 (осевой) |
|
|
|
|
центробежный) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Zтурбины |
1 |
1 |
1 |
|
1 |
1 |
|
1 |
Камера |
кольцевая |
кольцевая |
кольцевая |
трубчатая |
трубчатая |
|
трубчатая |
|
сгорания |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Масса, кг |
- |
856 |
490 |
|
410 |
745 |
|
660 |
Диаметр макс., |
- |
851 |
790 |
|
- |
760 |
|
690 |
мм |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Длина, мм |
- |
3860 |
2700 |
|
- |
3860 |
|
3640 |
Удельная |
- |
0,634 |
0,89 |
|
0,53 |
0,83 |
|
0,825 |
масса, кг/кгс |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Дата первого |
|
|
|
|
|
|
|
|
полета |
- |
ìàé 1946ã. (Ñó-11) |
30 марта 1941г. |
5 марта 1943г. |
18 èþëÿ 1942ã. |
|
6 декабря 1944г. |
|
реактивного |
(Íå-280) |
(Глостер Метеор 1) |
(Ìå-262À) |
|
(Íå-162V-1) |
|||
|
|
|
||||||
самолета |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
48
Глава 1 - Общие сведения о газотурбинных двигателях
|
Хронология создания первых турбореактивных двигателей |
Таблица 1.2.3.3_2 |
|||
|
|
||||
|
|
|
|
||
Годы |
СССР |
Англия |
Германия |
||
ТВД В.В.Уварова |
ТРД Ф. Уиттла |
ТРД Г.фон Охайна |
ТРД А. Франца (Юмо) |
||
|
ТРД А.М.Люльки |
ТРД Г. Ойстриха (BMW) |
|||
|
|
|
|||
1923 |
Заявка на современную схему ТРД |
|
|
|
|
(ТВД) В.И.Базарова |
|
|
|
||
|
(9 èþíÿ) |
|
|
|
|
|
Задание ГУАП на высотный ТВД |
|
|
|
|
|
мощностью 1500 л.с. Образование в |
|
|
|
|
1929 |
ВТИ «Газовой группы» под |
Идея использования турбины для |
|
|
|
руководством В.В.Уварова для |
|
|
|||
реактивного двигателя Ф. Уиттла. |
|
|
|||
|
изучения ГТД. Статья Б.С.Стечкина |
|
|
||
|
«Теория воздушно-реактивного |
|
|
|
|
|
двигателя» |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1930 |
|
Патент на ТРД Ф.Уиттла (от 16 |
|
|
|
|
января) |
|
|
||
|
|
|
|
||
|
Проект первой |
|
|
|
|
1933 |
высокотемпературной |
|
Идея создания ТРД (Г. фон Охайн) |
|
|
экспериментальной ГТУ-1 В.В. |
|
|
|||
|
|
|
|
||
|
Уварова |
|
|
|
|
|
Собрана ГТУ-1 |
Начало создания первого |
Патент на ТРД с центробежным |
|
|
1935 |
компрессором и |
|
|||
Проект ТВД ГТУ-3 мощностью |
экспериментального ТРД W.U. |
|
|||
центростремительной турбиной |
|
||||
|
1500 л.с. В.В. Уварова |
(Whittle Unit) |
|
||
|
Г.фон Охайна |
|
|||
|
|
|
|
||
|
|
|
Испытание работающего макета |
|
|
1936 |
Начало испытаний ГТУ-1 |
Образование фирмы |
ÒÐÄ. |
|
|
Начало работ по проектированию |
|
||||
(1 января) |
«Пауэр Джетс Лтд.» (март) |
|
|||
|
ТРД Г.фон Охайна на фирме |
|
|||
|
|
|
|
||
|
|
|
Э.Хейнкеля. |
|
|
|
Начало испытаний ТВД ГТУ-3. |
Начало испытаний ТРД W.U. |
Начало испытаний демонстратора |
Разработка ТРД с центробежным |
|
1937 |
Проект первого ТРД РТД-1 с |
||||
ТРД Г.фон Охайна на тягу 600 кгс |
компрессором фирмой BMW в |
||||
центробежным компрессором |
1-й модели (12 апреля) |
||||
|
(начало марта) |
Мюнхене |
|||
|
(А.М.Люлька) |
|
|||
|
|
|
|
||
1938 |
Начало проектирования ТРД РД-1 с |
Начало испытаний ТРД W.U. |
Испытания HeS3B-1 на летающей |
Начало работ над проектами ТРД на |
|
осевым компрессором (А.М. |
3-й модели (конец октября) |
лаборатории Не-118 (июнь) |
фирме Юнкерс под рук. Г.Вагнера и |
||
|
Люлька) |
А.Франца |
|||
|
|
|
|||
1939 |
|
|
Первый полет однодвигательного |
Начало проектирования ТРД Юмо- |
|
|
|
Не-178 с двигателем HeS3B-2 |
|||
|
|
004 А.Францем |
|||
|
|
|
(27 августа) |
||
|
|
|
|
||
|
Рабочие чертежи первого ТРД РД-1 |
|
Начало проектирования ТРД HeS8 с |
Испытания ТРД BMW-109-003 с |
|
|
на тягу 500 кгс переданы на |
Испытания на стенде ТРД с осевым |
осецентробежным компрессором |
осевым компрессором с тягой 800 |
|
1940 |
Кировский завод в Ленинграде. |
компрессором Метрополитен- |
Г.фон Охайном и ТРД HeS30 с |
кгс на заводе Шпандау (констр. |
|
Викерс F2 с тягой 975 кгс (констр. |
Г.Ойстрих). Начало проектирования |
||||
|
Группа В.В.Уварова переведена из |
осевым компрессором группой |
|||
|
А.Гриффит и Х.Констант) |
ТВД BMW-109-028 на мощность |
|||
|
ÂÒÈ â ЦÈÀÌ |
М.Мюллера на фирме Хейнкель |
|||
|
|
7900 ë.ñ. |
|||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Закончены горячие испытания ТВД |
Первый полет однодвигательного |
Первый полет двухдвигательного |
Первый полет двухдвигат. Ме262А с |
|
|
«Глостер Е28/39» с ТРД W1 с тягой |
||||
1941 |
ГТУ-3 В.В.Уварова.А.М.Люлька |
563 кгс (констр. Ф. Уиттл) (15 |
«Хейнкель Не 280» с ТРД HeS8 (30 |
одним Юмо-004 (18 апреля)Первый |
|
получил патент на двухконтурный |
полет Ме-262 с двумя BMW-003 |
||||
|
ТРДД (заявка от 22 апреля) |
мая)W1X отправлен в США на |
марта) |
(ноябрь) |
|
|
фирму Дж. Электрик |
|
|||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На HeS30 получена тяга 900 кгс. |
|
|
|
|
В США совершил первый полет |
Получен заказ на ТРД «109-011» 2- |
Первый полет Ме-262А с двумя |
|
1942 |
|
го поколения с диагонально-осевым |
|||
|
самолет ХР-59А Эйракомет с ТРД |
компрессором (1+3)с πêΣ=4..5, ñ 2- |
двигателями Юмо-109-004-0 с тягой |
||
|
|
W1X (I-A)(октябрь) |
ñò. òóðá., íà òÿãó 1300…1600 êãñ |
840 êãñ (18 èþëÿ) |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
(декабрь) |
|
|
|
|
|
|
Летные испытания BMW-003A-0 |
|
|
В ЦИАМ спроектирован ТВД Э-30- |
Первый полет двух-двигательного |
|
(октябрь). Поломка рабочей лопатки |
|
|
|
турбины ВД Юмо-004 от |
|||
|
80 на мощность 1400 |
«Глостер Метеор 1» с ТРД W2B |
|
||
1943 |
Изготовлен первый ТРД «109-011» |
резонансных вибронапряжений, |
|||
л.с.А.М.Люлька возобновил работы |
(Welland) с тягой 770 кгс (5 марта)и |
||||
|
ïî ÒÐÄ íà áàçå ÐÄ-1 íà òÿãó 1200 |
«Метеор F2/40» с двиг. |
(констр. Г.фон Охайн и М. Бентеле) |
вызванных 6 гармоникой (по числу |
|
|
|
жаровых труб) (июнь 1943… начало |
|||
|
êãñ |
Метрополитен Викерс (ноябрь) |
|
||
|
|
1944). Начало разработки BMW-011 |
|||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
тягой 1362кгс (март) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Начало массовой эксплуатации |
|
Массовая поставка серийных Юмо- |
|
|
|
|
004 на истребитель Ме-262 и |
||
|
|
«Метеор 1» (июль). |
|
||
|
Сборка и первый запуск ТРД С-18 |
На ТРД «109-011» получены тяга |
бомбардировщики Арадо 234В и Ю- |
||
1944 |
Проектирование и испытание ТРД |
||||
(стендовый вариант ТРД ТР-1 |
287. Всего изготовлено около 6400 |
||||
«Нин» с тягой 2270 кгс и «Дервент» |
1300 êãñ |
||||
|
конструкции А.М. Люльки) |
двигат. Юмо-004. 1-й полет Не- |
|||
|
с тягой 1600 кгс на фирме Роллс |
|
|||
|
|
|
162V-1 с одним ТРД BMW-003 (6 |
||
|
|
Ройс (май-октябрь) |
|
||
|
|
|
декабря) |
||
|
|
|
|
49
50
Таблица 1.2.3.3_3
Поколения авиационных ГТД
Поколения |
Назначение |
Схема двигателя |
Компрессор |
Турбина |
m |
Mmax |
|
самолетов |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
I |
|
|
Одновальный осевой |
Неохлаждаемая |
|
|
|
|
|
ÒÑÀ=1000…1150 Ê |
|
|
|||
с 1943 – 1945 гг. по |
Военные |
ÒÐÄ, ÒÐÄÔ, ÒÂÄ, |
или центробежный |
(охлаждение при |
- |
<1 |
|
1949 – 1952 гг. |
|
|
πêΣ=3…5,5 |
использовании сварных |
|
|
|
|
|
|
|
конструкций) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
II |
Военные |
ÒÐÄÔ, ÒÐÄ, ÒÂÄ |
Осевой одновальный с |
Неохлаждаемая (полые |
- |
2…2,3 |
|
|
|
|
|
||||
с 1950 – 1953 гг. по |
|
|
регулируемыми НА или |
лопатки первого СА) |
|
|
|
|
|
|
|
||||
1958 – 1960 гг. |
Гражданские |
ÒÂÄ, ÒÐÄ |
двухвальный πêΣ=7…13 |
ÒÑÀ=1150…1250 Ê |
- |
<1 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
III |
Гражданские |
ÒÐÄÄ |
Осевой двухвальный или |
С внутренним |
0,5…2,5 |
<1 |
|
|
|
|
|||||
|
ТРД(Ф), ТРДДФ(СПС) |
одновальный |
конвективным |
- |
2…2,2 |
||
с 1958 – 1960 гг. по |
|
||||||
|
|
πêΣ=10…15 (ÒÐÄ) |
охлаждением лопаток |
|
|
||
|
ÒÐÄÔ |
- |
2,5…3,2 |
||||
1967 – 1970 гг. |
Военные |
|
πêΣ=16…20 (ÒÐÄÄ) |
ÒÑÀ=1300…1450 Ê |
|
|
|
ТРДД, ТРДДФ |
0,7…1,5 |
3 |
|||||
|
|||||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ТРДДФ, |
ZÊ=(3…5)+(7…10) |
ZÒ=(1…2)+(1…2) |
0,4…2,0 |
3 |
|
|
Военные |
ÒÐÄÄ |
|||||
IV |
Осевой двухвальный или |
С конвективно-пленочным |
6…8 |
<1 |
|||
с 1967 – 1970 гг. до |
|
γ=0,155…0,122 |
трехвальный |
охлаждением лопаток |
|
|
|
начала 1980 гг. |
|
|
πêΣ=20…30 |
ÒÑÀ=1450…1650 Ê |
|
|
|
Гражданские |
ÒÐÄÄ |
4…6 |
<1 |
||||
|
ZÊÂÄ=9…16 |
ZÒ=(1…2)+(3…5) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
IV+ |
Военные |
ТРДДФ |
πêΣ=27…34 |
ÒÑÀ=1650…1750 Ê |
0,2…0,5 |
2,0…2,5 |
|
с конца 1970-х гг. |
γ=0,130…0,104 |
ZÊ=3+(7…10) |
ZÒ=(1…2)+(1…2) |
||||
|
|
|
|||||
до середины 1990 |
Гражданские |
ÒÐÄÄ |
πêΣ=30…38 |
ÒÑÀ=1550…1640 Ê |
4,3…6,6 |
<1 |
|
гг. |
ZÊÂÄ=9…14 |
ZÒ=(1…2)+(4…5) |
|||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Военные |
ТРДДФ |
πêΣ=24…35 |
ÒÑÀ=1750…1850 Ê |
0,2…0,5 |
2,0…2,5 |
|
V |
γ=0,120…0,100 |
ZÊ=(2...3)+(5…6) |
ZÒ=1+1 |
||||
|
|
|
|||||
с начала 1980 гг. |
Гражданские |
ÒÐÄÄ |
πêΣ=32…45 |
ÒÑÀ=1610…1780 Ê |
6…9 |
<1 |
|
|
ZÊÂÄ=6…12 |
ZÒ=(1…2)+(3…7) |
11…17 |
||||
|
|
|
|
||||
|
Военные (целевой облик) |
ТРДДФ |
πêΣ=25…40 |
ÒÊÑ=2100…2350 Ê |
0,2…0,6 |
<2,5 |
|
VI |
γ=0,080…0,050 |
Ζê=(1...2)+(1…5) |
ZÒ=1+1 |
||||
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||
позднее 2003 года |
Гражданские |
ÒÐÄÄ |
πêΣ=50…60 |
ÒÊÑ=1900…2000 |
10…11 |
0,95 |
|
|
ZÊÂÄ=6 |
ÊZÒ=1+4 |
|||||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
двигателях газотурбинных о сведения Общие - 1 Глава